La sélection des matériaux pour les tuyaux multi-composants va en profondeur sur le type de matériaux qu'ils transportent. Divers liquides qui peuvent être inflammables, corrosifs, explosifs, volatils, réactifs et parfois dangereux pour la santé humaine sont transportés par un pipeline, il est donc important de sélectionner le matériau de tuyauterie approprié.
Conditions du processus de sélection du matériau du tube
Le choix du matériau du tuyau dépend principalement des conditions de processus, telles que
types de fluides
Température de fonctionnement
pression de service
Essayons de comprendre cette condition en profondeur.
Premièrement, la condition de procédé qui influencera le choix du matériau est le type de fluide qu'il transporte. Dans le cas de fluides corrosifs, il faut opter pour un matériau plus résistant à la corrosion par rapport au service non corrosif.
Les fluides corrosifs, tels que le pétrole brut, l'eau de mer, l'H2S, l'ammoniac, les acides, etc. nécessitent un matériau à haute résistance à la corrosion.
D'autre part, l'acier au carbone normal est suffisant pour les fluides non corrosifs tels que l'huile de lubrification, l'air, l'azote, etc.
La deuxième condition du procédé qui va influencer le choix du matériau est la température des fluides.
cryogénique
Basse température
Température moyenne
Haute température
L'augmentation ou la diminution de la température du fluide de service affectera considérablement les propriétés mécaniques du matériau du tuyau, telles que la résistance aux chocs, l'allongement et la résistance à la traction ; par conséquent, un matériau spécial est requis pour les services à haute température et cryogéniques.
La troisième condition de processus qui affectera la sélection des matériaux est la pression des fluides de service. Un matériau à haute résistance ou plus épais est requis pour les services à haute pression par rapport aux services à pression normale.
D'autres facteurs non liés au processus qui sont également pris en compte lors de la sélection des matériaux sont
coût matériel
Disponibilité - si le matériel est disponible localement ou doit être importé.
La soudabilité et la fabricabilité du matériau jouent également un rôle essentiel dans la sélection. La préférence est toujours donnée aux matériaux qui ne nécessitent aucune exigence particulière lors du soudage et de la fabrication.
Propriétés du matériau du tube
Comme les propriétés des fluides de procédé, certaines propriétés des matériaux sont également prises en compte lors de la sélection des matériaux de tuyauterie. Certaines d'entre elles sont
Résistance ultime à la traction : c'est la capacité d'un matériau à résister lorsqu'il est soumis à une tension.
Limite d'élasticité : c'est la charge à laquelle commence la déformation plastique, ou on peut dire que la déformation permanente.
Élasticité - est la capacité d'un matériau à reprendre sa forme normale après le retrait de la charge, comme le caoutchouc.
Allongement - L'allongement en pourcentage est une mesure de la ductilité.
Dureté - est la capacité d'un matériau à résister à la déformation plastique.
Dureté - est la capacité d'un matériau à absorber l'énergie avant la rupture.
Résistance au fluage : capacité à résister à tout type de déformation lorsqu'il est soumis à une charge pendant une longue période.
Résistance à la fatigue : C'est la capacité d'un matériau à supporter une charge cyclique pendant un nombre déterminé de cycles avant de céder.
Maintenant, en tenant compte à la fois du processus et des propriétés du matériau, le matériau du tuyau peut être choisi parmi une grande variété de matériaux disponibles. Dans ce tableau, j'ai répertorié différents types de matériaux utilisés dans la tuyauterie de procédé pour répondre à diverses conditions de conception. Le matériau des tuyaux est classé en trois catégories. Métal, non métallique et composite, qui est une combinaison de métal avec du métal ou de métal avec du non métallique.
métal ferreux
Acier au carbone
Acier allié
Acier inoxidable
métal non ferreux
Cuivre et alliages de cuivre
Nickel et alliages de nickel
Aluminium et alliages d'aluminium
Titane et alliages de titane
Zirconium et alliages de zirconium
non métallique
PVC/CPVC
PEHD
GRE/GRP
tuyaux en ciment
Tubes doublés et gainés
Les tubes Line et Clad sont des tubes composites. Cela signifie qu'ils sont constitués de deux matériaux différents pour améliorer leur fiabilité pendant le fonctionnement. Ces tubes sont utilisés comme une alternative économique aux matériaux hautement alliés.
Qualités de matériaux ASTM pour les matériaux de tuyauterie
A53/A53M-02. Spécification standard pour les tuyaux en acier, noirs et trempés à chaud, zingués, soudés et sans soudure.
A105/A105M-02. Spécification standard pour les pièces forgées en acier au carbone pour les applications de tuyauterie.
Un106-02un. Spécification standard pour les tubes en acier au carbone sans soudure pour les services à haute température.
