содержание .. 1 2 ..

Parker Фитинги, материалы и руководство по выбору трубной арматуры (2014 год) - часть 1

Для обслуживаемых нами заказчиков и рынков коррозия создает

различие между безаварийной работой и дорогостоящими простоями.

Что такое коррозия?

Согласно Национальной ассоциации инженеров-специ-

алистов по коррозии (NACE), коррозия - это ухудшение

свойств вещества (как правило, металла) вследствие

реакции с его окружающей средой.

Проблема коррозии

Прямой и косвенный экономический ущерб от корро-

зии охватывает следующее:

• Замена поврежденного оборудования

• Проектирование с излишним запасом на коррозию

• Профилактическое обслуживание

• Простои из-за отказов, вызванных коррозией

• Потеря или загрязнение производимой продукции (в

пищевой промышленности)

• Снижение эффективности. Например, продукты

коррозии уменьшают теплопередачу в

теплообменниках

• Отказ смежного оборудования

• Здоровье и безопасность. Потери природных

ресурсов, загрязнение и даже угроза жизни.

Стоимость коррозии

Согласно общенациональному исследованию, проведенному в США, коррозия вызывает затраты в 276 миллиар-

дов долларов в год. Эта сумма делится между различными отраслями промышленности следующим образом:

• Питьевая вода

• Транспортировка

и канализация

опасных материалов

• Газоснабжение

• Морские и воздушные суда

• Электроснабжение

• Поезда и автомобили

Транспорт

21,50%

Коммунальные

услуги

Производство

• Химическая, нефтехимиче-

34.70%

ская и фармацевтическая

12,80%

• Пищевая

• Целлюлозно-бумажная

• Нефтегазовая

• Нефтеперерабатывающая

Правительство

Инфраструктура

14,60%

16,40%

• Транспортировка

газа и жидкостей

• Оборонная

• Аэропорты

• Хранение ядерных

• Водные пути и

отходов

порты

Использование правильных материалов и процессов поможет справиться

с проблемами коррозии во всех обслуживаемых нами отраслях.

Равномерная коррозия

или более или менее равномерное

Равномерная или общая коррозия

отложение продуктов этой корро-

является наиболее классической

зии на поверхности металла.

формой коррозии, но не всегда

наиболее важной с точки зрения

Равномерную коррозию можно

стоимости и безопасности.

ограничить или предупредить соот-

ветствующим выбором материала

Последствиями равномерной кор-

или изменением рабочей среды, а

розии являются уменьшение тол-

также и другими решениями.

щины металла за единицу времени

Электрохимическая коррозия

к быстрому ухудшению свойств

ковы, или различных материалов,

Электрохимическую коррозию

менее устойчивого к коррозии

как можно ближе расположенных

можно просто определить, как

материала и к катастрофическому

в соответствующем электрохими-

явление, возникающее при кон-

отказу.

ческом ряду, исключение неблаго-

такте двух различных материалов

приятного соотношения площадей

Общепринятыми методами мини-

в токопроводящей коррозионной

поверхностей, использование

мизации и предупреждения элек-

среде.

защитных покрытий или контроль

трохимической коррозии являются

агрессивности окружающей среды.

Во многих случаях электрохими-

выбор комбинации материалов,

ческая коррозия может приводить

все составляющие которых одина-

> ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Старайтесь не использовать совместно трубы, фитинги или клапаны из разных

сплавов.

Электрохимическая реакция, создаваемая смешиванием разных материалов для корпуса и гайки.

Щелевая коррозия

сле ее начала даже самые мягкие

Щелевую коррозию можно ограни-

Щелевая коррозия - это электро-

атмосферные условия становятся

чить или предупредить, используя

химический процесс окисления-

чрезвычайно агрессивными. Щеле-

сварные, а не болтовые или за-

восстановления, происходящий в

вая коррозия считается значитель-

клепочные соединения, проектируя

сосредоточенном объеме непод-

но более опасной, чем равномер-

установки с надежными дренажны-

вижного раствора, захваченного

ная коррозия, так как ее скорость

ми системами и избегая застойных

карманами, углами или покрытием

может быть в 100 раз выше.

зон, используя моноблочные и

(например, уплотнением, отло-

высококачественные уплотнения

Щелевая коррозия, в частности,

жением песка, прокладкой или

или контролируя агрессивность

встречается в сплавах, не создаю-

деталью крепления).

электролита.

