สิ่งที่หนังสือไม่ได้บอกคุณเกี่ยวกับท่อเหล็ก: หมายเหตุของวิศวกรภาคสนาม
คุณเคยหยิบท่อขึ้นมาแล้วสงสัยว่ามันมาจากไหน? ฉันไม่ได้หมายถึงโรงสี. ฉันหมายถึงเรื่องราวทั้งหมด. แร่ที่อยู่ในพื้นดิน. เตาหลอม. โรงรีด. ช่างเชื่อมที่วิ่งตะเข็บนั้นที่ 2 AM ในวันอังคาร. ผู้ตรวจการที่ผ่านแล้ว. คนขับรถบรรทุกที่ลากมัน. คูน้ำที่มันนอนอยู่ตอนนี้.
ฉันอยู่แถวท่อมาสามสิบสองปีแล้ว. เริ่มต้นจากการเป็นคนงานในทีมงานท่อส่งน้ำมันในเท็กซัสตะวันตก, ขว้างยาพิษใส่ข้อต่อท่ามกลางความร้อนร้อยองศา. เดินไปหาสารวัตรแล้ว, แล้ววิศวกร, แล้วคนที่พวกเขาโทรหาเมื่อมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น. ฉันได้เห็นท่อจากทุกมุม. ข้างใน, ข้างนอก, ภายใต้สิ่งสกปรก, ใต้น้ำ, และอีกครั้ง, น่าเสียดาย, บินผ่านอากาศหลังจากที่สถานีอัดปล่อยไป.
นี่ไม่ใช่หนังสือเรียน. หนังสือเรียนบอกคุณว่าจะเกิดอะไรขึ้น. ฉันจะบอกคุณว่าจริง ๆ แล้วทำอะไร.
ปัญหาการตั้งชื่อ: DN, OD, รหัส, และทำไมไม่มีใครเห็นด้วย
งานแรกที่ออกจากโรงเรียน, ฉันกำลังยืนอยู่ในลานจัดหาสินค้าในรัฐลุยเซียนา. หัวหน้าคนงานยื่นรายการให้ฉันแล้วพูดว่า “ไปเอาห้าสิบฟุตสี่นิ้วมาให้ฉัน” ง่ายพอ, ขวา?
ฉันกลับมาพร้อมกับท่อขนาดห้าสิบฟุตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในสี่นิ้ว. เขามองฉันเหมือนฉันเป็นคนงี่เง่า. “นั่นไม่ใช่ท่อสี่นิ้ว,” เขาพูด. “นั่นคือท่อขนาดหกนิ้วที่มีผนังหนา”
ฉันใช้เวลาหนึ่งชั่วโมงเพื่อหาคำตอบว่าเขาหมายถึงอะไร. ท่อสี่นิ้วไม่ได้วัดอะไรสี่นิ้วเลย. มันเป็นขนาดสี่นิ้ว. ซึ่งหมายถึงบางสิ่งที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงขึ้นอยู่กับใครเป็นคนสร้างและเมื่อใด.
โต๊ะ 1: อะไร “สี่นิ้ว” จริงๆแล้วหมายถึง
| ประเภทท่อ | ขนาดที่กำหนด | OD จริง | บัตรประจำตัวจริง (ช 40) | บัตรประจำตัวจริง (ช 80) |
|---|---|---|---|---|
| ท่อเหล็ก | 4″ กรมอุทยานฯ | 4.500″ | 4.026″ | 3.826″ |
| ท่อทองแดง | 4″ ประเภทแอล | 4.125″ | 4.000″ | ไม่มี |
| ท่อพีวีซี | 4″ กำหนดการ 40 | 4.500″ | 4.154″ | ไม่มี |
| เหล็กหล่อ | 4″ ท่อดิน | 4.380″ | 4.000″ | ไม่มี |
| เหล็กดัด | 4″ ระดับ 52 | 4.800″ | 4.154″ | ไม่มี |
ดูว่าฉันหมายถึงอะไร? สี่นิ้วคือสิ่งที่ผู้ผลิตบอกว่าเป็น.
นี่คือกฎที่ฉันได้เรียนรู้: สำหรับท่อเหล็ก, เลือกใช้ OD และความหนาของผนังเสมอ. ขนาดที่กำหนดเป็นเพียงชวเลข, และการจดชวเลขทำให้ผู้คนเดือดร้อน.
สูตร 1: สิ่งที่คุณต้องการรู้จริงๆ
รหัส=ของ−(2×t)
ที่ไหน:
- รหัส = เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (มม. หรือนิ้ว)
- OD = เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (มม. หรือนิ้ว)
- ที = ความหนาของผนัง (มม. หรือนิ้ว)
เรียบง่าย, ขวา? คุณจะแปลกใจที่มีคนทำสิ่งนี้ผิดไปกี่คน.
