पाइप चयन के लिए PREN की गणना कैसे करें: 254SMO बनाम 904L बनाम 316L कार्य उदाहरण|हुइतोंग

खाड़ी का समुद्री जल वर्ष के छह महीनों में 35 डिग्री तक पहुँच जाता है। उस तापमान पर,316L पाइपअलवणीकरण संयंत्र के सेवन में संक्षारण दर होती है जो इंजीनियरों को परेशान करती है,904L अपने महत्वपूर्ण चरम तापमान पर सही बैठता है, और254एसएमओ40 डिग्री का सुरक्षा मार्जिन है। प्रश्न यह नहीं है कि कौन सा मिश्रधातु "बेहतर" है - प्रत्येक डेटाशीट आपको 254एसएमओ की जीत बताती है।

सवाल यह है: आप सीमा की गणना कैसे करते हैं, दीवार का आकार कैसे तय करते हैं और यह पता लगाते हैं कि क्या मिश्र धातु उन्नयन स्वयं के लिए भुगतान करता है? यह आलेख कार्यशील उदाहरण के रूप में सऊदी डिसेलिनेशन प्लांट कूलिंग वॉटर लाइन का उपयोग करते हुए, सेवा शर्तों से लेकर सेवा के प्रति वर्ष की लागत तक पूरी गणना श्रृंखला पर चलता है।

चरण 1: सेवा शर्तों को परिभाषित करें

किसी भी गणना से पहले, आपको प्रक्रिया डेटाशीट से चार नंबरों की आवश्यकता होगी:

क्लोराइड सामग्री और तापमान दो इनपुट हैं जो PREN आवश्यकता को संचालित करते हैं। 35 डिग्री शिखर मायने रखता है क्योंकि पिटिंग एक तापमान पर निर्भर प्रक्रिया है - क्रिटिकल पिटिंग तापमान (सीपीटी) धातु का तापमान है जिसके ऊपर स्थिर गड्ढे शुरू होते हैं और फैलते हैं। यदि आपका डिज़ाइन तापमान मिश्र धातु के सीपीटी से ऊपर है, तो मिश्र धातु में गड्ढा हो जाएगा। अवधि।

चरण 2: सेवा के लिए न्यूनतम PREN की गणना करें

क्लोराइड सेवा में स्टेनलेस स्टील्स की रैंकिंग के लिए पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (PREN) सबसे उपयोगी सूचकांक है। ऑस्टेनिटिक ग्रेड का सूत्र है:

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N

गुणांक इलेक्ट्रोकेमिकल अनुसंधान से आते हैं: मोलिब्डेनम प्रति वजन प्रतिशत क्रोमियम की तुलना में लगभग 3.3 गुना अधिक योगदान देता है, और नाइट्रोजन लगभग 16 गुना अधिक योगदान देता है। डुप्लेक्स ग्रेड के लिए, कभी-कभी एक टंगस्टन शब्द जोड़ा जाता है: PREN=%Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N, लेकिन इस उदाहरण में ऑस्टेनिटिक ग्रेड के लिए, मानक सूत्र लागू होता है।

आइए हम एएसटीएम विनिर्देशों से मध्य श्रेणी की नाममात्र रचनाओं का उपयोग करके तीन उम्मीदवार मिश्र धातुओं के लिए PREN की गणना करें:

समुद्री जल की सीमा

एक व्यापक रूप से स्वीकृत उद्योग नियम यह कहता हैप्राकृतिक समुद्री जल में विश्वसनीय निरंतर विसर्जन के लिए PREN 40 से अधिक या उसके बराबर न्यूनतम है. यह कोई कोड आवश्यकता नहीं है - एएसएमई और एएसटीएम इसे संहिताबद्ध नहीं करते हैं - लेकिन यह समुद्री और अलवणीकरण सेवा में दशकों के क्षेत्र अनुभव को दर्शाता है। PREN 40 के नीचे, मिश्रधातु अंततः गर्म, वातित समुद्री जल में, विशेष रूप से दरारों में, गड्ढा बन जाएगी।

मेज को देखते हुए:

316एल (पीआरईएन 24.7): सीमा में 15 अंकों से विफल। निरंतर समुद्री जल विसर्जन के लिए उपयुक्त नहीं है।

904एल (पीआरईएन 36.7): सीमा 3 अंक से विफल हो जाती है। परिवेशीय समुद्री जल में जीवित रहेगा लेकिन 35 डिग्री पर सीमांत है।

254एसएमओ (पीआरईएन 43.8):सीमा को 4 अंक से साफ़ करता है। गर्म समुद्री जल सेवा के लिए उपयुक्त।

