Óaðfinnanleg vs soðin rör: Alhliða leiðarvísir fyrir olíu- og gasiðnaðinn

Stálrör eru burðarás olíu- og gasiðnaðarins og þau eru notuð á öllum stigum, frá vinnslu til vinnslu til flutnings.

Val á réttri gerð pípu er mikilvægt til að tryggja örugga, skilvirka og áreiðanlega rekstur.

Thetveir meginflokkar stálröra eru óaðfinnanlegir og soðnir, hver með einstaka eiginleika og forrit.

Í þessari grein munum við veita yfirgripsmikinn samanburð á óaðfinnanlegum og soðnum rörum í samhengi við olíu- og gasiðnaðinn.

Farið verður yfir framleiðsluferla, nauðsynlega eiginleika og kosti hverrar tegundar og algengustu notkunina.

Við munum einnig ræða hina ýmsu efnisvalkosti, þar á meðal kolefnisstál, álstál, ryðfrítt stál og nikkelblendi, og leiðbeina um val á réttu einkunn fyrir mismunandi umhverfi.

Að lokum munum við kafa ofan í hagnýta þætti þess að tilgreina og panta rör, þar á meðal viðeigandi staðla, mál og endalok.

Í lok þessarar greinar muntu skilja rækilega muninn á óaðfinnanlegum og soðnum rörum og vera búinn til að taka upplýstar ákvarðanir fyrir olíu- og gasverkefni þín.

Lagnagerðir útskýrðar

Olíu- og gasiðnaðurinn notar þrjár helstu gerðir stálpípa: Óaðfinnanlegur, ERW (rafmagnssuðuð) og LSAW (lengdar kafsuðubogasoðið).
 

Óaðfinnanlegur röreru gerðar úr gegnheilum stálpúðum sem eru hituð og ýtt eða dregin yfir form til að búa til hol rör án soðna sauma.

Þau eru almennt notuð fyrir háþrýstinotkun í uppstreymisaðgerðum eins og borun og rannsóknum, miðstraumsflutningi vökva, niðurstreymishreinsun og veituþjónustu.

ERW röreru gerðar með því að nota kalt-mótun, móta stálspólur í sívalur form og saumurinn er soðinn saman með rafstraumi.

Suðusaumurinn liggur eftir endilöngu rörinu. ERW rör eru -hagkvæmar fyrir notkun með lágum-til-miðlungs-þrýstingi, eins og flutning á vatni, olíu og gasi.

LSAW röreru gerðar með því að beygja og sjóða stálplötur eftir endilöngu, með saumnum beint (langsaumur) eða í spíral.

Þær eru notaðar fyrir pípur með stórum-þvermáli (16-60 tommur) í mikilvægum aðgerðum, eins og olíu- og gasleiðslur í langa fjarlægð sem fara í gegnum borgir eða neðansjávar.

Taflan hér að neðan tekur saman lykilmuninn á þessum pípugerðum og dæmigerð notkun þeirra í olíu- og gasiðnaði:
 

Framleiðsluferli fyrir óaðfinnanlegar, ERW og LSAW rör

Óaðfinnanlegur pípuframleiðsla

Óaðfinnanlegur rör eru gerðar í gegnum heitt vinnuferli án suðu. Helstu skrefin eru:
 

Gegnheill, kringlótt stálbiti er hituð í snúningsofni í um 1204C/2200F.

Rauða-heita blaðið er síðan stungið í gegnum miðjuna með því að nota gatapunkt til að búa til hol rör.

Hola rörið fer í gegnum tappamylla, þar sem dorn er settur í. Slöngunni er síðan rúllað til að minnka veggþykktina og auka lengdina.

Pípunni er síðan farið í gegnum stærðarstanda til að ná endanlegum málum.

Eftir kælingu er rörið rétt, skorið í lengd, prófað og sent.

