Pengeluaran dan aplikasi paip keluli lancar yang berdinding tebal diameter diameter
Pengeluaran dan penggunaan paip keluli lancar berdinding tebal besar diameter
Paip keluli lancar berdinding tebal besar diameter adalah komponen kritikal dalam industri yang memerlukan bahan-bahan yang mantap yang mampu menahan tekanan tinggi, suhu yang melampau, dan tekanan mekanikal. Paip ini, dicirikan oleh diameter luar melebihi 200 mm dan ketebalan dinding sering lebih besar daripada 20 mm, penting dalam aplikasi seperti silinder hidraulik tekanan tinggi, saluran paip minyak dan gas, dan jentera berat. Dokumen ini meneroka proses pengeluaran mereka, sifat bahan, tingkah laku mekanikal, dan aplikasi praktikal, dengan penekanan pada piawaian bahan antarabangsa.
1. Proses pengeluaran
Pembuatan paip keluli lancar berdinding tebal besar diameter melibatkan teknik canggih untuk memastikan integriti struktur dan ketepatan dimensi. Berikut adalah peringkat utama:
1.1 Pemilihan bahan mentah dan penyediaan bilet
Pengeluaran bermula dengan bilet keluli berkualiti tinggi, biasanya dihasilkan melalui relau arka elektrik (EAF) atau relau oksigen asas (BOF) kaedah. Bahan biasa termasuk keluli karbon (cth., ASTM A106 Gr.B, 20#) dan keluli aloi (cth., 42CrMo, 34CrMo4). Billet diperiksa untuk komposisi kimia dan kecacatan dalaman menggunakan teknik seperti spektrometri dan ujian ultrasonik.
1.2 Menindik panas
Billet dipanaskan hingga 1100-1250 ° C dalam relau perapian berputar, kemudian menusuk menggunakan kilang menusuk mannesmann untuk membuat kerang kosong. Proses ini memastikan struktur lancar, dengan diameter luar biasa dari 100 mm ke 500 mm dan ketebalan dinding 20-80 mm untuk paip besar diameter.
1.3 Rolling panas atau penyemperitan
Cangkang berongga diproses selanjutnya melalui rolling panas (Menggunakan kilang mandrel) atau penyemperitan panas. Diameter rolling panas sehingga 600 mm, Walaupun penyemperitan lebih disukai untuk bahagian berdinding tebal (ketebalan dinding/nisbah diameter luar >0.1), Menawarkan keseragaman dan kekuatan yang unggul. Suhu dikekalkan melebihi 1000 ° C untuk meningkatkan kemuluran.
1.4 Kemasan Sejuk (Pilihan)
Untuk aplikasi yang memerlukan toleransi yang tepat (cth., ± 0.1 mm) atau permukaan licin, lukisan sejuk atau rolling sejuk digunakan. Ini meningkatkan kekuatan hasil melalui pengerasan kerja dan menapis dimensi paip, Kritikal untuk tong silinder hidraulik.
1.5 Rawatan Haba
Rawatan haba meningkatkan sifat mekanikal:
- Menormalkan: Pemanasan hingga 850-900 ° C dan penyejukan udara untuk melegakan tekanan.
- Pelindapkejutan dan Pembajaan: Pelindap (cth., untuk 42crmo) untuk mencapai kekuatan dan ketangguhan yang tinggi.
Permukaan dalaman boleh diasah ke penamat ra ≤ 0.4 μm untuk aplikasi hidraulik.
1.6 Kawalan Kualiti
Paip selesai menjalani ujian yang ketat, termasuk ujian tekanan hidrostatik (sehingga 100 MPa), Pengesanan kecacatan ultrasonik, dan pemeriksaan dimensi, memastikan pematuhan piawaian seperti ASTM A519, DALAM 10297-1, atau GB/T. 8162.
2. Spesifikasi dan sifat bahan
Pilihan bahan bergantung pada tekanan, suhu, dan keadaan persekitaran. Dua jadual disediakan di bawah: satu untuk gred Cina biasa (Piawaian GB) dan yang lain untuk Eropah (DALAM) dan Amerika (ASTM/ASME) gred digunakan secara meluas di pasaran antarabangsa.
