Na construção de redes urbanas de gasodutos, na transmissão de gás industrial e em projetos{0}}de gasodutos naturais inter-regionais, a segurança do sistema de gasodutos é sempre a consideração principal no projeto de engenharia. Dado que os meios gasosos são altamente inflamáveis, explosivos e propensos a fugas, quaisquer acidentes podem resultar em graves riscos de segurança. Portanto, a seleção dos materiais do gasoduto deve obedecer a rigorosas normas técnicas e especificações de engenharia.
Os tubos de aço carbono tornaram-se um dos principais materiais na transmissão de gás devido às suas excelentes propriedades mecânicas, processos de fabricação maduros e ampla experiência em aplicações de engenharia. No entanto, a selecção científica e razoável de materiais em projectos específicos continua a ser um foco principal durante as fases de concepção, aquisição e construção.
Do ponto de vista da aplicação de engenharia, este artigo descreve sistematicamente as principais considerações de seleção para tubos de aço carbono usados na transmissão de gás, ajudando as partes interessadas no projeto a controlar melhor a segurança e a confiabilidade dos sistemas de gasodutos.
1. Esclarecer as Condições de Operação do Gasoduto
Antes da seleção, é fundamental compreender plenamente as reais condições de operação do gasoduto. Diferentes pressões de transmissão, meios e ambientes de assentamento exigem diferentes propriedades do tubo.
Os gasodutos são geralmente classificados em sistemas de baixa-pressão, média-pressão e alta-pressão. Os ramais urbanos e os gasodutos domésticos são, em sua maioria, de baixa ou média-pressão, enquanto os gasodutos troncais urbanos, os gasodutos industriais e os gasodutos-de longa distância são normalmente de média{6}}alta pressão. Pressões de transmissão mais altas exigem graus de resistência e qualidade de solda mais altos para tubos de aço.
Além disso, a composição do meio gasoso (por exemplo, gás natural, gás de carvão, gás industrial) deve ser esclarecida, pois diferentes gases têm requisitos variados de resistência à corrosão. Além disso, o método de assentamento (enterrado, suspenso ou em galerias de tubos) afeta a seleção da estrutura anti-corrosão.
2. Selecione razoavelmente os padrões e classes de tubos de aço
Os tubos de aço carbono para transmissão de gás devem atender aos padrões de aço para dutos reconhecidos nacional ou internacionalmente. O uso de tubos de aço estrutural comuns em vez de tubos específicos para gás-é estritamente proibido.
Os padrões comumente usados em engenharia de gás incluem:
- Padrão de tubulação de aço do encanamento GB/T 9711
- Padrão de aço para dutos API 5L
- Padrão de tubo de aço ASTM A53 para transporte de fluidos
Em termos de seleção do tipo de aço, os tipos comuns para gasodutos incluem Grau B, X42, X52 e X60.
- Os graus B e X42 são suficientes para a maioria dos sistemas de gás de baixa e média-pressão.
- Para gasodutos troncais de média a alta pressão, geralmente são selecionados graus X52 ou superiores para garantir capacidade de suporte de pressão-adequada e margens de segurança.
A seleção dos tipos de aço não está apenas relacionada ao desempenho da resistência-da tubulação, mas também impacta diretamente os custos do projeto, exigindo um equilíbrio razoável entre segurança e economia.
3. Escolha o processo de fabricação apropriado
Os gasodutos de aço carbono são principalmente tubos soldados, com processos de fabricação comuns, incluindo:
- Tubos de aço ERW (soldados por resistência elétrica): Adequado para gasodutos de baixa-pressão média e sistemas de ramificação de gás urbano, apresentando alta precisão dimensional, paredes internas lisas, qualidade de solda estável e alta eficiência de produção.
- Tubos de aço LSAW (soldados por arco submerso longitudinal): usado para gasodutos troncais de gás de grande-diâmetro e média-alta pressão. Fabricados por meio de conformação de placas de aço e soldagem por arco submerso, eles oferecem alta resistência de solda e excelente resistência à fadiga, tornando-os ideais para projetos de transmissão de alta-pressão e longa-distância.
A seleção deve ser baseada no diâmetro do tubo, na classificação de pressão e na escala do projeto para evitar riscos de segurança ou custos desnecessários devido a processos incompatíveis.
