Producția de conducte din oțel inoxidabil fără sudură pentru serviciul la temperaturi ridicate

Distanțarea corectă a suporturilor împiedică sistemul de conducte din oțel inoxidabil să se deformeze, să vibreze sau să se uzeze prin frecare; referințele standard în acest sens sunt MSS SP-58 și MSS SP-69, care definesc materialele, proiectarea și practicile de instalare pentru suspensii de țevi. Un detaliu specific oțelului inoxidabil este relevant aici: modulul de elasticitate al oțelului inoxidabil austenitic este cu aproximativ 10–15 % mai mic decât cel al oțelului carbon, astfel încât o deschidere identică se deformează mai mult, iar tabelele de distanțare concepute pentru oțelul carbon nu sunt conservative pentru oțelul inoxidabil. Adăugând mișcarea termică și necesitatea de a evita contactul dintre oțelul inoxidabil și oțelul carbon, proiectarea suporturilor devine o problemă de inginerie reală. La Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. recomandăm clienților să planifice suporturile ținând cont de rigiditate, temperatură și izolare galvanică încă de la început.

De ce oțelul inoxidabil necesită o atenție mai riguroasă decât oțelul carbon
Deformarea datorită greutății proprii depinde de lungimea deschiderii, de încărcare, de momentul de inerție și de modulul de elasticitate al materialului. Oțelurile inoxidabile austenitice au un modul de elasticitate situat în jurul valorilor 193–200 GPa, comparativ cu aproximativ 205–210 GPa pentru oțelul carbon. Deoarece deformarea este invers proporțională cu modulul de elasticitate, aceeași conductă, montată pe aceeași deschidere, se deformează vizibil mai mult în cazul oțelului inoxidabil. Dacă se copiază direct o tabelă de distanțe între suporturi concepută pentru oțelul carbon, liniile pentru oțelul inoxidabil pot depăși limita obișnuită de deformare, care este, în general, stabilită la aproximativ 2,5 mm între suporturi, pentru a menține panta de scurgere și a evita acumularea apei.
Inoxidabilul este, de asemenea, adesea specificat cu pereți mai subțiri decât oțelul carbon pentru aceeași presiune, deoarece rezistența sa și rezerva sa la coroziune se calculează în mod diferit. Un perete mai subțire reduce momentul de inerție și mărește săgeata. Modulul de elasticitate mai mic, împreună cu peretele mai subțire, înseamnă că distanțele dintre suporturi pentru conducte din oțel inoxidabil ar trebui, în general, să fie mai scurte decât cele echivalente pentru oțel carbon, sau conducta trebuie verificată explicit în raport cu limitele de săgeată și tensiune, nu doar conform unei tabele generice.

Indicații privind distanțarea suporturilor și modul de utilizare
MSS SP-69 oferă distanțele maxime între suporturi pentru tronsoane orizontale drepte, în funcție de diametrul nominal și de conținutul conductei, separând serviciul cu apă de cel cu vapori sau gaze, deoarece liniile umplute cu lichid au o greutate mai mare. Aceste valori presupun o încărcare uniform distribuită și o limită combinată de tensiune de încovoiere și săgeată. Pentru oțel inoxidabil, tratați distanțele publicate ca pe un punct de plecare și verificați săgeata, sau reduceți ușor distanțele dintre suporturi pentru a compensa modulul de elasticitate mai mic.

Aceste valori respectă modelul MSS SP-69 pentru ţevi din oţel cu perete standard; pentru ţevi din oţel inoxidabil cu perete subţire, reduceţi-le sau verificaţi criteriul de deviere de 2,5 mm la temperatura de funcţionare. Încărcările concentrate, cum ar fi robinetele, flanşele şi staţiile de instrumente, necesită un suport plasat în imediata apropiere a încărcării, nu conform tabelului pentru tronsoane drepte. Coloanele verticale necesită ghidaje pentru controlul mişcării laterale şi un suport portant în apropierea bazei.

Gestionarea deplasărilor termice
Oțelul inoxidabil se dilată mai mult decât oțelul carbon. Calitățile austenitice au un coeficient de dilatare termică de aproximativ 16–18 micrometri pe metru pe grad Celsius, cu circa 40–50 % mai mare decât cel al oțelului carbon (aproximativ 12). O conductă austenitică de 30 m încălzită cu 200 °C poate crește cu aproximativ 100 mm, astfel încât sistemul de susținere trebuie să permită deplasarea conductei, păstrând în același timp capacitatea de a suporta greutatea acesteia. Abordarea obișnuită constă în fixarea unor puncte alese cu ancoraje, permițând conductei să alunece axial prin ghiduri care limitează mișcarea laterală și absorb creșterea prin bucle de expansiune sau prin flexibilitatea traseului.
Dacă amplasarea ancorajelor și ghidurilor este incorectă, se transmit sarcini termice mari în racordurile echipamentelor sau se produce flambarea conductei. Suporturile glisante necesită suprafețe de contact cu frecare scăzută și compatibile din punct de vedere al coroziunii, iar suspensiile cu arc sau cu efort constant se folosesc acolo unde deplasarea termică verticală ar descărca altfel o suspensie rigidă.