ฉันมีวิศวกรหนุ่มคนหนึ่งทำงานในเพนซิลเวเนียเมื่อไม่กี่ปีก่อน. เขาสั่งวาล์วตามขนาดที่ระบุ. ท่อเป็นตารางขนาด 6 นิ้ว 40. วาล์วปรากฏขึ้นพร้อมกับหน้าแปลนขนาด 6 นิ้ว. แต่นี่คือสิ่งที่ - กำหนดการ 40 6-ท่อนิ้วมี OD เป็น 6.625 นิ้ว. วาล์วถูกเจาะสำหรับท่อขนาด 6 นิ้ว, ซึ่งควรจะเป็น 6.625. แต่ทางผู้ผลิตก็ใช้ 6.000 เป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเจาะ. วาล์วไม่พอดี. วัสดุมูลค่าสองหมื่นเหรียญสหรัฐ, ช้าไปสามสัปดาห์, และลูกค้าที่ไม่มีความสุขมาก.
ตรวจสอบ OD เสมอ. เสมอ.
สองครอบครัว: เรื่องของสองท่อ
นี่คือสิ่งที่พวกเขาไม่ได้สอนในโรงเรียน. ท่อเหล็กมาในสองตระกูล, และพวกเขาก็เล่นด้วยกันได้ไม่ดีนัก.
ครอบครัวใหญ่ (อิปสโก้)
นี่คือสิ่งที่คนส่วนใหญ่ในโลกใช้. OD ใหญ่สำหรับขนาดที่ระบุที่กำหนด. ท่อขนาด 12 นิ้วในตระกูลนี้มีขนาด OD 323.8 มม. นั่นก็คือ 12.75 นิ้วสำหรับคุณ.
ครอบครัวเล็กๆ (เมตริก)
นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อชาวยุโรปตัดสินใจที่จะใช้เหตุผล. ท่อขนาด 12 นิ้วที่นี่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 300 มม. นั่นก็คือ 11.8 นิ้ว.
เอามารวมกันแล้วได้อะไร.? หน้าแปลนที่ไม่เรียงกัน. ปะเก็นที่ไม่ปิดผนึก. ฟิตติ้งที่ไม่พอดี.
โต๊ะ 2: สองครอบครัว – ขนาดทั่วไป
| ขนาดที่กำหนด | โอดี แฟมิลี่ใหญ่ | ครอบครัวเล็กๆ OD | ความแตกต่าง |
|---|---|---|---|
| 2″ (DN50) | 60.3 มม. | 57.0 มม. | 3.3 มม. |
| 4″ (DN100) | 114.3 มม. | 108.0 มม. | 6.3 มม. |
| 6″ (DN150) | 168.3 มม. | 159.0 มม. | 9.3 มม. |
| 8″ (DN200) | 219.1 มม. | 219.1 มม. | 0 มม. * |
| 10″ (DN250) | 273.0 มม. | 273.0 มม. | 0 มม. * |
| 12″ (DN300) | 323.8 มม. | 323.9 มม. | 0.1 มม. |
*บางขนาดตรงกัน. ส่วนใหญ่ทำไม่ได้. ตรวจสอบอยู่เสมอ.
ฉันได้เรียนรู้สิ่งนี้อย่างยากลำบากในประเทศไทย, 2005. เรากำลังเชื่อมโยงโรงงานแปรรูปแห่งใหม่เข้ากับไปป์ไลน์ที่มีอยู่. สายที่มีอยู่คือข้อมูลจำเพาะของยุโรป, ครอบครัวเล็กๆ. สิ่งอำนวยความสะดวกแห่งใหม่นี้สร้างขึ้นตามมาตรฐานอเมริกัน, ครอบครัวใหญ่. ไม่มีใครจับมันได้จนกว่าเราจะพยายามสร้างการเชื่อมต่อ. หน้าแปลนอยู่ห่างกัน 6 มม. ที่รูสลักเกลียว.
เราใช้เวลาสองสัปดาห์และหนึ่งในสี่ล้านดอลลาร์ไปกับอะแดปเตอร์แบบกำหนดเอง. ลูกค้าไม่พอใจ. ฉันก็เช่นกัน.
เกมความหนาของผนัง: เหตุใดกำหนดการจึงมีความสำคัญ
คุณเคยสงสัยบ้างไหมว่าเหตุใดท่อจึงมีความหนาต่างกันสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางเดียวกัน? ฉันจะบอกคุณ. ความดัน.