PREN सीमाओं पर एक नोट

PREN एक रैंकिंग टूल है, डिज़ाइन कोड नहीं। इसका हिसाब नहीं है:

• टंगस्टन (डब्ल्यू), जो कुछ सुपर डुप्लेक्स ग्रेड में दरार संक्षारण प्रतिरोध में योगदान देता है
• कॉपर (Cu), जो एसिड प्रतिरोध को कम करने में सुधार करता है लेकिन क्लोराइड पिटिंग के लिए तटस्थ है
• सतह की फिनिश, वेल्ड की स्थिति और प्रवाह वेग, ये सभी वास्तविक सीपीटी को बदलते हैं

महत्वपूर्ण सेवा के लिए, PREN आपको बताता है कि किस मिश्र धातु को शॉर्टलिस्ट करना है। अंतिम निर्णय के लिए एएसटीएम जी48 या एएसटीएम जी150 परीक्षण डेटा से वास्तविक सीपीटी और सीसीटी की जांच करना आवश्यक है।

चरण 3: डिज़ाइन तापमान के अनुसार सीपीटी और सीसीटी की जाँच करें

PREN एक रैंकिंग देता है. सीपीटी और सीसीटी वास्तविक तापमान सीमा बताते हैं। दो मानक परीक्षण विधियाँ हैं:

एएसटीएम जी48 विधि ए/सी: फेरिक क्लोराइड विसर्जन परीक्षण। सीपीटी (विधि ए) और सीसीटी (विधि डी) देता है।

एएसटीएम जी150: 1 एम NaCl में इलेक्ट्रोकेमिकल पिटिंग परीक्षण। सीपीटी देता है.

प्रकाशित डेटा शीट और शोध पत्रों से प्रतिनिधि मूल्य:

हमारा डिज़ाइन तापमान 35 डिग्री है। अब गणना सरल हो गई है:

यह गणना का मूल है. 35 डिग्री के चरम समुद्री जल तापमान पर, 904एल बिल्कुल अपने सीपीटी पर बैठता है। व्यवहार में, इसका मतलब है कि कोई भी तापमान भ्रमण, कोई दरार, कोई जमाव, या कोई वेल्ड अपूर्णता गड्ढे की शुरुआत कर देगी।

चरण 4: ASME B31.3 के अनुसार दीवार की मोटाई की गणना करें

एक बार मिश्र धातु का चयन हो जाने पर, दीवार की मोटाई की गणना ASME B31.3, अध्याय IV के अनुसार की जाती है। आंतरिक दबाव के तहत सीधे पाइप के लिए सूत्र (पतली -दीवार सन्निकटन, t < D/6 होने पर मान्य):

t = (P × D) / (2 × (S × E + P × Y))

कहाँ:

संक्षारण भत्ता से पहले टी=आवश्यक दीवार मोटाई (मिमी)।

पी=आंतरिक डिज़ाइन दबाव (एमपीए)=1.6 एमपीए (16 बार)

डी=बाहरी व्यास (मिमी)=219.1 मिमी (एनपीएस 8", डीएन 200)

एस=एएसएमई अनुभाग II से स्वीकार्य तनाव -डी (एमपीए)

ई=गुणवत्ता कारक (सीमलेस के लिए 1.0, ईआरडब्ल्यू के लिए 0.85)

तालिका से Y=गुणांक 304.1.1=0.4 (ऑस्टेनिटिक, 482 डिग्री से कम या उसके बराबर)

स्वीकार्य तनाव मान (एएसएमई अनुभाग II-डी, सांकेतिक)

254SMO (चयनित मिश्र धातु) के लिए कार्य गणना

दीवार की मोटाई के सूत्र में प्रतिस्थापित:

संदर्भ के लिए, यदि वही लाइन 316एल में बनाई गई थी (पिटिंग विफलता जोखिम को नजरअंदाज करते हुए):

316एल गणना के लिए एसएच 40एस (8.18 मिमी) की आवश्यकता होती है क्योंकि समुद्री जल के लिए 3 मिमी संक्षारण भत्ता होता है। एसएमओ को केवल एसएच 10एस (3.76 मिमी) की आवश्यकता होती है क्योंकि इस सेवा में उसे कोई संक्षारण भत्ता की आवश्यकता नहीं होती है। प्रति मीटर वजन 42.1 किलोग्राम/मीटर से घटकर 19.3 किलोग्राम/मीटर - हो जाता है, जो 54% की कमी है। वह वजन बचत सीधे लागत गणना में शामिल होती है।

