स्टेनलेस स्टील पाइप: व्यापक उपयोग और संचालन गाइड

1.परिचय

स्टेनलेस स्टील ट्यूब लोहे-आधारित मिश्र धातुओं से बने ट्यूबलर सामग्री हैं जिनमें क्रोमियम सामग्री कम से कम 10.5% होती है, जो अद्वितीय प्रदर्शन लाभ प्रदान करती है। सबसे उल्लेखनीय विशेषता एक घनी क्रोमियम ऑक्साइड पासिवेशन फिल्म का निर्माण है, जो सामग्री को उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध प्रदान करती है। मिश्र धातु संरचना के आधार पर, स्टेनलेस स्टील ट्यूब की तन्यता शक्ति 520 से 1035 MPa तक हो सकती है, जो अच्छी यांत्रिक शक्ति और प्लास्टिसिटी को मिलाती है। तापमान अनुकूलता के मामले में, विभिन्न प्रकार के स्टेनलेस स्टील ट्यूब -196 क्रायोजेनिक वातावरण से 1100 उच्च तापमान स्थितियों तक अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, उनकी चिकनी सतह और अवक्षेपों की अनुपस्थिति उन्हें खाद्य-ग्रेड (FDA) और चिकित्सा-ग्रेड (ISO 13485) स्वच्छता मानकों के साथ पूरी तरह से अनुपालन करती है।

1.1 दायरा

यह गाइड विभिन्न प्रकार के स्टेनलेस स्टील पाइप प्रकारों के लिए लागू है, जिसमें ऑस्टेनिटिक ग्रेड (जैसे 304, 316), फेरिटिक ग्रेड (जैसे 430), और डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील पाइप (जैसे 2205) शामिल हैं। यह इन ग्रेड्स के लिए विस्तृत और विशिष्ट निर्देश और विचार प्रदान करता है ताकि विभिन्न औद्योगिक और व्यावहारिक परिदृश्यों में उनके प्रभावी और कुशल अनुप्रयोग को सुनिश्चित किया जा सके।

1.2 सुरक्षा सावधानियाँ

स्टेनलेस स्टील पाइप को संभालते समय, संभावित चोटों से बचने के लिए उपयुक्त सुरक्षात्मक गियर पहनना अत्यंत महत्वपूर्ण है, जिसमें दस्ताने और चश्मा शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, वेल्डिंग या कटिंग संचालन के दौरान, हानिकारक धुएं के संचय को रोकने और एक सुरक्षित कार्य वातावरण बनाए रखने के लिए उचित और पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करना आवश्यक है।

1.2.1 आंख सुरक्षा:

प्रभाव-प्रतिरोधी सुरक्षा चश्मा (ANSI Z87.1 मानक) पहनना आवश्यक है।

वेल्डिंग संचालन करते समय, एक ऑटो-डार्कनिंग वेल्डिंग हेलमेट का उपयोग करें (शेड नंबर ≥ 10)।

1.2.2 श्वसन सुरक्षा:

धूल भरे वातावरण में N95 ग्रेड धूल-रोधी मास्क का उपयोग करें।

पिकलिंग ऑपरेशन एक दोहरे-प्रभाव वाले फिल्टर गैस मास्क से सुसज्जित है जो कार्बनिक वाष्प और अम्लीय गैसों के लिए है।

1.2.3 शरीर सुरक्षा:

कट-प्रतिरोधी दस्ताने (EN 388 मानक, कट प्रतिरोध ग्रेड ≥ 3)

अम्ल और क्षार प्रतिरोधी एप्रन (PVC या रबर सामग्री से बना)

स्टील-टो सुरक्षा जूते (ASTM F2413 मानक के अनुसार)

2.सामग्री का चयन करने के सिद्धांत

विशिष्ट पर्यावरणीय स्थितियों और परिचालन आवश्यकताओं में इष्टतम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए सबसे उपयुक्त स्टेनलेस स्टील ग्रेड का चयन करना अत्यंत महत्वपूर्ण है।

2.1 संक्षारक वातावरण के लिए अनुकूलता का सिद्धांत

अम्लीय माध्यम (pH < 7): मोलिब्डेनम युक्त स्टील ग्रेड्स को प्राथमिकता दें (316L/2205)

क्लोरीन युक्त वातावरण: PREN मान > 35 (PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N)

ऑक्सीकरण माध्यम: क्रोमियम सामग्री ≥ 18% (जैसे 304/310S)