สูตร 2: สูตรของบาร์โลว์ (สมการที่สำคัญที่สุดในการวางท่อ)
P=2×S×tOD
ที่ไหน:
- ป = แรงดันระเบิด (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)
- S = ความแข็งแรงของผลผลิตวัสดุ (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)
- ที = ความหนาของผนัง (นิ้ว)
- OD = เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (นิ้ว)
นี่คือสมการที่ทำให้ท่อไม่ระเบิด. เพิ่มความหนาของผนังเป็นสองเท่า, ระดับความดันสองเท่า. เรียบง่าย.
แต่นี่คือจุดที่ซับซ้อน. กำหนดการเลขที่.
โต๊ะ 3: ตารางทั่วไปสำหรับท่อขนาด 6 นิ้ว (168.3มม. OD)
| กำหนดการ | ความหนาของผนัง | รหัส | น้ำหนัก (กิโลกรัม / เมตร) | ระดับความดัน (เอพีไอ 5L X42) |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 3.40 มม. | 161.5 มม. | 13.8 | 980 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
| 20 | 4.78 มม. | 158.7 มม. | 19.3 | 1380 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
| 30 | 5.54 มม. | 157.2 มม. | 22.3 | 1600 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
| 40 | 7.11 มม. | 154.1 มม. | 28.3 | 2050 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
| 60 | 8.74 มม. | 150.8 มม. | 34.5 | 2520 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
| 80 | 10.97 มม. | 146.4 มม. | 42.6 | 3170 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
| 100 | 13.49 มม. | 141.3 มม. | 51.5 | 3890 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
| 120 | 15.88 มม. | 136.5 มม. | 59.8 | 4580 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
| 140 | 17.48 มม. | 133.4 มม. | 65.1 | 5040 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
| 160 | 19.05 มม. | 130.2 มม. | 70.2 | 5500 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
หมายเลขกำหนดการนั้นเอง? มีค่าประมาณ 1,000×P/S, โดยที่ P คือความกดดันในการทำงาน และ S คือความเครียดที่อนุญาต. แต่จริงๆ แล้ว, ไม่มีใครใช้สิ่งนั้น. เราเพิ่งรู้กำหนดการนั้น 40 เป็นมาตรฐาน, กำหนดการ 80 มันหนัก, และกำหนดการ 10 เป็นแสง.
ฉันทำงานในอ่าวเม็กซิโกซึ่งมีคนสั่งกำหนดการ 10 สำหรับสายแก๊สแรงดันสูง. คิดว่าพวกเขากำลังลดน้ำหนัก. น้ำหนักที่บันทึกไว้, เอาล่ะ. จนกระทั่งท่อแตกระหว่างไฮโดรเทส. โชคดีที่ไม่มีใครยืนอยู่ใกล้ ๆ.
ปัญหาน้ำหนัก: ทำไมคุณต้องรู้ว่าท่อมีน้ำหนักเท่าไร
คุณเคยพยายามที่จะยกข้อต่อ 40 ฟุตของตาราง 24 นิ้วขึ้น 60? ฉันมี. มันมีน้ำหนักประมาณ 12,000 ปอนด์. นั่นคือหกตัน. เครนของคุณจำเป็นต้องรู้เรื่องนี้. สลิงยกของคุณจำเป็นต้องรู้เรื่องนี้. สเปรดเดอร์บาร์ของคุณจำเป็นต้องรู้เรื่องนี้.
สูตร 3: การคำนวณน้ำหนักท่อ
ก=0.02466×t×(OD-t)×ล
ที่ไหน:
- W = น้ำหนัก (กก.)
- ที = ความหนาของผนัง (มม.)
- OD = เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (มม.)
- L = ความยาว (ม)
หรือสำหรับคุณพวกจักรวรรดิ:
ก=10.69×t×(OD-t)×ล
โดยที่ t และ OD อยู่ในหน่วยนิ้ว, L เป็นฟุต, W เป็นปอนด์.