2.1 Piawaian bahan Cina (GB)
| Gred | Standard | Kekuatan Hasil (MPa) | Kekuatan Tegangan (MPa) | Julat Ketebalan Dinding (mm) | Elemen aloi utama |
|---|---|---|---|---|---|
| 20# | GB/T 8162 | ≥410 | ≥550 | 10-50 | C: 0.17-0.24, Mn: 0.35–0.65 |
| 45# | GB/T 8162 | ≥600 | ≥750 | 10-50 | C: 0.42–0.50, Mn: 0.50–0.80 |
| 16Mn (S345) | GB/T 1591 | ≥345 | ≥470 | 15-60 | C: ≤0.20, Mn: 1.00-1.60 |
| 42CrMo | GB/T 3077 | ≥650 | ≥850 | 20-80 | C: 0.38-0.45, Cr: 0.90-1.20, Mo: 0.15-0.25 |
2.2 Piawaian Bahan Eropah dan Amerika (En dan astm/asme)
| Gred | Standard | Kekuatan Hasil (MPa) | Kekuatan Tegangan (MPa) | Julat Ketebalan Dinding (mm) | Elemen aloi utama |
|---|---|---|---|---|---|
| P355N | DALAM 10216-3 | ≥355 | 490-630 | 10-60 | C: ≤0.20, Mn: 0.90-1.70 |
| 34CrMo4 | DALAM 10297-1 | ≥650 | ≥900 | 20-80 | C: 0.30-0.37, Cr: 0.90-1.20, Mo: 0.15–0.30 |
| A106 Gr.B | ASTM A106 | ≥240 | ≥415 | 10-50 | C: ≤0.30, Mn: 0.29–1.06 |
| A519 4140 | ASTM A519 | ≥655 | ≥855 | 20-80 | C: 0.38-0.43, Cr: 0.80–1.10, Mo: 0.15-0.25 |
| A335 P22 | ASTM A335 | ≥205 | ≥415 | 15-60 | C: ≤0.15, Cr: 1.90–2.60, Mo: 0.87–1.13 |
Nota: Kekuatan hasil dan tegangan mungkin berbeza -beza berdasarkan rawatan haba dan ketebalan dinding. Gred Eropah seperti P355N dan 34CRMO4 adalah biasa di dalam tekanan, Walaupun gred ASTM seperti A519 4140 Excel dalam aplikasi hidraulik tekanan tinggi.
3. Analisis mekanikal
3.1 Tekanan gelung
Tekanan gelung (S_H) adalah tekanan dominan dalam paip bertekanan:
S_H = (P × d_i) / (2 × t)
Contoh: P = 80 MPa, D_i = 300 mm, t = 40 mm, S_H = (80 × 300) / (2 × 40) = 300 MPa, Selamat untuk A519 4140 (S_Y = 655 MPa).
3.2 Reka bentuk ketebalan dinding
Ketebalan dinding minimum (t_min) menggabungkan faktor keselamatan (Sf = 2):
t_min = (P × d_i) / (2 × s_y / Sf)
Untuk p = 80 MPa, D_i = 300 mm, S_Y = 655 MPa, t_min = (80 × 300) / (2 × 655 / 2) = 36.64 mm, jadi t = 40 mm memadai.
3.3 Tekanan pecah
Tekanan pecah (P_burst) Menunjukkan ambang kegagalan:
P_burst = (2 × s_u × t) / D_i
Untuk A519 4140 (Σ_u = 855 MPa), P_burst = (2 × 855 × 40) / 300 = 228 MPa, Margin yang ketara di atas 80 MPa.
3.4 Pertimbangan Keletihan
Untuk memuatkan kitaran, had ketahanan (σ_e ≈ 0.4-0.5 × σ_u) mesti melebihi amplitud tekanan. Untuk 34crmo4 (Σ_u = 900 MPa), σ_e ≈ 400-450 MPa, Memastikan ketahanan.
4. Aplikasi
4.1 Silinder hidraulik tekanan tinggi
Gred seperti A519 4140 dan 34crmo4 digunakan dalam peralatan berat (cth., penggali, menekan), mengendalikan 50-100 MPa dan memaksa sehingga 1000 tan.
