पतली दीवार बनाम भारी दीवार वाले स्टेनलेस स्टील ट्यूब: कैसे चुनें

पतली-दीवार और भारी-दीवार स्टेनलेस स्टील ट्यूबों के बीच चयन दबाव क्षमता, प्रवाह क्षेत्र, गर्मी हस्तांतरण, निर्माण, निरीक्षण और कुल स्थापित लागत को प्रभावित करता है।

पतली-दीवार वाली ट्यूबिंग कम वजन और दिए गए बाहरी व्यास पर एक बड़ा आंतरिक व्यास प्रदान करती है। भारी-दीवार वाली ट्यूबिंग दबाव और यांत्रिक भार का विरोध करने के लिए अधिक धातु प्रदान करती है, लेकिन वजन बढ़ाती है और उपलब्ध प्रवाह मार्ग को कम करती है।

सही चुनाव इच्छित परिचालन स्थितियों के तहत आवश्यक न्यूनतम दीवार की मोटाई से शुरू होता है। सामग्री ग्रेड, निर्माण सहनशीलता, संक्षारण जोखिम, निर्माण संचालन और कनेक्शन आवश्यकताएं तब निर्धारित करती हैं कि कौन सी ट्यूब विनिर्देश उपयुक्त है।

दीवार की मोटाई को बाहरी व्यास के साथ एक साथ माना जाना चाहिए। एक छोटे उपकरण ट्यूब के लिए अपेक्षाकृत भारी दीवार एक बहुत बड़े ट्यूब के लिए अपेक्षाकृत पतली हो सकती है।

एक उपयोगी तुलना व्यास-से-दीवार अनुपात है:

व्यास-से-दीवार अनुपात = बाहरी व्यास ÷ दीवार की मोटाई

एक उच्च अनुपात ट्यूब व्यास के सापेक्ष पतली दीवार का संकेत देता है।

ट्यूब-बेंडिंग मार्गदर्शन में, इस अनुपात को अक्सर दीवार कारक कहा जाता है। उदाहरण के लिए, यूरो इनॉक्स, झुकने वाले व्यवहार पर चर्चा में पतली-दीवार वाली ट्यूबिंग की पहचान करने के लिए 30 से अधिक के दीवार कारक का उपयोग करता है। यह दबाव डिजाइन या खरीद के लिए एक सार्वभौमिक वर्गीकरण के बजाय एक निर्माण दिशानिर्देश है।

उत्पाद मानक, निर्माता और अनुप्रयोग क्षेत्र विभिन्न परिभाषाओं का उपयोग कर सकते हैं। इसलिए खरीद आदेशों में वास्तविक बाहरी व्यास, दीवार की मोटाई, सहनशीलता और दीवार आधार निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।

गोल स्टेनलेस स्टील ट्यूबिंग के लिए, एक उपयोगी आयामी विवरण है:

बाहरी व्यास × दीवार की मोटाई × तैयार लंबाई

"पतली दीवार", "भारी दीवार" या गेज संख्या जैसे शब्द अकेले निर्माण या स्वीकृति निरीक्षण के लिए पर्याप्त जानकारी प्रदान नहीं करते हैं।

निम्नलिखित तुलना समान बाहरी व्यास, स्टेनलेस स्टील ग्रेड और सामग्री की स्थिति मानती है।

ये अंतर ट्रेड-ऑफ की पहचान करते हैं। वे दबाव रेटिंग स्थापित नहीं करते हैं या किसी विशेष सेवा के लिए उपयुक्तता की पुष्टि नहीं करते हैं।

समान 25.4 मिमी बाहरी व्यास वाली दो स्टेनलेस स्टील ट्यूबों पर विचार करें, जो 1.000 इंच के बराबर है।

निम्नलिखित मान एक अनुमानित घनत्व का उपयोग करके नाममात्र ज्यामिति से गणना की जाती है 8,000 किग्रा/मी³ प्रदान करता है।

भारी-दीवार वाले उदाहरण में लगभग 2.91 गुना अधिक धातु प्रति मीटर है, जबकि लगभग 26.5% कम आंतरिक प्रवाह क्षेत्र प्रदान करता है।

