Visió general de les canonades de la planta química
Les plantes de processament químic presenten algunes de les condicions més exigents per als sistemes de canonades. Les canonades han de contenir fluids que poden ser altament corrosius, a temperatures i pressions elevades, i en molts casos tòxics o inflamables. Les conseqüències de la fallada de canonades en el servei químic inclouen fuites de fluids de procés, incendis, explosions, emissions tòxiques i danys ambientals. Per tant, la selecció adequada del material de la canonada no és només una decisió d'enginyeria - és un imperatiu de seguretat i de compliment normatiu.
El codi de disseny per a les canonades de plantes químiques és ASME B31.3 (Process Piping), que proporciona regles per al disseny, els materials, la fabricació, les proves i la inspecció de sistemes de canonades a les plantes químiques i petroquímiques. B31.3 classifica els serveis de fluids en normals, categoria M (tòxics), categoria D (baix perill) i alta-pressió, amb requisits cada cop més estrictes per a serveis més perillosos. Les canonades s'han de dissenyar per a la combinació més severa de pressió i temperatura que s'espera durant el funcionament normal, la posada en marxa, l'aturada i qualsevol condició de alteració creïble.
Requisits de canonades per mitjà químic
Els diferents mitjans químics requereixen diferents materials de canonada en funció de la seva corrosivitat, temperatura i pressió. Per al servei d'àcid sulfúric, l'acer al carboni és adequat per a concentracions superiors al 95% a temperatura ambient, però per sota del 95% (especialment àcid diluït), les taxes de corrosió augmenten dràsticament, i requereixen aliatges d'acer inoxidable 316 o superiors. Per a l'àcid clorhídric, fins i tot les solucions diluïdes són altament corrosives per a l'acer inoxidable, i requereixen aliatges d'alt-níquel (Hastelloy C{-276) o canonades no metàl·liques per a la majoria de condicions. Per a l'àcid nítric, l'acer inoxidable 304L és adequat per a la majoria de concentracions perquè l'àcid nítric passiva l'acer inoxidable. Per als dissolvents orgànics (hidrocarburs, alcohols, cetones), l'acer al carboni és generalment adequat tret que el dissolvent estigui humit o contingui contaminants corrosius.
Els entorns de clorur són especialment difícils perquè provoquen picats i esquerdes per corrosió per tensió (SCC) en acers inoxidables austenítics. El SCC de clorur pot ocórrer a temperatures superiors als 60 graus amb concentracions de clorur tan baixes com 10 ppm. Per als corrents de procés que contenen clorur-, el 316L (amb un 2-3% de molibdè) proporciona una resistència millorada en comparació amb el 304L, però per a condicions severes de clorur, poden ser necessaris acers inoxidables dúplex (2205, 2507) o aliatges a base de níquel. El nombre equivalent de resistència a la picadura (PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N) és una eina de detecció útil per comparar la resistència a la picadura: 304L té PREN ~19, 316L té PREN ~25, 2205 dúplex té PREN ~36 i 2507 súper dúplex PREN.
Materials de canonades comuns per a la indústria química
| Material | Característiques clau | Aplicacions típiques |
|---|---|---|
| Acer al carboni (A106 Gr.B) | Baix cost, bona resistència, resistència a la corrosió limitada | Fluids no-corrosius, vapor, aigua, hidrocarburs |
| Acer inoxidable 304/304L | Resistència general a la corrosió, bona soldabilitat | Àcid nítric, àcids orgànics, processament d'aliments |
| Acer inoxidable 316/316L | Mo-resistència millorada a la picada, estàndard de la indústria química | Àcid sulfúric (diluït), clorurs (moderat), dissolvents |
| Dúplex 2205/2507 | Alta resistència, excel·lent resistència SCC | Ambients de clorur, offshore, intercanviadors de calor |
| Aliatges de níquel (Inconel, Hastelloy) | Resistència a la corrosió extrema, cost molt elevat | HCl, H2SO4 (calent), HF, servei corrosiu sever |
Tipus de corrosió i selecció de materials
General corrosion is uniform material loss over the entire surface, managed by adding a corrosion allowance (typically 1.5-6.0 mm) to the calculated wall thickness. Pitting is localized corrosion that creates small cavities, measured by the PREN value. Crevice corrosion occurs in shielded areas such as under gaskets and deposits, requiring alloys with higher molybdenum content. Stress corrosion cracking (SCC) is the most dangerous corrosion form - cracking occurs under the combined action of tensile stress and a corrosive environment, often without significant general corrosion. SCC can cause catastrophic failure with little warning. For chloride SCC, materials with higher nickel content (>20%) o microestructures dúplex proporcionen resistència. La corrosió intergranular, causada per la precipitació del carbur de crom als límits del gra, s'evita mitjançant l'ús de graus baixos en carboni (304L, 316L) o estabilitzats (321, 347).
