ท่อสแตนเลสแบบผนังบางและท่อสแตนเลสแบบหนา: วิธีเลือก

การเลือกระหว่างท่อสแตนเลสผนังบางและผนังหนาจะส่งผลต่อความสามารถในการรับแรงดัน พื้นที่การไหล การถ่ายเทความร้อน การผลิต การตรวจสอบ และต้นทุนการติดตั้งทั้งหมด

ท่อผนังบางมีน้ำหนักเบากว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่ใหญ่กว่าเมื่อมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากัน ท่อผนังหนามีเนื้อโลหะมากกว่าเพื่อทนต่อแรงดันและแรงทางกล แต่จะเพิ่มน้ำหนักและลดพื้นที่การไหลที่มีอยู่

การเลือกที่ถูกต้องเริ่มต้นด้วยความหนาผนังขั้นต่ำที่ต้องการภายใต้สภาวะการทำงานที่ตั้งใจไว้ จากนั้นเกรดวัสดุ ความคลาดเคลื่อนในการผลิต การสัมผัสกับการกัดกร่อน การดำเนินการขึ้นรูป และข้อกำหนดการเชื่อมต่อจะเป็นตัวกำหนดว่าข้อกำหนดท่อใดเหมาะสม

ควรพิจารณาความหนาผนังร่วมกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ผนังที่ค่อนข้างหนาสำหรับท่อเครื่องมือวัดขนาดเล็กอาจค่อนข้างบางสำหรับท่อที่ใหญ่กว่ามาก

การเปรียบเทียบที่มีประโยชน์คืออัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อผนัง:

อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อผนัง = เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ÷ ความหนาผนัง

อัตราส่วนที่สูงขึ้นบ่งชี้ว่าผนังบางกว่าเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ

ในคู่มือการดัดท่อ อัตราส่วนนี้มักเรียกว่าแฟกเตอร์ผนัง ตัวอย่างเช่น Euro Inox ใช้แฟกเตอร์ผนังที่มากกว่า 30 เพื่อระบุท่อผนังบางในการอภิปรายเกี่ยวกับพฤติกรรมการดัด นั่นเป็นแนวทางการขึ้นรูป มากกว่าการจำแนกประเภทสากลสำหรับการออกแบบแรงดันหรือการจัดซื้อ

มาตรฐานผลิตภัณฑ์ ผู้ผลิต และภาคส่วนการใช้งานอาจใช้คำจำกัดความที่แตกต่างกัน ดังนั้นใบสั่งซื้อควรระบุเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกจริง ความหนาผนัง ความคลาดเคลื่อน และพื้นฐานผนัง

สำหรับท่อสแตนเลสกลม คำอธิบายมิติที่มีประโยชน์คือ:

เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก × ความหนาผนัง × ความยาวสำเร็จรูป

คำศัพท์เช่น "ผนังบาง" "ผนังหนา" หรือหมายเลขเกจเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอสำหรับข้อมูลการผลิตหรือการตรวจสอบการยอมรับ

การเปรียบเทียบต่อไปนี้สมมติว่ามีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก เกรดสแตนเลส และสภาพวัสดุเหมือนกัน

ความแตกต่างเหล่านี้ระบุถึงการแลกเปลี่ยน ไม่ได้กำหนดอัตราการรับแรงดันหรือยืนยันความเหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะ

พิจารณาท่อสแตนเลสสองท่อที่มีขนาดเท่ากันเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 25.4 มม.เทียบเท่ากับ 1.000 นิ้ว

ค่าต่อไปนี้คำนวณจากรูปทรงเรขาคณิตตามชื่อโดยใช้น้ำหนักที่สมมติไว้8,000 กก./ลบ.ม.นี่คือการเปรียบเทียบทางเรขาคณิต ความคลาดเคลื่อนในการผลิตและความหนาแน่นเฉพาะเกรดจะส่งผลต่อขนาดและน้ำหนักจริง

