Tinkamos vamzdžio medžiagos pasirinkimas yra vienas iš svarbiausių sprendimų bet kuriame projekte. Pasirinkimas lemia ne tik pradines išlaidas, bet ir tai, kaip sistema tarnauja per dešimtmečius, kiek jai reikia priežiūros ir ar ji per anksti suges numatytoje aplinkoje. Pramoniniuose ir komerciniuose vamzdynuose dominuoja trys medžiagos: varis, anglinis plienas ir nerūdijantis plienas. Kiekvienas iš jų turi aiškių pranašumų-ir kiekvienas turi apribojimų, dėl kurių jis netinka tam tikroms programoms.
Šiame vadove pateikiamas svarbiausių veiksnių palyginimas{0}}to{1}}: atsparumas korozijai, mechaninės savybės, temperatūros tolerancija, kaina, sujungimo būdai ir įprastas tarnavimo laikas. Nesvarbu, ar projektuojate geriamojo vandens sistemą, aukšto-slėgio garo liniją ar cheminio apdorojimo įrenginį, norint priimti pagrįstą ir ekonomišką pasirinkimą, būtina suprasti šiuos skirtumus.
Medžiagos apžvalga
Varis
Variniai vamzdynai buvo naudojami šimtmečius, vertinami dėl natūralaus atsparumo korozijai ir lengvo montavimo. Jis dažniausiai randamas vandentiekio, ŠVOK ir šaldymo įrenginiuose. Varis yra įvairių temperatūrų (kieto ir minkšto) ir sienelių storio (K, L, M tipo), kad atitiktų skirtingus slėgio reikalavimus.
Anglies plienas
Anglies plienas yra pramoninių vamzdynų darbo arkliukas. Jis pasižymi dideliu stiprumu už santykinai mažą kainą, todėl tai yra numatytasis pasirinkimas aukšto{1}}slėgio įrenginiuose, pvz., garams, naftai ir dujoms, ir struktūrinėms paslaugoms. Pagrindinis jo trūkumas yra mažas atsparumas korozijai, todėl korozinėje aplinkoje reikia apsauginės dangos arba katodinės apsaugos.
Nerūdijantis plienas
Nerūdijantis plienas sujungia anglinio plieno stiprumą ir puikų atsparumą korozijai, nes jame yra chromo, kuris sudaro savaime{0}}gyjantį pasyvų oksido sluoksnį. Yra įvairių klasių (304/L, 316/L, dvipusis ir daugiau), jis tinka įvairioms reikmėms: nuo maisto perdirbimo iki chemijos gamyklų iki pakrančių infrastruktūros.
1 palyginimo veiksnys: Atsparumas korozijai
Čia šios trys medžiagos labiausiai skiriasi.
Varis
Varis laikui bėgant natūraliai suformuoja apsauginę patiną (verdigris), užtikrina gerą atsparumą atmosferinei korozijai ir įvairioms dirvožemio sąlygoms. Jis ypač gerai valdo geriamąjį vandenį, todėl jis išlieka standartinis gyvenamųjų namų santechnikoje. Tačiau varis yra pažeidžiamas:
Rūgštus vanduo (žemas pH), sukeliantis pagreitintą koroziją
Didelis chlorido kiekis sukelia duobių susidarymą
Agresyvi vandens chemija, sukelianti „mėlynojo vandens“ koroziją
Erozija{0}}korozija esant dideliam srauto greičiui
Amoniakas ir kai kurie sieros junginiai
Anglies plienas
Anglies plienas neturi būdingo atsparumo korozijai. Esant deguoniui ir drėgmei, jis lengvai rūdija. Apsaugai reikia:
Cinkavimas (cinko danga) vidutinei apsaugai
Epoksidinės ar kitos barjerinės dangos
Katodinė apsauga palaidotoms ar panardintoms tarnyboms
Vidiniai pamušalai koroziniams skysčiams
Be šių priemonių anglinio plieno tarnavimo laikas daugelyje aplinkų yra ribotas.
