Ნაკლებად ნახსენები ფოლადის უშუალო მილების კლასიფიკაციის სრული ანალიზი: ეროვნული სტანდარტებიდან გამოყენების სცენარებამდე

Შესავალება: რატომ არის ნახშირბადის ფოლადის უშუალო მილების კლასიფიკაცია მნიშვნელოვანი?

Ნახშირბადის ფოლადის უშუალო მილები, როგორც ინდუსტრიის «სისხლძარღლები», მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ სითხეების გადატანაში, წნევის გადაცემაში და სტრუქტურების მხარდაჭერაში ნახშირწყალის, ქიმიური, ენერგეტიკული და მანქანათმშენებლობის სექტორებში. სხვადასხვა ექსპლუატაციური პირობები მილების მასალაზე აყენებენ ძალიან განსხვავებულ სამუშაო მოთხოვნებს — ჩვეულებრივი სითხეების ნორმალურ ტემპერატურასა და წნევაზე გადატანიდან მაღალტემპერატურიან და მაღალწნევიან სტეამის მილებამდე, საერთო სასამართლო სტრუქტურებიდან ატომური ელექტროსადგურების ძირეულ აღჭურვილობამდე. ნახშირბადის ფოლადის უშუალო მილების სწორი კლასიფიკაციის არჩევა არ ახდენს მხოლოდ პროექტის ხარისხისა და უსაფრთხოების გავლენას, არამედ პირდაპირ აისახება პროექტის ინვესტიციური ეკონომიკური სარგებლიანობაზე.

Ეს სტატია სისტემატურად განსაზღვრავს ნახშირბადის ფოლადის უხერხული მილების კლასიფიკაციის სისტემას, დანერგვის სტანდარტებიდან, მასალის ხარისხებიდან, წარმოების პროცესებიდან ინსპექტირების მოთხოვნებამდე, რაც დაგეხმარებათ იპოვოთ ყველაზე მეცნიერული გადაწყვეტილების მიღების გზა

I. ნახშირბადის ფოლადის უხერხული მილების ძირითადი კლასიფიკაციის ზომები
Ნახშირბადის ფოლადის უხერხული მილების კლასიფიკაცია ძირითადად ასახულია ოთხ განზომილებაში: განხორციელების სტანდარტული კლასი, მასალის კლასი, წარმოების ხარისხის კლასი და მუშაობის მდგომარეობის კლასი.

1.1 კლასიფიკაცია განხორციელების სტანდარტების მიხედვით
Ჩემი ქვეყნის უხერხული ნახშირბადის ფოლადის მილების წარმოება და გამოყენება ძირითადად მიჰყვება შემდეგ ძირითად ეროვნულ სტანდარტებს, რომლებიც თავად წარმოადგენენ მნიშვნელოვან კლასიფიკაციას:

სტანდარტული კოდი | სტანდარტული დასახელება | ძირევი გამოყენება

GB/T 8163 — უშვები ფოლადის მილები სითხეების ტრანსპორტირებისთვის | საერთო სითხეების ტრანსპორტირება, მაგალითად, ნავთი, ნავთი და გაზი, წყალ, ჰაერი და ა.შ.

GB 3087 უკედლო ფოლადის მილები დაბალი და საშუალო წნევის კოტლებისთვის | გადახურებული წყალბანი, ამოხურული წყალი და სხვა დაბალი და საშუალო წნევის კოტლებში

GB 6479 მაღალი წნევის უკედლო ფოლადის მილები სასუქების აღჭურვილობისთვის | მაღალი წნევის სასუქების აღჭურვილობა და მილსადენები, მათ შორის დაბალი ტემპერატურის პირობებში

GB 9948 უკედლო ფოლადის მილები ნავთის კრეკინგისთვის | ნავთის კრეკინგის აღჭურვილობა, სადაც 8163 არ არის შესაფერებელი

GB/T 5310 უკედლო ფოლადის მილები მაღალი წნევის კოტლებისთვის | მაღალი წნევის კოტლების გადახურებული წყალბანის მილსადენები

GB/T 8162 უკედლო ფოლადის მილები სტრუქტურული გამოყენებისთვის | ზოგადი სტრუქტურული და მექანიკური სტრუქტურები, მაგალითად, შენობების და მანქანების ნაკეთობები

GB/T 9711 ფოლადის მილები ნავთისა და აირის ინდუსტრიის ტრანსპორტირებისთვის საერთო მანძილზე ნავთისა და აირის მილსადენები

Შეიძლება აღინიშნოს, რომ სპეციალური სფეროები, მაგალითად ატომელექტროსადგურები, ჰყავენ კონკრეტულ კლასიფიკაციის სტანდარტებს. მაგალითად, GB/T 24512.1 განსაზღვრავს ატომელექტროსადგურებში გამოყენებადი უშველი ნახშირბადის ფოლადის მილების კლასიფიკაციის მოთხოვნებს, რომელიც მოიცავს 1-ლი, 2-ე და 3-ე კლასის აღჭურვილობას.

