Besiūliai ir cinkuoto plieno vamzdžiai: procesas, dengimas ir pasirinkimas

Dvi skirtingos techninės kategorijos, o ne du konkuruojantys produktai

Besiūliai ir cinkuoti vamzdžiai paprastai pateikiami vienas šalia kito kabučių lentelėje, tarsi jie būtų tos pačios rūšies alternatyvos, ir dėl to įrėminta daugiausia specifikacijų klaidų prekyboje. Besiūliai aprašo, kaip buvo pagamintas plieninis korpusas: kietas ruošinys praduriamas ir susukamas į tuščiavidurį apvalkalą be išilginės siūlės slėgio ribose. Cinkuota apibūdina tai, kas vėliau buvo padengta paviršiumi: cinko danga, paprastai karštai panardinama, apsauganti plieninį vamzdį, nesvarbu, ar tas vamzdis yra besiūlis, ar suvirintas.

Kai kategorijos yra atskirtos, atrankos logika tampa paprasta. Gamybos būdas parenkamas taip, kad atitiktų mechanines užduotis, ty slėgį, temperatūrą, nuovargį ir lenkimą. Danga parenkama taip, kad atitiktų aplinkosaugos reikalavimus, ty dirvožemio, atmosferos, kondensacijos ir panardinimo. Pirkimo užsakymas, kuriame nurodytas tik vienas iš dviejų, palieka tiekėjui teisę pasirinkti kitą, todėl aukšto slėgio linija atkeliauja su ERW korpusu arba požeminė linija plika.

Besiūlė gamyba: nuo ruošinio iki tuščiavidurio apvalkalo

Klasikinis maršrutas prasideda nuo apvalaus plieno ruošinio, įkaitinto iki maždaug 1200–1250 laipsnių Celsijaus, pradurtu kamščiu, kad susidarytų storasienis kaušelis, tada pailgintu virš įtvaro kaiščio malūno arba ištisinio įtvaro malūno, o galiausiai parinktas dydis ir ištiesintas. Rezultatas yra korpusas, kurio grūdelių srautas yra perimetras, vienodos savybės visame 360 ​​laipsnių kampu ir nėra suvirinimo siūlės, todėl gaminio specifikacijose, skirtose rimtam eksploatavimui, jis laikomas numatytąja slėgio riba.

Produkto standartai apibrėžia, kuo pirkėjas gali pasikliauti. ASTM A106/A106M apima besiūlius anglinio plieno vamzdžius, skirtus aukštos temperatūros A, B ir C klasių eksploatavimui, su tempimo bandymais, išlyginimo ir lenkimo bandymais bei hidrostatiniu bandymu, kaip įprasta. ASTM A333/A333M apima besiūlius ir suvirintus žemos temperatūros vamzdžius su privalomu Charpy smūgio bandymu, o 3, 6 ir 8 klasės skiriasi nikelio kiekiu ir bandymo temperatūra, kurią jie turi išlaikyti. EN 10216-1 ir EN 10216-2 dengia besiūlius vamzdžius, skirtus slėgiui, atitinkamai su nelegiruotomis ir aukštesnės temperatūros klasėmis, o API 5L apima besiūlius vamzdžius nuo B klasės iki X80 PSL1 ir PSL2 kokybės lygiais.

Karštai apdoroto besiūlio vamzdžio sienos tolerancija paprastai yra plius arba minus 12,5 procento vardinės vertės, o ekscentriškumas dėl pradūrimo operacijos reiškia, kad vieno generatoriaus siena gali būti juostos viršuje, o priešinga pusė yra apačioje. Apskaičiuojant slėgį tai svarbu: projektuojant turi būti remiamasi minimalia sienele, o ne vardine, o pirkėjas, ketinantis apskaičiuoti leistiną slėgį, turėtų reikalauti, kad sienelė būtų patikrinta ultragarsiniu storio matavimu gamykloje.

Suvirintas vamzdis kaip cinkavimo pagrindas

Dauguma cinkuotų vamzdžių bendrojoje prekyboje pradeda gyvuoti kaip elektros varža suvirintas vamzdis, pagamintas iš plyšinės ritės, suformuotas į cilindrą ir suvirintas išilgine siūle aukšto dažnio indukcija arba kontaktine varža be užpildo. ASTM A53/A53M tipas E ir F tipas, EN 10255 ir GB/T 3091 yra įprastos šios klasės nuorodos, o suvirinimas paprastai paliekamas suvirintas ir nėra termiškai apdorojamas.