Hægt er að kalddraga óaðfinnanlega rör frekar til að framleiða rör með minni þvermál og þynnri veggi.

ERW röraframleiðsla

ERW pípur eru gerðar með því að kald-mynda stálspólu og sjóða sauminn:
 

Viðeigandi breidd og mál stálspólu er valin og hlaðin á afspólu.

Röndin fer í gegnum rúllur og myndar hana smám saman í kringlótt lögun.

Lengdarbrúnirnar eru hitnar með því að beina há-tíðnistraumi á milli þeirra.

Rúllur þrýsta brúnunum saman til að búa til samruna suðu án þess að bæta við fyllimálmi.

Soðið pípa fer í gegnum stærðarstanda til að ná endanlegu þvermáli.

Pípan er skorin í lengd, endarnir eru myndaðir (látlausir, skáskornir, snittaðir osfrv.) og pípan er prófuð fyrir sendingu.

Allt ERW ferlið er samfellt, þar sem pípan hreyfist á jöfnum hraða í gegnum mótunar- og suðustandana.

LSAW röraframleiðsla

LSAW rör eru gerðar úr stálplötu sem er mótuð og soðin:
 

Valdar eru stálplötur og brúnirnar malaðar til að undirbúa þær fyrir suðu.

Platan er for-beygð á þrýstipressu til að byrja að móta hana í kringlótt lögun.

AU-pressa myndar plötuna í U--form og O-pressa lokar U-inu í rör.

Lengdarsaumurinn er upphaflega festsoðinn að innan til að halda brúnunum saman.

Pípurinn er síðan látinn fara í gegnum sjálfvirkar suðustöðvar sem leggja niður margar slóðir á kafi bogasuðu innan og utan saumans.

Vélrænn stækkari stækkar Soðið rör örlítið til að ná réttri kringlóttri lögun.

Pípan er skorin í lengd, sniðin, prófuð með vökvastöðvun og skoðuð fyrir sendingu.

LSAW rör eru almennt notuð fyrir stærri þvermál (16" og hærri) og hafa þykkari veggi en ERW rör.

Kostir og gallar við óaðfinnanlegar, ERW og LSAW rör

Óaðfinnanlegur rör

Kostir:

Enginn suðusaumur útilokar hugsanlega veika punkta og gerir ráð fyrir hærri þrýstingsstigum

Slétt innra yfirborð dregur úr núningi og ókyrrð fyrir betri flæðieiginleika

Frábær styrkur, ending og viðnám gegn beygju- og höggkrafti

Frábær tæringarþol vegna skorts á suðusaumi

Tekur vel við háan hita og þrýsting, sem gerir það tilvalið fyrir mikilvægar olíu- og gas-, efna- og orkunotkun

Gallar:

Dýrari en soðin rör vegna flókins framleiðsluferlis

Takmarkað stærðarsvið, með áskorunum sem framleiða mjög litla eða mjög stóra þvermál

Lengri lengdir eru flóknar, þannig að stærðarvalkostir geta verið takmarkaðri en soðnar rör

Þykkari veggir og þyngri en soðin rör

ERW rör

Kostir:

Lægri kostnaður en óaðfinnanlegur vegna einfaldara og sjálfvirkara suðuferli

Fáanlegt í lengri lengd þar sem engar stærðartakmarkanir eru eins og óaðfinnanlegur

Þynnri veggir og léttari en óaðfinnanlegur en halda samt góðum styrk

Slétt yfirborð að innan og utan

Hentar fyrir almenna notkun með lágum til meðallagi-þrýstingi eins og gagnsemi og smíði

Gallar:

Suðusaumur er hugsanlegur veikur punktur samanborið við óaðfinnanlegur, sem lækkar þrýstingsmat

Weld er næmari fyrir tæringu en óaðfinnanlegur líkami

Umfangsmikil prófun á suðusaumi þarf til að tryggja heilleika

Hentar ekki fyrir mikilvægan háan-þrýsting, háan-hita eða alvarlega þjónustu

LSAW rör

Kostir:

