بسیاری از استانداردهای پذیرفته شده صنعتی برای طراحی فشار ، به جنبه های طراحی لوله کشی برای کارخانجات شیمیایی و پالایشگاه ها می پردازند. هیچ یک از این ملاحظات در دسته مربوط به بحث انتخاب متالورژی قرار نمی گیرد. این استانداردها کد موادی را ذکر می کند که برای استفاده در میعانات شیمیایی و پالایشگاه ها قابل قبول است. این مقاله درمورد بخشی از منابعی که یک طراح می تواند در انتخاب صحیح مواد برای یک برنامه به آنها مراجعه کند ، بحث می کند.
1. مقدمه: زمینه ای که منجر به انتخاب متالورژی می شود
علم مهندسی ، هزینه ها و شرکت های ساختمانی مسایل حرفه ای در زمینه های مهندسی ، خرید ، ساخت و ساز و تعمیر و نگهداری و همچنین پروژه خدمات مدیریت به صورت جهانی را ارائه می دهند . این یک مرور کلی در مورد چگونگی آن است، مدیریت نیازهای فنی مهندسی، تدارکات و ساخت و ساز توسط شرکت هایی که دارای گواهینامه ISO 9000 هستندانجام می شود، شرکتها با این وضعیت باید با داشتن گواهینامه خود را حفظ کنند شیوه های تأیید شده شرکت ، دستورالعمل ها و لیست های چک مهندسی دارد صدها عمل و کار با کمک آنها انجام می شود همه پروژه ها کاربرد روشها مبتنی بر دامنه کار خدمات است . هر رشته مهندسی مسئول تکمیل دستورالعملهای کار رشته خود هستند. هر دستورالعمل توسط مهندسین فرآیند به علاوه اطلاعات ورودی از مهندس کالا تکمیل می شود. مهندس کالا فردی است که مسئولیت نیازهای فنی کالای مورد نیاز را خریداری می کند. در مورد لوله کشی ، مهندس کالاهای لوله کشی است. این دستورالعمل نقشه راه تهیه تسهیلات در سطح جهانی برای هر مشتری است. بخشی از دستورالعمل به طراحی فشار می پردازد. الزامات مربوط به طراحی فشار معمولاً به یک استاندارد صنعت شناخته شده است.
یکی از این استاندارد های شناخته شده صنعتASME(انجمن مکانیک آمریکا) است مهندسین). طراحی فشار در ASME سقوط می کند تحت مسئولیت BPTCS (هیئت مدیره فناوری فشار ، کدها و استانداردها) تمام استانداردهای فشار ASME و کدها در زیر مجموعه آن قرار می گیرندBPTC نمونه های آن ASME بخش VIII است قوانین مربوط به تجهیزات فشار ، B16 استاندارد برای قطعات لوله کشی ، و استانداردهای B31 برای طراحی لوله کشی. برای دستورالعمل کار در مورد لوله کشی ، B31 استانداردها ارجاع شده اند در محدوده کارخانه و پالایشگاه های شیمیایی ، ASME B31.3 کد Piping Code مشخص شده است.
2. اهمیت انتخاب متالورژی
انتخاب متالورژی برای مهندسین تجهیزات و مهندسان کالاهای لوله ای بسیار مهم است. انتخاب متالورژیک مواد ، کاهش خوردگی ، نیازهای سوپاپ و هرگونه نیاز ویژه به ساخت متالورژیک را بیان خواهد کرد. با در دست گرفتن اطلاعات ، مهندس لوله کشی کلاس های خط مواد لوله کشی را ایجاد می کند که به نوبه خود با نمودارهای لوله کشی مکانیکی و ابزار مرتبط هستند. کلاس های خط لوله قلب لوله کشی هستند. آنها اجزای لوله کشی متالورژی خاص ، اندازه لوله اسمی و ضخامت دیواره را توصیف می کنند.
اجزای لوله کشی به عنوان عناصر مکانیکی مناسب برای اتصال یا مونتاژ به سیستم های لوله کشی حاوی فشار مایع تعریف می شوند. قطعات شامل لوله ، اتصالات ، فلنج ، واشر ، پیچ و مهره ، دریچه و وسایلی از قبیل اتصالات انبساط ، اتصالات انعطاف پذیر ، شیلنگهای فشار ، تله ، فشار دهنده ها ، قسمتهای داخلی ابزارها و جداکننده ها هستند. هنگامی که کلاس های خط به صورت الکترونیکی توسعه یافتند ، آن پرونده الکترونیکی در PDS (سیستم طراحی کارخانه) ، یک برنامه مدل سازی سه بعدی بارگذاری می شود. پس از اینکه طراح سیستم لوله کشی خود را مدل کرد و سیستم بررسی و تصویب شد ، طراح می تواند نقشه ایزومتریک برای ساخت را صادر کند. داده های الکترونیکی برای تهیه و ردیابی مواد به سیستم مدیریت مواد استخراج می شوند. این کلاس های خط لوله شامل توضیحات خرید کاملی برای قطعات لوله کشی در حال تهیه است. حال باید دید که چرا کلاس های خط لوله قلب پروژه ها است.