4. Determine o diâmetro apropriado do tubo e a espessura da parede
O diâmetro do tubo e a espessura da parede determinam diretamente a capacidade de transmissão e a capacidade de suporte-de pressão, servindo como parâmetros essenciais na seleção.
- Diâmetro do tubo: Determinado principalmente através de cálculos hidráulicos baseados na demanda de transmissão de gás, distância e classificação de pressão do sistema, garantindo fornecimento de gás suficiente e ao mesmo tempo controlando taxas de fluxo razoáveis.
- Espessura da Parede: Calculado com base na pressão de projeto, coeficiente de resistência do tipo de aço, fator de segurança e tolerância à corrosão. A engenharia de gás normalmente reserva uma certa margem de corrosão para garantir a segurança estrutural durante operações-de longo prazo.
Na prática, a espessura da parede é determinada pela integração de cálculos teóricos, requisitos de especificação e experiência em engenharia-nem muito fina (para evitar comprometer a segurança) nem excessivamente espessa (para evitar investimentos desnecessários).
5. Considere oProjeto de sistema-anticorrosão
A maioria dos gasodutos são enterrados no subsolo e operam em solo e ambientes eletroquímicos por longos períodos, sendo a corrosão externa um fator importante que afeta a vida útil.
Portanto, o suporte ao projeto do sistema anti-corrosão deve ser considerado durante a seleção de tubos de aço carbono para gás. Estruturas anti{2}}corrosão amplamente utilizadas em engenharia incluem:
- Estrutura anticorrosiva-de polietileno (3PE) de três-camadas
- Estrutura anticorrosiva-de epóxi ligado por fusão (FBE) em pó-
- Estrutura anticorrosiva-de epóxi de camada dupla-
Entre eles, a anti-corrosão 3PE tornou-se a solução principal para gasodutos enterrados devido à sua excelente resistência à corrosão, alta resistência mecânica e longa vida útil.
Além disso, os gasodutos devem ser usados em conjunto com um sistema de proteção catódica para formar um sistema completo de proteção contra corrosão, garantindo uma operação segura-de longo prazo durante toda a vida útil.
6. GarantirSistemas de controle e teste de qualidade de tubos de aço
Gasodutos são projetos de alto grau de-segurança-com rigorosos requisitos de qualidade. Durante a seleção, a ênfase deve ser colocada nos sistemas de controle de qualidade e nas capacidades de teste dos fabricantes.
Tubos de aço carbono qualificados para transmissão de gás devem passar pelo menos pelos seguintes testes:
- Análise de composição química
- Teste de propriedades mecânicas
- Teste ultrassônico de solda
- Detecção de falhas-por raios X
- Teste hidrostático
- Inspeção dimensional e de aparência
Além disso, os tubos de aço devem ser acompanhados de documentos completos de garantia de qualidade de fábrica e relatórios de teste para garantir a rastreabilidade de cada tubo.
7. Consideração Abrangente da Capacidade de Fornecimento e Capacidades de Apoio de Engenharia
A engenharia de gás geralmente apresenta cronogramas de construção apertados, lotes grandes e especificações diversas. Portanto, a capacidade de produção, a capacidade de entrega e a capacidade de serviço de suporte dos fabricantes devem ser avaliadas durante a seleção.
Os fabricantes com linhas de produção maduras, sistemas estáveis de fornecimento de matérias-primas e redes logísticas sólidas são mais capazes de garantir o bom andamento do projeto, evitando atrasos causados por fornecimento instável.
Conclusão
A seleção de tubos de aço carbono para gás é um projeto sistemático que requer avaliação abrangente de múltiplas dimensões, incluindo condições operacionais, padrões e classes, processos de fabricação, diâmetro do tubo e espessura da parede, sistemas anti-corrosão e controle de qualidade. Somente através da seleção científica na fase de projeto e de verificações rigorosas na fase de aquisição é que um sistema de transporte de gás seguro, estável e confiável pode ser verdadeiramente estabelecido.
Com o avanço contínuo da construção urbana de gás e a melhoria das redes de transmissão de gás natural na China, os tubos de aço carbono para gás continuarão a desempenhar um papel crucial na transmissão de energia por muito tempo. A seleção científica não é apenas responsável por garantir a qualidade dos projetos, mas também a garantia fundamental da segurança pública.
