Importance du matériau des tuyaux et de la demande de l'industrie
Les matériaux utilisés pour les canalisations constituent un élément important des systèmes industriels, de construction et d'énergie, et la performance des matériaux peut avoir une incidence directe sur la sécurité et les avantages de l'ensemble du système. Par exemple, l'industrie pétrochimique utilise des tuyaux en acier au carbone résistant aux températures élevées pour transporter des fluides à haute température, et dans l'ingénierie municipale, les tuyaux en PEHD sont utilisés pour prévenir les fuites. Cependant, les scénarios sont très complexes et changeants, de sorte que la manière de sélectionner scientifiquement le bon matériau pour les pipelines est devenue le plus grand défi auquel sont confrontés les décideurs.
Comparaison des types de noyaux de matériaux de canalisation et de leurs caractéristiques
Matériaux pour tubes métalliques
Acier au carbone (ASTM A106): L'acier au carbone convient parfaitement aux environnements à haute pression (>10MPa) et à haute température (≤450℃), c'est pourquoi ce matériau est largement utilisé dans les pipelines de traitement des raffineries. La résistance et la durabilité des tuyaux en acier au carbone sont excellentes dans des conditions extrêmes, mais elles doivent être associées à une couche anticorrosion du revêtement intérieur pour empêcher l'érosion du milieu.
Acier inoxydable (316L) : Il est largement utilisé en raison de son excellente composition d'alliage chrome-nickel et de sa résistance à la corrosion par les ions chlorure. Il est utilisé dans l'industrie alimentaire, les plates-formes offshore et d'autres domaines.
Matériaux des tuyaux en plastique
PVC/CPVC : Ce matériau est très bon marché et très résistant aux acides et aux alcalis. Il convient aux systèmes d'évacuation des eaux usées des laboratoires, mais dans le cas d'une utilisation à long terme, la température doit être contrôlée à moins de 60°C.
PEHD : Ce matériau est largement utilisé en raison de sa grande flexibilité. Il convient donc parfaitement à une utilisation dans les zones sismiques, ce qui réduit le risque d'endommagement des pipelines en cas de catastrophe naturelle.
Tuyaux en matériaux composites
FRP (plastique renforcé de verre) : La densité de ce matériau est très faible, seulement un quart de celle de l'acier, ce qui réduit la charge structurelle et offre une excellente résistance à la fatigue.
Facteurs clés pour le choix du matériau des tuyaux
Analyse de l'environnement de travail
Température et pression : Les tuyaux en acier au carbone sont susceptibles d'être fragilisés dans les environnements à basse température (inférieurs à -20°C). Il est donc recommandé de choisir de l'acier inoxydable austénitique ou des alliages à base de nickel dans les environnements à basse température.
Corrosivité moyenne : Les différents produits chimiques ont des propriétés corrosives très différentes pour les matériaux. Il est recommandé de choisir des matières plastiques renforcées de fibre de verre (FRP) ou de polypropylène (PP) pour le transport du sel.
Analyse des coûts et du cycle de vie
Coût initial : Le coût initial de PVC Les tuyaux en PVC peuvent donc être choisis si le budget est limité dans la phase initiale, mais le PVC peut devoir être remplacé après dix ans, et les coûts d'entretien et de remplacement ultérieurs doivent également être pris en compte de manière globale.
Coût d'entretien : Bien que le coût initial des tuyaux en acier galvanisé soit faible, le coût d'entretien est très élevé pour prévenir la corrosion, et le coût d'entretien annuel peut représenter 15% du coût total.
Exigences de conformité
ASME B31.3 : L'épaisseur de la paroi du tuyau de traitement doit correspondre à la pression de conception selon le numéro Sch. (tel que Sch 40/80).
Norme ANSI NPS : Le diamètre nominal (par exemple, NPS 8 correspond à un diamètre extérieur de 219,1 mm) doit être conforme aux spécifications de la bride et de la vanne.
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