Tubería de acero sin costura de pared gruesa
junio 5, 2025
Análisis científico de tuberías de acero sin costuras para grietas de petróleo por GB 9948 y estándares relacionados
Composición y fabricación de materiales por GB 9948
Tubos de acero sin costura para craqueo de petróleo, según lo especificado por el estándar nacional GB de China 9948-2013, están diseñados para alta temperatura (600-700° C) y alta presión (10-20 MPa) entornos en refinerías de petróleo, donde los hidrocarburos se agrietan en fracciones más ligeras como la gasolina, diesel, y etileno. El estándar clasifica las calificaciones de acero en tres tipos:
- Acero estructural de carbono: Los grados 10# (C 0.07-0.13%, Minnesota 0.35-0.65%) y 20# (C 0.17-0.23%, Minnesota 0.35-0.65%) ofrecer fortalezas de tracción de 335-410 MPA y fortalezas de rendimiento de 205-235 MPa, Adecuado para líneas de transferencia de baja presión debido a la rentabilidad pero la resistencia a la corrosión limitada.
- Acero estructural de aleación: Grados como 12crmo (0.4-0.7% CR, 0.4-0.55% Mes), 15CrMo (0.8-1.1% CR, 0.4-0.55% Mes), 12Cr1MoV (0.9-1.2% CR, 0.25-0.35% Mes, V 0.15-0.30%), y 12cr9moi (8-10% CR, 0.85-1.05% Mes) Proporcionar resistencia a la fluencia mejorada y resistencia a la corrosión, con resistencia a la tracción de 410-540 MPA y fortalezas de rendimiento de 205-295 MPa. Cromo y molibdeno forman capas protectoras y carburos, Reducción de las tasas de sulfidación a <0.1 mm/año a 650 ° C.
- Acero inoxidable: Calificaciones como 07CR19NI10 (TP304 equivalente, 18-20% CR, 8-11% Ni), 07Cr18Ni11Nb (TP347H), 07CR19NI11ti (TP321), y 022CR17NI12MO2 (TP316L) Resistir la carburización y la corrosión intergranular, con resistencias a la tracción ≥485 MPa y alargamiento ≥35%. notas (2-3% en 316l) Mejora la resistencia a las picaduras en entornos H₂S.
La fabricación implica palanquillas sólidas en caliente o que se fría en frío, producir tuberías sin costuras con diámetros externos (OD) De 10 milímetro a 426 mm, espesores de pared (WT) De 1.5 milímetro a 50 mm (Sch 40-xxs), y longitudes hasta 12 m. El rodillo en caliente a 900-1200 ° C asegura una estructura uniforme de ferrita-perlita o bainítica, Mientras que el fría se refina los granos (10-20 Μm), Aumento de la fuerza y el acabado superficial (RA ≤1.6 μm). Estándares como GB 9948, A335 ASTM, y ES 10216-2 Normalización del mandato (900-950° C) o templado (650-750° C) Para optimizar la resistencia y la dureza de la fluencia.
Resistencia a la corrosión y desempeño ambiental
Tuberías de craqueo de petróleo sulfidación de la cara, ataque de hidrógeno, e coque debido a los compuestos de azufre (H₂S, 10-100 PPM), gas de hidrógeno, y residuos de hidrocarburos. Grados de acero al carbono (10#, 20#) corroer a 1-3 mm/año en entornos ricos en H₂S a 600 ° C, Limitar su uso a aplicaciones de baja corrosión. Aceros de aleación como 12cr1mov y 12cr9moi forman capas estables cr₂o₃, reduciendo la corrosión a <0.1 mm/año, con la resistencia al hidrógeno que mejora el vanadio. Aceros inoxidables como 07CR19NI11ti (TP321) resistir la carburación (Difusión de carbono <0.01 mm/año a 700 ° C) y corrosión intergranular, para GB 9948. COKING se mitigan por recubrimientos aluminizados (5-10 μm Al Capa) o superficies lisas a través de encineblete, Reducir el ensuciamiento por 40-60%. Recubrimientos externos (p.ej., 3LPE) y protección catódica (-850 MV VS. Con/cus₄) Proteger las líneas enterradas, extender la vida útil a 20-30 años en hornos de agrietamiento, intercambiadores de calor, y líneas de transferencia.