Nerūdijantis plienas
Nerūdijantis plienas yra atsparus korozijai per chromo oksido sluoksnį. Našumas skiriasi priklausomai nuo klasės:
304/L: tinka bendram aptarnavimui, gėlam vandeniui, maisto perdirbimui, švelniai atmosferai
316/L: pridėtas molibdenas pagerina atsparumą chloridams, todėl tinka pakrantės zonoms, kelių druskų poveikiui ir daugeliui cheminių medžiagų.
Dvipusės klasės (2205, 2507): puikus atsparumas chloridams ir įtempių korozijos įtrūkimams
Super austenitinis ir super dvipusis: skirtas ekstremalioms chlorido aplinkoms
Verdiktas:Nerūdijantis plienas pasižymi didžiausiu atsparumu korozijai, po to varis (tinkamoje aplinkoje), o anglinis plienas reikalauja išorinės apsaugos.
2 palyginimo veiksnys: mechaninės savybės
Stiprumas ir slėgis
|
Medžiaga |
Tempimo stiprumas (psi) |
Derlingumo stiprumas (psi) |
Tipinės programos |
|
Varis (atkaitintas) |
32,000 |
10,000 |
Žemo slėgio{0}}vandentiekis, vamzdžiai |
|
Varis (piešti) |
45,000 |
40,000 |
Aukštesnio slėgio šaltnešio linijos |
|
Anglies plienas (A53 Gr B) |
60,000 |
35,000 |
Bendras procesas, garai, vanduo |
|
Anglies plienas (API 5L X52) |
66,000 |
52,000 |
Naftos ir dujų transmisija |
|
Nerūdijantis 304/L |
75,000 |
30,000 |
Bendras korozijos aptarnavimas |
|
Nerūdijantis 316/L |
75,000 |
30,000 |
Padidintas atsparumas korozijai |
|
Duplex 2205 |
95,000 |
65,000 |
Didelis stiprumas + atsparumas korozijai |
Anglies plienas siūlo didžiausią stiprumo{0}}ir{1}}kaištų santykį. Nerūdijantis plienas užtikrina panašų ar didesnį stiprumą ir padidintą atsparumą korozijai. Varis yra žymiai silpnesnis, todėl jį galima naudoti tik mažesnio slėgio įrenginiuose.
Lankstumas ir tvirtumas
Varis:Labai plastiškas, lengvai lenkiamas, puikiai tinka vamzdeliams. Išlaiko tvirtumą kriogeninėje temperatūroje.
Anglies plienas:Geras plastiškumas, bet žemoje temperatūroje gali tapti trapus (priklausomai nuo rūšies). Atsparus sulfido įtempiams įtrūkimams rūgštaus naudojimo metu.
Nerūdijantis plienas:Puikus lankstumas ir tvirtumas. Austenitinės klasės (304, 316) išlaiko atsparumą kriogeninei temperatūrai. Tam tikros rūšys atsparios trapumui naudojant vandenilį.
Svoris
Varis yra tankesnis nei plienas (8,96 g/cm³, palyginti su 7,85 g/cm³ plienui), todėl variniai vamzdynai yra sunkesni esant tokio paties storio sienelėms. Tačiau varinių vamzdžių sienelės dažnai naudojamos plonesnės nei plieniniai slėginiai vamzdžiai, iš dalies kompensuojant svorio skirtumą.
3 palyginimo veiksnys: temperatūros našumas
Aukštos temperatūros paslauga
Varis:Tinka aukštai temperatūrai, bet praranda stiprumą kylant temperatūrai. Maksimalus nuolatinis aptarnavimas paprastai apie 400 laipsnių F (204 laipsnių). Atkaitinimas vyksta aukštesnėje temperatūroje, todėl medžiaga suminkštėja.
Anglies plienas:Gerai veikia iki maždaug 800–1000 laipsnių F (427–538 laipsnių), priklausomai nuo klasės ir taikymo. Virš šio diapazono šliaužimas kelia susirūpinimą. Specialūs legiruoti plienai praplečia asortimentą.
