1.Giriş
Paslanmaz çelik borular, en az %10.5 krom içeriğine sahip demir bazlı alaşımlardan yapılmış boru malzemeleridir ve benzersiz performans avantajlarına sahiptir. En dikkat çekici özellik, malzemeye mükemmel korozyon direnci kazandıran yoğun bir krom oksit pasivasyon filmi oluşumudur. Alaşım bileşimine bağlı olarak, paslanmaz çelik boruların çekme mukavemeti 520 ila 1035 MPa arasında değişebilir ve iyi mekanik mukavemet ve plastiklik sunar. Sıcaklık uyumluluğu açısından, farklı paslanmaz çelik boru türleri -196 kriyojenik ortamlardan 1100 yüksek sıcaklık koşullarına kadar uygulama gereksinimlerini karşılayabilir. Ayrıca, pürüzsüz yüzeyleri ve çökeltilerin olmaması, onları gıda sınıfı (FDA) ve tıbbi sınıf (ISO 13485) hijyen standartlarına tamamen uygun hale getirir.
1.1 Kapsam
Bu kılavuz, östenitik sınıflar (304, 316 gibi), ferritik sınıflar (430 gibi) ve dubleks paslanmaz çelik borular (2205 gibi) dahil olmak üzere geniş bir paslanmaz çelik boru türü yelpazesi için geçerlidir. Her bir sınıf için etkili ve verimli uygulamalarını sağlamak amacıyla ayrıntılı ve spesifik talimatlar ve dikkate alınması gereken hususlar sunar.
1.2 Güvenlik Önlemleri
Paslanmaz çelik borularla çalışırken, potansiyel yaralanmalara karşı koruma sağlamak için uygun koruyucu ekipman, eldiven ve gözlük takmak son derece önemlidir. Ayrıca, kaynak veya kesme işlemleri sırasında zararlı dumanların birikmesini önlemek ve güvenli bir çalışma ortamı sağlamak için uygun ve yeterli havalandırma sağlanmalıdır.
1.2.1 Göz koruması:
Darbeye dayanıklı güvenlik gözlükleri (ANSI Z87.1 standardı) takılmalıdır.
Kaynak işlemleri gerçekleştirirken, otomatik kararan kaynak başlığı (gölge numarası ≥ 10) kullanın.
1.2.2 Solunum koruması:
Tozlu ortamlarda N95 sınıfı toz maskeleri kullanın.
Asit gazları ve organik buharlar için çift etkili filtre gaz maskesi ile donatılmıştır.
1.2.3 Vücut Koruması:
Kesilmeye dayanıklı eldivenler (EN 388 standardı, kesilme direnci derecesi ≥ 3)
Asit ve alkali dirençli önlük (PVC veya kauçuk malzemeden yapılmış)
Çelik burunlu güvenlik ayakkabıları (ASTM F2413 standardına uygun)
2.Malzeme Seçim Prensipleri
Belirli çevresel koşullarda ve operasyonel gereksinimlerde en uygun performansı elde etmek için en uygun paslanmaz çelik sınıfını seçmek son derece önemlidir.
2.1 Korozyona Dayanıklı Ortamlara Uygunluk Prensibi
Asidik ortam (pH < 7): Molybdenum içeren çelik sınıflarını tercih edin (316L/2205)
Klor içeren ortam: PREN değeri > 35 (PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N)
Oksitleyici ortam: Krom içeriği ≥ 18% (304/310S gibi)
Yüksek sıcaklık oksidasyonu (>800): 310S seçin (Cr25Ni20)
Gerilim korozyonu hassas bölgesi: 304'ü klor içeren ve 60°C'nin üzerindeki ortamlarda kullanmaktan kaçının.
Düşük sıcaklık çalışma koşulları (< -50): Östenitik çelik ultra düşük karbonize edilmelidir (304L/316L)
2.2 Mekanik Performans Eşleştirme Prensibi
Normal basınç taşıma: 304 (σb ≥ 515 MPa)
Yüksek basınçlı boru hattı: 2205 dubleks çelik (σb ≥ 620 MPa)
Aşınmaya dayanıklı çalışma koşulu: Yüzey sertleştirme işlemi (HV ≥ 800)
Döngüsel stres: Yorgunluk mukavemeti katsayısı ≥ 0.35 (316LN daha tercih edilir)
Darbe yükü: -196, Akv ≥ 100J (Ultra düşük karbon ve azot alaşımlı)
2.3 Proses Uyum Prensibi
İnce duvarlı borular (δ< 3mm): 304L/316L (düşük karbonlu duyarsızlaştırıcı) seçin
Kalın duvarlı boru: 2205 için, ısı girdisi kontrol edilmelidir (15 - 25 kJ/cm)
Kaynak sonrası işlem: asit temizleme ve pasivasyon (nitrik asit %20 + hidroflorik asit %3)
Soğuk bükme şekillendirme: 304, 430'dan üstündür (uzama ≥ 40%)
Genişleme borusu işleme: 316Ti (Anti-taneler arası korozyon için titanyum stabilize edilmiş)
2.4 Soğuk Bükme için Ekonomik Optimizasyon Prensibi
Malzeme maliyeti: 2205 ≈ 2 × 304,904L ≈ 4 × 304
Yaşam döngüsü: Kimyasal boru hatları için yıllık maliyet 20 yıllık bir dönem üzerinden hesaplanır.
