Het belang van buismateriaal en de vraag vanuit de industrie
Materialen voor pijpleidingen vormen een belangrijk onderdeel van industriële, bouw- en energiesystemen en de prestaties van materialen kunnen rechtstreeks van invloed zijn op de veiligheid en voordelen van het gehele systeem. In de petrochemische industrie worden bijvoorbeeld hogetemperatuurbestendige koolstofstalen buizen gebruikt om media met een hoge temperatuur te transporteren en in de gemeentelijke techniek worden HDPE-buizen gebruikt om lekkage te voorkomen. De scenario's zijn echter zeer complex en veranderlijk, dus hoe wetenschappelijk het juiste pijpleidingmateriaal te selecteren is de grootste uitdaging geworden voor besluitvormers.
Pijpmateriaal Kerntypes en Eigenschappen Vergelijking
Materialen voor metalen buizen
Koolstofstaal (ASTM A106): Koolstofstaal is zeer geschikt voor gebruik in omgevingen met hoge druk (>10MPa) en hoge temperatuur (≤450℃), dus dit materiaal wordt veel gebruikt in procesleidingen in raffinaderijen. De sterkte en duurzaamheid van koolstofstalen pijpen zijn uitstekend onder extreme omstandigheden, maar ze moeten worden gecombineerd met een anticorrosielaag aan de binnenkant om mediumerosie te voorkomen.
Roestvrij staal (316L): Het wordt veel gebruikt vanwege de uitstekende samenstelling van de chroom-nikkellegering en de weerstand tegen chloride-ionencorrosie. Het wordt gebruikt in voedselverwerking, offshore platforms en andere gebieden.
Plastic buismaterialen
PVC/CPVC: Dit materiaal is zeer goedkoop en zeer goed bestand tegen zuren en alkaliën, geschikt voor lozingssystemen van afvalwater in laboratoria, maar bij langdurig gebruik moet de temperatuur onder 60°C worden gehouden.
HDPE: Dit materiaal wordt veel gebruikt vanwege zijn hoge flexibiliteit, waardoor het zeer geschikt is voor gebruik in aardbevingsgebieden en het risico op schade aan pijpleidingen door natuurrampen vermindert.
Buizen van composietmateriaal
FRP (glasvezelversterkte kunststof): De dichtheid van dit materiaal is erg laag, slechts een vierde van die van staal, wat de structurele belasting vermindert en een uitstekende vermoeiingsweerstand heeft.
Sleutelfactoren voor de keuze van leidingmateriaal
Analyse van de werkomgeving
Temperatuur en druk : Koolstofstalen buizen zijn gevoelig voor verbrossing in omgevingen met lage temperaturen (zoals minder dan -20 °C). Daarom wordt aanbevolen om in omgevingen met lage temperaturen te kiezen voor austenitisch roestvast staal of op nikkel gebaseerde legeringen.
Gemiddeld bijtend: Verschillende chemische media hebben zeer verschillende corrosieve eigenschappen voor materialen. Het wordt aanbevolen om met glasvezel versterkte kunststoffen (FRP) of polypropyleen (PP) te kiezen voor het transporteren van zout.
Kosten- en levenscyclusanalyse
Initiële kosten: De initiële kosten van PVC PVC-materialen kunnen dus worden gekozen als het budget in de beginfase beperkt is, maar PVC moet mogelijk na tien jaar worden vervangen en de daaropvolgende onderhouds- en vervangingskosten moeten ook uitgebreid worden overwogen.
Onderhoudskosten: Hoewel de initiële kosten van gegalvaniseerde stalen buizen laag zijn, zijn de onderhoudskosten zeer hoog om corrosie te voorkomen en kunnen de jaarlijkse onderhoudskosten 15% van de totale kosten uitmaken.
Vereisten voor naleving
ASME B31.3: De wanddikte van de procesleiding moet overeenkomen met de ontwerpdruk volgens Sch.-nr. (zoals Sch 40/80).
ANSI NPS standaard: De nominale diameter (zoals NPS 8 overeenkomt met een buitendiameter van 219,1 mm) moet overeenkomen met de flens- en klepspecificaties.