โต๊ะ 4: น้ำหนักต่อเท้าสำหรับขนาดทั่วไป (กำหนดการ 40)
| ขนาดที่กำหนด | OD (ใน) | กำแพง (ใน) | น้ำหนัก (ปอนด์/ฟุต) | น้ำหนัก (กิโลกรัม / เมตร) |
|---|---|---|---|---|
| 1/2″ | 0.840 | 0.109 | 0.85 | 1.27 |
| 3/4″ | 1.050 | 0.113 | 1.13 | 1.68 |
| 1″ | 1.315 | 0.133 | 1.68 | 2.50 |
| 1-1/2″ | 1.900 | 0.145 | 2.72 | 4.05 |
| 2″ | 2.375 | 0.154 | 3.65 | 5.43 |
| 3″ | 3.500 | 0.216 | 7.58 | 11.28 |
| 4″ | 4.500 | 0.237 | 10.79 | 16.05 |
| 6″ | 6.625 | 0.280 | 18.97 | 28.22 |
| 8″ | 8.625 | 0.322 | 28.55 | 42.48 |
| 10″ | 10.750 | 0.365 | 40.48 | 60.21 |
| 12″ | 12.750 | 0.406 | 53.52 | 79.60 |
นี่คือเรื่องราว. นอร์ทดาโคตา, 2014, ฤดูหนาว. เรากำลังร้อยท่อสำหรับท่อแก๊สขนาด 20 นิ้ว. รถบรรทุกปรากฏตัวพร้อมข้อต่อมากมาย. หัวหน้าคนงานดูเอกสารการขนส่ง, มองไปที่ท่อ, มองย้อนกลับไปที่เอกสาร. “สิ่งนี้รู้สึกไม่ถูกต้อง,” เขาพูด.
ฉันทำคณิตศาสตร์ในหัวของฉัน. กระดาษบอกว่ากำหนดการ 40, 20-นิ้ว. นั่นก็คือ 62 ปอนด์ต่อฟุต. แต่ละข้อต่อคือ 80 เท้า. นั่นก็คือ 5,000 ปอนด์ต่อข้อต่อ.
ฉันหยิบสายวัดขึ้นมา. วัดผนัง. ของมัน 0.375 นิ้ว. นั่นคือกำหนดการ 30. น้ำหนักคือ 53 ปอนด์ต่อฟุต. ความแตกต่างของ 9 ปอนด์ต่อฟุต, 720 ปอนด์ต่อข้อต่อ.
โรงสีส่งท่อผิด. คงจะดีสำหรับความกดดัน—กำหนดการ 30 ยังตรงตามสเปกเลย. แต่ผู้รับเหมาได้วางแผนการยกโดยพิจารณาจากน้ำหนักที่หนักกว่าแล้ว. รถเครนของพวกเขาได้รับการจัดอันดับให้ 5,000 ปอนด์ต่อการเลือก. ด้วยท่อไฟแช็ก, พวกเขาสามารถเลือกข้อต่อสองข้อพร้อมกันได้. เพิ่มผลผลิตเป็นสองเท่า. แต่พวกเขาไม่รู้จนกว่าฉันจะตรวจสอบ.
ตรวจสอบอยู่เสมอ. อย่าเชื่อถือเอกสาร.
ความลึกลับของการทำเครื่องหมาย: ตัวเลขเหล่านั้นหมายถึงอะไรจริงๆ
คุณดูท่อชิ้นหนึ่งแล้วเห็นแสตมป์จำนวนหนึ่ง. พวกเขาหมายถึงอะไร? ให้ฉันถอดรหัสหนึ่งสำหรับคุณ.
ตัวอย่าง: API 5L X52 PSL2 12″ สช 40 เอเคอร์ 12345 12-21
- API 5L = ข้อกำหนดของสถาบันปิโตรเลียมอเมริกันสำหรับท่อเส้น
- X52 = กำลังรับผลผลิตขั้นต่ำ 52,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว
- PSL2 = ระดับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ 2 (ความอดทนที่เข้มงวดมากขึ้น, การทดสอบเพิ่มเติม)
- 12″ = ขนาดที่กำหนด (แต่จำไว้, นั่นคือ 12.75 น″ OD)
- สช 40 = ความหนาของผนัง (0.406″ สำหรับขนาด 12 นิ้ว)
- ERW = รอยเชื่อมความต้านทานไฟฟ้า (มันถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร)
- 12345 = หมายเลขความร้อน (เพื่อการตรวจสอบย้อนกลับ)
- 12-21 = ธันวาคม 2021 (วันที่ผลิต)
โต๊ะ 5: ข้อมูลจำเพาะของท่อทั่วไป
| สเป็ค | ชื่อเต็ม | การใช้งานทั่วไป | ประสบการณ์ของฉัน |
|---|---|---|---|
| เอพีไอ 5 ลิตร | ท่อเส้น | น้ำมัน & การส่งก๊าซ | ที่พบบ่อยที่สุด, น่าเชื่อถือ |
| มาตรฐาน ASTM A53 | ท่อเหล็ก, สีดำ/จุ่มร้อน | แรงดันต่ำ, โครงสร้าง | เหมาะสำหรับน้ำ, อากาศ |
| มาตรฐาน ASTM A106 | เหล็กกล้าคาร์บอนไร้รอยต่อ | บริการที่มีอุณหภูมิสูง | โรงไฟฟ้า, โรงกลั่น |
| มาตรฐาน ASTM A312 | เหล็กกล้าไร้สนิม | บริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อน | โรงงานเคมี |
| มาตรฐาน ASTM A333 | บริการอุณหภูมิต่ำ | อากาศหนาว | ท่ออาร์กติก |
| มาตรฐาน ASTM A335 | โลหะผสมเหล็ก | อุณหภูมิสูง, แรงดันสูง | การผลิตกระแสไฟฟ้า |
ฉันมีงานในอัลเบอร์ตา โดยที่ลูกค้าระบุ A106 สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ. ลบสี่สิบการออกแบบ. A106 ใช้ได้ที่อุณหภูมิห้อง. ที่ลบสี่สิบ, มันเปราะเหมือนแก้ว. น่าจะเป็น A333. ท่อยังไม่ได้ถูกติดตั้ง—ติดอยู่ที่สนามหญ้า. ช่วยพวกเขาให้รอดพ้นจากความล้มเหลวอันหายนะ.
