متریال شناسی و انتخاب مواد مناسب برای پایپینگ؛ روایت کامل

لوله انتخاب شده برای سیستم پایپینگ باید قابلیت سرویس‌دهی در شرایط مورد انتظار را داشته باشد. از مهم‌ترین خصوصیات مورد بررسی برای انتخاب مناسب‌ترین لوله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

فلزات به عنوان پرکاربردترین مواد مورد استفاده برای ساخت لوله در سیستم‌های پایپینگ در نظر گرفته می‌شوند. دلیل این موضوع، امکان دستیابی به خصوصیات مکانیکی منحصر به فرد در مواد فلزی است. فلزات معمولا از استحکام و شکل‌پذیری بالایی بهره می‌برند. در ادامه، به معرفی مواد مورد استفاده برای لوله و ویژگی‌های آن‌ها می‌پردازیم.

تعیین استاندارد لوله

استانداردهای مختلفی برای تعیین ویژگی‌های مواد به کار رفته در لوله‌ها و دیگر اجزای سیستم‌های پایپینگ وجود دارند. ASTM، یکی از کامل‌ترین استانداردها برای تعیین ترکیبات سازنده لوله، فیتینگ و فلنج است. علائم معرف استاندادرهای تعیین مشخصات مواد در ASTM به صورت زیر است:

به عنوان مثال، استاندارد ASTM A105/A105M-02، مشخصات و فرآیند متالورژی فولاد کربنی برای پایپینگ را مشخص می‌کند. یکی از مهم‌ترین مراحل برای انتخاب ماده مناسب اجزای پایپینگ، تعیین استاندارد مبنا و بررسی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی قطعات معرفی شده در آن استاندارد است.

عیار فولاد

عیار (مشخصات مکانیکی) فولاد قابل استفاده برای پایپینگ در استاندارد ASTM با حروف A (فولاد نرم) تا E نمایش داده می‌شود. حروف بالاتر به معنای مقاومت تسلیم و میزان کربن بیشتر (در صورت غیر آلیاژی بودن) است. به عنوان مثال، عیارهای لوله فولاد کربن بدون درز در استاندارد ASTM A106 عبارت هستند از:

متدوال‌ترین ماده مورد استفاده برای پایپینگ

فولاد کربنی (CS)، متدوال‌ترین ماده مورد استفاده برای اجرای سیستم‌های پایپینگ است. کربن، ماده‌ای است که باعث سخت شدن انواع مختلف فولاد می‌شود. فولاد‌ کربنی، دارای عیارهای مختلف با مشخصات مکانیکی متفاوت است که هر یک برای ساخت لوله در صنایع خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فولاد کربنی، متدوال‌ترین ماده مورد استفاده برای ساخت اجزای لوله کشی است.

به طور کلی، فولاد کربنی بر اساس محتوای کربن به سه دسته کم کربن، با کربن متوسط و با کربن بالا تقسیم‌بندی می‌شود. ASTM A106 و ASTM A53، پرکاربردترین عیارهای مورد استفاده برای پایپینگ توسط لوله‌های فولاد کربنی هستند. از دیگر مواد مورد استفاده برای اجرای پایپینگ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

آلیاژهای فولادی به دو گروه با آلیاژ کم (کمتر از 5 درصد) و با آلیاژ زیاد (بیشتر از ۵ درصد) تقسیم می‌شوند. جدول زیر، هدف از به کارگیری هر یک از آلیاژهای فولادی برای سیستم‌های پایپینگ را نمایش می‌دهد.

در جدول زیر، متدوال‌ترین مواد مورد استفاده برای لوله‌ها آورده شده است.

در جدول زیر، متداول‌ترین مواد مورد استفاده برای فیتینگ آورده شده است.

در جدول زیر، متداول‌ترین مواد مورد استفاده برای فلنج آورده شده است.

در جدول زیر، متداول‌ترین مواد مورد استفاده برای پیچ و مهره آورده شده است.

ابعاد اجزای پایپینگ، با توجه به تحلیل تنش و اطلاعات موجود در استانداردهای معرفی شده در جداول بالا طراحی می‌شوند.