EN
IJzerhoudende metalen: de veerkracht en zwaar belaste aard van pijpbewerking bij fabricage
Koolstof- en laaggelegeerd staal: een referentie in de olie- en gassector en bij energieopwekking
P91 en kruipbestendige hoogtemperatuurlegeringen voor pijpfabricage
Ferritische en duplex roestvaststalen pijpen
Tijdens de verwerking van buizen in aanwezigheid van agressievere media, zoals chloriden, organische zuren en zeewater, maken elementen zoals chroom en molybdeen in roestvast staal, duplexstaal en superduplexstaal het mogelijk dat de stalen snel een passieve laag vormen die zich – naar verluidt – zelf herstelt tegen putcorrosie en spleetcorrosie. Met name duplex roestvast staal, dat de taaiheid van de austenitische microstructuur combineert met de sterkte van de ferrietmicrostructuur, vertoont een aanzienlijk lagere gevoeligheid (tot wel 65 % lager) voor chloride-geïnduceerde spanningscorrosie (SCC), zoals blijkt uit recente veldonderzoeken conform NACE-normen, vergeleken met 316L-roestvast staal. De evenwichtige tweefasenmicrostructuur verleent ook een hogere vloeigrens en betere lasbaarheid, waardoor duplex roestvast staal een uitstekende keuze is voor hoogwaardige verbindingen in ontziltingsinstallaties, offshoreplatforms en chemische transportleidingen. Elke kwaliteit wordt gekozen op basis van de ernst van de omgeving: 316L kan worden toegepast in matig chloridehoudende omgevingen, terwijl superduplexlegeringen kunnen worden ingezet om dure oppervlaktebehandelingen en conserveringsmiddelen te vervangen in extreme omgevingen met chlorideconcentraties boven de 30.000 ppm.
Nikkelgebaseerde superlegeringen en titanium voor gebruik in agressieve chemische omgevingen en zeewater
Bij de meest corrosieve en hoogste temperatuurcondities zijn nikkelgebaseerde superlegeringen en titanium de materialen van keuze. Deze condities kunnen optreden bij het vervoer van zwavelzuur, diepzee-opvoerbuizen of tijdens de winning van zure olie. Een voorbeeld van een nikkelgebaseerde superlegering is Inconel 625 of zelfs Hastelloy C-276. Deze condities vereisen ook titanium. Een voorbeeld hiervan zijn kwaliteit Grade 2 en Grade 7. Met betrekking tot geconcentreerd zwavelzuur behoudt Hastelloy C-276 meer dan 95% van zijn corrosieweerstand. Zeewater omvat diverse vormen van corrosie, zoals putcorrosie en spleetcorrosie, die als de meest agressieve worden beschouwd. Daarom is het moeilijk om materialen te ontwerpen die gedurende lange perioden bestand zijn tegen corrosie. Titaanoxide vormt zich in zeewater en voorkomt buitengewoon effectief corrosie; het blijft daarom een duurzame optie. Een voorbeeld is de 40-jarige levensduur van titanium in koelsystemen. Inconel 625 is verkoopbaarder dan andere materialen met betrekking tot sulfide-stressbreuk in koolwaterstofstromen. Nikkelgebaseerde superlegeringen en titanium dragen derhalve bij aan een sterke totale eigendomskosten (TCO) en waarborgen dat missiekritische systemen ononderbroken blijven functioneren.