उच्च-तापमान ऑक्सीकरण (>800): 310S का चयन करें (Cr25Ni20)

तनाव जंग संवेदनशील क्षेत्र: 60 से ऊपर के तापमान और क्लोरीन वाले वातावरण में 304 का उपयोग करने से बचें।

निम्न-तापमान परिचालन स्थितियाँ (< -50): ऑस्टेनिटिक स्टील को अल्ट्रा-लो कार्बोनाइज्ड होना चाहिए (304L/316L)

2.2 यांत्रिक प्रदर्शन मिलान का सिद्धांत

साधारण दबाव-धारण: 304 (σb ≥ 515 MPa)

उच्च-दबाव पाइपलाइन: 2205 डुप्लेक्स स्टील (σb ≥ 620 MPa)

घर्षण-प्रतिरोधी कार्य स्थिति: सतह कठोरता उपचार (HV ≥ 800)

चक्रीय तनाव: थकान शक्ति गुणांक ≥ 0.35 (316LN अधिक पसंदीदा है)

प्रभाव भार: -196, Akv ≥ 100J (अल्ट्रा-लो कार्बन और नाइट्रोजन मिश्र धातु)

2.3 प्रक्रिया अनुकूलता का सिद्धांत

पतली दीवार वाले ट्यूब (δ< 3mm): 304L/316L (लो-कार्बन गैर-सेंसिटाइजिंग) का चयन करें

मोटे दीवार वाले ट्यूब: 2205 के लिए, गर्मी इनपुट को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है (15 - 25 kJ/cm)

पोस्ट-वेल्ड उपचार: पिकलिंग और पासिवेशन (नाइट्रिक एसिड 20% + हाइड्रोफ्लोरिक एसिड 3%)

कोल्ड बेंडिंग फॉर्मिंग: 304 430 से श्रेष्ठ है (लंबाई ≥ 40%)

विस्तार ट्यूब प्रसंस्करण: 316Ti (इंटरग्रेन्युलर जंग के लिए टाइटेनियम स्थिर)

2.4 कोल्ड बेंडिंग के लिए आर्थिक अनुकूलन का सिद्धांत

सामग्री लागत: 2205 ≈ 2 × 304,904L ≈ 4 × 304

जीवन चक्र: रासायनिक पाइपलाइनों के लिए, वार्षिक लागत 20-वर्ष की अवधि के आधार पर गणना की जाती है।

ग्रेड-आधारित उपयोग: मुख्य पाइप 316L + शाखा पाइप 304

दीवार की मोटाई का अनुकूलन: ASME B31.3 दीवार की मोटाई में 15% की कमी की अनुमति देता है।

वैकल्पिक समाधान: मिश्रित पाइप (कार्बन स्टील मैट्रिक्स + स्टेनलेस स्टील लाइनिंग)

2.5 मानकों के अनुरूपता का सिद्धांत

खाद्य ग्रेड: ASTM A270 (316L)

फार्मास्युटिकल उद्योग: ASME BPE (Ra ≤ 0.5 μm)

दबाव पाइपिंग: GB/T 14976 (इंटरग्रेन्युलर जंग परीक्षण)

3.उचित स्थापना से रिसाव, तनाव फ्रैक्चर, और समय से पहले विफलता को रोका जा सकता है

3.1 सामग्री की जांच

पुष्टि करें कि स्टेनलेस स्टील पाइप की सामग्री (जैसे 304, 316L, आदि) डिज़ाइन आवश्यकताओं का पालन करती है।

जांचें कि सतह पर खरोंच, विकृतियाँ या ऑक्साइड परतें हैं या नहीं। यदि आवश्यक हो, तो अम्लीय पिकलिंग और पासिवेशन उपचार करें।

3.2 उपकरण और सहायक उपकरण

कटिंग उपकरण: विशेष स्टेनलेस स्टील कटिंग मशीन (कार्बन स्टील द्वारा प्रदूषण से बचने के लिए)।

बेवेलिंग मशीन: सुनिश्चित करें कि वेल्डिंग इंटरफेस सपाट है (बेवेल कोण 30° से 45° के बीच हो)।

सफाई उपकरण: एसीटोन या अल्कोहल (ग्रीस और अशुद्धियों को हटाने के लिए)।

3.3 पर्यावरणीय आवश्यकता

गीले या उच्च-क्लोरीन वातावरण (जैसे समुद्र के किनारे) में सीधे वेल्डिंग से बचें।

सुनिश्चित करें कि कार्य क्षेत्र को साफ रखा गया है और लोहे के बुरादे जैसे प्रदूषकों को चिपकने से रोकें।