ERW vamzdis yra efektyvus gaminys, turintis gerą matmenų konsistenciją ir mažą vieno metro kainą. Jis puikiai tinka žemo slėgio vandens, oro, garų kondensato ir konstrukcijų rėmams. Tai nesiūlo slėgio ribos be siūlių: suvirinimo siūlė ir jos karščio paveikta zona yra tos vietos, kur hidrostatinio bandymo metu gali atlaikyti susiliejimo, susiuvimo ir kabliukų įtrūkimų, todėl gaminio standartai prideda išlyginimo bandymą, suvirinimo linijos sūkurinės srovės arba ultragarso tyrimą ir, kai kurioms klasėms, suvirinimo kietumo ribą.

Todėl pirkėjas, užsakantis cinkuotą vamzdį, turėtų išsiaiškinti, koks pagrindas yra siūlomas. Cinkuotas ERW yra numatytasis ir paprastai tai, ką pardavėjas reiškia žodžiu cinkuotas. Cinkuotas besiūlis yra kitoks, brangesnis gaminys, skirtas darbams, kai tiek slėgio vientisumas, tiek išorinis atsparumas korozijai yra nediskutuotini.

Karštas cinkavimas: metalurgija, storis ir standartinės vertės

Karštas cinkavimas išvalytą plieną panardina į išlydytą cinką, kurio temperatūra yra maždaug 445–460 laipsnių Celsijaus. Reakcija sukuria metalurginį ryšį per cinko ir geležies intermetalinių sluoksnių seką, paprastai apibūdinamą kaip eta, zeta, delta ir gama nuo išorinio paviršiaus į vidų, o viršuje yra gryno cinko eta sluoksnis. Kadangi danga yra legiruota su plienu, o ne ant jo nusodinama, nuo vidutinio smūgio ji nesisluoksniuoja ir galvaniškai apsaugo plieną įpjautose briaunos ir įbrėžimų vietose, kur cinkas tampa anodu, o plienas – katodu.

Dangos masė yra priimtinas kintamasis, ir tai yra masė ploto vienetui, o ne vizualinis sprendimas. ASTM A123/A123M nustato minimalias vidutines dangos masės vertes pagal plieno storį, o 610 gramų kvadratiniam metrui taikoma 4,8 milimetro ir storesniam plienui, o tai atitinka maždaug 86 mikrometrus cinko. ASTM A153/A153M apima techninę įrangą ir srieginius komponentus, kur danga taip pat turi atlaikyti surinkimą ir nenutrūkti. ISO 1461 nustato minimalias vietines ir vidutines storio vertes, paprastai 70 mikrometrų vietinio ir 85 mikrometrų vidutinės 6 milimetrų ir storesnio plieno, o EN 10240 apima automatiškai cinkuotą vamzdį ta pačia dvasia. Cinkuoti sriegiai yra silpniausia bet kurios dengtos jungties vieta, nes nupjauto sriegio cinkas yra plonesnis, o movos sandara jį dar labiau trina; A153 ir A123 numato šią sąlygą.

Stiprumas ir korozija, palyginti tame pačiame puslapyje

Cinkavimas nepadidina pagrindo stiprumo jokiu išmatuojamu kiekiu. Panardinimo temperatūra yra daug žemesnė už anglinio plieno grūdinimo diapazoną, danga yra kelių dešimčių mikrometrų storio ir ji neatlieka jokio struktūrinio vaidmens, todėl takumo riba, atsparumas tempimui ir pailgėjimas yra tokie patys kaip pagrindinio vamzdžio ir apie juos pranešama atliekant pagrindinio vamzdžio bandymą. Bet kuris tiekėjas, reikalaujantis aukštesnio slėgio vien dėl to, kad vamzdis yra cinkuotas, apibūdina storesnę sieną, o ne tvirtesnę medžiagą.

Paslaugos apribojimai, lemiantys pasirinkimą

Temperatūros lubos yra dažniausiai nepaisoma riba. Cinko danga paprastai nerekomenduojama esant aukštesnei nei 200 laipsnių Celsijaus temperatūrai, o cinko ir plieno difuzijos diapazone danga gali sunaudoti plieno paviršių ir jį sutrupinti, ypač esant didelio stiprumo mažo lydinio rūšims. Todėl garo linijos, karštos alyvos linijos ir katilo vamzdynai priklauso plikam arba legiruotam vamzdžiui, o ne cinkuotam vamzdžiui, nepaisant to, kaip būtų patogu dengti lauke.