щих стабильной пассивной пленки.

Щелевая коррозия значитель-но

Классическим примером является

ускоряется, если в электролитиче-

нержавеющая сталь в присутствии

ском растворе присутствуют ионы

концентрации ионов хлора от уме-

хлора, сульфида или бромида. По-

ренной до высокой.

Щелевая коррозия в сопряжении

трубы с держателем.

Питтинговая коррозия

Питтинговая коррозия наиболее

Питиинговую коррозию можно

Для питтинга характерна локали-

агрессивна в растворах, содер-

уменьшить или предупредить,

зованное действие в виде глубо-

жащих ионы хлора, бромида или

выбирая материалы, наиболее

ких и узких отверстий, способных

гипохлорита. Присутствие сульфи-

соответствующие условиям экс-

очень быстро проникать внутрь,

дов и H2S также усиливает такой

плуатации, исключая зоны застоя и

оставляя остальную поверхность

вид разрушающего воздействия.

отложения, снижая агрессивность

нетронутой. В компоненте могут

Нержавеющая сталь особенно чув-

рабочей среды или используя ка-

образовываться многочисленные

ствительна к питтинговой коррозии

тодную защиту.

отверстия всего лишь за несколько

в морской воде.

дней без заметной потери веса

всей конструкции.

> ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Каждая партия стали 6Mo компании Parker испытывается на питтинго-

вую коррозию согласно стандарту ASTM G48.

Межкристаллитная коррозия

и теряет свои механические свой-

билизирующей» термообработки

Межкристаллитная коррозия - это

ства. Этот вид коррозии возникает

или термического цикла.

вид разрушающего воздействия,

вследствие либо присутствия при-

Межкристаллитную коррозию мож-

которое развивается преимуще-

месей в границах, либо местного

но предупредить, выбирая правиль-

ственно вдоль границ кристаллов

избытка или недостатка одного

ный материал, исключая дешевое

и способно вызвать катастрофиче-

или нескольких элементов сплава.

оборудование, в котором материал,

ский отказ оборудования, особенно

Межкристаллитная коррозия может

скорее всего, содержит примеси и

в присутствии растягивающего

встречаться во многих сплавах, но

прошел недостаточную термообра-

напряжения. При некоторых усло-

наиболее распространенным при-

ботку, используя низкоуглеродные

виях, границы кристаллов могут

мером является межкристаллитная

или стабилизированные марки при

подвергаться заметному разруша-

коррозия аустенитной нержавею-

сварке или правильно применяя

ющему воздействию, в то время

щей стали, связанная с образова-

термообработку после сварки.

как остальной материал остается

нием недостатка карбида хрома

нетронутым. Сплав раздробляется

вблизи границ в процессе «сенси-

> ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Наша нержавеющая сталь способна пройти испытание на межкри-

сталлитную коррозию по методу ASTM A262.

Межкристаллитная коррозия - Зона теплового воздей-

Коррозионное растрескивание нержавеющей стали

ствия (HAZ) - Сварной шов из нержавеющей стали в

под нагрузкой в морской воде

морской воде

Коррозионное растрескивание

лу или сплаву в отсутствии растяги-

под напряжением

вающей нагрузки. Этот вид коррозии

Коррозионное растрескивание

имеет первостепенное значение и

под напряжением (stress corrosion

создает постоянный риск для много-

cracking - SCC) - это процесс, заклю-

численных промышленных установок

чающийся в образовании трещин

с точки зрения безопасности и воз-

и их распространении, возможно,

можных экономических последствий.

до полного разрушения компонен-

Ни один из сплавов промышленного

та, вследствие комбинированного

производства не обладает полной

воздействия растягивающей меха-

устойчивостью к SCC.

нической нагрузки и коррозионной

среды. Время, необходимое для

Коррозии под напряжением можно

разрушения детали при SCC может

избежать, выбирая материалы, не

варьироваться от нескольких минут

восприимчивые к конкретной корро-

до нескольких лет.

зионной среде, и минимизировать,

снижая напряжение или выполняя

Этот вид разрушающего воздей-

отжиг после изготовления и сварки,

ствия обычно возникает в среде

исключая напряжения поверхностей

мало агрессивной или не агрессив-

при механической обработке и кон-

ной по отношению к данному метал-

тролируя коррозионную среду.

> ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Не ищите кратчайший путь. Выбирайте наилучший материал для более

безопасного и экономичного применения.