3.4 कटिंग विनिर्देश

प्लाज्मा कटिंग या स्टेनलेस स्टील-विशिष्ट आरी ब्लेड का उपयोग करें, साधारण ग्राइंडिंग व्हील डिस्क के बजाय (जो कार्बन प्रदूषण का कारण बन सकते हैं)।

कटाव की ऊर्ध्वाधरता का विचलन 1° से अधिक नहीं होना चाहिए। बुर्र्स को एक फाइल या सैंडपेपर का उपयोग करके चिकना किया जाना चाहिए।

किनारे की तैयारी

वेल्डिंग इंटरफेस को सिंगल V-आकार या डबल V-आकार की ग्रूव्स में मशीनिंग की आवश्यकता होती है (30° से 45° के कोण और 1 से 2 मिमी की रूट एज के साथ)।

ग्रूव की सतह की खुरदरापन Ra ≤ 12.5 μm होनी चाहिए।

वेल्ड निरीक्षण

दृश्य निरीक्षण (कोई दरारें, छिद्र नहीं)

पेनेट्रेंट परीक्षण (PT) या रेडियोग्राफिक परीक्षण (RT)

4.स्टेनलेस स्टील पाइप के परिचालन स्थितियों के लिए तकनीकी विनिर्देश

नियमित कार्यशील दायरा

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (304/316): -196 ~ 800

डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (2205): -50 ~ 300

फेरिटिक स्टेनलेस स्टील (430): -20 ~ 600

महत्वपूर्ण तापमान सावधानी

संवेदनशीलता सीमा: 450 - 850 (कार्बाइड्स के वर्षा का जोखिम)

निम्न तापमान भंगुरता: 304L के लिए, जब तापमान -196 से कम होता है तो प्रभाव कठोरता को सत्यापित करने की आवश्यकता होती है।

माध्यम के उपयोग को निषिद्ध करें

हाइड्रोक्लोरिक एसिड (किसी भी सांद्रता)

हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (>1% सांद्रता)

उच्च तापमान केंद्रित क्षार (NaOH > 40%, > 80)

विशेष माध्यम उपचार

क्लोरीनयुक्त समाधान: 316L के लिए, Cl की सांद्रता को 25 पर 1000 ppm से नीचे नियंत्रित किया जाना चाहिए।

हाइड्रोजन सल्फाइड वातावरण: अल्ट्रा-लो कार्बन ग्रेड (316L, C ≤ 0.03%) की आवश्यकता होती है

कैविटेशन की रोकथाम

पंप का इनलेट दबाव माध्यम के संतृप्त भाप दबाव का 1.3 गुना से अधिक है।

90-डिग्री के तीव्र मोड़ों के डिज़ाइन से बचें।

चक्रों की संख्या पर सीमा

304: > 5000 थकान विश्लेषण की आवश्यकता है।

2205:> 10,000 परीक्षणों का संचालन किया जाना आवश्यक है।

CIP सफाई पैरामीटर

तापमान: 80 ± 5

सफाई एजेंट: 1-2% नाइट्रिक एसिड समाधान

समय: 30 - 60 मिनट

मुख्य पहचान संकेतक

दीवार मोटाई की निगरानी: वार्षिक UT मोटाई माप (जब जंग दर > 0.1mm/वर्ष हो तो चेतावनी आवश्यक)

सतह निरीक्षण: PT दोष पहचान हर छह महीने में (वेल्ड सीमों पर ध्यान केंद्रित के साथ)

5.रखरखाव और निरीक्षण

आवधिक निरीक्षण प्रणाली

दैनिक निरीक्षण: लीकेज/असामान्य शोर/कंपन निरीक्षण (उच्च जोखिम वाले क्षेत्र)

मासिक निरीक्षण: फ्लैंज बोल्ट्स की कसावट की स्थिति (टॉर्क सत्यापन ±10%)

वार्षिक निरीक्षण: व्यापक दीवार मोटाई माप (UT मोटाई गेज सटीकता ± 0.1mm)

सफाई और रखरखाव मानक

सतह की गंदगी: तटस्थ सफाई एजेंट (pH 6-8) - नरम कपड़े से पोंछें

वेल्डिंग क्षेत्र: त्रैमासिक सिरका परीक्षण (लोहे के संदूषण का पता लगाने के लिए)

जल निकासी आवश्यकताएं: जब सिस्टम उपयोग में नहीं होता है तो इसे पूरी तरह से निकाला जाना चाहिए (जमने और फटने से बचने के लिए)।

