Welche Anforderungen gelten für nahtlose Stahlrohre, die in unserer Prozessindustrie für den Flüssigkeitstransport eingesetzt werden? Werfen wir einen Blick auf die Zusammenfassung unserer Experten für Druckrohrleitungen:
Nahtlose Stahlrohre sind Stahlrohre ohne Schweißnähte, die durch Warmumformverfahren wie das Perforieren von Warmwalzwerk hergestellt werden. Bei Bedarf kann das warmumgeformte Rohr durch Kaltumformung auf die gewünschte Form, Größe und Leistung gebracht werden. Derzeit sind nahtlose Stahlrohre (DN15-600) die am häufigsten verwendeten Rohre in petrochemischen Produktionsanlagen.
(I) Nahtloses Stahlrohr aus Kohlenstoffstahl
Werkstoffgüten: 10#, 20#, 09MnV, 16Mn, insgesamt 4 Sorten
Normen: GB8163 „Nahtlose Stahlrohre für den Flüssigkeitstransport“, GB/T9711 „Technische Lieferbedingungen für Stahlrohre für die Erdöl- und Erdgasindustrie“, GB6479 „Hochdruck-Nahtlose Stahlrohre für Düngemittelanlagen“, GB9948 „Nahtlose Stahlrohre für das Erdöl-Cracking“, GB3087 „Nahtlose Stahlrohre für Niederdruck- und Mitteldruckkessel“, GB/T5310 „Nahtlose Stahlrohre für Hochdruckkessel“
GB/T8163:
Werkstoffgüten: 10#, 20#, Q345 usw.
Anwendungsbereich: Ölprodukte, Öl und Gas sowie öffentliche Medien mit einer Auslegungstemperatur von weniger als 350℃ und einem Druck von weniger als 10 MPa.
GB6479:
Werkstoffgüten: 10#, 20G, 16Mn usw.
Anwendungsbereich: Erdölprodukte sowie Erdöl und Erdgas mit einer Auslegungstemperatur von -40 bis 400℃ und einem Auslegungsdruck von 10,0 bis 32,0 MPa.
GB9948:
Werkstoffgüten: 10#, 20#, etc.
Anwendungsbereich: Situationen, in denen Stahlrohre nach GB/T8163 nicht geeignet sind.
GB3087:
Werkstoffgüten: 10#, 20#, etc.
Anwendungsbereich: überhitzter Dampf und siedendes Wasser von Niederdruck- und Mitteldruckkesseln usw.
GB5310:
Materialgüten: 20G usw.
Anwendungsbereich: überhitzter Dampf als Medium in Hochdruckkesseln
Prüfung: Allgemeine Stahlrohre für den Flüssigkeitstransport müssen einer chemischen Zusammensetzungsanalyse, Zugprüfung, Stauchprüfung und Wasserdruckprüfung unterzogen werden. Zusätzlich zu den allgemeinen Prüfungen für Stahlrohre für den Flüssigkeitstransport fordern die drei Normen GB5310, GB6479 und GB9948 auch Dehnungs- und Kerbschlagprüfungen; die Anforderungen an die Fertigungsprüfung dieser drei Stahlrohre sind relativ streng. Die Norm GB6479 stellt zudem spezielle Anforderungen an die Tieftemperaturkerbschlagzähigkeit der Werkstoffe. Zusätzlich zu den allgemeinen Prüfanforderungen für Stahlrohre für den Flüssigkeitstransport müssen Stahlrohre der Norm GB3087 auch Kaltbiegeprüfungen unterzogen werden. Zusätzlich zu den allgemeinen Prüfanforderungen für Stahlrohre für den Flüssigkeitstransport müssen Stahlrohre der Norm GB/T8163 gemäß Vereinbarung Dehnungs- und Kaltbiegeprüfungen unterzogen werden. Die Anforderungen an die Fertigung dieser beiden Rohrtypen sind nicht so streng wie bei den ersten drei.
Herstellung: Stahlrohre nach den Normen GB/T8163 und GB3087 werden überwiegend in offenen Öfen oder Konvertern geschmolzen, wodurch der Anteil an Verunreinigungen und inneren Fehlern relativ hoch ist. GB9948 wird hauptsächlich in Elektroöfen geschmolzen. Bei den meisten dieser Rohre erfolgt die Raffination außerhalb des Ofens, wodurch die Zusammensetzung und die Anzahl innerer Fehler relativ gering sind. Die Normen GB6479 und GB5310 schreiben die Raffination außerhalb des Ofens vor, wodurch der Anteil an Verunreinigungen und inneren Fehlern am geringsten und die Materialqualität am höchsten ist.