Факты

Ниже перечислены наиболее распространенные факторы, которые могут иметь значительное влияние с точки

зрения коррозии:

• Выбор материалов:

• Параметры процесса:

•

Конструктивные параметры:

• Окружающая среда

• Химические характеристики

• Слив, сварка и т.д.

• Механические свойства

среды

•

Разнородные металлы

• Наличие конструкционных и

• Температура

•

Наличие контактных щелей

• испытательных данных

• Скорость

• Давление

•

Припуск на коррозию

• Стоимость

• Доступность

•

Срок службы

• Ремонтопригодность

•

Требования к обслуживанию и

• Совместимость с другими компонентами

проверке

• Надежность

• Внешний вид

Усталостный износ

Общая коррозия

Некоторые цифры о коррозии

Промышленное значение опреде-

Хрупкое разрушение

ленных проблем коррозии было

выявленово многих исследованиях.

Межкристаллитная

В следующей круговой диаграмме

обобщены результаты исследова-

ний 363 отказов из-за коррозии в

Эрозия

крупной компании по химической

обработке. Питтинг по важности

находится на втором месте после

Питтинг

общей коррозии и перед корро-

Щелевая

зионным растрескиванием под

напряжением (SCC), которое часто

также инициируется питтингом.

SCC

Влияние высокосернистого газа и стандарт NACE MR0175

Сероводород (H2S) - это бесцвет-

могут проникать в сталь, придавая

частей приведены требования и

ный, воспламеняющийся и чрезвы-

ей хрупкость. Под воздействием

рекомендации для выбора и квали-

чайно опасный газ. В естествен-

приложенных напряжений за очень

фикации углеродистых и низколе-

ных условиях встречается в сырой

короткое время может развиться

гированных сталей, коррозионно-

нефти, природном газе и горячих

растрескивание, вызывая от-

стойких сплавов и других сплавов

источниках. Кроме того, сероводо-

каз оборудования и, возможно,

для применения в оборудовании,

род вырабатывается при бактери-

причиняя вред здоровью людей

используемом при добыче нефти и

альном разложении органических

и окружающей среде. Этот тип

природного газа и в газоперераба-

материалов и отходов жизнедея-

отказа известен как сульфидное

тывающих комплексах в средах с

тельности человека и животных

коррозионное растрескивание

содержанием H2S, отказ которого

(например, в системах канализа-

под напряжением (sulphide stress

может создать риск здоровью и

ции). К промышленной деятель-

corrosion cracking, SSCC), и в

безопасности населения и пер-

ности, способной создавать этот

истории насчитывается множество

сонала или угрозу окружающей

газ, относятся бурение на нефть/

случаев таких типов отказов.

среде. Он может применяться для

природный газ и их переработка,

предупреждения дорогостоящего

обработка сточных вод, коксо-

NACE MR 0175/ISO 15156 является

повреждения самого оборудова-

вые печи, кожевенные фабрики и

стандартом на материалы, выпу-

ния.

целлюлозно-бумажные комбинаты.

щенным Национальной ассоциа-

Сероводород также может суще-

цией инженеров-специалистов по

Подразделение КИП компании

ствовать в виде сжиженного газа.

коррозии. Он предназначен для

Parker может предложить весь

оценки пригодности материалов

ассортимент материалов, отвеча-

При растворении в воде H2S

для оборудования нефтяных ме-

ющих металлургическим требова-

образует слабую кислоту с чрез-

сторождений, в котором сульфид-

ниям NACE MR0175 в выбранных

вычайно коррозионными свой-

ное коррозионное растрескивание

диапазонах. Более подробную ин-

ствами, особенно для стали,

под напряжением может создавать

формацию можно получить у нас.

когда продукты коррозии железа,

риск в сероводородной (кислой)

сульфид и атомарный водород

среде. В этом документе из 3

Решение

Борьба с коррозией не происходит сама по себе. Ее необходимо

планировать. Мы поможем найти лучшее решение для Вашей системы.

По мере того, как общемировой

экологическим и экономическим

материалов и, в результате, рабо-

поиск нефти и газа, энергетика

потерям. В большинстве случа-

чие характеристики и соответствие

или химическое производство

ев, этих ситуаций можно было бы

системы заданным параметрам. В

обращаются к более трудным зада-

избежать, правильно анализируя

таких условиях материалы могут

чам применения, встречается все

конкретные рабочие параметры и

обеспечить надежную и экономич-

больше ситуаций, в которых при-

проектируя наиболее соответству-

ную альтернативу традиционным

сутствуют коррозионные среды и

ющее оборудование.