รู้ข้อกำหนดของคุณ. รู้อุณหภูมิของคุณ. รู้แรงกดดันของคุณ.
ปัญหาการเชื่อมต่อ: วิธีการเชื่อมต่อท่อ
ท่อโดยตัวมันเองเป็นเพียงท่อยาว. ไร้ประโยชน์จนกว่าคุณจะเชื่อมต่อกับบางสิ่งบางอย่าง. นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น.
การเชื่อมต่อแบบเกลียว
ท่อเล็ก, ความดันต่ำ, ไม่สำคัญเกินไป. 2-นิ้วและต่ำกว่า, ส่วนใหญ่. คุณตัดด้ายที่ส่วนท้าย, ขันสกรูเข้ากับข้อต่อ, อาจจะเพิ่มยาเสพติดหรือเทป.
สูตร 4: การมีส่วนร่วมของด้าย
L2=0.8×ล
กฎคร่าวๆ: ความยาวของการมีส่วนร่วมควรอยู่ที่ประมาณ 80% ของเส้นผ่านศูนย์กลาง. สำหรับท่อขนาด 2 นิ้ว, นั่นเป็นเรื่องเกี่ยวกับ 1.6 นิ้วของการมีส่วนร่วมของด้าย.
ฉันเห็นการเชื่อมต่อแบบเกลียวล้มเหลวในระบบน้ำในฟลอริดา. มีคนไม่มีส่วนร่วมกับเธรดมากพอ. เพียงไม่กี่รอบ. เมื่อพวกเขากดดัน, ข้อต่อหลุดออก. หยิบแผงควบคุมออกมา. เสียค่าเสียหายห้าสิบล้าน.
การเชื่อมต่อแบบเชื่อม
นี่คือจุดที่อาชีพส่วนใหญ่ของฉันเคยเป็น. คุณเชื่อมท่อเข้าด้วยกัน. ฟังดูง่าย. มันไม่ใช่.
โต๊ะ 6: ประเภทการเชื่อมทั่วไปสำหรับท่อ
| ประเภทการเชื่อม | ความหนาของผนัง | ตำแหน่ง | วิธีการตรวจสอบ | การตั้งค่าของฉัน |
|---|---|---|---|---|
| ก้นเชื่อม | ใด ๆ | ทั้งหมด | RT, ยูทาห์ | ดีที่สุดสำหรับแรงดันสูง |
| ซ็อกเก็ตเชื่อม | < 2″ | ทั้งหมด | เวอร์มอนต์, มท | เหมาะสำหรับเจาะขนาดเล็ก |
| เนื้อเชื่อม | ใด ๆ | ทั้งหมด | เวอร์มอนต์, มท, ปตท | ฟิตติ้ง, ไฟล์แนบ |
| เอเคอร์ | ผนังบาง | ตะเข็บมิลล์ | ยูทาห์, เอ็ดดี้ เคอร์เรนท์ | ท่อเส้น |
กุญแจที่มีการเชื่อมพอดี. หากปลายท่อของคุณไม่เรียงกัน, การเชื่อมของคุณจะล้มเหลว. ฉันไม่สนใจว่าช่างเชื่อมจะดีแค่ไหน.
สูตร 5: การจัดตำแหน่งที่ไม่ตรงที่อนุญาต
Mสูงสุด=0.1×t หรือ 1/16″, แล้วแต่จำนวนใดจะเล็กกว่า
สำหรับผนังขนาด 0.5 นิ้ว, นั่นคือ 0.05 นิ้ว. เกี่ยวกับความหนาของบัตรเครดิต.