A134-96(2001). Spécification standard pour les tuyaux en acier, soudés par fusion électrique (à l'arc) (tailles NPS 16 et plus).
À135-01. Spécification standard pour les tubes en acier soudés par résistance électrique.
À139-00. Spécification standard pour les tubes en acier soudés par électrofusion (arc) (NPS 4 et supérieur).
A179/A179M-90a(2001). Spécification standard pour les tubes sans soudure en acier à faible teneur en carbone pour les échangeurs de chaleur et les condenseurs.
A181/A181M-01. Spécification standard pour les pièces forgées en acier au carbone pour tuyaux à usage général.
A182/A182M-02. Spécification standard pour les brides de tuyaux en acier allié forgé ou laminé, les raccords forgés, les vannes et les pièces pour service à haute température.
A193/A193M-03. Spécification standard pour les matériaux de boulonnage en acier allié et en acier inoxydable pour les services à haute température.
A194/A194M-03b. Spécification standard pour les écrous de boulons en acier au carbone et en acier allié pour un service à haute pression, à haute température, ou les deux.
A210/A210M-02. Spécification standard pour les tubes sans soudure en acier au carbone de taille moyenne pour chaudières et surchauffeurs.
A234/A234M-03. Spécification standard pour les raccords de tuyauterie en acier au carbone forgé et en acier allié pour un service à température modérée et élevée.
A268/A268M-03. Spécification standard pour les tuyaux en acier inoxydable ferritique et martensitique sans soudure et soudés pour usage général.
Un269-02un. Spécification standard pour les tuyaux en acier inoxydable austénitique sans soudure et soudés pour usage général.
A312/A312M-03. Spécification standard pour les tubes en acier inoxydable austénitique sans soudure et soudés.
A320/A320M-03. Spécification standard pour les matériaux de boulonnage en acier allié pour les services à basse température.
A333/A333M-99. Spécification standard pour les tubes en acier sans soudure et soudés pour les services à basse température.
A334/A334M-99. Spécification standard pour les tuyaux sans soudure et soudés en acier au carbone et en acier allié pour service à basse température.
A335/A335M-03. Spécification standard pour les tubes en acier allié ferritique sans soudure pour service à haute température.
A350/A350M-02b. Spécification standard pour les pièces forgées en acier au carbone et faiblement allié nécessitant des tests de ténacité à l'entaille pour les composants de tuyauterie.
A358/A358M-01. Spécification standard pour les tuyaux en acier austénitique en alliage de chrome-nickel soudés par fusion électrique pour service à haute température.
A369/A369M-02. Spécification standard pour les tuyaux en acier au carbone et en alliage ferritique forgés et percés pour un service à haute température.
A376/A376M-02a. Spécification standard pour les tubes en acier austénitique sans soudure pour le service de station centrale à haute température.
A381-96(2001). Spécification standard pour les tubes en acier soudés à l'arc métallique destinés à être utilisés dans les systèmes de transmission à haute pression.
A403/A403M-03a. Spécification standard pour les raccords de tuyauterie en acier inoxydable austénitique forgé.
A409/A409M-01. Spécification standard pour les tubes en acier austénitique soudés de grand diamètre pour les services à haute température ou corrosifs.
A420/A420M-02. Spécification standard pour les raccords de tuyauterie en acier au carbone forgé et en acier allié pour service à basse température.
A437/A437M-01a. Spécification standard pour le matériau de boulonnage de turbine en acier allié spécialement traité thermiquement pour un service à haute température.
A453/A453M-02. Spécification standard pour les matériaux de boulonnage à haute température avec des coefficients de dilatation comparables à ceux des aciers inoxydables austénitiques.
A524-96(2001). Spécification standard pour les tuyaux en acier au carbone sans soudure pour températures atmosphériques et basses.
A530/A530M-03. Spécification standard des exigences générales pour les tubes en acier au carbone et en acier allié spécialisés.
A587-96(2001). Spécification standard pour les tubes en acier à faible teneur en carbone soudés par résistance électrique pour l'industrie chimique.
A671-96(2001). Spécification standard pour les tubes en acier soudés par fusion électrique pour températures atmosphériques et basses.
A672-96(2001). Spécification standard pour les tuyaux en acier soudés par fusion électrique pour un service à haute pression à des températures modérées.
A691-98(2002). Spécification standard pour les tuyaux en acier au carbone et en acier allié, soudés par fusion électrique pour un service à haute pression et à haute température.
A789/A789M-02a. Spécification standard pour les tuyaux en acier inoxydable ferritique / austénitique sans soudure et soudés pour usage général.
A790/A790M-03. Spécification standard pour les tubes en acier inoxydable ferritique/austénitique sans soudure et soudés.
A815/A815M-01a. Spécification standard pour les raccords de tuyauterie en acier inoxydable forgé ferritique, ferritique/austénitique et martensitique