Evitați contactul cu oțelul carbon și spațiile nguste
O cauză subtilă, dar frecventă, a defectării premature este contactul direct dintre conducta din oțel inoxidabil și suporturile din oțel carbon. Fierul transferat de la o clește, bulon în U sau grindă din oțel carbon se încorporează în suprafața din oțel inoxidabil și se oxidează, iar punctul de contact devine o fisură în care se concentrează clorurile, declanșând coroziunea prin pitting sau coroziunea interstițială. Soluția constă în izolarea conductei de suporturile ferice prin folosirea de plăcuțe din oțel inoxidabil sau nemetalice, căptușeli din elastomer sau PTFE, sau plăcuțe protectoare fixate prin lipire, precum și în evitarea acumulării de umiditate în zona de contact.
Vibrația agravează uzura la nivelul suporturilor. În cazul conductelor care transportă pompe sau echipamente alternative, sau acolo unde este probabilă vibrația indusă de curgere, distanțarea mai strânsă ridică frecvența naturală și reduce riscul de rezonanță, iar cleștii amortizați limitează fretting-ul. Orice punct rigid care permite contactul metal-pe-metal între conductă și suport va duce, în cele din urmă, la subțierea peretelui, astfel încât căptușelile protectoare își îndeplinesc dubla funcție de protecție împotriva coroziunii și a abrazivității.

Vibrația, ghidurile și ancorajele în practică
Distanța dintre suporturi determină, de asemenea, frecvența naturală a sistemului. Deschiderile mai lungi se deformează în mai mare măsură și vibrează la frecvențe mai joase, apropiate de frecvența de excitație generată de mașinile rotative; prin urmare, scurtarea deschiderilor reprezintă o metodă directă de detuning pentru o conductă în vibrație. Ghidurile împiedică mișcarea laterală bruscă (whipping), iar ancorajele stabilesc locul în care se absoarbe dilatarea termică. Un plan coerent este alcătuit dintr-un șir de ancoraje, ghiduri și suporturi de sarcină, aranjate astfel încât fiecare deschidere să respecte limita de deformare, fiecare punct de sarcină să fie susținut și fiecare deplasare termică să aibă o cale bine definită.

Listă practică de verificare
Proiectați suporturi din oțel inoxidabil pentru a limita săgeata la aproximativ 2,5 mm, în loc să copiați deschiderile din oțel carbon; reduceți distanța dintre suporturi pentru produsele cu perete subțire. Așezați suporturile lângă supape, flanșe și alte încărcări concentrate. Asigurați ancoraje, ghidaje și flexibilitate pentru a compensa dilatarea termică mai mare a calităților austenitice. Izolați conducta de suporturile din oțel carbon folosind plăci nemetalice sau din oțel inoxidabil, pentru a evita contaminarea cu particule de fier, coroziunea prin crăpături și uzura prin vibrații. Wenqiang furnizează țevi din oțel inoxidabil fără sudură și sudate, în calitățile și grosimile de perete necesare proiectului dumneavoastră de suporturi, cu certificare dimensională și materială, astfel încât țevile să corespundă ipotezelor ingineresti care stau la baza distanțării.

Întrebări frecvente
Î: De ce necesită țevile din oțel inoxidabil o distanțare mai mică între suporturi decât cele din oțel carbon?
R: Oțelul inoxidabil austenitic are un modul de elasticitate cu aproximativ 10–15 % mai mic decât cel al oțelului carbon și este adesea livrat cu pereți mai subțiri, astfel încât aceeași deschidere se deformează în mai mare măsură. Folosirea tabelurilor de distanțare concepute pentru oțelul carbon poate depăși limita obișnuită de deformare de 2,5 mm.
Î: Cum preveniți coroziunea la suporturile pentru conducte?
R: Izolați conducta din oțel inoxidabil de clemele și grinzile din oțel carbon folosind plăci de uzură nemetalice sau din oțel inoxidabil, respectiv garnituri din PTFE. Această măsură previne încorporarea particulelor de fier, elimină spațiul îngust în care se concentrează clorurile și reduce, de asemenea, uzura prin fretting cauzată de vibrații.

Pentru conducte din oțel inoxidabil fără sudură și sudate, livrate conform cerințelor dvs. privind suporturile și deformarea, contactați Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. la +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/