Características y aplicaciones mecánicas
El diseño sin costuras de las tuberías de grietas de petróleo maximiza, Ideal para componentes anulares como tubos de horno y bobinas de reactores. Grados como 15crmo y 12cr5mont (resistencia a la tracción 440-540 MPa) apoyar sistemas de alta presión (10-20 MPa), con Sch 160 Manejo de tuberías ~ 30 MPa a 650 ° C, por ASME B31.3. Oferta de tuberías sin costuras 20-25% mayor resistencia a la ráfaga que soldada, Crítico para galletas de etileno y unidades de hidrocraqueo. Su uso en la fabricación de anillos de rodamiento, Conjuntos de conectores, barriles de pistola, y otros componentes de precisión mejora la utilización del material por 10-15%, simplifica los procesos, y ahorra tiempo de procesamiento, para GB 9948. Grados inoxidables como 022CR17NI12MO2 aseguran la higiene y la durabilidad en los medios corrosivos. Condición de entrega (recocido, en escabeche) y acabados finales (llanura, biselado, roscado) asegurar la versatilidad, con entrega dentro 15-30 días.
Análisis comparativo con estándares ASTM y API
Stock de tuberías de acero sin costuras para agrietos de aceite, como ASTM A53/A106 GR. B (resistencia a la tracción 415 MPa, rendimiento 240 MPa) y calificaciones API 5L (Gr. B, X42, X52, K55, J55, L80), se utilizan en aplicaciones menos exigentes en comparación con GB 9948 Grados de aleación e inoxidable. ASTM A106 Gr. B carece de suficiente Cr/mes para la resistencia a la corrosión de alta temperatura, que corroe a 1-2 mm/año en entornos H₂S, Mientras que API 5L x52 (rendimiento 359 MPa) Se adapta a las tuberías pero no a los hornos de agrietamiento debido a la resistencia a la fluencia limitada. GB 9948 Las calificaciones como 12CR9MONT y 07CR18NI11NB superan a ASTM A106 y API 5L en resistencia de sulfidación (5-10 Tasas de corrosión más bajas) y la vida de arrastre (100,000 horas a 600 ° C), haciéndolos ideales para reactores de refinería. Los avances futuros incluyen recubrimientos nanoestructurados y sensores de cocción en tiempo real para mejorar el rendimiento.
Rango de dimensión y estándares
| Aplicación | Desde la gama | Rango WT | Intervalo de longitud | normas |
|---|---|---|---|---|
| Hornos de crujido | 10-426 mm | 1.5-50 mm | 5-12 m | GB/T 9948, A335 ASTM, EN 10216-2 |
| Intercambiadores de calor | 1/2” – 12” | SCH 40, 80, 160 | Temperatura de uso a largo plazo de hasta 12 m | ASTM A213, A312, GB/T 9948 |
| Líneas de transferencia | 1/8” – 24” | SCH 40, 80, XXS | Temperatura de uso a largo plazo de hasta 12 m | GB/T 9948, A335 ASTM, GOST 9941 |
| Tubería de refinería | 10-323 mm | 1.5-40 mm | 5-12 m | GB/T 9948, ASTM A106, EN 10216-2 |
Composición química y propiedades mecánicas
| Estándar | Grado | C (%) | Si (%) | Minnesota (%) | P (%) | S (%) | CR (%) | Mes (%) | Resistencia a la tracción (Mi MPA) | resistencia a la fluencia (Mi MPA) | Alargamiento (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| GB/T 9948 | 10# | 0.07-0.13 | 0.17-0.37 | 0.35-0.65 | ≤0.035 | ≤0.035 | – | – | 335 | 205 | ≥24 |
| GB/T 9948 | 20# | 0.17-0.23 | 0.17-0.37 | 0.35-0.65 | ≤0.035 | ≤0.035 | – | – | 410 | 235 | ≥25 |
| GB/T 9948 | 12CrMo | 0.08-0.15 | 0.17-0.37 | 0.40-0.70 | ≤0.035 | ≤0.035 | 0.40-0.70 | 0.40-0.55 | 410 | 205 | ≥22 |
| GB/T 9948 | 15CrMo | 0.12-0.18 | 0.17-0.37 | 0.40-0.70 | ≤0.035 | ≤0.035 | 0.80-1.10 | 0.40-0.55 | 440 | 295 | ≥21 |
| GB/T 9948 | 07Torcido10 | ≤0.08 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.035 | ≤0.030 | 18.0-20.0 | – | 520 | 205 | ≥35 |
| ASTM A106 | Gr. B | ≤0.30 | ≥0.10 | 0.29-1.06 | ≤0.035 | ≤0.035 | – | – | 415 | 240 | ≥30 |
| API 5L | X52 | ≤0.28 | ≤0.45 | ≤1.40 | ≤0.03 | ≤0.03 | – | – | 455 | 359 | – |
Puntos clave
- La investigación sugiere GB 9948 es el estándar de China para tuberías de acero sin costuras en el agrietamiento de aceite, cubriendo el carbono, aleación, y calificaciones inoxidables.