2.91 เท่าต่อเมตรในขณะที่ให้พื้นที่การไหลภายในน้อยลงประมาณ26.5%ที่อัตราการไหลเชิงปริมาตรเท่ากัน ช่องที่เล็กกว่าจะทำให้ความเร็วของไหลเฉลี่ยสูงขึ้น ดังนั้นต้องคำนวณแรงดันตกคร่อมใหม่โดยใช้ช่องที่แท้จริง คุณสมบัติของไหล ความยาวท่อ และการกำหนดค่าระบบนี่คือการเปรียบเทียบทางเรขาคณิต ความคลาดเคลื่อนในการผลิตและความหนาแน่นเฉพาะเกรดจะส่งผลต่อขนาดและน้ำหนักจริง

ระบุพื้นฐานความหนาผนังก่อนเปรียบเทียบใบเสนอราคา

ใบเสนอราคาที่แสดงความหนาผนังเท่ากันอาจอธิบายผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน หากอันหนึ่งใช้ผนังตามชื่อและอีกอันหนึ่งใช้ผนังขั้นต่ำ

ผนังตามชื่อคือความหนาอ้างอิงที่ระบุ มาตรฐานที่ใช้บังคับและคำสั่งซื้อกำหนดค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาต

ความหนาผนังขั้นต่ำ

ความหนาผนังขั้นต่ำระบุขีดจำกัดความหนาที่ต่ำกว่าภายใต้กฎการยอมรับที่ใช้บังคับ การกำหนดเป้าหมายการผลิตต้องรองรับข้อกำหนดนั้น

ข้อกำหนดบางประการอนุญาตให้มีพื้นฐานการสั่งซื้อแบบผนังเฉลี่ยพร้อมค่าเบี่ยงเบนที่กำหนด การระบุผนังเฉลี่ยไม่ควรถือเป็นการรับประกันว่าทุกตำแหน่งเท่ากับหรือเกินกว่าความหนาที่ระบุ

มาตรฐาน

ขอบเขตผลิตภัณฑ์ทั่วไป

เพื่อเป็นตัวอย่าง หากคำสั่งซื้ออนุญาตให้มีความคลาดเคลื่อนเชิงลบ 10% ผนังตามชื่อ 0.80 มม. อาจมีขีดจำกัดล่างที่ยอมรับได้คือ 0.72 มม. ซึ่งจะไม่เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับผนังขั้นต่ำ 0.80 มม.

ตัวเลข 10% นี้เป็นตัวอย่าง ไม่ใช่ค่าเบี่ยงเบนสากลสำหรับท่อสแตนเลส

วิธีการเลือกความหนาผนังที่เหมาะสม

1. กำหนดแรงดันและอุณหภูมิการออกแบบ

เกรดวัสดุและสภาวะการส่งมอบ

• ความเค้นที่อนุญาตที่อุณหภูมิการออกแบบ

• เส้นทางการผลิตและปัจจัยการเชื่อมที่ใช้บังคับ

• การเผื่อการกัดกร่อน การสึกกร่อน และการผลิต

• รอบแรงดัน โหลดทางกล และอัตราการเชื่อมต่อ

• ใช้รหัสการออกแบบที่ควบคุมสำหรับการใช้งาน ASME B31.3 จัดการกับท่อกระบวนการ ในขณะที่ ASME BPVC Section VIII จัดการกับภาชนะรับแรงดันภายในขอบเขตของมัน ข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ท่อกำหนดข้อกำหนดการจัดหา รหัสการก่อสร้างที่ใช้บังคับจะกำหนดวิธีการใช้ผลิตภัณฑ์นั้นในระบบ

• ในกรณีที่อุณหภูมิลดความเค้นของวัสดุที่อนุญาต ค่าแรงดันที่อุณหภูมิห้องต้องมีการปรับปรุง ใช้ข้อมูลการออกแบบเฉพาะเกรดหรือวิธีการให้คะแนนที่ใช้บังคับของผู้ผลิตระบบที่เลือก