методам борьбы с коррозией.

продукты коррозии. Во многих та-

ких случаях часто имеется значи-

Кроме того, необходимо учиты-

Процедура выбора материалов

тельное количество сероводорода,

вать и другие факторы, такие как

иногда может оказаться сложной

углекислого газа, соляного раство-

высокое давление и температуру

и, как правило, включать несколь-

ра или опасных химикатов, среди

или неблагоприятная окружаю-

ко факторов, такие как высокие

прочего, и их высокая коррозион-

щая среда. Потребности в более

требования к прочности, рабочую

ность вместе с неправильными

высокой производительности или

температуру, высокую коррозион-

решениями, принятыми на стадии

более сложных процессах наряду

ную устойчивость, доступность и

проектирования, часто приводит

с изменением климата и новыми

стоимость.

к катастрофическому отказу и не

экологическими нормативами мо-

поддающимся оценке людским,

гут усложнить процедуру выбора

Совместимость материалов

Наиболее важным фактором при

С учетом характеристик теплового

Более того, разные материалы

выборе соответствующих трубо-

расширения и химической устойчи-

имеют разные уровни твердости

проводов для любого применения

вости инструментальные фитинги

и могут отрицательно воздейство-

является совместимость материа-

Parker предназначены для работы

вать на надежность уплотнений

ла трубопроводов с содержащейся

с аналогичными материалами.

трубопроводов.

в них рабочей средой.

Смешивать материалы настоятель-

Следует также учитывать макси-

но не рекомендуется. В общем слу-

мальную и минимальную рабочую

чае, разнородные материалы при

температуру для различных мате-

контакте расположены к электро-

риалов трубопроводов.

химической коррозии.

Ассортимент материалов для борьбы

с коррозией

Наш послужной список в выборе материалов является результатом

многолетнего опыта успешного применения во всем мире.

Ассортимент материалов

Parker предлагает самый широкий на рынке ассортимент сплавов. Этот ассортимент охватывает диапазон от

стандартных марок стали до высоконикелевых сплавов и титана для применений с самыми высокими требова-

ниями. В приведенной ниже таблице описывается стандартный ассортимент материалов для семейства изделий.

Другие сплавы могут быть заказаны по запросу.

Фитинги

Мани-

Фланцевые

Клапаны

A-LOK^®

MPI^TM

CPI^TM

Phastite^®

фольды

изделия

Латунь

Да

Нет

Да

Нет

Да

Нет

Углеродистая сталь

Нет

Да

Нет

Да

Нет

Да

Нержавеющая сталь 316/316L

Да

Дуплексная сталь

Нет

Да*

Да

Супердуплексная сталь

Нет

Да

Нет

Да

Супераустенитная 6Mo

Да

Нет

Да

Монель 400

Да

Нет

Да

Нет

Да

Сплав 825

Да

Нет

Да

Сплав 625

Да

Нет

Да

Сплав C-276

Да

Нет

Да

Да*

Да

Титан

Да

Нет

Да

Нет

Да

*Обращайтесь к нам за более подробными сведениями.

Параметры, которые следует учитывать при выборе материалов

При выборе любого оборудования следует учитывать следующие основные параметры:

• Рабочие условия, включая температуру, давление и

• Доступность

содержащуюся рабочую среду

• Срок поставки

• Экологическое законодательство и внутренние

• Ожидаемый срок службы оборудования

нормативы

• Безопасность

• Стоимость

С точки зрения материалов, критерии выбора обычно сводятся к нескольким из следующих параметров:

• Механические свойства

• Диапазон рабочих температур

• Коррозионная устойчивость к рабочей и окружающей

• Стоимость

среде

• Доступность по запросу

Хотя механизм коррозии очень сложен, действительный контроль большинства коррозионных реакций может осу-

ществляться посредством применения относительно простых подходов. И действительно, Комитет по коррозии

и защите сделал заключение, что "улучшение распространения существующих знаний" было наиболее важным

и единственным фактором, который был бы фундаментальным в снижении огромных расходов на коррозию в

Великобритании.*

* Отчет Комитета по коррозии и защите, Министерство торговли и промышленности, Издательская служба Ее Королевского Величества. (1971)

Руководство по быстрому выбору материа-

лов для общепромышленного применения

На следующей диаграмме классифицируется наш ассортимент материалов с позиций механической прочности и

устойчивости к общей коррозии, и она рекомендуется в качестве базового инструмента и руководства на раннем

этапе проектирования. Значения, приведенные для определенных параметров, не являются абсолютными, и их

следует использовать только для справки. Каждое применение необходимо оценивать тщательно и индивидуаль-

но, поскольку приведенные ниже правила не могут применяться в каждом случае.