- Parece probable que estas tuberías, como 10#, 20#, 12CrMo, y 07CR19NI10, Traje de alta temperatura, de alta presión, y condiciones corrosivas.
- La evidencia se inclina hacia GB 9948 Las tuberías son más especializadas que ASTM A53/A106 o API 5L para grietas de aceite, con mejor resistencia a la corrosión.
Composición de material y estándares
GB 9948, o GB/T 9948-2013, Es el estándar nacional de China para tuberías de acero sin costuras utilizadas en el agrietamiento del petróleo, Crucial para las refinerías descomponiendo hidrocarburos en condiciones extremas (600-700° C, 10-20 MPa). Tubo de aleación A335:
- Acero estructural de carbono: 10# (C 0.07-0.13%, Minnesota 0.35-0.65%) y 20# (C 0.17-0.23%, Minnesota 0.35-0.65%), por menos crítico, Aplicaciones de baja condición.
- Acero estructural de aleación: Grados como 12crmo (0.4-0.7% CR, 0.4-0.55% Mes), 15CrMo, 12Cr1MoV, hasta 12cr9mont, Mejorar la resistencia a la alta temperatura y la resistencia a la corrosión.
- Acero inoxidable: 07Torcido10 (TP304-Like, 18-20% CR, 8-11% Ni), 07Cr18Ni11Nb (TP347H), 07CR19NI11ti (TP321), 022Cr17Ni12Mo2 (TP316L), Para entornos corrosivos severos.
En comparación con ASTM A53/A106 Gr.B (acero al carbono, 415 MPA TENSILE, 240 Rendimiento de MPA) y API 5L (Grados B, X42, X52, etc., para tuberías), GB 9948 Las tuberías son más especializadas, con un mayor contenido de aleación para las duras condiciones de cracking de petróleo.
Características y aplicaciones
Estas tuberías se usan para:
- Fabricación de piezas anulares como anillos de rodamiento y juegos de gatos, Mejorar el uso del material y los procesos de simplificación.
- Armas convencionales, como barriles de pistola, Debido a la alta fuerza.
- Entrega de fluidos, con tuberías circulares de maximización del área para un flujo de hidrocarburos eficiente.
Se adaptan a los hornos agrietados, intercambiadores de calor, y líneas de transferencia, con dimensiones (OD 10-426 mm, WT 1.5-50 mm, longitud hasta 12 m) para GB 9948.
Comparación con los estándares internacionales
ASTM A53/A106 GR.B y API 5L (B, X42, X52, K55, J55, L80) son para la alta temperatura general o tubería utilizar, Falta de calificaciones de aleación y acero inoxidable de GB 9948 para condiciones de agrietamiento de aceite extremo, ofreciendo una mejor corrosión y resistencia a la fluencia.
Nota de encuesta: Análisis detallado de tuberías de acero sin costuras para grietas de petróleo por GB 9948 y estándares relacionados
Introducción e importancia
El GB 9948 estándar, oficialmente GB/T 9948-2013, es un estándar nacional chino fundamental para tuberías de acero sin costuras utilizadas en el agrietamiento de petróleo, Un proceso donde las grandes moléculas de hidrocarburos se descomponen térmica o catalíticamente en más pequeños, productos más valiosos como la gasolina, diesel, y materias primas petroquímicas. Efectivo desde julio 1, 2014, reemplazó a GB 9948-2006 y es crucial para la industria petrolera de China, operar en condiciones extremas de temperaturas de 600-700 ° C y 10-20 Presiones de MPA, con entornos corrosivos que involucran compuestos de azufre, hidrógeno, y CO2. Este estándar especifica la clasificación, nomenclatura, dimensiones, forma, peso, El número estándar consta de cuatro partes., Métodos de prueba, reglas de inspección, embalaje, calificación, y certificados de calidad, aplicable a tubos de horno, intercambiadores de calor, y tuberías de presión en las industrias petroquímicas
Grados de acero y composición de material
GB 9948 Clasifica tuberías de acero en tres grupos, cada uno a medida para condiciones de agrietamiento específicas:
- Tuberías de acero estructural de carbono:
- Los grados: 10#, 20#
- Composición: 10# (C 0.07-0.13%, Minnesota 0.35-0.65%, Si 0.17-0.37%), 20# (C 0.17-0.23%, Minnesota 0.35-0.65%, Si 0.17-0.37%)
- también conocido como: Resistencia a la tracción 335-410 MPa, resistencia a la fluencia 205-235 MPa, alargamiento ≥24-25%, Para GB/T 9948. Estos son aceros bajos en carbono para menos críticos, Aplicaciones de baja condición, Limitado por la pobre resistencia a la fluencia de alta temperatura y la corrosión.