ฉันเห็นช่างเชื่อมในเท็กซัสพยายามเชื่อมท่อขนาด 24 นิ้วที่มีแนวเยื้องศูนย์ขนาด 3/16 นิ้ว. ข้อโต้แย้งของเขา: “ฉันจะเติมมันด้วยโลหะเชื่อม” ไม่. นั่นเป็นความเครียดที่เพิ่มขึ้น. นั่นเป็นรอยแตกที่รอที่จะเกิดขึ้น. นั่นคือความล้มเหลวในห้าปีแทนที่จะเป็นห้าสิบปี.
เราก็ตัดมันออกแล้วทำใหม่. เขาไม่มีความสุข. แต่ท่อก็ไม่พัง.
การเชื่อมต่อแบบมีหน้าแปลน
ท่อใหญ่, แรงดันสูง, หรือเมื่อคุณต้องการแยกสิ่งต่าง ๆ. คุณเชื่อมหน้าแปลนที่ปลายแต่ละด้าน, สลักเกลียวเข้าด้วยกันโดยมีปะเก็นอยู่ระหว่างนั้น.
โต๊ะ 7: การจัดอันดับความดันหน้าแปลน
| ระดับ | ระดับความดัน @ 100°F | @ 500°F | @ 800°F | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|---|---|
| 150 | 285 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 230 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 140 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | แรงดันต่ำ |
| 300 | 740 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 665 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 410 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | แรงดันปานกลาง |
| 600 | 1480 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 1330 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 820 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | ความดันสูง |
| 900 | 2220 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 1995 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 1230 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | สูงมาก |
| 1500 | 3705 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 3330 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 2050 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | สุดขีด |
| 2500 | 6170 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 5550 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 3415 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | อย่าสัมผัส |
นี่คือสิ่งที่เกี่ยวกับหน้าแปลน: ปะเก็นมีความสำคัญมากกว่าสิ่งอื่นใด. วัสดุปะเก็นไม่ถูกต้อง? รั่ว. แรงบิดของสลักเกลียวไม่ถูกต้อง? รั่ว. สิ่งสกปรกบนพื้นผิวซีล? รั่ว.
ฉันใช้เวลาสามวันบนแท่นนอกชายฝั่งในทะเลเหนือเพื่อไล่ตามรอยรั่วของหน้าแปลน. เปลี่ยนปะเก็นสองครั้ง. ตรวจสอบสลักเกลียวแล้ว. ตรวจสอบการจัดตำแหน่งแล้ว. ยังหลุดอยู่ครับ.
ในที่สุด, ฉันวิ่งนิ้วไปตามหน้าหน้าแปลน. รู้สึกถึงรอยขีดข่วนเล็กๆ. อาจจะ 0.002 ลึกเป็นนิ้ว. แต่ทั่วทั้งพื้นผิวการซีล, มันก็เพียงพอแล้ว. เราซัดหน้าแปลน, ปะเก็นใหม่, แรงบิดตามสเป็ค. ไม่มีการรั่วไหล.
ปีศาจอยู่ในรายละเอียด.
โหมดความล้มเหลว: ท่อตายอย่างไร
ท่อไม่ได้คงอยู่ตลอดไป. นี่คือวิธีการ.
การกัดกร่อน
นี่คืออันใหญ่. สนิม. กินท่อจากภายในสู่ภายนอก, ภายนอกใน, หรือทั้งสองอย่าง.
สูตร 6: ค่าเผื่อการกัดกร่อน
trequired=ความกดดัน+การกัดกร่อน
การปฏิบัติมาตรฐาน: เพิ่ม 1/16 นิ้ว (1.6มม.) สำหรับการกัดกร่อน. มากขึ้นหากของเหลวน่ารังเกียจ.
ฉันตรวจสอบท่อส่งน้ำมันแห่งหนึ่งในเวสต์เท็กซัสซึ่งใช้งานมาสี่สิบปีแล้ว. ผนังเดิมคือ 0.250 นิ้ว. เราวัดได้ที่ 0.185. สูญหาย 65 หนึ่งในพันของการกัดกร่อน. นั่นก็คือ 0.0016 นิ้วต่อปี. ตรงตามกำหนดเวลา.
แต่นี่คือสิ่งที่น่ากลัว. เส้นหนึ่งในอ่าวเม็กซิโก, บริการเปรี้ยว, 5% H2S. กำแพงสูญเสียคือ 0.010 นิ้วต่อปี. เร็วกว่าที่คาดถึงห้าเท่า. ทำไม? แบคทีเรีย. แบคทีเรียรีดิวซ์ซัลเฟตในน้ำทำให้การกัดกร่อนแย่ลง. ไม่มีใครสร้างแบบจำลองนั้น.
