1.Inleiding
Roestvrijstalen buizen zijn buismaterialen gemaakt van ijzerlegeringen met een chroomgehalte van niet minder dan 10,5%, met unieke prestatievoordelen. Het meest opvallende kenmerk is de vorming van een dichte chroomoxide-passiveringsfilm, die het materiaal uitstekende corrosiebestendigheid geeft. Afhankelijk van de legeringssamenstelling kan de treksterkte van roestvrijstalen buizen variëren van 520 tot 1035 MPa, wat een goede mechanische sterkte en plasticiteit combineert. In termen van temperatuuraanpassing kunnen verschillende soorten roestvrijstalen buizen voldoen aan de toepassingsvereisten van -196 cryogene omgevingen tot 1100 hoge temperatuurcondities. Bovendien maken hun gladde oppervlak en afwezigheid van neerslag ze volledig in overeenstemming met voedselkwaliteit (FDA) en medische kwaliteit (ISO 13485) hygiënestandaarden.
1.1 Toepassingsgebied
Deze gids is van toepassing op een breed scala aan roestvrijstalen buistypen, waaronder austenitische kwaliteiten (zoals 304, 316), ferritische kwaliteiten (zoals 430) en duplex roestvrijstalen buizen (zoals 2205). Het biedt gedetailleerde en specifieke instructies en overwegingen voor elk van deze kwaliteiten om hun effectieve en efficiënte toepassing in verschillende industriële en praktische scenario's te waarborgen.
1.2 Veiligheidsmaatregelen
Bij het hanteren van roestvrijstalen buizen is het van het grootste belang om geschikte beschermende uitrusting te dragen, waaronder handschoenen en een bril, om mogelijke verwondingen te voorkomen. Bovendien is het tijdens las- of snijwerkzaamheden essentieel om te zorgen voor voldoende ventilatie om de ophoping van schadelijke dampen te voorkomen en een veilige werkomgeving te behouden.
1.2.1 Oogbescherming:
Schokbestendige veiligheidsbril (ANSI Z87.1 standaard) moet worden gedragen.
Bij het uitvoeren van laswerkzaamheden, gebruik een automatisch verduisterende lashelm (schaduwnummer ≥ 10).
1.2.2 Ademhalingsbescherming:
Gebruik N95 stofmaskers in stoffige omgevingen.
De beitsoperatie is uitgerust met een gasmasker met dubbele filter voor organische dampen en zure gassen.
1.2.3 Lichaamsbescherming:
Snijbestendige handschoenen (EN 388 standaard, snijweerstandsgraad ≥ 3)
Zuur- en alkalibestendig schort (gemaakt van PVC of rubber materiaal)
Stalen veiligheidsschoenen (in overeenstemming met ASTM F2413 standaard)
2.Principes voor het selecteren van materialen
Het selecteren van de meest geschikte roestvrijstalen kwaliteit is van groot belang voor het bereiken van optimale prestaties in specifieke omgevingsomstandigheden en operationele vereisten.
2.1 Principe van aanpasbaarheid aan corrosieve omgevingen
Zuur medium (pH < 7): Kies bij voorkeur staalsoorten die molybdeen bevatten (316L/2205)
Chloorhoudende omgeving: PREN-waarde > 35 (PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N)
Oxiderend medium: Chroomgehalte ≥ 18% (zoals 304/310S)
Hoge temperatuur oxidatie (>800): Kies 310S (Cr25Ni20)
Spanningscorrosie gevoelige zone: Vermijd het gebruik van 304 in omgevingen met chloor en temperaturen boven 60.
Laagtemperatuur bedrijfsomstandigheden (< -50): Austenitisch staal moet ultra-laag koolstofgehalte hebben (304L/316L)
2.2 Principe van mechanische prestatiematching
Gewone drukdragende: 304 (σb ≥ 515 MPa)
Hogedrukleiding: 2205 duplex staal (σb ≥ 620 MPa)
Slijtagebestendige werkomstandigheid: Oppervlaktehardingsbehandeling (HV ≥ 800)
Cyclische spanning: Vermoeidheidssterktecoëfficiënt ≥ 0,35 (316LN is meer aan te bevelen)
Impactbelasting: -196, Akv ≥ 100J (Ultra-laag koolstof- en stikstofgelegeerd)
2.3 Principe van procesaanpasbaarheid
Dunwandige buizen (δ< 3mm): Kies 304L/316L (laag-koolstof niet-sensibiliserend)
Dikwandige buis: Voor 2205 moet de warmte-invoer worden gecontroleerd (15 - 25 kJ/cm)
Nabehandeling van lassen: beitsen en passiveren (salpeterzuur 20% + fluorwaterstofzuur 3%)
Koud buigen: 304 is superieur aan 430 (rek ≥ 40%)
Expansiebuisverwerking: 316Ti (titanium gestabiliseerd voor interkristallijne corrosiebestendigheid)
2.4 Principe van economische optimalisatie voor koud buigen
Materiaalkosten: 2205 ≈ 2 × 304,904L ≈ 4 × 304
Levenscyclus: Voor chemische leidingen worden de jaarlijkse kosten berekend op basis van een periode van 20 jaar.