समान आयतन प्रवाह दर पर, छोटा बोर उच्च औसत द्रव वेग उत्पन्न करता है। इसलिए दबाव ड्रॉप की पुनर्गणना वास्तविक बोर, द्रव गुणों, ट्यूब की लंबाई और सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करके की जानी चाहिए।

ये ज्यामितीय तुलनाएं हैं। निर्माण सहनशीलता और ग्रेड-विशिष्ट घनत्व वास्तविक आयामों और वजन को प्रभावित करेंगे।

समान दीवार की मोटाई दिखाने वाले दो कोटेशन अलग-अलग उत्पादों का वर्णन कर सकते हैं यदि एक नाममात्र दीवार का उपयोग करता है और दूसरा न्यूनतम दीवार का उपयोग करता है।

नाममात्र दीवार निर्दिष्ट संदर्भ मोटाई है। लागू मानक और आदेश अनुमत भिन्नता स्थापित करते हैं।

जहां नकारात्मक सहनशीलता की अनुमति है, वहां वितरित दीवार बताई गई नाममात्र मूल्य से पतली हो सकती है।

न्यूनतम दीवार लागू स्वीकृति नियमों के तहत एक निचली मोटाई सीमा निर्दिष्ट करती है। निर्माण लक्ष्यों को उस आवश्यकता को समायोजित करना चाहिए।

कुछ विनिर्देश परिभाषित सहनशीलता के साथ एक औसत-दीवार ऑर्डरिंग आधार की अनुमति देते हैं। एक औसत-दीवार पदनाम की व्याख्या यह गारंटी के रूप में नहीं की जानी चाहिए कि प्रत्येक स्थान बताई गई मोटाई के बराबर या उससे अधिक है।

सामान्य ट्यूबिंग विनिर्देश दर्शाते हैं कि यह अंतर क्यों मायने रखता है:

ये दीवार विवरण संबंधित विनिर्देश दायरों से आते हैं; आदेशित संस्करण और विस्तृत आयामी प्रावधानों की भी जांच की जानी चाहिए।

ASTM A1016/A1016M उपरोक्त तीन सहित कई ट्यूब विनिर्देशों के लिए सामान्य आवश्यकताएं प्रदान करता है। उत्पाद-विशिष्ट आवश्यकताओं और लागू खरीद-आदेश प्रावधानों को उन सामान्य आवश्यकताओं के साथ पढ़ा जाना चाहिए।

उदाहरण के लिए, यदि कोई आदेश 10% नकारात्मक दीवार सहनशीलता की अनुमति देता है, तो 0.80 मिमी की नाममात्र दीवार में 0.72 मिमी की स्वीकृत निचली सीमा हो सकती है। यह 0.80 मिमी न्यूनतम दीवार की आवश्यकता को पूरा नहीं करेगा।

यहां 10% आंकड़ा एक उदाहरण है, स्टेनलेस स्टील ट्यूबों के लिए एक सार्वभौमिक सहनशीलता नहीं।

दबाव चयन के लिए दीवार की मोटाई माप से अधिक की आवश्यकता होती है। प्रासंगिक इनपुट में शामिल हैं:

• बाहरी व्यास और न्यूनतम उपलब्ध दीवार।

• सामग्री ग्रेड और वितरण स्थिति।

• डिजाइन तापमान पर स्वीकार्य तनाव।

• निर्माण मार्ग और लागू वेल्ड कारक।

• संक्षारण, क्षरण और निर्माण भत्ते।

• दबाव चक्र, यांत्रिक भार और कनेक्शन रेटिंग।

आवेदन के लिए शासी डिजाइन कोड का उपयोग करें। ASME B31.3 प्रक्रिया पाइपिंग को संबोधित करता है, जबकि ASME BPVC धारा VIII अपने दायरे में दबाव वाहिकाओं को संबोधित करता है। एक ट्यूब उत्पाद विनिर्देश आपूर्ति आवश्यकताओं को स्थापित करता है; लागू निर्माण कोड निर्धारित करता है कि उस उत्पाद का सिस्टम में कैसे उपयोग किया जाता है।

