При выборе трубы для нового проекта первой развилкой на пути редко становится вопрос об оценке -, это вопрососновной-существенный вопрос: нержавеющая сталь или углеродистая сталь? Оба перемещают жидкость и газ, оба бывают бесшовными и сварными, и оба измеряются в шлифах и дюймах. Но в полевых условиях они ведут себя совсем по-разному, и неправильный выбор может стоить вам либо целое состояние сразу (завышение-нержавеющей стали), либо целое состояние впоследствии (простой из-за коррозии углеродистой стали). В этом руководстве эти два аспекта разбиваются по измерениям, которые фактически определяют спецификацию.
1. Что на самом деле представляет собой каждая труба
Труба из углеродистой стали
Труба из углеродистой стали представляет собой железо-углеродистый сплав (примерно0,05–1,5% углерода, с марганцем, кремнием и следами серы/фосфора) ипрактически нет хрома(обычно<0.5%, far below the 10.5% threshold that defines stainless). Its corrosion resistance comes only from a thin, unstable iron-oxide film that forms in air - which is why bare carbon steel rusts quickly in moisture. Common grades include A53, A106, API 5L, A500 and A333 (low-temp). It is produced as seamless (hot-rolled billet) or welded (ERW/LSAW/SSAW).
Труба из нержавеющей стали
Труба из нержавеющей стали — это-сталь с высоким содержанием хрома - по определению.Содержание хрома больше или равно 10,5%.-, образующий самовосстанавливающуюся-плотную пассивную пленку Cr₂O₃. В тот момент, когда поверхность царапается в присутствии кислорода, пленка восстанавливается, поэтому нержавеющая сталь устойчива к ржавчине. Внутри нержавеющей стали есть семейства:аустенитный(304/Л, 316/Л, 317Л, 310С, дуплекс 2205/2507),ферритный(430) имартенситный(410). В коммерческих трубопроводах преобладают аустенитные и дуплексные марки согласно ASTM A312, A213, A269, A789/A790 (дуплексные) и A358/A778 (сварные).
| Атрибут | Труба из углеродистой стали | Труба из нержавеющей стали |
|---|---|---|
| Содержание хрома | < 0.5% (none intentionally) | Больше или равно 10,5% (обычно 11–26%). |
| Пассивная пленка | Нет (ржавеет от влаги) | Да - самовосстанавливающийся-слой Cr₂O₃ |
| Типичные оценки | А53, А106, API 5Л, А500, А333 | 304/L, 316/L, 317L, 310S, 2205, 2507 |
| Относительная стоимость материала | 1 × (базовый уровень) | 3×–6× |
| Плотность | ~7,85 г/см³ | ~7,9–8,0 г/см³ (аналогично) |
2. 8 измерений, определяющих спецификацию
| Измерение | Углеродистая сталь | Нержавеющая сталь |
|---|---|---|
| Коррозионная стойкость | Плохое содержание влаги/химикатов; требует покрытия, покраски или катодной защиты | Отлично переносит влагу, многие химические вещества и хлориды (в зависимости от-сорта) |
| Сила | Высокая доходность за свои деньги; лучшая прочность-по-цене при температуре окружающей среды | Сопоставимая или более высокая производительность (дуплекс 2205 ~ 2×316L); прочнее на вес в условиях коррозии |
| Масса | ~7,85 г/см³ - немного легче | ~7,9–8,0 г/см³ - практически равно |
| Расходы | Низкая стоимость материала + низкая стоимость изготовления | 3×–6× стоимость материала; подобное изготовление |
| Свариваемость | Простой контроль нагрева до и после-на более толстых срезах. | Легко для серии 300-; низкоуглеродистые марки «L» избегают сенсибилизации; требуется очистка некоторых сварных швов |
| Диапазон температур | Хороший; А333 для криогенных, но теряет прочность выше ~400 градусов. | 316L до ~800 градусов, 310S до ~1150 градусов непрерывно; существуют степени охрупчивания |
| Техническое обслуживание / срок службы | Повторное покрытие + осмотр; более короткий срок службы в условиях коррозии | Почти-нулевое обслуживание; десятилетия на службе |
| Гигиена/очищаемость | Без подкладки не подходит для пищевой/фармацевтической промышленности. | Не-пористый, легко очищаемый, соответствует FDA/3-A |
3. ПреимуществаТруба из углеродистой стали
Углеродистая сталь занимает свое место в большинстве трубопроводных систем по всему миру по понятным причинам:
Самая низкая стоимость установки.Материалы и изготовление намного дешевле, а для сухих, чистых или заглубленных-и-покрытых помещений это экономичный вариант по умолчанию.
Высокая прочность на доллар.Для конструкционных и-некоррозионных-давлений углеродистая сталь обеспечивает более высокий предел текучести в расчете на бюджет, чем любая марка нержавеющей стали.
Отлично подходит для противопожарной, водной, паровой и конструкционной защиты.Спринклерная труба для пожаротушения A53/A135, паропроводы A106, линии передачи API 5L и конструкционные трубы A500 являются проверенными, многочисленными и быстро доставляемыми.