Þolir hærri þrýsting og vélrænt álag en ERW vegna þyngri veggja og margra suðuganga

Sveigjanleiki í stærð-algengt val fyrir rör með stórum þvermál yfir 16"

Þröng vikmörk og góð víddarstýring

Hentar fyrir mikilvæg forrit eins og langar-olíu- og gasflutningslínur

Gallar:

Það er dýrara en ERW vegna þyngra efna og sérhæfðs suðuferlis

Möguleiki á suðugöllum ef ferli er ekki nægilega stjórnað, krefst strangrar skoðunar og prófunar

Þykkir og þungir veggir auka efniskostnað samanborið við ERW

Stærðar- og lengdartakmarkanir á móti ERW

Í stuttu máli, óaðfinnanlegur rör veita hæsta styrkleika, þrýstigetu og tæringarþol, sem gerir þær tilvalin fyrir krefjandi olíu- og gas-, efna- og orkuver.

Viðskiptin eru hærri kostnaður og takmarkaðri stærðarvalkostir.

ERW er -hagkvæmt val fyrir almenna nytja- og byggingarnotkun þar sem suðusaumurinn er ekki mikið áhyggjuefni.

Það býður upp á mikið úrval af stærðum og löngum lengdum.

LSAW er þungur-soðinn valkostur fyrir stóra-þvermál, háþrýstingsleiðslur sem krefjast ýtrustu suðugæða og skoðunar.

Fjöl-suðunar veita styrk sem nálgast óaðfinnanlega.

Lykillinn er að velja réttu vöruna út frá ítarlegu mati á notkun og þrýstingi, hitastigi, ætandi og gagnrýni umhverfisins.

Velja hinar tilvalnu stáltegundir fyrir olíu- og gasrör

Álblendi

Stálblendi inniheldur málmblöndur umfram járn og kolefni til að auka styrk, hörku, tæringarþol eða háan-hitaafköst.

Lágt ál stál (minna en 8% álinnihald) er almennt notað í olíu- og gasiðnaði fyrir:
 

Borrör og borkragar

Hlíf og slöngur

Lokar, brunnhausar og jólatré

Festingar eins og rær, boltar og pinnar

Málefnisþættirnir gefa meiri styrk, sem gerir kleift að nota þynnri veggi, sem dregur úr þyngd og kostnaði. Sumar málmblöndur standast einnig brennisteinsvetnis (H2S) sprungur og tæringu.

Kolefnisstál

Kolefnisstál inniheldur aðallega járn og kolefni, með aðeins afgangsmagn af öðrum frumefnum.

Þau eru flokkuð sem lágt, miðlungs eða mikið kolefni miðað við kolefnisinnihald. Kolefnisstál er mikið notað í olíu og gasi fyrir:
 

Rennsli og leiðslur

Geymslutankar og þrýstihylki

Byggingaríhlutir eins og bjálkar, plötur og pípulaga

Lágþrýstilagnakerfi-

Kolefnisstál eru sterk, sterk og tiltölulega ódýr.

Hins vegar hafa þeir lélega tæringarþol og eru næm fyrir H2S sprungum í súrri þjónustu. Oft er þörf á hemlum eða húðun.

Ryðfrítt stál

Ryðfrítt stál inniheldur að minnsta kosti 10,5% króm, sem myndar verndandi oxíðlag á yfirborðinu, sem veitir framúrskarandi tæringarþol.

Einkunnir sem notaðar eru í olíu og gas eru:
 

Austenitic (300 röð): 304, 316, 317, 321, 347

Ferrític: 405, 430

Martensitic: 410, 420, 431

Duplex:2205, 2507 ofur tvíbýli

Ryðfrítt er notað fyrir mikilvæga hluti sem verða fyrir sjó, framleitt vatni, CO2, klóríðum og milt súrt umhverfi:
 

Úthafsbúnaður

Brunnhaus og jólatréshlutir

Varmaskiptar og þrýstihylki

Lagnir, lokar og tækjabúnaður

Hár styrkur tvíhliða flokka gerir þynnri veggi kleift, en ofur austenitic og ofur tvíhliða veita viðnám gegn árásargjarnum aðstæðum.