चरण 5: लागत{{1}प्रति-वर्ष-की{{4}सेवा गणना

अंतिम गणना खरीद प्रश्न का उत्तर देती है: क्या अधिक महंगी मिश्र धातु डिज़ाइन जीवन के दौरान स्वयं के लिए भुगतान करती है? ऐसा करने के लिए, आपको चाहिए:

• प्रति मीटर सामग्री लागत (वजन × मिश्र धातु की कीमत के आधार पर)
• स्थापना लागत में अंतर (पतला पाइप {{0%) कम समर्थन, कम वेल्डिंग)
• प्रतिस्थापन से पहले अपेक्षित सेवा जीवन

सामग्री लागत प्रति मीटर

समान दबाव रेटिंग के लिए 254SMO की लागत 316L की तुलना में प्रति मीटर 2.4 गुना अधिक है। लेकिन यह पूरी गणना नहीं है.

सेवा जीवन धारणा

सेवा की प्रति वर्ष लागत (केवल सामग्री)

उच्चतम सामग्री लागत होने के बावजूद, 254SMO वास्तव में प्रति वर्ष सेवा का सबसे सस्ता विकल्प है। पतली दीवार से वजन में 54% की कमी, बिना संक्षारण भत्ता और 25+ साल के डिजाइन जीवन के साथ, वार्षिक लागत 316L - से कम हो जाती है जिसे 25 वर्षों में कम से कम दो बार बदलने की आवश्यकता होगी।

अतिरिक्त लागत कारक आधार गणना में नहीं हैं

प्रतिस्थापन शटडाउन लागत वह कारक है जिसे खरीद टीमें अक्सर कम आंकती हैं। पाइप बदलने के लिए अलवणीकरण संयंत्र को बंद करने से पानी के उत्पादन में प्रति दिन 200,000-200,000-500,000 का नुकसान हो सकता है। यदि 316एल को वर्ष 10 और वर्ष 20 में प्रतिस्थापन की आवश्यकता है, तो शटडाउन लागत अकेले 254एसएमओ के सामग्री प्रीमियम को कम कर देती है।

चरण 6: सारांश निर्णय

फ़ैसला: 35 डिग्री खाड़ी के समुद्री जल में डीएन 200 शीतलन जल लाइन के लिए, 254एसएमओ (यूएनएस एस31254) सीमलेस पाइप, एएसटीएम ए312/ए312एम, एसएच 10एस, घोल एनील्ड और पानी बुझा हुआ निर्दिष्ट करें। गणना से पता चलता है कि यह 316L या 904L की तुलना में प्रति {{10}वर्षीय सेवा के आधार पर तकनीकी रूप से अधिक सुरक्षित और आर्थिक रूप से सस्ता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

PREN फॉर्मूला क्या है और यह कब लागू होता है?

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स के लिए सबसे आम PREN फॉर्मूला PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N है। यह टंगस्टन के बिना ऑस्टेनिटिक ग्रेड पर लागू होता है। डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स ग्रेड के लिए जिसमें टंगस्टन होता है, एक विस्तारित सूत्र PREN=%Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 16%N का उपयोग कभी-कभी किया जाता है। PREN पिटिंग प्रतिरोध के लिए एक रैंकिंग टूल है, डिज़ाइन कोड नहीं। यह वास्तविक गड्ढा दर, दरार संक्षारण, या तनाव संक्षारण दरार की भविष्यवाणी नहीं करता है।

PREN 40 समुद्री जल सीमा क्यों है?

40 से अधिक या इसके बराबर PREN एक अनुभवजन्य नियम है जो समुद्री, अपतटीय और अलवणीकरण सेवा में दशकों के क्षेत्र अनुभव पर आधारित है। यह एएसएमई या एएसटीएम मानकों में संहिताबद्ध नहीं है। 40 से नीचे PREN वाले मिश्र धातु अंततः गर्म, वातित प्राकृतिक समुद्री जल में, विशेष रूप से जमाव के नीचे, दरारों में, या वेल्ड खामियों पर गिरेंगे। 40 या उससे ऊपर की मिश्रधातुओं में निरंतर समुद्री जल में डूबने के विरुद्ध व्यावहारिक मार्जिन होता है। सीमा ठंडे, साफ समुद्री जल के लिए रूढ़िवादी है और गर्म, स्थिर या क्लोरीनयुक्त समुद्री जल के लिए पर्याप्त नहीं हो सकती है।

क्या 904L का उपयोग समुद्री जल में किया जा सकता है?