Легко наносится и выравнивается.Цементная-футеровка, эпоксидное-покрытие и оцинкованная углеродистая сталь экономично справляются с питьевой водой и подземными услугами.
Отсутствие риска поставок хрома.Не подвергается волатильности цен на никель/хром, которая влияет на стоимость нержавеющей стали.
4. ПреимуществаТруба из нержавеющей стали
Нержавеющая сталь оправдывает свою цену там, где доминируют коррозия, гигиена или стоимость жизненного цикла:
Устойчивость к коррозии, сохраняющаяся десятилетиями.Пассивная пленка защищает от влаги, многих кислот и хлоридов -, что исключает необходимость повторного нанесения покрытий и программ проверки.
Снижение совокупной стоимости владения.Хотя материал в 3–6 раз дороже, отсутствие ухода за коррозией, простоев и ранней замены часто делает нержавеющую сталь более дешевой в перспективе 20–30 лет.
Оценка-выбрана для носителя.304/L для общего режима работы,316/Л с ПРЕН ≈ 25для морского/химического,317Л (ПРЕН ≈ 29–31)для более высокой стойкости к кислотам/хлорам, 310S для нагрева ~ 1150 градусов идуплекс 2205 (ПРЕН ≈ 34–35)для морской воды и высокой прочности.
Гигиеничность и возможность очистки.Обязательно для производства продуктов питания, напитков, молочных продуктов, фармацевтики и полупроводников (3-A, FDA, ASME BPE).
Высокотемпературные-и криогенные варианты.От обслуживания печей 310S до криогенных сортов СПГ, нержавеющая сталь не может покрыть крайности, недоступные углеродистой стали.
5. Где должен быть указан каждый из них
Укажите углеродистую сталь, когда…
Среда чистая, сухая или совместима с покрытием/футеровкой (спринклеры, системы отопления, вентиляции и кондиционирования, конструкционные, подземные водопроводы).
Бюджет является основным ограничением, и коррозия контролируется покрытием + катодной защитой.
Эксплуатация предполагает большой-объем, низкую-коррозионную передачу (линии сбора нефти и газа API 5L, пар, не-неагрессивная техническая вода).
Структурные трубы (A500), внешний вид и коррозия которых имеют второстепенное значение по отношению к нагрузке.
Укажите нержавеющую сталь, если…
Среда агрессивна: кислоты, хлориды, морская вода, отбеливатели, сульфиды или любая комбинация влаги + кислорода + загрязняющих веществ.
Гигиена важна: продукты питания, фармацевтика, молочные продукты, пиво, косметика, чистая-вода и полупроводники.
Стоимость жизненного цикла превосходит первоначальную стоимость: оффшорные, удаленные или сложно-остановленные-заводы-, где утечка является катастрофической.
Речь идет о высокой или криогенной температуре, либо в конструкции требуется -высокопрочная тонкая стенка (дуплекс).
6. Коротко о стандартах
| Цель | Углеродистая сталь | Нержавеющая сталь |
|---|---|---|
| Бесшовная труба | А106, А53, API 5Л, А333 | A312, A213, A269, A789/A790 |
| Сварная труба | А53, API 5Л, А500, А252 | А312, А358, А778, А928 (КЛАД/EFW) |
| Структурная труба | A500, A501 | А554 (механический) |
| Низкая-температура | A333 | 316/304 криогенные марки |
| Высокая-температура | Ограничено выше ~400 градусов | 310S, 321, 347 (до ~1150 градусов) |
Часто задаваемые вопросы
Труба из нержавеющей стали прочнее трубы из углеродистой стали?
Не автоматически. В пересчете на-доллар США углеродистая сталь прочнее, но с учетом-веса и коррозии-обслуживания нержавеющая сталь (особенно дуплексная сталь 2205) может оказаться прочнее. Предел текучести больше зависит от сорта, чем от базового семейства.
Почему трубы из нержавеющей стали намного дороже?
Он содержит 10,5–26 % хрома, а также никель, молибден и другие сплавы с энергоемкой-плавкой и более строгим контролем качества. Стоимость материала обычно составляет 3×–6× углеродистую сталь, хотя стоимость изготовления аналогична.
Можно ли использовать трубы из углеродистой стали для питьевой воды?
Да, при условии правильной футеровки или покрытия (цементная-футеровка, эпоксидная смола или оцинкованная). Для открытых или гигиеничных питьевых систем предпочтительна нержавеющая сталь 304/L из-за легкости очистки и долговечности.
Что длится дольше?
В коррозионно-гигиенических условиях нержавеющая сталь легко превосходит углеродистую сталь на десятки лет при почти-нулевом обслуживании. Углеродистая сталь с покрытием, в сухом состоянии и с низкой-коррозией обеспечивает хорошие эксплуатационные характеристики в течение всего срока службы при относительно невысокой цене.
Можно ли сваривать нержавеющую сталь с углеродистой сталью?
Да, используя совместимые наполнители (например, 309L/309Mo) для устранения химического состава -, обычного для переходных швов и облицовки. Правильная процедура предотвращает миграцию углерода и сенсибилизацию.
