Lớp 20# và vị trí của nó trong dòng ống
20# là loại thép kết cấu carbon chất lượng tính bằng GB/T 699 với hàm lượng carbon danh nghĩa khoảng 0,20% và là nguyên liệu tiêu chuẩn cho ống liền mạch được cung cấp cho GB/T 8163 cho dịch vụ chất lỏng và cho GB/T 3087 cho dịch vụ nồi hơi áp suất thấp. Mức carbon và mangan của nó, với lượng crom, niken và đồng dư được giữ ở mức thấp, mang lại cho nó độ dẻo tốt, khả năng tạo hình và khả năng hàn. Thành phần nạc tương tự có nghĩa là nó không tạo thành màng thụ động bảo vệ, do đó khả năng chống ăn mòn phải đến từ thiết kế, lớp phủ hoặc vỏ bọc dịch vụ chứ không phải từ chính thép. Theo thuật ngữ của ASTM, tài liệu tham khảo quen thuộc nhất là thông số kỹ thuật ống thép cacbon loại B A106.
Hành vi trong dịch vụ khí quyển và ngâm
Trong không khí ẩm, bề mặt đầu tiên phát triển một lớp oxit mỏng, và khi lớp màng ướt có thể được duy trì, thép sẽ tạo thành oxit sắt ngậm nước lỏng lẻo không bịt kín bề mặt. Tốc độ này được kiểm soát bởi thời gian ẩm ướt, sulfur dioxide trong không khí, sự lắng đọng clorua và độ axit của độ ẩm. Do đó, bầu không khí công nghiệp và ven biển tấn công bề mặt nhanh hơn nhiều lần so với không khí sạch ở nông thôn, và nên chỉ định đường ống có lớp phủ thay vì đường ống trần. Trong nước ngọt và nước biển, sự ăn mòn được tăng tốc bởi oxy hòa tan và clorua, và vết rỗ bắt đầu ở quy mô nhà máy, vết hàn và hư hỏng cơ học. Phương pháp dự phòng ăn mòn tiêu chuẩn được sử dụng trong thiết kế đường ống, có thêm độ dày thành ống hoặc lớp lót bảo vệ ở vùng ẩm ướt.
Môi trường có tính axit, chua và nhiệt độ cao
| Trung bình | Hành vi của ống 20 # | Phương pháp bảo vệ |
|---|---|---|
| Không khí ẩm trên ngưỡng ngưng tụ | Rỉ sét đồng đều, tỷ lệ được thiết lập theo thời gian ẩm ướt và chất ô nhiễm | Mạ kẽm nhúng nóng, sơn epoxy hoặc polyurethane |
| Axit khoáng loãng | Sự hòa tan đồng đều với sự tiến hóa hydro mạnh mẽ; cuộc tấn công tăng mạnh khi pH giảm | Lớp lót bằng cao su hoặc nhựa để làm việc không liên tục; thép không gỉ cho nhiệm vụ liên tục |
| Nước chứa clorua | Rỗ cục bộ, đặc biệt ở vùng chịu ảnh hưởng nhiệt của mối hàn | Ống được bọc hoặc lót, bảo vệ catốt, làm sạch và kiểm tra |
| Hydro sunfua ướt | Nguy cơ nứt do hydro gây ra và nguy cơ nứt do ứng suất sunfua ở độ cứng tăng | Kiểm soát độ cứng, giảm ứng suất của mối hàn, chất ức chế ăn mòn, chứng nhận dựa trên ISO 15156 |
| Hơi nước trên ngưỡng oxy hóa | Quy mô oxit tăng lên và độ dày thành ống dần dần bị tiêu hao | Phụ cấp ăn mòn hoặc ống hợp kim mang crom cho chế độ quá nhiệt |
Hệ thống bảo vệ và khả năng ứng dụng của chúng
Mạ kẽm nhúng nóng trên mỗi GB/T 3091 cung cấp một lớp kẽm thay thế để bảo vệ các cạnh cắt và những hư hỏng nhỏ; nó là sự lựa chọn tiêu chuẩn cho ống nước, khí đốt và kết cấu.