Hins vegar hefur ryðfrítt hærri upphafskostnað en kolefnisstál.
 

Nikkelblendi

Nikkel málmblöndur innihalda mikið magn af nikkel og öðrum frumefnum eins og króm og mólýbden fyrir hámarks tæringarþol, jafnvel í heitu, súru og mjög súru umhverfi. Algengar einkunnir eru:
 

Nikkel-kopar:Monel 400, K-500

Nikkel-króm-járn: 825, 625, 718

Nikkel-króm-mólýbden: C-276, 2550, 686

Nikkel-járn-króm:800, 800H, 800HT

Nikkelblöndur eru notaðar í krefjandi notkun þar sem ryðfríu stáli er ófullnægjandi:
 

Súrgasholur og flæðilínur

Subsea greini og jumpers

Niðurholuverkfæri og öryggisventlar

Skip og lagnir í hreinsunarstöðvum og gasverksmiðjum

Framúrskarandi tæringarþol og stöðugleiki við háan hita kostar mun hærra en ryðfríu stáli.

Nikkelblöndur eru fráteknar fyrir erfiðar aðstæður sem myndu hraða niður önnur málmblöndur.

Kolefnisstál er hagkvæmt val fyrir mörg olíu- og gasnotkun, en álstál veitir aukinn styrk og seigleika þegar þörf krefur.

Ryðfrítt stál þolir tæringu í vatnskenndu umhverfi, en nikkelblendi auka afköst við heitt, súrt og súrt ástand.

Vökvasamsetning, hitastig og þrýstingur verður að vera vandlega metinn til að velja bestu málmblönduna fyrir langtímaáreiðanleika og öryggi.

Skilningur á óaðfinnanlegum og soðnum pípum og stærðum

Nafn rörstærð (NPS)

Pípustærð er venjulega tilgreind með nafnpípustærð (NPS), sem er víddarlaus tákn. Fyrir stærðir 1/8 til 12 tommur samsvarar NPS áætlaðri innri þvermál pípunnar (ID) í tommum, með algengum brotum. Til dæmis hefur NPS 2 pípa auðkenni sem er um það bil 2,1 tommur.

Fyrir stærðir 14 tommur og eldri er NPS áætlað ytra þvermál (OD) í tommum. Þannig að NPS 20 pípa hefur OD um það bil 20 tommur.

Það er mikilvægt að hafa í huga að nákvæm OD og auðkenni eru mismunandi eftir veggþykktinni sem tilgreind er.

Veggþykkt

Veggþykktin ræður þrýstingi og þyngd pípunnar. Það er venjulega tilgreint með áætlun (Sch) númerinu eða raunverulegri þykkt í tommum eða millimetrum.

Hefðbundin tímaáætlunarnúmer eru 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 og 160. Því hærri sem talan er, því þykkari er veggurinn. Til dæmis hefur NPS 6 Sch 40 pípa veggþykktina 0,280", en NPS 6 Sch 80 hefur veggþykktina 0,432".

Fyrir tiltekið NPS munu pípur með mismunandi áætlun hafa sömu OD en mismunandi auðkenni. OD helst stöðugt og auðkennið minnkar þegar veggurinn þykknar.

Viðeigandi ASME staðlar

ASME (American Society of Mechanical Engineers) gefur út nokkra staðla sem ná yfir stærð röra úr ýmsum efnum:
 

ASME B36.10:Soðið og óaðfinnanlegt kolefnisstál og álblendi

ASME B36.19:Ryðfrítt stál

ASME B36.20:Málmefni fyrir almenna notkun

ASME B36.21:Málmlaust efni til almennra nota

Þessir staðlar veita stærðartöflur fyrir NPS 1/8 til 80, sem tilgreina OD, auðkenni, veggþykkt, þyngd á fæti og aðrar mikilvægar breytur fyrir hverja samsetningu NPS og áætlun eða veggþykkt.