Die Fertigungsqualitätsstufen der oben genannten Stahlrohrnormen sind in folgender Reihenfolge von niedrig nach hoch angeordnet: GB/T8163
Auswahl: Im Allgemeinen eignen sich Stahlrohre nach GB/T8163 für Erdölprodukte, Erdöl und Erdgas sowie öffentliche Medien mit einer Auslegungstemperatur unter 350 °C und einem Druck unter 10,0 MPa. Für Erdölprodukte und Erdöl- und Erdgasmedien sollten bei Auslegungstemperaturen über 350 °C oder Drücken über 10,0 MPa Stahlrohre nach GB9948 oder GB6479 gewählt werden. Auch für Rohrleitungen, die in Gegenwart von Wasserstoff oder in Umgebungen mit Spannungsrisskorrosion betrieben werden, sind GB9948 oder GB6479 erforderlich. Alle Kohlenstoffstahlrohre, die bei niedrigen Temperaturen (unter -20 °C) eingesetzt werden, müssen der Norm GB6479 entsprechen, da diese als einzige die Anforderungen an die Kerbschlagzähigkeit von Werkstoffen bei niedrigen Temperaturen festlegt. Die Normen GB3087 und GB5310 sind speziell für Kesselstahlrohre ausgelegt. Die Kesselsicherheitsüberwachungsvorschriften betonen, dass alle an den Kessel angeschlossenen Rohrleitungen der Überwachung unterliegen und die verwendeten Materialien und Normen den Bestimmungen dieser Vorschriften entsprechen müssen. Daher sollten die vom Versorgungsnetz bereitgestellten öffentlichen Dampfleitungen, die in Kesseln, Kraftwerken, Heizungsanlagen und petrochemischen Produktionsanlagen eingesetzt werden, den Normen GB3087 oder GB5310 entsprechen. Es ist zu beachten, dass Stahlrohre mit hohen Qualitätsstandards vergleichsweise teuer sind. Beispielsweise ist der Preis für GB9948 fast ein Fünftel höher als der für GB8163. Daher sollten bei der Auswahl der Werkstoffnormen für Stahlrohre die Einsatzbedingungen umfassend berücksichtigt werden, wobei sowohl Zuverlässigkeit als auch Wirtschaftlichkeit wichtig sind. Es ist außerdem zu beachten, dass gemäß GB/T20801 und TSGD0001 Stahlrohre der Normen GB3087 und GB8163 nicht für GC1-Rohrleitungen verwendet werden dürfen (es sei denn, sie werden einzeln einer Ultraschallprüfung unterzogen und die Qualität ist mindestens L2.5, dann können sie für GC1(1)-Rohrleitungen mit einem Auslegungsdruck von höchstens 4,0 MPa verwendet werden).
(II) Nahtloses Stahlrohr aus niedriglegiertem Stahl
In petrochemischen Produktionsanlagen werden häufig die Normen GB9948 „Nahtlose Stahlrohre für das Erdölcracken“, GB6479 „Nahtlose Hochdruck-Stahlrohre für Düngemittelanlagen“ und GB/T5310 „Nahtlose Stahlrohre für Hochdruckkessel“ für nahtlose Stahlrohre verwendet. Die in GB9948 enthaltenen Chrom-Molybdän-Stahlsorten sind beispielsweise 12CrMo, 15CrMo, 1Cr2Mo und 1Cr5Mo. Die in GB6479 enthaltenen Chrom-Molybdän-Stahlsorten sind ebenfalls 12CrMo, 15CrMo und 1Cr5Mo. Die in GB/T5310 enthaltenen Chrom-Molybdän- und Chrom-Molybdän-Vanadium-Stahlsorten sind beispielsweise 15MoG und 20MoG. 12CrMoG, 15CrMoG, 12Cr2MoG, 12Cr1MoVG usw. Am häufigsten wird GB9948 verwendet, die Auswahlbedingungen sind wie oben beschrieben.
(III) Nahtlose Edelstahlrohre
Gängige Normen für nahtlose Edelstahlrohre sind:
GB/T14976, GB13296, GB9948, GB6479 und GB5310 sind insgesamt fünf Normen. Die letzten drei davon führen jedoch nur zwei oder drei Edelstahlgüten auf, die zudem eher unüblich sind. Daher werden bei der Auswahl von Normen für nahtlose Edelstahlrohre in der Praxis die Normen GB/T14976 und GB13296 herangezogen.
GB/T14976 „Nahtlose Edelstahlrohre für den Flüssigkeitstransport“:
Werkstoffgüten: 304, 304L usw., insgesamt 19 Typen, geeignet für den allgemeinen Flüssigkeitstransport.
GB13296 „Nahtlose Edelstahlrohre für Kessel und Wärmetauscher“:
Werkstoffgüten: 304, 304L usw., insgesamt 25 Typen.
Unter ihnen zeichnet sich ultraniedriggekohlter Edelstahl (304L, 316L) durch eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aus. Unter bestimmten Bedingungen kann er stabilen Edelstahl (321, 347) bei mittlerer Korrosionsbeständigkeit ersetzen. Ultraniedriggekohlter Edelstahl weist jedoch geringe mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen auf und wird daher üblicherweise nur bei Temperaturen unter 525 °C eingesetzt. Stabiler austenitischer Edelstahl bietet sowohl gute Korrosionsbeständigkeit als auch hohe mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen. Allerdings oxidiert das Titan im Edelstahl 321 leicht und geht beim Schweißen verloren, was seine Korrosionsbeständigkeit verringert und seinen Preis relativ hoch macht. Dieser Werkstoff wird daher in der Regel nur für anspruchsvolle Anwendungen verwendet. Die Edelstahlsorten 304 und 316 bieten eine gute allgemeine Korrosionsbeständigkeit und sind kostengünstig, weshalb sie weit verbreitet sind.
Veröffentlichungsdatum: 17. Juni 2024