ความเหนื่อยล้า
ท่อโค้งงอ, วงจรความเครียด, รอยแตกเติบโตขึ้น. ในท้ายที่สุด, มันล้มเหลว.
สูตร 7: ชีวิตที่เหนื่อยล้า (ตัวย่อ)
ยังไม่มีข้อความ=ค×(ส)−ม
โดยที่ N คือวงจรไปสู่ความล้มเหลว, Δσ คือช่วงความเครียด, C และ m เป็นค่าคงที่ของวัสดุ.
สำหรับท่อเหล็ก, ม. เป็นเรื่องเกี่ยวกับ 3. เพิ่มช่วงความเครียดเป็นสองเท่า, และความเมื่อยล้าชีวิตลดลงตามปัจจัย 8.
ฉันเห็นสิ่งนี้ที่สถานีคอมเพรสเซอร์ในเพนซิลเวเนีย. ท่อก็สั่น. การสั่นสะเทือนเล็กน้อย, อาจจะ 0.1 แอมพลิจูดนิ้ว. แต่ 60 ครั้งต่อวินาที. นั่นก็คือ 5 ล้านรอบต่อวัน. หลังจากหกเดือน, รอยแตกปรากฏขึ้น. หลังจากผ่านไปแปดเดือน, การรั่วไหล.
เราแก้ไขโดยการเพิ่มการรองรับ. เปลี่ยนความถี่ธรรมชาติแล้ว. หยุดการสั่นสะเทือน. แต่รอยแตกก็อยู่ที่นั่นแล้ว.
ความเสียหายทางกล
มีคนใช้รถขุดตีท่อ. มีหินตกลงมาทับมัน. รถบรรทุกวิ่งผ่านมัน. รอยบุบ, เซาะ, รอยถลอก.
สูตร 8: ความรุนแรงของรอยบุ๋ม
บุ๋ม%=เส้นผ่านศูนย์กลางความลึก×100
หากมีรอยบุ๋มลึก > 2% ของเส้นผ่านศูนย์กลาง, คุณมีปัญหา. สำหรับท่อขนาด 30 นิ้ว, นั่นคือ 0.6 นิ้ว. อะไรก็ตามที่ลึกกว่านั้น, คุณต้องสอบสวน.
ฉันตรวจสอบรอยบุบในท่อจ่ายน้ำมันขนาด 36 นิ้วในรัฐโอไฮโอ. มีคนทำต้นไม้หล่นทับระหว่างการก่อสร้าง. บุ๋มเป็น 1.2 ลึกเป็นนิ้ว. 3.3% ของเส้นผ่านศูนย์กลาง. การวิเคราะห์กล่าวว่าปลอดภัยที่แรงดันใช้งาน. แต่ห้าปีต่อมา, รอยแตกเริ่มต้นที่ขอบบุ๋ม. เราตรวจพบมันในการทำงานของ ILI ก่อนที่มันจะล้มเหลว.
บางครั้ง “ปลอดภัย” ไม่ปลอดภัยตลอดไป.
ของใหม่: เรากำลังมุ่งหน้าไปที่ใด
เหล็กมีความแข็งแรงสูง
X70, X80, ตอนนี้ X100 เลย. เหล็กที่แข็งแกร่งกว่าหมายถึงผนังที่บางกว่า, ท่อไฟแช็ก, การติดตั้งที่ถูกกว่า.
โต๊ะ 8: การเปรียบเทียบเกรดเหล็ก
| เกรด | ความแข็งแรงให้ผลผลิต (นาที) | ความแข็งแรง | การใช้งานทั่วไป | ความสามารถในการเชื่อม |
|---|---|---|---|---|
| X42 | 42,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 60,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | ท่อเก่า | ง่าย |
| X52 | 52,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 66,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | มาตรฐาน | ดี |
| X60 | 60,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 75,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | ความดันสูงขึ้น | ดี |
| X65 | 65,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 77,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | นอกชายฝั่ง | ระมัดระวัง |
| X70 | 70,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 82,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | ระยะทางไกล | จำเป็นต้องอุ่นเครื่องก่อน |
| X80 | 80,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | 90,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | อาร์กติก | ยาก |
แต่นี่คือสิ่งที่จับได้: เหล็กที่แข็งแรงกว่านั้นเชื่อมได้ยากกว่า. อุ่นเครื่องล่วงหน้ามากขึ้น. การบำบัดความร้อนหลังการเชื่อมเพิ่มเติม. ขั้นตอนที่ระมัดระวังมากขึ้น.