जंग निगरानी प्रौद्योगिकी

हैंग प्लेट विधि: विशिष्ट स्थानों पर निगरानी प्लेटें स्थापित करें (हर तिमाही में वजन करें)

ER प्रोब: जंग दर की ऑनलाइन निगरानी (डेटा वास्तविक समय में अपलोड किया गया)

एंडोस्कोपिक परीक्षा: कोहनी/शाखा बिंदु पर आंतरिक जंग (उच्च-परिभाषा वीडियो)

6.सामान्य मुद्दों का निवारण

लीकेज के लिए आपातकालीन मरम्मत

दबाव-धारण रिसाव सीलिंग फिक्स्चर (अधिकतम दबाव ≤ डिज़ाइन मूल्य का 80%)

उच्च आणविक सीलेंट (तापमान प्रतिरोध ≤ 150)

यांत्रिक विफलताएं

क्षतिग्रस्त खंड को हटा दें (कटाव दोष से ≥ 50mm दूर होना चाहिए)

वेल्डिंग मरम्मत के लिए स्थानीय गर्मी उपचार की आवश्यकता होती है (316L के लिए सल्फ्यूरिक एसिड पिकलिंग उपचार की आवश्यकता होती है)।

जंग दोषों को हटाना

पिटिंग जंग मरम्मत वेल्डिंग पॉलिशिंग जब गहराई दीवार मोटाई के 20 से अधिक हो जाती है तो पाइप को बदलने की आवश्यकता होती है

गैप जंग फ्लैंज गैसकेट को बदलें इसके बजाय PTFE लिपटे गैसकेट का उपयोग करें

तनाव जंग पूरी पाइप को बदलें स्थानीय मरम्मत वेल्डिंग निषिद्ध

कैथोडिक सुरक्षा प्रणाली

बलिदान एनोड: समुद्री जल पाइपलाइनों के लिए मैग्नीशियम मिश्र धातु (-1.75V) का उपयोग किया जाता है।

अतिरिक्त धारा: रेक्टिफायर आउटपुट ≤ 10A (नियमित अंशांकन आवश्यक)

कोटिंग रखरखाव

क्षति की मरम्मत: सैंडब्लास्टिंग Sa2.5 ग्रेड + एपॉक्सी प्राइमर (सूखी फिल्म ≥ 150μm)

इन्सुलेशन परत: क्लोराइड आयन सामग्री परीक्षण (≤ 50 ppm)

7.निष्कर्ष

स्टेनलेस स्टील पाइप, आधुनिक उद्योग में एक महत्वपूर्ण सामग्री के रूप में, केवल तभी अपने प्रदर्शन लाभों को पूरी तरह से प्रदर्शित कर सकते हैं जब पूरे जीवन चक्र का मानकीकृत तरीके से प्रबंधन किया जाता है। यह सुझाव दिया जाता है कि उपयोगकर्ता "सामग्री चयन - स्थापना - संचालन - रखरखाव" को कवर करने वाला एक पूर्ण तकनीकी अभिलेखागार स्थापित करें, और जंग-संवेदनशील क्षेत्रों की कार्यशील स्थितियों में परिवर्तनों की निगरानी पर ध्यान केंद्रित करें। प्रमुख पाइपलाइन प्रणालियों के लिए, ऑनलाइन निगरानी प्रौद्योगिकी के साथ नियमित पेशेवर मूल्यांकन को मिलाकर एक प्रबंधन मॉडल की सिफारिश की जाती है। साथ ही, नवीनतम समाधानों को प्राप्त करने के लिए सामग्री आपूर्तिकर्ताओं के साथ तकनीकी संचार बनाए रखा जाना चाहिए।

इस दिशा-निर्देश में प्रदान किए गए तकनीकी पैरामीटरों को विशिष्ट कार्यशील स्थितियों के अनुसार समायोजित करने की आवश्यकता है। विशेष अनुप्रयोग परिदृश्यों (जैसे कि परमाणु ग्रेड, अल्ट्रा-हाई प्यूरीटी, आदि) के लिए, विशेष तकनीकी विनिर्देशों का पालन किया जाना चाहिए। यह अनुशंसा की जाती है कि पेशेवर संस्थानों को हर तीन साल में एक प्रणाली स्वास्थ्य मूल्यांकन करने के लिए सौंपा जाए ताकि पाइपलाइन प्रणाली का सुरक्षित और आर्थिक संचालन सुनिश्चित किया जा सके।