Lớp phủ epoxy, nhựa than đá epoxy và lớp phủ epoxy liên kết nóng chảy được sử dụng cho đường ống chôn và ngâm trong đó hạn chế hư hỏng cơ học.
Polyetylen ba lớp được sử dụng cho đường ống truyền tải chôn dưới đất, kết hợp với bảo vệ catốt.
Lớp lót vữa xi măng được áp dụng cho đường ống nước và lớp lót cao su hoặc nhựa cho đường ống dẫn nước thải hóa chất mạnh.
Chất ức chế ăn mòn làm giảm đáng kể tốc độ ăn mòn trong hệ thống nước mỏ dầu nhưng không thay thế lớp phủ hoặc lớp lót ở những nơi tổn thất kim loại là không thể chấp nhận được.
Bảo vệ catốt, sử dụng cực dương hy sinh hoặc hệ thống dòng điện cưỡng bức, được áp dụng cho các kết cấu bị chôn vùi và ngâm nước.
Hướng dẫn lựa chọn và bảo trì
Ống trần 20# chỉ được chấp nhận khi sử dụng ở nơi khô ráo, trong nhà, không hoạt động mạnh. Khi dự kiến có sự ngưng tụ, ống mạ kẽm hoặc tráng phải được chỉ định ở giai đoạn thiết kế, vì lớp phủ sửa chữa sau khi lắp đặt kém tin cậy hơn nhiều so với lớp bảo vệ được áp dụng tại nhà máy. Khoảng thời gian bảo trì tùy theo cường độ hoạt động của địa điểm: việc sơn lại thường được lên kế hoạch vài năm một lần ở các địa điểm công nghiệp hoặc ven biển, với việc kiểm tra hàng năm về hư hỏng lớp phủ, tình trạng mối nối và các điểm tiếp xúc hỗ trợ. Trong trường hợp ống mang môi trường hóa học mạnh, ống hợp kim cao hơn như thép không gỉ loại 316L hoặc ống thép cacbon lót, là câu trả lời bền bỉ và việc lựa chọn vật liệu phải được xác nhận dựa trên thành phần và nhiệt độ môi trường thực tế trước khi đặt hàng.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Ống thép 20 # có phù hợp để sử dụng ngoài trời mà không cần sơn phủ không?
Chỉ trong điều kiện khô ráo và có mái che. Bên ngoài, hoặc bất cứ nơi nào hình thành sự ngưng tụ, bề mặt sẽ bị rỉ sét ở tốc độ do ô nhiễm và độ ẩm cục bộ quy định, do đó cần phải mạ kẽm hoặc phủ một lớp phủ hữu cơ.
Hỏi: Cách bảo vệ nào là tốt nhất cho ống nước 20# được chôn dưới đất?
Sự kết hợp của lớp phủ bên ngoài như epoxy liên kết nhiệt hạch hoặc polyetylen ba lớp với lớp bảo vệ cathode, cộng với lớp vữa xi măng lót ở mặt nước khi nước xâm thực.
Hỏi: Ống 20# có thể mang axit loãng được không?
Đối với nhiệm vụ ngắn hạn hoặc gián đoạn, có thể sử dụng ống lót cao su, nhưng đối với dịch vụ axit liên tục, ống nhựa hoặc thép không gỉ austenit là vật liệu thích hợp và việc lựa chọn phải tuân theo phân tích môi trường.
Hỏi: Điều gì giới hạn ống 20# trong dịch vụ hơi nước ở nhiệt độ cao?
Quá trình oxy hóa và cặn cuối cùng vượt quá ngưỡng oxy hóa. GB/T 3087 bao gồm dịch vụ nồi hơi áp suất thấp và nhiệm vụ quá nhiệt ở nhiệt độ cao hơn yêu cầu ống hợp kim mang crom thay vì thép cacbon trơn.
Hỏi: Làm thế nào để mạ kẽm kéo dài tuổi thọ của ống 20#?
Lớp kẽm ưu tiên ăn mòn và bảo vệ phần thép lộ ra ở các đầu bị cắt và trầy xước. Tuổi thọ sử dụng tăng theo khối lượng lớp phủ, vì vậy loại lớp phủ kẽm cần thiết phải được nêu rõ trong đơn đặt hàng thay vì để mặc định cho nhà máy.