Титан марки.2

Титан марки.5

Сплав C276

Сплав 625

Сплав 825

Сталь 6Mo

Сталь

Супердуплекс

Монель 400

Дуплексная

сталь

Нержавеющая

316

Углеродистая

сталь

Латунь

Увеличение прочности - UTS

Нержавеющая

316

Сталь 6Mo

Монель 400

Дуплексная

сталь

Сплав

Сплав 825

Сплав 625

Титан

C276

Латунь

Сталь

Супердуплекс

Углеродистая

сталь

Низкая

Средняя

Высокая

* Для измерительных систем

Средняя цена

Анализ стоимости

Подумайте о стоимости заме-

Parker Hannifin выполняла ис-

больше времени до разрушения,

ны оборудования, амортизации,

пытания на коррозионное рас-

чем для марки 316.

повторной квалификации новых

трескивание под напряжением

Применимо к эксплуатации эти

систем, простоях или снижении

согласно ASTM G36, проводимые

результаты соответствуют тому,

производительности, штрафах или

независимой организацией, с

что ожидаемый срок службы для

людских и экологических потерях.

целью определить время до отказа

6Mo будет в три раза больше, чем

Избегайте дешевого оборудова-

супер аустенитной стали 6Mo (UNS

для 316 в одинаковых условиях,

ния. Вложения в более дорогой

S31254) и стандартной нержавею-

будет снижена утечка, простои, и

материал сегодня может оказаться

щей стали 316/L (UNS S31600/03)

безопасность увеличится более

более дешевым и беспроблем-

в совершенно одинаковых услови-

чем на 60%.

ным решением в среднесрочной и

ях. Результаты показали, что для

долгосрочной перспективе.

марки 6Mo потребовалось в 3 раза

Пример типичной установки и связанной с ней стоимости жизненного цикла:

Вариант материалов A:

Вариант материалов B:

Нержавеющая сталь 316

Супераустенитная 6Mo

8 000 метров трубки 1/2"

7 долл./м

23 долл./м

x 0.065"

1 500 фитингов 1/2”

15 долл./шт

40 долл./шт

x прямой формы

Расчетный параметр

Срок службы 5 лет

Срок службы 15 лет

Замена труб и

Трубка: 7 долл./м

фитингов**

Фитинг: 15 долл./шт

40 человеко-часов на 300 метров

Трудозатраты,

человеко-часы

80 долл./человеко-час

Замена трубки и

Трубка: 7 долл./м

фитингов**

Фитинг: 15 долл./шт

40 человеко-часов на 300 метров

Трудозатраты,

человеко-часы

80 долл./человеко-час

ИТОГО

406 380 долл. США

244 000 долл. США

** Цифры без повышения стоимости материалов

На 40% дешевле

Контрольный перечень параметров

проектирования

Ниже приведены некоторые базовые правила, основанные на наших

всесторонних знаниях и опыте, полученных в общемировом масштабе:

• Подумайте об экономичности,

Мы поможем найти лучшее решение для Вашей системы.

безопасности и надежности

Начните думать глубже, быстрее, чище и безопаснее.

• Дешевый вариант сегодня

обычно выражается в высокой

стоимости владения завтра

• По возможности не смешивайте

трубки, фитинги или клапаны из

разных сплавов

• Используйте 6Mo для лучшей

устойчивости к питтинговой/

щелевой коррозии

• Используйте cупердуплексную

сталь, прочную на растяжение

• Используйте наш ассортимент

нестандартных материалов

для систем с высокими

требованиями и соответствия

стандартам NACE

Для успешной и продолжительной эксплуатации без коррозии обеспечьте на этапе проектирования отметку сле-

дующих параметров:

Рабочие условия, включая температуру, давление и содержащуюся рабочую среду



Окружающая среда



Законодательство и внутренние нормативы



Стоимость



Доступность



Срок поставки



Ожидаемый срок службы оборудования



Безопасность

содержание .. 1 2 ..

///////////////////////////////////////