Nerūdijantis plienas:Austenitinės klasės (304, 316) išlaiko stiprumą aukštesnėje temperatūroje nei anglinis plienas, o atsparumas oksidacijai yra geras iki 1600 laipsnių F (870 laipsnių) nuolatiniam naudojimui. Atsparumas masteliui yra geresnis.
Žemos temperatūros paslauga
Varis:Puikus kietumas esant žemai temperatūrai, nėra plastiškumo{0}}į-trapumą. Tinka kriogeniniam naudojimui iki -300 laipsnių F (-184 laipsnių).
Anglies plienas:Dauguma anglinio plieno praranda kietumą esant žemai temperatūrai, o plastiškasis -į-trapus perėjimas vyksta maždaug nuo -20 °F iki +50 °F, atsižvelgiant į rūšį. Šaltam aptarnavimui galima įsigyti specialų žemos temperatūros anglinį plieną (ASTM A333).
Nerūdijantis plienas:Austenitinės rūšys išlieka atsparios kriogeninei temperatūrai, todėl jos yra standartinės SGD ir kitose žemos temperatūros srityse. Feritinės ir martensitinės rūšys netinka žemai temperatūrai.
Šiluminis plėtimasis
|
Medžiaga |
Šiluminio plėtimosi koeficientas (in/in/ laipsnis F x 10⁻⁶) |
|
Varis |
9.8 |
|
Anglies plienas |
6.5 |
|
Nerūdijantis plienas (304) |
9.6 |
Nerūdijantis plienas plečiasi beveik 50 % daugiau nei anglinis plienas esant tokiam pat temperatūros pokyčiui. Į tai turi būti atsižvelgta kuriant sistemą, naudojant plėtimosi kilpas, jungtis arba kruopštų inkaravimą.
4 palyginimo veiksnys: išlaidų palyginimas
Medžiagos kaina
Išlaidų santykiai skiriasi priklausomai nuo rinkos sąlygų, tačiau taikomos bendrosios gairės:
Anglies plienas:Pagrindinė medžiaga, mažiausia kaina už pėdą
Varis:3–5 kartus didesnė už anglinio plieno kainą (labai skiriasi priklausomai nuo prekių rinkos)
Nerūdijantis plienas (304):4-6 kartus anglinis plienas
Nerūdijantis plienas (316):5-8 kartus anglinis plienas
Dvipusiai ir aukštesni lydiniai:8-15 kartų anglinis plienas
Įdiegimo kaina
Į montavimo kainą įeina medžiaga ir darbas sujungimui, atramos ir bandymai:
Varis:Sujungimas litavimo arba litavimo litavimo būdu yra greitas ir reikalauja palyginti mažai įgūdžių, todėl darbo sąnaudos yra nedidelės. Lengvas svoris supaprastina valdymą.
Anglies plienas:Suvirinimas reikalauja kvalifikuoto darbo ir patikrinimo. Sriegimas yra mažesnių dydžių pasirinkimas. Didesnis svoris padidina takelažo išlaidas.
Nerūdijantis plienas:Suvirinimas reikalauja aukštesnių įgūdžių nei anglinis plienas, o valymo reikalavimai atliekami atliekant sanitarinius ir didelio{0}}grynumo darbus. Orbitinio suvirinimo įranga padidina išlaidas, bet pagerina kokybę. „Press-“ pritaikymo sistemos siūlo greitesnį tinkamų programų diegimą.
Gyvenimo ciklo kaina
Pradinė kaina pasakoja tik dalį istorijos. Apsvarstykite techninę priežiūrą, keitimą ir prastovą:
Anglies plienas:Mažiausia pirmoji kaina, bet didžiausia priežiūra korozinėje aplinkoje. Gali prireikti perdangos, periodinio pakeitimo arba gedimo pavojus.
Varis:Vidutinė pirmoji kaina, ilgas tarnavimo laikas tinkamoje vandens chemijoje. Agresyviomis sąlygomis gali per anksti sugesti.