همانطور که قبلاً مشخص شد ، کلاس های خط لوله از داده های انتخاب متالورژی تولید می شوند. داده ها در مراحل اولیه توسعه پروژه از نمودارهای جریان فرآیند (PFD) استخراج می شوند. PFD طرح اصلی واحد در حال طراحی به صورت نمودار است. این نمودارها سپس به نمودارهای انتخاب متالورژی (MSDs) تبدیل می شوند. برای متالوژیست اطلاعات دیگری لازم است تا انتخاب خود را انجام دهد. یکی از راه های ارائه داده پردازش از طریق قالب های انتخاب متالورژی (MST) است. MST در ترکیب با PFD نقشه راه را برای مهندسان لوله کشی تهیه می کند.
3. ابزار و داده ها برای ارزیابی جریان های فرآیند
شرکت های مهندسی ، تهیه و ساخت و ساز روش های خاص خود را برای به دست آوردن داده های مورد نیاز برای شروع انتخاب مواد دارند. NACE SP0407 - قالب ، محتوا و دستورالعمل برای تهیه نمودار انتخاب مواد. می تواند به یک مهندس طراحی تازه کار ایده ای درباره شروع کار ارائه دهد. منابع دیگر را می توان یافت ، اما موردی که این نویسنده بیشترین استفاده را دارد انتخاب مواد دیوید هانسن برای هیدروکربن ها و گیاهان شیمیایی است . مرجع خوب دیگر API RP 571 ، مکانیسم های آسیب دیدن تجهیزات ثابت در صنعت پالایش است . اطلاعات اولیه برای طراحی تسهیلات از طریق اطلاعاتی که به عنوان یک طراحی پایه مهندسی (BEDD) شناخته می شود ، ابلاغ می شود. BEDD شرایط فصلی معمولی ، طول عمر تخمین زده شده از تأسیسات ، ضمانت برای خروجی و غیره را لیست می کند. به طور معمول واحدهای پردازشی برای بیست سال خدمت طراحی می شوند.
4- ارزیابی یک جریان فرآیند
قالب های متالورژی برای جریان زیر توسعه یافته اند. کالا: هیدروکربن ، هیدروژن و سولفید هیدروژن
فاز:
جریان مختلط MDMT: -20 ° F (-29 ° C) @ DP
دمای کار: 728 ° F (385 ° C)
فشار عملکرد: 2000 psig (138 barg)
دمای طراحی: 850 ° F (455 ° C)
فشار طراحی: 2200 psig (152 barg)
آب آزاد احتمالی ، عملکرد طبیعی: خیر
آب آزاد احتمالی ، ناراحت: نه
سرویس ترش مرطوب: خیر
H2S در مرحله بخار: 1.14 mol٪
گوگرد در فاز مایع: 4.2 درصد وزنی
فشار جزئی هیدروژن: 1940 psia (134 bar)
فشار جزئی دمای هیدروژن: 728 درجه فارنهایت (385 درجه سانتیگراد)
ابتدا جزء هیدروژن موجود در جریان را ارزیابی کنید. استفاده از فولادهای API-941 برای خدمات هیدروژن در دمای و فشارهای بالا در پالایشگاه های نفتی و گیاهان پتروشیمی [5] ، شکل 1 ، و به دنبال فشار جزئی هیدروژن به psia 1940 در psia 7240 در دمای 728 درجه فارنهایت (385 درجه سانتیگراد) ، شکل 1. API تمرین توصیه شده 941 ، شکل. 1. به عنوان حداقل 2.25 کروم - 1 فولاد مولی مشخص می شود. انتخاب تمام نشده است. همچنین در جریان جریان سولفید هیدروژن وجود دارد. منحنی کوپر-گورمن [6] باید
ارجاع شود حداقل ماده آلیاژ کم قابل ارزیابی 5٪ کروم است.
با وارد کردن منحنی 5 درصد کروم ، شکل 2 در دمای 728 درجه فارنهایت (385 درجه سانتیگراد) میزان خوردگی در حدود 45 میلی لیتر در سال است. کمک هزینه خوردگی 0.9 اینچ (23 میلی متر) بیش از 20 سال. حداکثر میزان مجاز استفاده از خوردگی در صنعت حداکثر 0.25 اینچ (12 میلی متر) است. 0.9 اینچ (23 میلی متر) هزینه خوردگی بیشتر از استاندارد صنعت است. ارزیابی سایر آلیاژهای کم بیش از 5 درصد کروم با همان میزان خوردگی مشابه. با استفاده از منحنی 18/8 ، شکل 3 ، خوردگی در طی 1.0 سال در هر میلیمتر برای کمک هزینه خوردگی 0.02 اینچ (0.5 میلی متر) تخمین زده می شود.
برای اطلاع از آخرین اخبار مربوط به قیمت ورق استیل می توانید از وبسایت گروه فلز بازدید کنید و با توجه به درخواست خود با کارشناسان بخش فروش تماس گرفته و جویای قیمت مورد نیاز خود باشید.
کارشناسان متالورژی در تیم گروه فلز آماده پاسخگویی و ارائه مشاورات لازم به صنعت کشور عزیزمون ایران هستند. می توانید از طریق شماره تماس های درج شده در وبسایت گروه فلز یا از طریق سایر راه های ارتباطی در تماس باشید.