- Pipas de acero estructural de aleación:
- Los grados: 12CrMo, 15CrMo, 12CR1MO, 12Cr1MoV, 12Cr2Mo, 12CR5MOI, 12CR5MONT, 12CR9MI, 12CR9MONT
- Composición: P.EJ., 12CrMo (C 0.08-0.15%, CR 0.4-0.7%, Mes 0.4-0.55%), 15CrMo (C 0.12-0.18%, CR 0.8-1.1%, Mes 0.4-0.55%), 12CR9MI (C ≤0.15%, CR 8-10%, Mes 0.85-1.05%)
- también conocido como: Resistencia a la tracción 410-540 MPa, resistencia a la fluencia 205-295 MPa, alargamiento ≥21-22%. El cromo y el molibdeno mejoran la resistencia a la fluencia (hasta 100 MPA a 600 ° C para 100,000 horas) y formar capas cr₂o₃, reducción de la sulfidación a <0.1 mm/año a 650 ° C, por equivalentes ASTM A335.
- Tubería de Acero Inoxidable:
- Los grados: 07Torcido10, 07Cr18Ni11Nb, 07CR19NI11ti, 022Cr17Ni12Mo2
- Composición: 07Torcido10 (18-20% CR, 8-11% Ni, C ≤0.08%), 07Cr18Ni11Nb (17-19% CR, 9-12% Ni, Estabilizado por NB), 07CR19NI11ti (17-19% CR, 9-12% Ni, Estabilizado), 022Cr17Ni12Mo2 (16-18% CR, 10-14% Ni, 2-3% Mes)
- también conocido como: Resistencia a la tracción ≥485 MPa, resistencia al rendimiento ≥170-205 MPa, alargamiento ≥35%. Estas calificaciones austeníticas ofrecen resistencia de corrosión superior, resistir la carburización y la corrosión intergranular a 600-700 ° C, por ASTM A312.
La fabricación implica la rodilla en caliente o el fría, con rodillo caliente a 900-1200 ° C formando microestructuras uniformes y granos de refinación de fría en frío a 10-20 Μm, Mejorar la fuerza y el acabado superficial (RA ≤1.6 μm), Para GB/T 9948 y GB 9948 Pipa de acero inconsútil.
Características y aplicaciones
Tuberías de acero sin costuras para agrietamiento de aceite por GB 9948 exhibir características únicas:
- Resistencia a alta temperatura y alta presión:
- Calificaciones de aleación e inoxidable resistir 600-700 ° C y 10-20 MPa, Con fuerza de fluencia crítica para hornos y intercambiadores de calor. P.EJ., 12Cr9mont admite presiones hasta 20 MPA y 650 ° C., por ASME B31.3.
- Resistencia a la corrosión:
- Cromo y molibdeno en aleaciones forman capas protectoras, reducción de la sulfidación a <0.1 mm/año. Grados inoxidables como 022CR17NI12MO2 Resisten H₂s y cloruros, con tasas de corrosión <0.05 mm/año, por ASTM G48.
- Utilización de materiales y eficiencia de fabricación:
- Usado para piezas anulares como anillos de rodamiento y juegos, Mejora del uso de material por 10-15%, Simplificando procesos, y ahorrar tiempo, para GB 9948 características. Esto mejora la rentabilidad en la producción a gran escala.
- Aplicaciones militares:
- Debido a la alta fuerza, usado en armas convencionales como barriles de pistola, donde soportan altas presiones y temperaturas, Aprovechando su sin costura, estructura uniforme.
- Eficiencia de entrega de fluidos:
- Las tuberías circulares maximizan el área de la sección transversal para la circunferencia dada, entrega más fluido, crucial para el procesamiento de hidrocarburos en unidades de grietas. Tuberías especiales atienden a geometrías específicas, para GB 9948.
Las aplicaciones incluyen hornos de agrietamiento, intercambiadores de calor, líneas de transferencia, y bobinas del reactor, con dimensiones (OD 10-426 mm, WT 1.5-50 mm, longitud hasta 12 m), por GB/T9948 Fabricante de tuberías sin costuras.
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