Classificació de pressió per a canonades químiques
Les plantes químiques solen funcionar amb classes de pressió des de ANSI 150# (2 MPa) fins a 600# (10 MPa), amb processos especials com ara el hidrocraqueig i la producció de polietilè que funcionen a 900-2500# (15-42 MPa). La selecció de la classificació de pressió segueix les regles de disseny ASME B31.3, amb el gruix mínim de paret calculat mitjançant la fórmula: t=(P x D) / (2(SE + PY)). Per al servei al buit, la canonada ha de resistir el col·lapse de la pressió externa, sovint requerint programes més pesats del que la pressió interna solament dictaria. La temperatura afecta significativament la tensió permesa: una canonada adequada a temperatura ambient pot necessitar una paret més gruixuda a 400 graus. Veure el nostreGuia de classificació de la pressió de la canonadaper a mètodes de càlcul complets.
Requisits especials
La canonada química sovint requereix tractaments superficials especials. El desgreixatge elimina l'oli i el greix de la superfície interna per evitar la contaminació del fluid del procés. El decapat elimina l'escala del molí i els òxids de soldadura. La passivació (tractament amb àcid nítric o àcid cítric) millora la capa natural d'òxid de crom sobre l'acer inoxidable, maximitzant la resistència a la corrosió. El traçat de calor (elèctric o de vapor) s'aplica a les canonades que han de mantenir temperatures elevades per evitar la solidificació del fluid o l'augment de la viscositat. Les canonades químiques enterrades requereixen un recobriment extern anticorrosió segons ISO 21809 o equivalent - consulteu el nostreGuia de recobriment de canonades. Els requisits d'END per a canonades químiques varien segons la categoria de servei de fluids segons B31.3, que van des del 5% de les soldadures per al servei normal fins al 100% per al servei de la categoria M - consulteu el nostre
Normes de canonades químiques
ASME B31.3 és el codi de disseny principal. Els estàndards de materials ASTM inclouen A106 (acer al carboni), A312/A358 (acer inoxidable) i A335 (acer aliat). Els estàndards API rellevants per a les plantes químiques inclouen API 610 (bombes) i API 682 (sistemes de segellat). Per a projectes internacionals, es poden aplicar les normes EN 13480 (codi de canonades europeu) i GB/T 20801 (codi de canonades xinès). Els requisits de la directiva PED s'han de complir per als equips instal·lats a la Unió Europea. Una comparació completa dels estàndards internacionals està disponible al nostreComparació de normes de canonades(59).
Com obtenir una canonada química
Quan sol·liciteu una canonada per al servei químic, proporcioneu els paràmetres següents: composició i concentració del fluid, rang de pH per a solucions aquoses, temperatura de funcionament (normal i disseny), pressió de funcionament (normal i disseny), codi aplicable (ASME B31.3 o un altre), requisits de NDT, requisits de certificació (MTC 3.1 o 3.2) i qualsevol preparació especial de la superfície (decapatge, passivació). ManufacturerPipe subministra tubs d'acer al carboni, acer inoxidable i acer aliat per a aplicacions químiques, amb experiència en el subministrament a refineries, plantes petroquímiques i instal·lacions de química fina a tot el món.
Necessites una canonada de la indústria química?
Poseu-vos en contacte amb el nostre equip d'enginyers per obtenir orientació sobre la selecció de materials i preus competitius per a canonades de servei químic.
Obteniu un pressupost
Categories de productes