जहां तापमान अनुमत सामग्री तनाव को कम करता है, वहां कमरे के तापमान के दबाव मान को समायोजन की आवश्यकता होती है। ग्रेड-विशिष्ट डिजाइन डेटा या चयनित सिस्टम निर्माता की लागू रेटिंग विधि का उपयोग करें।

ट्यूब बाहरी दबाव का अनुभव कर सकती है जब आसपास का दबाव इसके अंदर के दबाव से अधिक हो जाता है। यह वैक्यूम सेवा में या हीट एक्सचेंजर में शेल साइड पर उच्च दबाव के साथ हो सकता है।

बाहरी-दबाव मूल्यांकन में स्थिरता और संभावित पतन पर विचार किया जाना चाहिए। व्यास, दीवार की मोटाई, असमर्थित लंबाई, सामग्री गुण, अंडाकारपन और समर्थन की स्थिति सभी परिणाम को प्रभावित करते हैं।

आंतरिक-दबाव गणना बाहरी-दबाव रेटिंग स्थापित नहीं करती है। दीवार का चयन करने से पहले प्रासंगिक परिचालन, शटडाउन और अप्रत्याशित स्थितियों की पहचान करें।

स्टेनलेस स्टील हीट एक्सचेंजर ट्यूबों के लिए, दीवार की मोटाई कम करने से धातु की दीवार के थर्मल प्रतिरोध को कम किया जा सकता है।

समग्र गर्मी हस्तांतरण द्रव-पक्ष संवहन, फाउलिंग, सामग्री चालकता और गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र पर भी निर्भर करता है। इसलिए धातु की मोटाई कम करने से कुल एक्सचेंजर प्रदर्शन में समान प्रतिशत वृद्धि नहीं होती है।

दीवार की मोटाई का मूल्यांकन इसके साथ करें:

• ट्यूब-साइड प्रवाह वेग और दबाव ड्रॉप।

• शेल-साइड और ट्यूब-साइड दबाव अंतर।

• ट्यूब समर्थन रिक्ति और कंपन।

• ट्यूब-टू-ट्यूबशीट संयुक्त आवश्यकताएं।

• सफाई के तरीके और अपेक्षित सामग्री हानि।

चयनित दीवार को एक साथ थर्मल ड्यूटी और यांत्रिक डिजाइन को संतुष्ट करना चाहिए।

अतिरिक्त दीवार की मोटाई अनुमानित सामग्री हानि के लिए एक भत्ता प्रदान कर सकती है जहां डिजाइन इसकी अनुमति देता है।

स्थानीयकृत संक्षारण के लिए एक अलग दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। पिटिंग, क्रेविस संक्षारण और तनाव संक्षारण क्रैकिंग मिश्र धातु, वातावरण, सतह की स्थिति और तनाव की स्थिति पर निर्भर करते हैं। उनके व्यवहार को मनमाने ढंग से मोटाई भत्ता जोड़कर मज़बूती से संबोधित नहीं किया जा सकता है।

सामग्री चयन में प्रक्रिया माध्यम, एकाग्रता, तापमान, क्लोराइड, सफाई रसायन और परिचालन परिवर्तन को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

जब संक्षारण नियंत्रण चिंता का विषय हो, तो खरीदने के लिए अतिरिक्त दीवार की मात्रा तय करने से पहले उपयुक्त स्टेनलेस स्टील ग्रेड की तुलना करें।

आवश्यक दीवार निर्माण के बाद उपलब्ध रहनी चाहिए।

झुकने के दौरान, मोड़ का बाहरी हिस्सा खिंचता है और पतला हो सकता है। तंग मोड़ चपटापन, झुर्रियों या अन्य आयामी परिवर्तन भी उत्पन्न कर सकते हैं। ट्यूब व्यास, दीवार की मोटाई, सामग्री गुण, मोड़ त्रिज्या और उपकरण सभी परिणाम को प्रभावित करते हैं।