Nerūdijantis plienas:Didžiausia pirmoji kaina, bet mažiausia priežiūra daugelyje aplinkų. Dažnai mažiausia korozinės priežiūros eksploatavimo ciklo kaina.
5 palyginimo veiksnys: sujungimo metodai
Varis
Litavimas:Dažniausiai naudojamas santechnikai. Užpildo metalas tirpsta žemiau 840 laipsnių F, kapiliarinis veikimas įtraukia jį į jungtį.
Litavimas:Aukštesnė temperatūra, tvirtesnės jungtys šaldymui ir aukštam{0}}slėgiui.
Paspauskite-fit:Mechaninės jungtys naudojant presuotas jungtis, vis populiaresnės dėl greičio.
Išplečiamos ir suspaudimo jungiamosios detalės:Minkštiems variniams vamzdeliams prietaisuose ir dujų paslaugoms.
Anglies plienas
Suvirinimas:Dominuojantis anglies plieno metodas. Įvairūs procesai (stick, MIG, TIG, panardintas lankas) tinka įvairioms reikmėms.
Sriegimas:Įprasta mažesniems dydžiams (2 colių ir mažesniems) esant žemo{1}}–-vidutinio slėgio paslaugoms.
Mechaninės jungtys su grioveliais:Plačiai naudojamas priešgaisrinei apsaugai, ŠVOK ir laikiniesiems vamzdynams.
Flanšinės jungtys:Įrangos jungtims ir sistemoms, kurias reikia išardyti.
Nerūdijantis plienas
Suvirinimas:Dėl kokybės ir atsparumo korozijai pirmenybė teikiama TIG (GTAW). Orbitinis suvirinimas automatizuoja sanitarinių ir didelio{1}}grynumo sistemų procesą. Atgalinis valymas- inertinėmis dujomis apsaugo nuo oksidacijos (cukravimo).
Paspauskite-fit:Galima naudoti nerūdijančio plieno gaminiams tinkamomis sąlygomis, todėl galima greitai sumontuoti be karštų darbų.
Grioveliai:Mechaninės movos veikia su nerūdijančiu plienu, tačiau naudojant skirtingus metalus reikia atsižvelgti į galvaninę koroziją.
Flanšinis ir sriegiuotas:Sriegimo paprastai vengiama atliekant sanitarines paslaugas, bet naudojami pramonėje su atitinkamais sandarikliais.
6 palyginimo veiksnys: tipinės programos
Vario aplikacijos
Geriamojo vandens paskirstymas pastatuose
Šaldymo ir oro kondicionavimo linijos
Gamtinių dujų ir LP dujų vamzdynai (daugelyje jurisdikcijų)
Hidraulinės šildymo sistemos
Saulės šiluminės sistemos
Suspausto oro linijos (kur korozija kelia susirūpinimą)
Drenažo ir ventiliacijos linijos (DWV klasė)
Anglies plieno taikymas
Aukšto slėgio{0}}garų linijos
Naftos ir dujų surinkimas ir perdavimas
Proceso vamzdynai naftos perdirbimo gamyklose ir chemijos gamyklose
Priešgaisrinės purkštuvų sistemos (juodos arba cinkuotos)
Suslėgto oro ir pramonės komunalinės paslaugos
Konstrukcinis pritaikymas (vamzdžių poliai, atramos)
Srutų ir šlifavimo paslaugos
Nerūdijančio plieno aplikacijos
Maisto ir gėrimų perdirbimas
Farmacijos ir biotechnologijų gamyba
Geriamasis vanduo, kuriame korozija kelia susirūpinimą
Pakrantės ir jūros aplinka
Cheminis apdorojimas (ėsdinantys skysčiai)
Aukšto-grynumo vandens ir puslaidininkių gamyba
Architektūrinės ir estetinės programos
Kriogeninė paslauga (SGD, skystas azotas)
Suvestinė palyginimo lentelė
|
Turtas |
Varis |
Anglies plienas |
Nerūdijantis plienas |
|
Atsparumas korozijai |