Gebruik op basis van kwaliteit: hoofdbuis 316L + zijbuis 304
Optimalisatie van wanddikte: ASME B31.3 staat een vermindering van 15% in wanddikte toe.
Alternatieve oplossing: Composietbuis (koolstofstaal matrix + roestvrijstalen voering)
2.5 Het principe van conformiteit aan normen
Voedselkwaliteit: ASTM A270 (316L)
Farmaceutische industrie: ASME BPE (Ra ≤ 0,5 μm)
Drukleidingen: GB/T 14976 (Interkristallijne corrosietest)
3.Correcte installatie voorkomt lekken, spanningsbreuken en voortijdige uitval
3.1 Controle van materialen
Bevestig dat het materiaal van de roestvrijstalen buis (zoals 304, 316L, enz.) voldoet aan de ontwerpeisen.
Controleer of er krassen, vervormingen of oxidatielagen op het oppervlak zijn. Voer indien nodig een beits- en passiveringsbehandeling uit.
3.2 Gereedschappen en accessoires
Snijgereedschap: Gespecialiseerde roestvrijstalen snijmachine (om besmetting door koolstofstaal te voorkomen).
Afschuinmachine: Zorg ervoor dat het lasoppervlak vlak is (met een afschuinhoek van 30° tot 45°).
Reinigingsmiddelen: aceton of alcohol (voor het verwijderen van vet en onzuiverheden).
3.3 Milieuvereiste
Vermijd direct lassen in vochtige of hoog-chloor omgevingen (zoals nabij de kust).
Zorg ervoor dat het werkgebied schoon wordt gehouden en voorkom dat verontreinigingen zoals ijzervijlsel zich hechten.
3.4 Snijspecificatie
Gebruik plasmasnijden of roestvrijstalen specifieke zaagbladen in plaats van gewone slijpschijven (die koolstofvervuiling kunnen veroorzaken).
De afwijking van de verticaliteit van de incisie mag niet meer dan 1° zijn. De bramen moeten worden gladgemaakt met een vijl of schuurpapier.
3.5 Randvoorbereiding
De lasinterfaces moeten worden bewerkt tot enkelvoudige V-vormige of dubbele V-vormige groeven (met een hoek van 30° tot 45° en een wortelrand van 1 tot 2 mm).
De oppervlakteruwheid van de groef is Ra ≤ 12,5 μm.
3.6 Lasinspectie
Visuele inspectie (geen scheuren, poriën)
Penetrant testen (PT) of radiografisch testen (RT)
4.Technische specificaties voor bedrijfsomstandigheden van roestvrijstalen pijpen
4.1 Regelmatige werkingssfeer
Austenitisch roestvrij staal (304/316): -196 ~ 800
Duplex roestvrij staal (2205): -50 ~ 300
Ferritisch roestvrij staal (430): -20 ~ 600
4.2 Kritische temperatuurwaarschuwing
Sensibiliseringsbereik: 450 - 850 (risico op carbidenprecipitatie)
Laagtemperatuurbrosheid: Voor 304L moet de slagvastheid worden geverifieerd wanneer de temperatuur lager is dan -196.
4.3 Verbod op het gebruik van media
Zoutzuur (elke concentratie)
Waterstoffluoride (>1% concentratie)
Hogetemperatuur geconcentreerd alkali (NaOH > 40%, > 80)
4.4 Speciale mediumbehandeling
Gechloreerde oplossing: Voor 316L moet de concentratie van Cl onder 1000 ppm bij 25 worden gehouden.
Waterstofsulfideomgeving: Vereist ultralaag koolstofgehalte (316L, C ≤ 0,03%)
4.5 Preventie van cavitatie
De inlaatdruk van de pomp is meer dan 1,3 keer de verzadigde dampdruk van het medium.
Vermijd het ontwerp van scherpe bochten van 90 graden.
4.6 Limiet op het aantal cycli
304: > 5000 vermoeiingsanalyses zijn vereist.
2205: > 10.000 tests moeten worden uitgevoerd.