मुड़े हुए घटकों के लिए, तैयार मोड़ के लिए स्वीकृति आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करें, जिसमें न्यूनतम दीवार और अनुमत अंडाकारपन शामिल है।

मशीनीकृत घटकों के लिए, बोरिंग, टर्निंग, थ्रेडिंग या सतह फिनिशिंग द्वारा हटाई गई सामग्री का हिसाब रखें।

संपीड़न फिटिंग के लिए, निर्माता की अनुमत ट्यूब दीवार रेंज, कठोरता और सतह आवश्यकताओं को सत्यापित करें। उदाहरण के लिए, स्वैगेलोक, अपने फिटिंग सिस्टम के लिए न्यूनतम और अधिकतम दीवार रेंज प्रकाशित करता है और उन सीमाओं के बाहर दीवार की मोटाई का उपयोग करने के खिलाफ सलाह देता है। अनुमोदित सीमा से परे दीवार की मोटाई बढ़ाने से संगतता समस्या हो सकती है।

परीक्षण को निर्दिष्ट उत्पाद आवश्यकताओं को सत्यापित करना चाहिए और आवेदन के लिए प्रासंगिक असंतोषों को संबोधित करना चाहिए।

एक उपयोगी निरीक्षण योजना में परीक्षण विधि, स्वीकृति मानदंड, नमूनाकरण या परीक्षा कवरेज, रिपोर्टिंग आवश्यकताएं और पता लगाने की क्षमता की पहचान की जाती है। "पूरी तरह से परीक्षण" स्वीकृति आवश्यकता को परिभाषित करने के लिए बहुत व्यापक है।

उन आयामों की जाँच करें जो डिजाइन और असेंबली दोनों को प्रभावित करते हैं:

• बाहरी व्यास और अंडाकारपन।

• आवश्यक स्थानों पर दीवार की मोटाई।

• परिधि के चारों ओर दीवार भिन्नता।

• आंतरिक व्यास जहां यह कार्यात्मक रूप से नियंत्रित है।

• सीधापन और तैयार लंबाई।

• अंत की वर्गता, बर्र और स्थानीय विरूपण।

• सतह खरोंच, डेंट और अन्य खामियां।

पतली-दीवार वाली ट्यूबों को माप विधियों की आवश्यकता होती है जो अत्यधिक संपर्क बल के माध्यम से अनुभाग को विकृत करने से बचते हैं।

भारी-दीवार वाली ट्यूबों को भी स्थानीय न्यूनतम दीवार पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है। एक संतोषजनक बाहरी व्यास और औसत मोटाई एक विलक्षण बोर या अस्वीकार्य पतले स्थान के साथ सह-अस्तित्व में हो सकती है।

जहां अल्ट्रासोनिक मोटाई माप का उपयोग किया जाता है, प्रदर्शित करें कि उपकरण और प्रक्रिया वास्तविक दीवार रेंज और वक्रता को हल कर सकते हैं।

हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण एक निर्दिष्ट आंतरिक तरल दबाव और स्वीकृति प्रक्रिया के तहत ट्यूब का मूल्यांकन करता है।

लागू उत्पाद विनिर्देश और खरीद आदेश निर्धारित करते हैं कि हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण आवश्यक है या कोई स्वीकृत विकल्प लागू होता है। उदाहरण के लिए, ASTM A269, प्रत्येक ट्यूब को गैर-विनाशकारी विद्युत परीक्षण या हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण से गुजरने की आवश्यकता होती है; केवल A269 निर्दिष्ट करने का मतलब यह नहीं है कि दोनों किए गए थे।

निरीक्षण प्रलेखन में किए गए परीक्षण और लागू स्वीकृति आधार की पहचान की जानी चाहिए। जहां आवश्यक हो, रिकॉर्ड में दबाव, होल्डिंग समय और परीक्षण की गई सामग्री का पता लगाने की क्षमता शामिल होनी चाहिए।

एक सफल मिल हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण परीक्षण स्थितियों के तहत प्रदर्शन को सत्यापित करता है। सेवा दबाव, थकान जीवन और बाद में इकट्ठे जोड़ों की अखंडता के लिए अपने स्वयं के डिजाइन और सत्यापन की आवश्यकता होती है।