Sınıf bazlı kullanım: ana boru 316L + dal borusu 304
Duvar kalınlığı optimizasyonu: ASME B31.3, duvar kalınlığında %15 azalmaya izin verir.
Alternatif çözüm: Kompozit boru (karbon çelik matrisi + paslanmaz çelik kaplama)
2.5 Standartlara Uygunluk Prensibi
Gıda sınıfı: ASTM A270 (316L)
Farmasötik endüstri: ASME BPE (Ra ≤ 0.5 μm)
Basınç boruları: GB/T 14976 (Taneler arası korozyon testi)
3.Uygun kurulum, sızıntıları, gerilim kırılmalarını ve erken arızaları önler
3.1 Malzemelerin Kontrolü
Paslanmaz çelik borunun malzemesinin (304, 316L vb. gibi) tasarım gereksinimlerine uygun olduğunu doğrulayın.
Yüzeyde çizikler, deformasyonlar veya oksit tabakaları olup olmadığını kontrol edin. Gerekirse, asit temizleme ve pasivasyon işlemi uygulayın.
3.2 Araçlar ve Aksesuarlar
Kesme aletleri: Karbon çelikle kirlenmeyi önlemek için özel paslanmaz çelik kesme makinesi.
Pah kırma makinesi: Kaynak arayüzünün düz olduğundan emin olun (pah açısı 30° ila 45° arasında).
Temizlik araçları: Aseton veya alkol (yağ ve kirleri gidermek için).
3.3 Çevresel Gereksinim
Nemli veya yüksek klor içeren ortamlarda (deniz kenarı gibi) doğrudan kaynak yapmaktan kaçının.
Çalışma alanının temiz tutulduğundan emin olun ve demir talaşları gibi kirleticilerin yapışmasını önleyin.
3.4 Kesme Spesifikasyonu
Plazma kesme veya paslanmaz çelik için özel testere bıçakları kullanın, sıradan taşlama diski kullanmayın (karbon kirliliğine neden olabilir).
Kesim dikliğinin sapması 1°'den fazla olmamalıdır. Çapaklar bir dosya veya zımpara kağıdı kullanılarak düzeltilmelidir.
3.5 Kenar hazırlığı
Kaynak arayüzleri, tek V şeklinde veya çift V şeklinde oluklar (30° ila 45° açıyla ve 1 ila 2 mm kök kenarıyla) olacak şekilde işlenmelidir.
Oluk yüzey pürüzlülüğü Ra ≤ 12.5 μm.
3.6 Kaynak incelemesi
Görsel inceleme (çatlak, gözenek yok)
Penetrant testi (PT) veya radyografik test (RT)
4.Paslanmaz Çelik Boruların Çalışma Koşulları için Teknik Şartnameler
4.1 Düzenli çalışma kapsamı
Ostenitik paslanmaz çelik (304/316): -196 ~ 800
Dublex paslanmaz çelik (2205): -50 ~ 300
Ferritik paslanmaz çelik (430): -20 ~ 600
4.2 Kritik sıcaklık uyarısı
Duyarlılık aralığı: 450 - 850 (karbür çökelme riski)
Düşük sıcaklık kırılganlığı: 304L için, sıcaklık -196'nın altına düştüğünde darbe tokluğu doğrulanmalıdır.
4.3 Ortam kullanımını yasakla
Hidroklorik asit (herhangi bir konsantrasyon)
Hidroflorik asit (> %1 konsantrasyon)
Yüksek sıcaklıkta konsantre alkali (NaOH > %40, > 80)
4.4 Özel ortam tedavisi
Klorlu çözüm: 316L için, Cl konsantrasyonu 25'te 1000 ppm'nin altında kontrol edilmelidir.
Hidrojen sülfür ortamı: Ultra düşük karbon sınıfı gerektirir (316L, C ≤ 0.03%)
4.5 Kavitasyonun önlenmesi
Pompanın giriş basıncı, ortamın doymuş buhar basıncının 1.3 katından fazla olmalıdır.
90 derece keskin dönüşlerin tasarımından kaçınılması.
