Como calcular a espessura da parede do tubo Duplex 2205?

ASME B31.3 Seção 304.1.2 fornece uma equação de espessura de parede:

t=(P × D) / [2(COSTURAR + PY)]

A equação é idêntica para aço carbono, aço inoxidável austenítico e aço inoxidável duplex. O que muda são os dados do material inseridos nele. ParaUNS S32205 (Duplex 2205), três valores diferem dos valores padrão da maioria dos engenheiros (316L ou aço carbono):

Para as mesmas condições de serviço (8″ NPS, 15 bar, 50 graus), alimentar S, W e Y errados pode alterar a espessura da parede calculada em 15–30% - erro puro de dados de material, o que não é uma diferença real de engenharia.

Propriedades do material S32205 que orientam o cálculo

Exemplo resolvido: Linha de injeção de água do mar NPS de 8 ″

Condições de serviço (offshore típico da Saudi Aramco):

Fluido: água do mar filtrada, Cl⁻ ≈ 19.000 ppm

Pressão de projeto P: 15 bar (1,5 MPa)

Temperatura de projeto T: 50 graus

Tubo: 8″ NPS, diâmetro externo 219,1 mm

Material: UNS S32205, ASTM A790 sem costura

Etapa 1 - Extraia os dados do material em 50 graus:

S=205 MPa (Tabela A-1M, Menor ou igual a 38 graus; sem redução a 50 graus)

E=1.00 (perfeito)

W=1.00 (inoxidável duplex, Tabela 302.3.5(e))

Y=0.4 (ferrítico/duplex, Tabela 304.1.1)

Etapa 2 - Calcule a espessura mínima necessária da parede:

t = (1.5 × 219.1) / [2(205 × 1.00 × 1.00 + 1.5 × 0.4)] t = 328.65 / [2(205 + 0.6)] t = 328.65 / 411.2 t = 0,80 mm

Esta é a pressão-mínima do projeto. O Cronograma deve ser selecionado após adicionar tolerância à corrosão e tolerância ao moinho.

Tolerância à corrosão: o fator maior que a pressão na água do mar

Para serviço de água salgada: cerca de=3.0 mm.

Seleção de Programação com Tolerância de Fresagem

O tubo sem costura ASTM A790 tem±12,5% de tolerância do moinhona espessura da parede. Para garantir que o ponto mais fino atenda ao design:

t_nominal Maior ou igual a (t + ca) / 0,875 t_nominal Maior ou igual a (0.80 + 3.00) / 0,875 t_nominal Maior ou igual a4,34mm

Resultado: Sch 40S para injeção de água do mar S32205 de 8″ a 15 bar / 50 graus / 3,0 mm ca.

Se a pressão de projeto subir para 30 bar (injeção em águas profundas), t=1.59 mm, t_nominal Maior ou igual a 5,25 mm - Sch 40S ainda funciona.Nesta faixa de pressão, a tolerância à corrosão impulsiona o Cronograma, não a pressão.

Quando ir além de 2205

O cálculo da espessura da parede só importa quando a seleção do material estiver correta. Liga errada, nenhum cronograma compensa.

S31803 vs S32205 - Qual você está realmente obtendo?

O padrão de compras moderno é S32205, mas os P&IDs legados ainda podem especificar S31803. A tensão admissível difere:

Para serviço 8″ / 15 bar / Sch 40S, ambas as classes terminam no mesmo horário. Para serviços de-parede fina e alta-pressão (por exemplo, 6″ Sch 10S a 40 bar), a diferença pode mover o cronograma um passo.Sempre confirme o UNS no MTC antes de executar o cálculo.

Perguntas frequentes

Q1: Qual é a tensão básica admissível para S32205 a 200 graus?

A: 190 MPa de acordo com ASME B31.3 Tabela A-1M (abaixo de 205 MPa em menos ou igual a 38 graus). A 250 graus, S=186 MPa; a 300 graus, S=182 MPa. Acima de 300 graus, o risco de precipitação na fase σ normalmente exclui 2205 do projeto B31.3.

Q2: Por que W=1.00 é para aço inoxidável duplex?

R: A tabela 302.3.5(e) da ASME B31.3 lista os aços inoxidáveis ​​duplex juntamente com os aços inoxidáveis ​​ferríticos com W=1.00.. Isso reflete que as soldas qualificadas em duplex têm resistência total do metal de base-quando devidamente recozidas e decapadas com solução-. É uma vantagem em relação ao austenítico da série 300, onde W varia de 0,85 a 1,00 dependendo do exame radiográfico.

Q3: A tolerância à corrosão de 3,0 mm é excessiva para água do mar?

R: É o valor padrão para 2205 sem revestimento e sem revestimento em serviço de injeção de água do mar. NORSOK M-506 e Saudi Aramco 32-SAMSS-005 usam 3,0 mm para este serviço. Operadores com proteção catódica mais monitoramento on-line de corrosão às vezes reduzem para 2,0 mm - mas isso requer confiabilidade documentada do sistema CP e orçamento de monitoramento contínuo.

Q4: Posso usar o Sch 10S com monitoramento de corrosão online em vez do Sch 40S?

A: O limite nominal de 4,34 mm exclui Sch 10S (4,19 mm). O monitoramento on-line não altera os requisitos de tolerância do moinho. Se a base do projeto permitir confiabilidade e custos de inspeção-do lado do operador reduzidos, alguns operadores aceitam o Sch 10S -, mas esse não é o padrão para as principais operadoras do Oriente Médio.

Q5: Qual é a temperatura máxima de projeto para 2.205 em B31.3?

A: 300 graus, limitado pela precipitação da fase σ-na faixa de 250–300 graus. ASTM A923 Método C detecta fases intermetálicas deletérias. Para operação sustentada acima de 250 graus, considere 2507 (S32750) ou ligas de níquel.

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