ฉันเฝ้าดูผู้รับเหมาพยายามเชื่อม X80 กับขั้นตอน X52. รอยแตกเย็นทุกที่. ต้องตัดข้อต่อออกไปหลายสิบข้อ. เสียค่าใช้จ่ายเป็นล้านดอลลาร์.
สารเคลือบ
วันเก่าๆ: เคลือบฟันถ่านหิน. ยุ่งเหยิง, พิษ, แต่มันได้ผล.
ตอนนี้: เอทิลีนสามชั้น, อีพ็อกซี่พันธะฟิวชั่น, ยูรีเทน.
โต๊ะ 9: ประเภทการเคลือบ
| การเคลือบผิว | อุณหภูมิสูงสุด | แอพลิเคชัน | ประสบการณ์ของฉัน |
|---|---|---|---|
| เอฟบีอี | 80° C | พืชประยุกต์ | ดี, แต่เปราะบาง |
| 3LPE | 60° C | พืชประยุกต์ | ยาก, ได้รับการพิสูจน์แล้ว |
| ถ่านหินทาร์ | 50° C | ใช้ภาคสนาม | โรงเรียนเก่า, ยุ่งเหยิง |
| คอนกรีต | ไม่มี | การเคลือบน้ำหนัก | นอกชายฝั่งเท่านั้น |
| เทป | 40° C | ซ่อมแซมสนาม | ชั่วคราวเท่านั้น |
ฉันตรวจสอบแนวในทะเลทรายที่การเคลือบ FBE ล้มเหลวหลังจากผ่านไปห้าปี. การสัมผัสรังสียูวี. พระอาทิตย์ก็สุกแล้ว. สเป็คบอกว่าดีสำหรับยี่สิบ. มันไม่ใช่.
การตรวจสอบ
หมูฉลาด. ซื้อ. อัลตราโซนิก. การรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็ก. เราสามารถมองเห็นท่อภายในได้ดีขึ้นกว่าเดิม.
แต่นี่คือสิ่งที่: การตรวจสอบพบปัญหา. มันไม่ได้แก้ไขพวกเขา. และทุกปัญหาที่คุณพบต้องเสียเงินเพื่อแก้ไข. โอเปอเรเตอร์บางรายหยุดค้นหาเนื่องจากไม่ต้องการค้นหาสิ่งใดเลย.
นั่นคือวิธีที่ความล้มเหลวเกิดขึ้น.
สิ่งที่ฉันได้เรียนรู้
หลังจากสามสิบปี, นี่คือสิ่งที่ฉันรู้เกี่ยวกับไปป์:
มันเป็นเพียงหลอด. แต่มันเป็นท่อภายใต้ความกดดัน, เต็มไปด้วยสิ่งที่สามารถฆ่าคุณได้, ฝังอยู่ในดินที่คุณมองไม่เห็น.
เคารพตัวเลข. ตรวจสอบทุกอย่าง. เชื่อแต่ต้องตรวจสอบ.
ไปป์ไม่สนใจกำหนดการหรืองบประมาณของคุณ. ใส่ใจกับความเครียด การกัดกร่อน และความเหนื่อยล้า. มันสนใจเรื่องฟิสิกส์.
และฟิสิกส์ก็ชนะเสมอ.
ฉันเคยเห็นท่อแตกตั้งแต่เริ่มต้นจนแทบมองไม่เห็น. ฉันเคยเห็นท่อที่มีอายุการใช้งานยาวนานนับร้อยปีในสภาวะที่เลวร้ายที่สุด. ฉันเคยเห็นการตัดสินใจที่ดีและไม่ดี. ฉันทำทั้งสองอย่างแล้ว.
ความแตกต่างระหว่างวิศวกรที่ดีและวิศวกรที่ไม่ดีคือการไม่รู้สูตร. เป็นการรู้ว่าเมื่อใดควรไว้วางใจพวกเขา และเมื่อใดควรตั้งคำถามกับพวกเขา.
บรรทัดนั้นในเวสต์เท็กซัสที่ฉันพูดถึง? อันที่มี 65 การกัดกร่อนหนึ่งในพัน? มันยังทำงานอยู่. เราทำคณิตศาสตร์, เพิ่มปัจจัยด้านความปลอดภัย, และตัดสินใจว่าจะมีเวลาอีกสิบปี.
บางทีมันอาจจะทำ. บางทีมันอาจจะไม่. เราจะหาคำตอบ.
นั่นคือสิ่งที่เกี่ยวกับท่อ. มันทำให้คุณคาดเดา.
คุณต้อง เข้าสู่ระบบ การแสดงความคิดเห็น.