Gerai tinkamoje aplinkoje |
Prastas (reikia apsaugos) |
Nuostabus iki išskirtinio |
|
Jėga |
Nuo žemo iki vidutinio |
Aukštas |
Aukštas |
|
Temperatūros diapazonas |
-300 laipsnių F iki 400 laipsnių F |
-50 laipsnių F iki 1000 laipsnių F* |
-325 laipsnių F iki 1600 laipsnių F* |
|
Santykinė medžiagų kaina |
3-5x anglinis plienas |
Bazinė linija |
4-8x anglinis plienas |
|
Prisijungimas prie sudėtingumo |
Nuo žemo iki vidutinio |
Nuo vidutinio iki didelio |
Nuo vidutinio iki didelio |
|
Įprastas tarnavimo laikas |
20-50 metų |
10-50 metų (priklauso nuo apsaugos) |
50-100+ metų |
|
Įprasti dydžiai |
1/4" iki 12" |
nuo 1/8" iki 60"+" |
nuo 1/8" iki 48"+" |
* Skiriasi priklausomai nuo klasės ir konkrečių aptarnavimo sąlygų
Kaip pasirinkti: sprendimų sistema
Pasirinkite varį, kai:
Taikymas yra geriamasis vanduo, šaldymas arba ŠVOK neviršijant temperatūros ribų
Vandens chemija yra žinoma ir suderinama (neutralus pH, vidutinio sunkumo chloridai)
Pirmenybė teikiama lengvam svoriui ir paprastumui prisijungti
Estetinė išvaizda yra svarbi (išryškintos linijos)
Kodui reikalingas varis (tam tikros medicininių dujų sistemos)
Rinkitės anglinį plieną, kai:
Aukšto slėgio arba temperatūros reikalavimai viršija vario talpą
Pradinė kaina yra pagrindinis veiksnys
Aplinka nėra{0}}ėsdinanti arba gali būti apsaugota
Reikalingi dideli skersmenys
Sistema tvarkys angliavandenilius, garus arba ne{0}}ėsdinančius proceso skysčius
Pasirinkite nerūdijantį plieną, kai:
Būtinas atsparumas korozijai (chloridai, rūgštys, pakrantės)
Produkto grynumas yra labai svarbus (maistas, vaistai, didelio{0}}grynumo vanduo)
Ilgas tarnavimo laikas su minimalia priežiūra yra tikslas
Taikymas apima platų temperatūros diapazoną
Reikalingas sanitarinis dizainas su švarumu
Aplinka yra agresyvi ir anglinis plienas sugestų
Išvada
Nė viena vamzdžio medžiaga netinka kiekvienam pritaikymui. Varis siūlo patikimą santechnikos ir ŠVOK našumą už nedidelę kainą. Anglies plienas užtikrina tvirtumą ir ekonomiškumą aukšto{2}slėgio pramonės paslaugoms. Nerūdijantis plienas suderina stiprumą su atsparumu korozijai, tinkantis reiklioms aplinkoms ir gryniems gaminiams.
Tinkamas pasirinkimas priklauso nuo jūsų konkrečių reikalavimų: skysčių chemijos, slėgio ir temperatūros, biudžeto, numatomo tarnavimo laiko ir norminių kodų. Suprasdami kiekvienos medžiagos stipriąsias puses ir apribojimus, galite pasirinkti vamzdynų sistemą, kuri užtikrina patikimą, ekonomišką{1}} našumą dešimtmečius.
Reikia pagalbos pasirenkant tinkamą medžiagą jūsų projektui?
Mūsų komanda teikia techninę pagalbą medžiagų parinkimo, kodo atitikties ir sistemos projektavimo klausimais. Mes tiekiame įvairių dydžių, tvarkaraščių ir klasių varinius, anglinio plieno ir nerūdijančio plieno vamzdynus, paremtus dešimtmečių pramonės patirtimi.
Susisiekite su mūsų vamzdynų specialistaisšiandien pasikonsultuokite arba paprašykite pasiūlymo kitam projektui.