एडी करंट परीक्षण असंतोष और अन्य सामग्री या ज्यामितीय विविधताओं से जुड़े विद्युत चुम्बकीय प्रतिक्रिया में परिवर्तन का पता लगाता है।

ASTM E426 ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील से इन सामग्रियों को अलग करने वाले अपने दायरे में निर्दिष्ट ट्यूबलर उत्पादों की एडी करंट परीक्षा को संबोधित करता है।

खरीद के लिए, लागू प्रक्रिया, संदर्भ मानक, संवेदनशीलता और स्वीकृति मानदंड स्थापित करें।

दीवार की मोटाई, चालकता, चुंबकीय पारगम्यता, जांच व्यवस्था और परीक्षण आवृत्ति प्रतिक्रिया को प्रभावित करते हैं। एक संकेत का मूल्यांकन आवश्यक है; यह स्वचालित रूप से एक अस्वीकार्य दोष की पहचान नहीं करता है।

एडी करंट परीक्षा को दबाव नियंत्रण या इकट्ठे-जोड़ रिसाव तंगी के प्रत्यक्ष प्रदर्शन के रूप में भी नहीं माना जाना चाहिए।

अल्ट्रासोनिक परीक्षण उपयुक्त रूप से कॉन्फ़िगर किए गए ध्वनि बीम का उपयोग करके असंतोष के लिए ट्यूबिंग की जांच कर सकता है। अलग-अलग अल्ट्रासोनिक तकनीकें दीवार की मोटाई को माप सकती हैं।

ASTM E213 धातु पाइप और ट्यूबिंग की अल्ट्रासोनिक परीक्षा को कवर करता है और अपेक्षाकृत भारी दीवारों और छोटे-व्यास, पतली-दीवार वाली ट्यूबों दोनों के लिए परीक्षा ज्यामिति को संबोधित करता है। इच्छित कवरेज प्राप्त करने और भ्रामक प्रतिक्रियाओं से बचने के लिए उपयुक्त बीम कोण और बीम आकार आवश्यक हैं।

एक अल्ट्रासोनिक निरीक्षण आवश्यकता को परिभाषित करना चाहिए:

• पता लगाए जाने वाले असंतोष के प्रकार और अभिविन्यास।

• संदर्भ रिफ्लेक्टर और स्वीकृति मानदंड।

• परीक्षा कवरेज और कोई भी अनपेक्षित अंत क्षेत्र।

• लागू ट्यूब आयाम और सामग्री की स्थिति।

• रिपोर्टिंग और अंशांकन आवश्यकताएं।

जब दोनों की आवश्यकता हो तो मोटाई माप और दोष का पता लगाने को अलग से निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। एक मोटाई सर्वेक्षण स्वचालित रूप से एक पूर्ण दोष परीक्षा प्रदान नहीं करता है।

रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुण उन आवश्यकताओं की पुष्टि करते हैं जिन्हें दीवार माप स्थापित नहीं कर सकते।

उत्पाद विनिर्देश और आवेदन के आधार पर, सत्यापन में तन्यता गुण, कठोरता, चपटापन, फ्लेयरिंग या अन्य निर्धारित परीक्षण शामिल हो सकते हैं। परीक्षण विधियों और नमूनाकरण को ट्यूब आयामों और लागू मानक के अनुकूल होना चाहिए।

सकारात्मक सामग्री पहचान ट्रेस करने योग्य सामग्री प्रमाणपत्रों का पूरक हो सकती है, लेकिन तकनीक को निर्णय के लिए आवश्यक तत्वों को मापना चाहिए।

हैंडहेल्ड एक्सआरएफ कई मिश्र धातु तत्वों की पहचान कर सकता है, लेकिन यह कार्बन को माप नहीं सकता है। नतीजतन, एक्सआरएफ अकेले 316 और 316L जैसे ग्रेड के बीच कम-कार्बन अंतर को सत्यापित नहीं कर सकता है। कार्बन सत्यापन के लिए एक उपयुक्त कार्बन-सक्षम विश्लेषणात्मक विधि की आवश्यकता होती है।