2. ตรวจสอบสภาวะแรงดันภายนอกและสุญญากาศ

ท่ออาจประสบแรงดันภายนอกเมื่อแรงดันแวดล้อมสูงกว่าแรงดันภายใน ซึ่งอาจเกิดขึ้นในบริการสุญญากาศหรือในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีแรงดันสูงกว่าที่ด้านเปลือก

การคำนวณแรงดันภายในไม่ได้กำหนดอัตราแรงดันภายนอก ระบุสภาวะการทำงาน การปิดระบบ และสภาวะที่ไม่ปกติที่เกี่ยวข้องก่อนเลือกผนัง

3. ปรับสมดุลการถ่ายเทความร้อนและประสิทธิภาพไฮดรอลิก

สำหรับท่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสแตนเลส การลดความหนาผนังสามารถลดความต้านทานความร้อนของผนังโลหะได้

ประเมินความหนาผนังร่วมกับ:

ความเร็วการไหลด้านท่อและแรงดันตกคร่อม

ความแตกต่างของแรงดันด้านเปลือกและด้านท่อ

• ระยะห่างการรองรับท่อและการสั่นสะเทือน

• ข้อกำหนดการเชื่อมต่อท่อกับแผ่นท่อ

• วิธีการทำความสะอาดและการสูญเสียวัสดุที่คาดหวัง

• ผนังที่เลือกต้องเป็นไปตามหน้าที่เชิงความร้อนและการออกแบบทางกลพร้อมกัน

• 4. จับคู่อัลลอยกับสภาพแวดล้อมการกัดกร่อน

ความหนาผนังเพิ่มเติมสามารถให้การเผื่อสำหรับการสูญเสียวัสดุที่คาดการณ์ได้ในกรณีที่การออกแบบอนุญาต

การเลือกวัสดุควรถือว่าตัวกลางกระบวนการ ความเข้มข้น อุณหภูมิ คลอไรด์ สารเคมีทำความสะอาด และการเปลี่ยนแปลงการทำงาน

เมื่อการกัดกร่อนเป็นข้อกังวลหลัก ให้เปรียบเทียบเกรดสแตนเลสที่เหมาะสมก่อนตัดสินใจว่าจะซื้อผนังเพิ่มเติมเท่าใด

5. เผื่อสำหรับการดัด การตัดเฉือน และการเชื่อมต่อ

ความหนาผนังที่ต้องการต้องยังคงมีอยู่หลังจากการผลิต

สำหรับส่วนประกอบที่ดัดงอ ให้ระบุข้อกำหนดการยอมรับสำหรับส่วนโค้งที่สำเร็จรูป รวมถึงความหนาผนังขั้นต่ำและความกลมที่อนุญาต

สำหรับส่วนประกอบที่ตัดเฉือน ให้พิจารณาวัสดุที่ถูกถอดออกโดยการคว้าน การกลึง การทำเกลียว หรือการตกแต่งพื้นผิว

สำหรับข้อต่อแบบอัด ให้ตรวจสอบช่วงความหนาผนังที่อนุญาต ความแข็ง และข้อกำหนดพื้นผิวของผู้ผลิต ตัวอย่างเช่น Swagelok เผยแพร่ช่วงความหนาผนังขั้นต่ำและสูงสุดสำหรับระบบข้อต่อของตน และแนะนำให้หลีกเลี่ยงการใช้ความหนาผนังนอกช่วงเหล่านั้น การเพิ่มความหนาผนังเกินช่วงที่อนุมัติอาจทำให้เกิดปัญหาสมรรถนะร่วมกัน

การทดสอบใดมีความสำคัญสำหรับท่อผนังบางและผนังหนา?