Economische, laagdrukpijpbewerkingsfabricage met behulp van polymeren en niet-metalen pijpen
HDPE, PVC, CPVC en PEX: wat is het optimale evenwicht tussen kosten, installatie-efficiëntie en chemische onverenigbaarheid
Bij laagdruk-, niet-kritieke pijpbewerkings- en fabricageprocessen, met name voor gemeentelijke watervoorziening, irrigatie en chemische afvoer, bieden polymere materialen zowel aanzienlijke economische voordelen als logistieke voordelen. HDPE-, PVC-, CPVC- en PEX-buizen zijn lichtgewicht, corrosievrije buizensystemen. Ze vereisen ook geen schroefdraad of lassen, waardoor de arbeids- en tijdswinst bij de installatie tot 40 procent bedraagt ten opzichte van een metalsysteem. HDPE-buis is het meest geschikt voor gas- en watervoorzieningsleidingen en voor ondergrondse gas- en watervoorzieningsleidingen. HDPE is flexibel en kan naadloos worden gefuseerd. PVC-buis biedt goede weerstand tegen zuren en alkaliën. CPVC heeft een goede weerstand en kan water boven 200 °F verdragen. PEX-buis heeft een goede buigbaarheid en is ideaal voor sanitairinstallaties. Er zijn echter ook enkele nadelen verbonden aan al deze materialen. Zo wordt PVC bros bij bevriezingstemperaturen en ondergaat CPVC UV-afbraak na blootstelling. Thermische en drukverlagingen (deratings) zijn eveneens van cruciaal belang bij de keuze van buismaterialen. Daarom moeten flexibele buismaterialen worden geselecteerd met zorgvuldige aandacht voor de chemische omgeving.
Toepassing van ontwerp en techniek voor de pijpbewerkingsstructuur
Een methodische en systematische aanpak is essentieel bij het bepalen van het materiaal dat moet worden gebruikt voor de fabricage van pijpleidingen. Wanneer vloeistoffen worden getransporteerd, moeten pijpen bestand zijn tegen de stoomachtige, vlezige, zure afvalwaterstromen uit raffinaderijen. Het behoud van een ongestoorde doorstroming en de integriteit van de producten is de meest basale vereiste. ASME B31.3 verwijst naar het handhaven van de verwachte bedrijfsdruk en bedrijfsomstandigheden. Dit betekent dat de druk in de pijpen niet meer dan 30% hoger mag zijn dan de verwachte bedrijfsdruk, terwijl de temperatuur niet hoger mag zijn dan 400 graden Celsius. P91 valt binnen die grenzen. De bedrijfsomstandigheden houden ook rekening met de temperatuur van de vloeistof en de wind. Apparaten dienen bovendien corrosiebestendig te zijn en compatibel met de vloeistoffen. Hoogwaardigere legeringen, hoewel duurder, zijn vaak een waardevolle investering. Veel legeringen worden gebruikt in combinatie met de flenzen van corrosiebestendige pijpen. Hieruit volgt dat hoe meer vloeistof er stroomt, des te kostenefficiënter het apparaat is. Zorg voor een soepele werking en financiële stabiliteit. Door de criteria te integreren, worden gefundeerde beslissingen genomen die bijdragen aan veiliger, betrouwbaarder werking en grotere kostenbesparingen bij pijpleidingsconstructies.
Veelgestelde vragen
Wat zijn de voordelen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal?
Er zijn veel voordelen verbonden aan koolstofstaal en laaggelegeerd staal. Ze bieden een zeer goede verhouding tussen sterkte en kosten. Ze kunnen worden gebruikt bij de bouw van pijpen voor energie- en olie- en gasprojecten. Daarnaast hebben ze een uitstekende weerstand tegen extreme temperaturen en tegen zure omgevingen.
Waarom deze legeringen voor corrosieve omstandigheden?
Omdat legeringen zoals duplexrangen en roestvast staal een hogere corrosieweerstand bieden, aangezien er tijdens het corrosieproces een beschermende oxide-laag ontstaat, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen met chloriden, organische zuren en zelfs zeewater.
Hoe staan polymeren tegenover metalen bij de productie van pijpen?
Materialen zoals HDPE, PVC, CPVC en PEX bieden een aantal voordelen ten opzichte van metalen, zoals een licht gewicht en volledige corrosievrijheid, wat aanzienlijke economische en logistieke voordelen oplevert, vooral gezien het feit dat deze pijpen worden gebruikt voor lagedruk- en niet-kritieke toepassingen.