4.7 CIP-reinigingsparameters
Temperatuur: 80 ± 5
Reinigingsmiddel: 1-2% salpeterzuuroplossing
Tijd: 30 - 60 minuten
4.8 Belangrijke detectie-indicatoren
Wanddiktebewaking: Jaarlijkse UT-diktemeting (waarschuwing vereist wanneer de corrosiesnelheid > 0,1 mm/jaar)
Oppervlakte-inspectie: PT-foutdetectie elke zes maanden (met focus op lasnaden)
5.Onderhoud en Inspectie
5.1 Periodiek inspectiesysteem
Dagelijkse inspectie: Lekkage/Abnormaal geluid/Trillingsinspectie (Hoogrisicogebieden)
Maandelijkse inspectie: Aandraaistatus van flensbouten (koppelverificatie ±10%)
Jaarlijkse inspectie: Uitgebreide wanddiktemeting (UT-diktemeter nauwkeurigheid ± 0,1 mm)
5.2 Reinigings- en onderhoudsnormen
Oppervlaktevuil: Neutraal reinigingsmiddel (pH 6-8) - afvegen met zachte doek
Lasgebied: Kwartaalgewijze azijnzuurtest (om ijzerverontreiniging te detecteren)
Afdruipvereisten: Het systeem moet volledig worden afgetapt wanneer het niet in gebruik is (om bevriezing en barsten te voorkomen).
5.3 Corrosiebewakingstechnologie
Hangplaatmethode: Installeer monitorplaten op typische posities (weeg elk kwartaal)
ER-sonde: Online bewaking van de corrosiesnelheid (gegevens in realtime geüpload)
Endoscopisch onderzoek: Interne corrosie bij de bocht/vertakkingspunt (hoge-definitie video)
6.Problemen oplossen Veelvoorkomende problemen
6.1 Noodreparatie voor lekkage
Drukhoudende lekafdichtingsinrichting (maximale druk ≤ 80% van de ontwerpwaarde)
Hogemoleculaire afdichtmiddel (met temperatuurbestendigheid ≤ 150)
6.2 Mechanische storingen
Verwijder het beschadigde gedeelte (de incisie moet ≥ 50 mm van het defect verwijderd zijn)
De lasreparatie vereist lokale warmtebehandeling (zwavelzuurbeitsbehandeling is nodig voor 316L).
6.3 Verwijdering van corrosiedefecten
Putcorrosie Reparatielassen polijsten Wanneer de diepte meer dan 20% van de wanddikte bedraagt, moet de pijp worden vervangen
Spleetcorrosie Vervang de flenspakking Gebruik in PTFE gewikkelde pakking in plaats daarvan
Spanningscorrosie Vervang de hele pijp Verbied lokale reparatielassen
6.4 Kathodisch beschermingssysteem
Opofferingsanode: Magnesiumlegering (-1,75V) wordt gebruikt voor zeewaterleidingen.
Extra stroom: Gelijkrichteruitgang ≤ 10A (Reguliere kalibratie vereist)
6.5 Coatingonderhoud
Reparatie van schade: Zandstralen Sa2.5 graad + Epoxyprimer (droge film ≥ 150μm)
Isolatielaag: Chloride-ioneninhoudtest (≤ 50 ppm)
7.Conclusie
Roestvrijstalen pijpen, als een belangrijk materiaal in de moderne industrie, kunnen hun prestatievoordelen volledig benutten alleen wanneer de hele levenscyclus op een gestandaardiseerde manier wordt beheerd. Het wordt voorgesteld dat gebruikers een compleet technisch archief opstellen dat "materiaalkeuze - installatie - operatie - onderhoud" omvat, en zich richten op het bewaken van de veranderingen in de werkomstandigheden van de corrosiegevoelige gebieden. Voor belangrijke pijpleidingsystemen wordt een beheermodel aanbevolen dat online monitoringtechnologie combineert met regelmatige professionele beoordeling. Tegelijkertijd moet technische communicatie met materiaalleveranciers worden onderhouden om de nieuwste oplossingen te verkrijgen.
De technische parameters die in deze richtlijn worden gegeven, moeten worden aangepast aan de specifieke werkomstandigheden. Voor speciale toepassingsscenario's (zoals nucleaire kwaliteit, ultrahoog zuiverheid, enz.) moeten speciale technische specificaties worden gevolgd. Het wordt aanbevolen om professionele instellingen elke drie jaar een systeemgezondheidsbeoordeling te laten uitvoeren om de veilige en economische werking van het pijpleidingsysteem te waarborgen.