Antroji riba yra vidinė. Cinkas yra amfoterinis: gerai atsparus neutraliam vandeniui, bet tirpsta stipriai rūgštinėje ar stipriai šarminėje terpėje, o vandens cheminei svyravimams svyruojant gali sluoksniuotis ir užkimšti mažas angas. Štai kodėl aukšto slėgio dujų perdavimui naudojamas plikas vamzdis iki API 5L su išorine dangų sistema, tokia kaip trijų sluoksnių polietilenas pagal DIN 30670 arba lydytas epoksidas pagal ISO 21809-2, o ne vidinis cinko sluoksnis, kuris gali nuskilti ir keliauti pasroviui.

Trečioji riba – palaidota paslauga. Cinkas apsaugo plieną daugumoje dirvožemių, tačiau žemoje varžoje, rūgštinėje arba chloridinėje žemėje anodinėse vietose danga sunaudojama, o apsauga yra baigtinė. Ilgaamžiams palaidotiems magistraliniams tinklams inžinerinis sprendimas yra danga ir katodinė apsauga, remiantis ISO 12944 dangų sistemai ir NACE SP0169 katodinės apsaugos praktikai, o vamzdis turi būti elektra ištisinis, jei planuojama apsauga nuo srovės poveikio.

Kai cinkuotas besiūlis vamzdis yra teisingas atsakymas

Yra tikras vidurinis atvejis: vamzdis, kuris turi išlaikyti slėgį be siūlės ir taip pat turi atlaikyti agresyvią išorinę aplinką be atskiros dengimo operacijos. Gaisro gesinimo žiediniai tinklai pakrančių gamyklose, komunalinio vandens tiekimo linijos atviroje jūroje, kondensatoriaus aušinimo atšakos jūrinėse aikštelėse ir plovimo sistemos trąšų ir chemijos gamyklose – visa tai atitinka šį aprašymą, o karštai cinkuotas besiūlis vamzdis su juo susitinka tiesiogiai.

Tinkamai nurodyti tą hibridą reiškia parašyti tris sakinius, o ne vieną. Korpusas turi būti besiūlis pagal nurodytą gaminio standartą su reikiama rūšimi ir sienele, danga turi atitikti įvardytą dangos standartą su nurodyta mažiausia ploto vieneto masė, o galai turi būti apsaugoti: arba cinkuoti sriegiai su dangą suderinamu sandarikliu, arba lygūs galai, paruošti suvirinimui, dangą atstačius atgal tam tikru atstumu, o jungtis vėliau padengta. Nupjaunant arba suvirinus dangą be dokumentais patvirtinto remonto, lieka plikas žiedas būtent toje vietoje, kur labiausiai tikėtina korozija.

Gamyba, suvirinimas ir dengimo taisymas

Cinkuoto vamzdžio suvirinimas yra kontroliuojama, o ne įprasta operacija. Cinkas išgaruoja maždaug 907 laipsnių Celsijaus temperatūroje, gerokai žemesnėje už lanko temperatūrą, o susidarantys dūmai kelia pavojų kvėpavimui, todėl reikia priverstinės ventiliacijos ir kvėpavimo takų apsaugos. Metalurginiu požiūriu suvirinimo baseino užteršimas cinku sukelia poringumą ir susiliejimo trūkumą, todėl prieš pradedant suvirinimą reikia pašalinti dangą nuo jungčių paviršių ir bent 25–50 milimetrų iš abiejų siūlės pusių, o suvirinimas turi būti atliktas naudojant netauriajam metalui tinkamą procedūrą.

Po suvirinimo jungtis ir karščio paveikta danga pataisomos naudojant daug cinko turinčią remonto dangą pagal dokumentuotą praktiką, pvz., ASTM A780. Remontas nėra lygiavertis originaliai dangai atsparumu dilimui ar galvanine talpa, todėl suvirintų jungčių konstrukcija turi būti apsaugota nuo panardinimo, kur tik įmanoma, ir išdėstyti taip, kad dauguma jungčių būtų prieinamose, vėdinamose vietose.

Sriegimas perpjauna dangą ir atidengia plieną ties sriegio šaknimis, o tai yra klasikinė nesandarios cinkuotos linijos kilmė. Srieginėms jungtims reikia naudoti cinko dulkių arba cinko turintį sandariklį, atlikti iki nurodyto apsisukimų skaičiaus ir po surinkimo patikrinti. Lenkimas, braukimas ir griovelių įdėjimas panašiai pažeidžia dangą, todėl reikalingas toks pat dokumentuotas remontas.