हां, लेकिन सावधानी के साथ . 904L (PREN ~36.7) परिवेशीय -तापमान समुद्री जल (25 डिग्री से नीचे), खारे पानी और आंतरायिक जोखिम के लिए पर्याप्त है। 30-35 डिग्री पर यह सीमांत है और 35 डिग्री से ऊपर जोखिम भरा है। खाड़ी के समुद्री जल में, जो गर्मियों में 35 डिग्री तक पहुंच जाता है, 904एल अपने सीपीटी पर बैठता है और दरारों और जमावों पर गड्ढा कर देगा। निरंतर गर्म समुद्री जल विसर्जन के लिए, 254SMO या सुपर डुप्लेक्स S32750 (PREN ~42) सही विकल्प हैं।

क्या 316एल की तुलना में 254एसएमओ के लिए दीवार की मोटाई की गणना बदल जाती है?

हाँ। एएसएमई बी31.3 दीवार मोटाई फॉर्मूला एएसएमई अनुभाग II से स्वीकार्य तनाव एस का उपयोग करता है {{2}डी{3}}एसएमओ में नाइट्रोजन की मजबूती के कारण उच्च स्वीकार्य तनाव (35 डिग्री पर 316एल के लिए 138 एमपीए बनाम 115 एमपीए) है। इसके अतिरिक्त, क्लोराइड सेवा में 254SMO को संक्षारण भत्ते की आवश्यकता नहीं होती है, जबकि 316L को 2 - 3 मिमी की आवश्यकता होती है। संयुक्त प्रभाव यह है कि 254SMO Sch 10S का उपयोग कर सकता है जहां 316L को समान दबाव रेटिंग के लिए Sch 40S - की लगभग आधी दीवार और आधे वजन की आवश्यकता होती है।

क्या लागत{{0}प्रति{{1}वर्षीय गणना हमेशा अधिक संक्षारण प्रतिरोधी मिश्रधातु के पक्ष में होती है?

हमेशा नहीं। यदि डिज़ाइन का जीवन छोटा है (5 - 10 वर्ष), तो 254SMO की अग्रिम लागत का परिशोधन नहीं हो सकता है। यदि सेवा रुक-रुक कर हो, ठंडी हो, या कम -क्लोराइड हो, तो 316एल या 904एल अग्रिम और वार्षिक दोनों आधार पर पर्याप्त और सस्ता हो सकता है। गणना 254एसएमओ के पक्ष में है जब: (1) डिज़ाइन जीवन 20+ वर्ष है, (2) सेवा तापमान 904एल सीपीटी से ऊपर है, और (3) प्रतिस्थापन शटडाउन लागत अधिक है। 25-वर्षीय अलवणीकरण संयंत्र के लिए, गणित स्पष्ट है।

254SMO के विकल्प के रूप में सुपर डुप्लेक्स S32750 के बारे में क्या?

सुपर डुप्लेक्स S32750 (PREN ~42) गर्म समुद्री जल के लिए 254SMO (PREN ~44) का एक वैध विकल्प है। यह उच्च उपज शक्ति (550 एमपीए बनाम 300 एमपीए) प्रदान करता है, जो दीवार की मोटाई को और कम कर देता है। हालाँकि, सुपर डुप्लेक्स में एक संकरी वेल्डिंग विंडो, 475 डिग्री की भंगुरता सीमा और निर्माण नियमों का एक अलग सेट होता है। कई फ़ील्ड वेल्ड वाले अलवणीकरण संयंत्र के लिए और 300 डिग्री से ऊपर कोई तापमान भ्रमण नहीं होने पर, दोनों मिश्र धातु काम करते हैं। चुनाव अक्सर वेल्डिंग योग्यता, उपलब्धता और विनिर्देशक की प्राथमिकता पर निर्भर करता है।

क्या आपके क्लोराइड सेवा प्रोजेक्ट के लिए PREN{0}} आधारित पाइप चयन गणना की आवश्यकता है?

HUITONG 254SMO (UNS S31254), 904L (UNS N08904), और 316L पाइप प्रति ASTM A312/A312M को पूर्ण EN10204 3.1/3.2 MTC, ASME B31.3 दीवार मोटाई अनुपालन, और सऊदी अरब और खाड़ी में अलवणीकरण, FGD और समुद्री परियोजनाओं के लिए इंजीनियरिंग समर्थन की आपूर्ति करता है। अपनी प्रक्रिया शर्तें और लाइन सूची यहां भेजेंmarket@htpipe.comया व्हाट्सएप+86-19339900201मिश्र धातु चयन, दीवार आकार और उद्धरण प्रतिक्रिया के लिए।

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