Staðlarnir tryggja samræmdar mál milli framleiðenda, þó að nokkur breyting sé leyfð innan tilgreindra vikmarka.

Það er mikilvægt að vísa til viðkomandi staðals þegar pípa er tilgreind eða pantað til að tryggja að mál uppfylli umsóknarkröfur, lagnakóða og reglugerðir.

Óaðfinnanlegur og soðinn rörlengd og endalok

Pípulengdir

Stálpípur eru almennt fáanlegar í þremur lengdarvalkostum:
 

Einföld handahófskennd lengd (SRL)eru algengasti og hagkvæmasti kosturinn. Nákvæmar lengdir eru mismunandi en eru venjulega 16 til 24 fet að lengd. Myllan hámarkar lengdina til að lágmarka rusl meðan á framleiðslu stendur.

Tvöföld handahófskennd lengd (DRL):Þetta eru tvöfalt lengri en einn af handahófi, allt frá 32 til 48 fet. Þeir eru sjaldgæfari og geta haft takmarkað framboð, en þeir geta dregið úr tengingum sem þarf í langri leiðslu.

Sérstakar skurðarlengdir:Hægt er að panta rör í ákveðnum lengdum í samræmi við kröfur viðskiptavinarins. Þetta er dýrara þar sem það gæti búið til meira rusl fyrir mylluna og krefst viðbótaruppsetningar og meðhöndlunar. Skurðar lengdir eru venjulega aðeins tilgreindar þegar nákvæm lengd er mikilvæg, svo sem fyrir spólaframleiðslu eða offshore uppsetningar þar sem samskeyti verða að passa nákvæmlega.

Tiltækar lengdir geta einnig verið mismunandi eftir stærð og veggþykkt pípunnar. Stærri þvermál og þyngri veggir eru erfiðari í meðhöndlun og flutningi, þannig að þeir geta takmarkast við styttri lengdir.

Loka lýkur

Endar pípunnar er hægt að klára á nokkra vegu eftir því hvernig það verður sameinað:
 

Venjulegur endi (PE):Endarnir eru skornir ferningur og skildir eftir ókláraðir. Þetta er grunnvalkosturinn sem hentar fyrir suðu eða vélræna tengi.

Skápaður endi (BE):Endarnir eru skornir í horn, venjulega 30 gráður eða 37,5 gráður, til að búa til V-gróf fyrir suðu. Skrúfan gerir ráð fyrir algjörri inngöngu suðumálmsins inn í samskeytin. Skautir endar eru algengasti kosturinn fyrir soðnar smíði.

Þráður endi (TE):Endarnir eru annað hvort snittaðir að utan (karl) eða innan (kvenkyns) til að hægt sé að skrúfa rörin saman. Þráðar tengingar eru almennt notaðar fyrir lágþrýstibúnað eins og vatns- eða loftlínur og tímabundnar eða færanlegar uppsetningar. Þræðirnir geta verið mjókkandi (NPT) eða beinir (BSPP eða BSPT).

Þráður og tengdur (skilmálar):Annar endinn er snittari að utan og tengi (ermi) er skrúfað á hann. Hinn endinn á tenginu er snittari að innan til að taka við næstu pípu. Þetta gerir kleift að setja saman og taka í sundur á vettvangi.

Rópaður endi:Gróp er skorin í kringum ummál pípunnar nálægt endanum til að taka við vélrænni tengingu. Rjúpaðar tengingar leyfa hraðri uppsetningu og nokkurn sveigjanleika í samskeyti til að mæta varmaþenslu eða samdrætti.