การทดสอบควรยืนยันข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ที่ระบุและจัดการกับความไม่ต่อเนื่องที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน

การตรวจสอบมิติและด้วยสายตา

ตรวจสอบมิติที่มีผลต่อทั้งการออกแบบและการประกอบ:

ความหนาผนังในตำแหน่งที่ต้องการ

• ความหนาผนังรอบเส้นรอบวง

• เส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่ควบคุมตามฟังก์ชัน

• ความตรงและความยาวสำเร็จรูป

• ความตั้งฉากของปลาย การเสี้ยน และการเสียรูปเฉพาะที่

• รอยขีดข่วนบนพื้นผิว การบุบ และตำหนิอื่นๆ

• ท่อผนังบางต้องการวิธีการวัดที่ไม่ทำให้ส่วนตัดบิดเบี้ยวจากการออกแรงกดมากเกินไป

• ท่อผนังหนาก็ต้องการความใส่ใจต่อความหนาผนังขั้นต่ำเฉพาะที่เช่นกัน เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาเฉลี่ยที่น่าพอใจสามารถอยู่ร่วมกับรูที่เยื้องศูนย์กลางหรือตำแหน่งที่บางเกินไปได้

ในกรณีที่ใช้การวัดความหนาด้วยอัลตราโซนิก ให้แสดงว่าอุปกรณ์และขั้นตอนสามารถแยกแยะช่วงผนังจริงและความโค้งได้

การทดสอบด้วยแรงดันน้ำ

การทดสอบด้วยแรงดันน้ำประเมินท่อภายใต้แรงดันของเหลวภายในที่ระบุและขั้นตอนการยอมรับ

เอกสารการตรวจสอบควรกำหนดการทดสอบที่ดำเนินการและพื้นฐานการยอมรับที่ใช้บังคับ ในกรณีที่จำเป็น บันทึกควรรวมถึงแรงดัน เวลาในการถือครอง และการตรวจสอบย้อนกลับไปยังวัสดุที่ทดสอบ

การทดสอบแรงดันน้ำในโรงงานที่ประสบความสำเร็จจะยืนยันประสิทธิภาพภายใต้สภาวะการทดสอบ แรงดันใช้งาน อายุการใช้งานล้า และความสมบูรณ์ของข้อต่อที่ประกอบขึ้นภายหลังต้องการการออกแบบและการตรวจสอบของตนเอง

การทดสอบกระแสไหลวน

การทดสอบกระแสไหลวนตรวจจับการเปลี่ยนแปลงการตอบสนองทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับความไม่ต่อเนื่องและความแปรปรวนของวัสดุหรือรูปทรงอื่นๆ

สำหรับการจัดซื้อ ให้กำหนดขั้นตอนที่ใช้บังคับ มาตรฐานอ้างอิง ความไว และเกณฑ์การยอมรับ

ความหนาผนัง การนำไฟฟ้า สภาพแม่เหล็ก การจัดเรียงโพรบ และความถี่ในการทดสอบมีผลต่อการตอบสนอง การบ่งชี้ต้องได้รับการประเมิน ไม่ได้ระบุข้อบกพร่องที่ปฏิเสธได้โดยอัตโนมัติ

การตรวจสอบกระแสไหลวนก็ไม่ควรถือเป็นการสาธิตโดยตรงถึงความสามารถในการกักเก็บแรงดันหรือการรั่วของข้อต่อที่ประกอบขึ้น

การทดสอบด้วยอัลตราโซนิก

การทดสอบด้วยอัลตราโซนิกสามารถตรวจสอบท่อสำหรับความไม่ต่อเนื่องโดยใช้ลำแสงเสียงที่กำหนดค่าอย่างเหมาะสม เทคนิคอัลตราโซนิกแยกต่างหากสามารถวัดความหนาผนังได้

ข้อกำหนดการตรวจสอบด้วยอัลตราโซนิกควรกำหนด:

ประเภทและความทิศทางของความไม่ต่อเนื่องที่จะตรวจจับ

ตัวสะท้อนอ้างอิงและเกณฑ์การยอมรับ

• ขอบเขตการตรวจสอบและโซนปลายที่ไม่ได้ตรวจสอบ

• ขนาดท่อที่ใช้บังคับและสภาวะวัสดุ

• ข้อกำหนดการรายงานและการสอบเทียบ

• การวัดความหนาและการตรวจจับข้อบกพร่องควรกำหนดแยกกันเมื่อทั้งสองอย่างจำเป็น การสำรวจความหนาไม่ได้ให้การตรวจสอบข้อบกพร่องที่สมบูรณ์โดยอัตโนมัติ