Specifikacijos ir priėmimo kontrolinis sąrašas

Pirkėjas, lygindamas vientisą pasiūlymą su cinkuotu pasiūlymu, prieš lygindamas kainą turėtų sumažinti abu parametrus iki tų pačių parametrų. Korpusui: gaminio standartas ir leidimas, klasė, pristatymo būklė, išorinis skersmuo ir sienelė su leistinaisiais nuokrypiais, ilgis ir galo apdaila bei tai, ar taikomas hidrostatinis ar neardomasis bandymas. Dangos atveju, jei reikia: dangos standartas, mažiausia dangos masė arba storis, sriegio dengimo reikalavimas, taisymo praktika ir plikų dėmių išvaizdos kriterijai.

Priėmimas gavimo metu turėtų apimti vizualinį viso ilgio apžiūrą, dangos storio rodmenis tam tikru dažnumu, kai matuoklis sukalibruotas pagal tą patį kreivumą, galų ir sriegių, kurie pirmiausia pažeidžiami transportuojant, patikrinimą ir ilgių mėginio matmenų patikrinimą. Malūno bandymo sertifikatas pagal EN 10204 3.1 tipą pririša pristatytą vamzdį prie tam tikros temperatūros ir konkrečių bandymų rezultatų, ir tai yra vienintelis dokumentas, leidžiantis pirkėjui įrodyti, kad substratas buvo vientisas, kai danga slepia įrodymus.

Saugojimo sprendimai taip pat priklauso specifikacijai. Cinkuotame vamzdyje, sandėliuojamame su šlapia mediena, susidaro baltos rūdys, stambiagabaritinis cinko hidroksidas, kuris be jokios naudos sunaudoja dangą, o priemonė yra sausas, ventiliuojamas krovimas su tarpikliais, leidžiančiais judėti orui. Plikas besiūlis vamzdis, laikomas kelis mėnesius drėgname kieme, reikalauja apsauginės alyvos arba laikinos dangos, nes kitaip rūdys perauga į duobes, kurios vėliau nepavyksta patikrinti, kitu atveju vamzdis būtų praėjęs.

DUK

Kl .: Ar cinkuotas vamzdis yra stipresnis už juodą plieninį vamzdį?
Ne. Cinkavimas – tai paviršiaus apdorojimas, taikomas baigus vamzdį ir nepakitus takumo stipris, tempiamasis stipris ir pailgėjimas; bet koks stiprumo skirtumas tarp dviejų pasiūlymų priklauso nuo pagrindo klasės ir sienelės storio, o ne dėl cinko.

Kl .: Ar gali būti naudojamas cinkuotas vamzdis aukšto slėgio dujų perdavimui?
Ne. Aukšto slėgio perdavimo linijose naudojamas plikas vamzdis iki API 5L su išorine danga, pvz., trijų sluoksnių polietilenu arba lydymosi epoksidine danga, nes vidinis cinko sluoksnis gali sluoksniuotis ir sugadinti pasroviui skirtą įrangą, o danga neduoda naudos palaidotai, dengtai magistralei.

Kl .: kokia yra maksimali karštai cinkuoto vamzdžio eksploatavimo temperatūra?
Nuolatinis aptarnavimas paprastai ribojamas iki maždaug 200 laipsnių Celsijaus; viršijant tą cinko ir plieno tarpusavio difuzijos diapazoną, danga sunaudojama, o didelio stiprumo rūšys gali sutrupėti, todėl garų ir karšto aliejaus reikmėms vietoj to reikia nedengto arba legiruoto vamzdžio.

K: Kaip patikrinamas cinko dangos storis?
Magnetinio storio matuoklio rodmenys apibrėžtuose taškuose išilgai eilinės patikros ir gravimetrinės juostos bandymas pagal ASTM A123/A123M, kai turi būti patvirtintas dangos masės skaičius; ISO 1461 nurodo atitinkamas minimalias vietines ir vidutines storio vertes.

K: Ar cinkuotas vamzdis tarnauja ilgiau nei plikas vamzdis po žeme?
Daugumoje neutralių dirvožemių jis išlieka daug ilgiau, tačiau apsauga yra baigtinė ir priklauso nuo dirvožemio varžos, pH ir chlorido kiekio; Norint užtikrinti ilgą konstrukcijos tarnavimo laiką, priimta naudoti barjerinę dangą ir katodinę apsaugą, o ne pasikliauti vien tik cinku.

Kl .: Ar galima suvirinti cinkuotą besiūlį vamzdį lauke?
Taip, taikant kvalifikuotą procedūrą, pašalinus dangą 25–50 milimetrų abiejose jungties pusėse, naudojant dūmų ištraukimą ir kvėpavimo takų apsaugą, o vėliau padengus cinko turinčią remonto dangą pagal dokumentuotą remonto praktiką, pvz., ASTM A780.