4.6 Döngü sayısı sınırı
304: > 5000 yorgunluk analizi gereklidir.
2205:> 10,000 test yapılması gereklidir.
4.7 CIP temizlik parametreleri
Sıcaklık: 80 ± 5
Temizlik maddesi: %1-2 nitrik asit çözeltisi
Zaman: 30 - 60 dakika
4.8 Anahtar tespit göstergeleri
Duvar kalınlığı izleme: Yıllık UT kalınlık ölçümü (korozyon hızı > 0.1mm/yıl olduğunda uyarı gereklidir)
Yüzey incelemesi: Her altı ayda bir PT kusur tespiti (kaynak dikişlerine odaklanarak)
5.Bakım ve İnceleme
5.1 Periyodik inceleme sistemi
Günlük inceleme: Sızıntı/Anormal ses/Titreşim incelemesi (Yüksek riskli alanlar)
Aylık inceleme: Flanş cıvatalarının sıkma durumu (tork doğrulama ±%10)
Yıllık inceleme: Kapsamlı duvar kalınlığı ölçümü (UT kalınlık ölçer doğruluğu ± 0.1mm)
5.2 Temizlik ve Bakım Standartları
Yüzey kiri: Nötr temizlik maddesi (pH 6-8) - yumuşak bir bezle silin
Kaynak alanı: Üç aylık sirke testi (demir kirliliğini tespit etmek için)
Drenaj gereksinimleri: Sistem kullanılmadığında tamamen boşaltılmalıdır (donma ve çatlamayı önlemek için).
5.3 Korozyon İzleme Teknolojisi
Asma Plaka Yöntemi: Tipik pozisyonlara izleme plakaları takın (her çeyrekte tartın)
ER probu: Korozyon hızının çevrimiçi izlenmesi (veriler gerçek zamanlı olarak yüklenir)
Endoskopik inceleme: Dirsek/dallanma noktasında iç korozyon (yüksek çözünürlüklü video)
6.Yaygın Sorunların Giderilmesi
6.1 Sızıntı için acil onarım
Basınç tutucu sızdırmazlık armatürü (maksimum basınç ≤ tasarım değerinin %80'i)
Yüksek moleküler sızdırmazlık maddesi (sıcaklık direnci ≤ 150)
6.2 Mekanik Arızalar
Hasarlı bölümü çıkarın (kesim, kusurdan ≥ 50mm uzakta olmalıdır)
Kaynak onarımı, yerel ısı işlemi gerektirir (316L için sülfürik asit turşusu işlemi gereklidir).
6.3 Korozyon kusurlarının giderilmesi
Çukur Korozyonu Onarım kaynağı cilalama Derinlik duvar kalınlığının %20'sini aştığında boru değiştirilmelidir
Aralık Korozyonu Flanş contası değiştirin Bunun yerine PTFE kaplı conta kullanın
Gerilim Korozyonu Tüm boruyu değiştirin Yerel onarım kaynağını yasaklayın
6.4 Katodik koruma sistemi
Fedakarlık anodu: Deniz suyu boru hatları için magnezyum alaşımı (-1.75V) kullanılır.
Ek akım: Doğrultucu çıkışı ≤ 10A (Düzenli kalibrasyon gereklidir)
6.5 Kaplama bakımı
Hasarın onarımı: Kumlama Sa2.5 derecesi + Epoksi astar (kuru film ≥ 150μm)
Yalıtım katmanı: Klorür iyon içeriği testi (≤ 50 ppm)
7.Sonuç
Modern endüstride önemli bir malzeme olan paslanmaz çelik borular, yalnızca yaşam döngüsü standart bir şekilde yönetildiğinde performans avantajlarını tam olarak gösterebilir. Kullanıcıların "malzeme seçimi - kurulum - işletim - bakım" kapsamını içeren eksiksiz bir teknik arşiv oluşturmaları ve korozyona duyarlı alanların çalışma koşullarındaki değişiklikleri izlemeye odaklanmaları önerilir. Anahtar boru hatları sistemleri için, çevrimiçi izleme teknolojisi ile düzenli profesyonel değerlendirmeyi birleştiren bir yönetim modeli önerilir. Aynı zamanda, en son çözümleri elde etmek için malzeme tedarikçileri ile teknik iletişim sürdürülmelidir.
Bu kılavuzda sağlanan teknik parametreler, belirli çalışma koşullarına göre ayarlanmalıdır. Özel uygulama senaryoları (nükleer sınıf, ultra yüksek saflık gibi) için özel teknik şartnameler izlenmelidir. Boru hattı sisteminin güvenli ve ekonomik işletimini sağlamak için her üç yılda bir profesyonel kurumlara sistem sağlık değerlendirmesi yaptırılması önerilir.