• การวิเคราะห์ทางเคมี การทดสอบทางกล และสภาวะวัสดุ

องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลยืนยันข้อกำหนดที่การวัดผนังไม่สามารถระบุได้

การระบุวัสดุเชิงบวกสามารถเสริมใบรับรองวัสดุที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ แต่เทคนิคต้องวัดองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการตัดสินใจ

XRF แบบมือถือสามารถระบุองค์ประกอบอัลลอยด์ได้หลายชนิด แต่ไม่สามารถวัดคาร์บอนได้ ดังนั้น XRF เพียงอย่างเดียวไม่สามารถยืนยันความแตกต่างของคาร์บอนต่ำระหว่างเกรดเช่น 316 และ 316L การยืนยันคาร์บอนต้องใช้วิธีการวิเคราะห์ที่เหมาะสมซึ่งสามารถวิเคราะห์คาร์บอนได้

การทดสอบเฉพาะการใช้งาน

การทดสอบเพิ่มเติมอาจเหมาะสมสำหรับการบริการเฉพาะ รวมถึงการทดสอบการกัดกร่อน การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค การวัดความหยาบของพื้นผิว หรือการตรวจสอบความสะอาด

กำหนดด้วยว่าจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมหรือไม่หลังจากการดัด การเชื่อม การขยาย หรือการตัดเฉือน การยอมรับท่อขาเข้าไม่ยืนยันการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิต

สิ่งที่ควรรวมไว้ใน RFQ ท่อ

RFQ ที่สมบูรณ์ช่วยให้ซัพพลายเออร์สามารถเสนอราคาตามข้อกำหนดทางเทคนิคเดียวกันและลดข้อพิพาทระหว่างการตรวจสอบ

ข้อมูลที่ต้องระบุ

คำถามที่พบบ่อย

ท่อสแตนเลสผนังบางเหมาะสำหรับบริการรับแรงดันหรือไม่?

อายุการใช้งานขึ้นอยู่กับกลไกความล้มเหลวที่ควบคุม ผนังเพิ่มเติมสามารถช่วยรองรับการสูญเสียวัสดุที่อนุญาตหรือแรงทางกล ในขณะที่การกัดกร่อน การสั่นสะเทือน ความล้า และประสิทธิภาพของข้อต่อยังคงต้องได้รับการประเมินแยกต่างหาก

ได้ เมื่ออุปกรณ์และขั้นตอนที่เลือกเหมาะสมกับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ความหนาผนัง และวัสดุ ขนาดเล็กต้องการความใส่ใจเป็นพิเศษในการตีความสัญญาณและการครอบคลุมการตรวจสอบที่แสดงให้เห็น

การเลือกขึ้นอยู่กับมาตรฐานผลิตภัณฑ์ สภาวะการใช้งาน คุณภาพการผลิต ข้อกำหนดมิติ และเส้นทางการก่อสร้างที่อนุญาต ต้องประเมินความหนาผนังและการมีอยู่ของรอยเชื่อมตามยาวเป็นการตัดสินใจข้อกำหนดที่แยกจากกัน

ขอชุดค่าผสมที่กำหนดโดยข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ รหัสการก่อสร้าง และการใช้งาน หากทั้งสองอย่างจำเป็น ให้ระบุทั้งสองอย่างอย่างชัดเจนและกำหนดข้อกำหนดการยอมรับ

เลือกความหนาผนังท่อสแตนเลสให้ใกล้เคียงกับความหนาผนังขั้นต่ำที่ต้องการในส่วนประกอบสำเร็จรูป จากนั้นจึงพิจารณาความแปรปรวนในการผลิต การผลิต และสภาวะการใช้งาน