4.2 Pengangkutan Minyak dan Gas
A106 GR.B dan P355N PIPES dengan dinding 30-60 mm mengangkut hidrokarbon tekanan tinggi, Menentang kakisan dan keletihan.
4.3 Jentera Berat dan Sistem Marin
Di kren dan platform luar pesisir, 42Paip CRMO atau A335 P22 menahan beban dinamik dan persekitaran yang keras.
4.4 Penjanaan Kuasa
A335 P22 dan gred yang serupa dalam dandang loji kuasa mengendalikan stim suhu tinggi sehingga 540 ° C dan 10 MPa.
5. Contoh reka bentuk praktikal
Untuk silinder hidraulik dengan p = 90 MPa, diameter luar = 400 mm, menggunakan A519 4140:
- D_i = 340 mm, t = 30 mm
- S_H = (90 × 340) / (2 × 30) = 510 MPa (<655 MPa)
- t_min = (90 × 340) / (2 × 655 / 2) = 46.72 mm (Memerlukan dinding tebal)
- P_burst = (2 × 855 × 30) / 340 = 150.88 MPa
A 40 Hasil dinding mm σ_h = 382.5 MPa, memastikan keselamatan dengan pelarasan SF.
Paip ERW BLACK. Rintangan Elektrik Dikimpal (ERW) Paip dihasilkan daripada Gegelung Gelek Panas / Celah. Semua gegelung yang masuk disahkan berdasarkan sijil ujian yang diterima daripada kilang keluli untuk sifat kimia dan mekanikalnya. Paip ERW dibentuk sejuk menjadi bentuk silinder, tidak berbentuk panas.
Paip lancar dihasilkan dengan menyemperit logam ke panjang yang dikehendaki; oleh itu paip ERW mempunyai sambungan dikimpal pada keratan rentasnya, manakala paip lancar tidak mempunyai sebarang sambungan pada keratan rentasnya sepanjang panjangnya. Dalam paip lancar, tiada kimpalan atau sambungan dan dihasilkan daripada bilet bulat pepejal.
Paip lancar keluli karbon digunakan dalam pelbagai aplikasi dalam semua industri yang berbeza, termasuk petrokimia, alam sekitar, tenaga, dan banyak lagi. Terima kasih kepada lebih daripada 100 tahun pengalaman gabungan dan pengetahuan luas merentasi pelbagai industri, kami boleh membantu memadankan anda dengan produk yang sesuai untuk aplikasi unik anda. Kami mesra, wakil perkhidmatan pelanggan yang berpengetahuan akan mendengar keperluan anda dan boleh menawarkan cadangan untuk mendapatkan produk yang memenuhi keperluan anda.
The 3 elemen dimensi paip Dimensi Piawaian paip karbon dan keluli tahan karat (ASME B36.10M & B36.19M) Jadual Saiz Paip (Jadual 40 & 80 paip keluli bermakna) Cara Saiz Paip Nominal (NPS) dan Diameter Nominal (DN) Carta Dimensi Paip Keluli (Carta saiz) Jadual Kelas Berat Paip (WGT)
Paip lancar dihasilkan menggunakan proses menindik, di mana bilet pepejal dipanaskan dan ditebuk untuk membentuk tiub berongga. Paip yang dikimpal, sebaliknya, dibentuk dengan mencantumkan dua tepi plat keluli atau gegelung menggunakan pelbagai teknik kimpalan.
Paip keluli karbon sangat tahan terhadap kejutan dan getaran yang menjadikannya ideal untuk mengangkut air, minyak & gas dan cecair lain di bawah jalan raya. Dimensi Saiz: 1/8″ hingga 48″ / Ketebalan DN6 hingga DN1200: Sch 20, STD, 40, XS, 80, 120, 160, Jenis XXS: Permukaan paip lancar atau dikimpal: Primer, Minyak anti karat, FBE, 2PE, 3Bahan Bersalut LPE: ASTM A106B, A53, API 5L B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, Perkhidmatan X70: Memotong, Beveling, Pengulangan, Grooving, Salutan, Galvanizing