विशेष सेवाओं के लिए अतिरिक्त परीक्षण उपयुक्त हो सकता है, जिसमें संक्षारण परीक्षण, माइक्रोस्ट्रक्चरल परीक्षा, सतह खुरदरापन माप या सफाई सत्यापन शामिल है।

ऑर्डर करने से पहले विधि और स्वीकृति आवश्यकता को परिभाषित करें। ये परीक्षण विभिन्न प्रश्नों का उत्तर देते हैं और ग्रेड, निर्माण मार्ग और इच्छित सेवा के अनुसार चुने जाने चाहिए।

यह भी स्थापित करें कि क्या झुकने, वेल्डिंग, विस्तार या मशीनिंग के बाद आगे निरीक्षण की आवश्यकता है। आने वाली ट्यूब स्वीकृति निर्माण के दौरान पेश किए गए परिवर्तनों को सत्यापित नहीं करती है।

एक पूर्ण आरएफक्यू आपूर्तिकर्ताओं को समान तकनीकी आवश्यकता का उद्धरण देने और निरीक्षण के दौरान विवादों को कम करने की अनुमति देता है।

जहां आपूर्तिकर्ताओं से चयन में सहायता करने के लिए कहा जाता है, वहां डिजाइन दबाव, तापमान, माध्यम और कनेक्शन विवरण भी प्रदान करें।

समान आयामी और परीक्षण आधार पर कोटेशन की तुलना करें। प्रति किलोग्राम मूल्य अकेले प्रयोग करने योग्य लंबाई, परिशुद्धता, निर्माण उपज या निरीक्षण आवश्यकताओं के प्रभावों को कैप्चर नहीं करता है।

यह हो सकता है, बशर्ते ग्रेड, आयाम, न्यूनतम दीवार, तापमान और कनेक्शन लागू डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करते हों। "पतली दीवार" विवरण दबाव रेटिंग निर्धारित नहीं करता है।

सेवा जीवन नियंत्रित विफलता तंत्र पर निर्भर करता है। अतिरिक्त दीवार अनुमत सामग्री हानि या यांत्रिक भार को समायोजित करने में मदद कर सकती है, जबकि संक्षारण, कंपन, थकान और कनेक्शन प्रदर्शन का अभी भी अलग से मूल्यांकन करने की आवश्यकता है।

हाँ, जब चयनित उपकरण और प्रक्रिया ट्यूब व्यास, दीवार की मोटाई और सामग्री के लिए उपयुक्त हों। छोटे आयामों के लिए संकेत व्याख्या और प्रदर्शित परीक्षा कवरेज पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता होती है।

चयन उत्पाद मानक, सेवा की स्थिति, निर्माण गुणवत्ता, आयामी आवश्यकताओं और अनुमत निर्माण मार्ग पर निर्भर करता है। दीवार की मोटाई और अनुदैर्ध्य वेल्ड की उपस्थिति को अलग-अलग विनिर्देश निर्णयों के रूप में मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

उत्पाद विनिर्देश, निर्माण कोड और आवेदन द्वारा आवश्यक संयोजन का अनुरोध करें। यदि दोनों की आवश्यकता है, तो दोनों को स्पष्ट रूप से बताएं और उनकी स्वीकृति आवश्यकताओं को परिभाषित करें।

तैयार घटक में आवश्यक न्यूनतम दीवार के आसपास स्टेनलेस स्टील ट्यूब दीवार की मोटाई का चयन करें, फिर निर्माण भिन्नता, निर्माण और सेवा की स्थिति का हिसाब रखें।

एक उपयोगी खरीद विनिर्देश उस आवश्यकता को एक परिभाषित सामग्री ग्रेड, उत्पाद मानक, आयामी आधार और निरीक्षण योजना से जोड़ता है। आरएफक्यू के साथ ये विवरण प्रदान करने से पतली-दीवार और भारी-दीवार विकल्प सार्थक रूप से तुलनीय हो जाते हैं।