1.2 მასალის ხარისხის მიხედვით კლასიფიკაცია

Უშველი ნახშირბადის ფოლადის მილების გავრცელებული მასალის ხარისხები შემდეგნაირად გამოიყურება:

Დაბალი ნახშირბადის ფოლადის სერია: №10, №20 ფოლადი — ძირითადად გამოიყენება სითხის ტრანსპორტირების მილსადგურებში

Საშუალო ნახშირბადის ფოლადის სერია: №35, №45 ფოლადი — ძირითადად გამოიყენება მექანიკური წარმოების ნაკეთობებში

Დაბალი ლეგირებული ფოლადის სერია: Q345 (16Mn), 09MnV — გამოიყენება მაღალი სიმტკიცის მოთხოვნის მქონე აპლიკაციებში.

II. ძირეული სტანდარტული ხარისხების სიღრმისეული ანალიზი

2.1 სითხის ტრანსპორტირების უშველი ფოლადის მილები (GB/T 8163)

Ეს არის უშველი ნახშირბადის ფოლადის მილების ყველაზე ძირეული სტანდარტი, რომელიც მოიცავს ნავთი, ნავთის აირსა და სასარგებლო საშუალებებს დიზაინის ტემპერატურით 350℃-ზე დაბალი და წნევით 10,0 МПа-ზე დაბალი პირობებში.

Მასალის ხარისხები: 10, 20, Q345 და სხვა.

Შემოწმების მოთხოვნები: აუცილებელია ქიმიური შემადგენლობის ანალიზი, რეზისტენტობის გამოცდა, გაფართოების გამოცდა და ჰიდროსტატიკური გამოცდა. გაფართოების და ცივი გამოხრის გამოცდები შეიძლება მოითხოვოს შეთანხმების შესაბამად.

Წარმოების პროცესი: ძირითადად გამოყვანილია ღეროს ღუმელებში ან კონვერტერებში, რის შედეგად მიიღება შედარებით მეტი ნარევი და შიგა დეფექტები.

Გამოყენების სცენარები: საერთო საინდუსტრიო მილსადენები, წყლის მოსამზადებლად სისტემები და დაბალი წნევის სითხის გადატანა.

2.2 დაბალი და საშუალო წნევის კოტლების უშუალო სტენოს მილები (GB 3087) — კოტლების სისტემებისთვის განკუთვნილი სტანდარტი, რომელიც გამოიყენება დაბალი და საშუალო წნევის კოტლებში გადატანილი გადახურული ნაკადი და არსებული წყლის მილსადენებში.

Მასალის ხარისხები: 10, 20

Შემოწმების მოთხოვნები: საერთო გამოცდებს გარდა, აუცილებელია ცივი გამოხრის გამოცდა.

Წარმოების პროცესი: 8163-ის მსგავსად, გამოყვანილია ღეროს ღუმელებში ან კონვერტერებში, ხარისხის კონტროლის მოთხოვნები მცირედ მაღალია.

Გამოყენების სცენარები: საჯარო ბრინჯაოს მილები კოტლებში, ელექტროსადგურებში, გათბობის სისტემებში და ნავთოქიმიურ საწარმოებში.

2.3 უშუალო შეერთების გარეშე მილები ნავთობის კრეკინგისთვის (GB 9948). განკუთვნილია ნავთობის გასუფთავების ერთეულებისთვის, შესაძლებელია გამოყენება იმ შემთხვევებში, სადაც GB/T8163 სტანდარტის მილები არ არის შესაფერებელი.

Მასალის ხარისხები: 10, 20; ქრომ-მოლიბდენის ფოლადის სერია მოიცავს 12CrMo, 15CrMo და სხვა.

Შემოწმების მოთხოვნები: ძირითადი გამოცდების გარდა, მოითხოვება გაფართოების და შეჯახების ტესტები; შემოწმების მოთხოვნები ძალიან მკაცრია.

Წარმოების პროცესი: ძირითადად გამოიყენება ელექტროური ღუმელის დამუშავება და კოვშის გასუფთავება, რის შედეგად მიიღება შედარებით ნაკლები ქიმიური შემადგენლობის და შიგა დეფექტები.

Გამოყენების სცენარები: ნავთობი და ნავთობი-გაზის საშუალებები 350℃-ზე მაღალი დიზაინის ტემპერატურით ან 10,0 MPa-ზე მეტი წნევით; წყალბადთან მომუშავე მილები; სტრესის კოროზიის მიდრეკილების გარემო.

2.4 უკეთესობის ფარგლებში მომზადებული ფოლადის მილები სასტუმრო სასურველი მოწყობილობებისთვის მაღალი წნევის პირობებში (GB 6479) — გამოიყენება მაღალი წნევის სასურველი მოწყობილობებსა და მილსადენებში, რომლებიც მოიცავს ძალზე მკაცრ ექსპლუატაციურ პირობებს: -40℃–დან 400℃-მდე ტემპერატურასა და 10,0–32,0 მპა წნევას.

Მასალის ხარისხები: 10, 20G, 16Mn და სხვა.

Შემოწმების მოთხოვნები: მკაცრად მოთხოვნილი გაფართოების და შეჯახების ტესტები, განსაკუთრებით მოთხოვნილი დაბალტემპერატურიანი შეჯახების მიმართ მიმდევრობითობა.

Წარმოების პროცესი: სტანდარტი თავისთავად მოითხოვს კოვშის გასუფთავების მოთხოვნებს, რაც მინიმიზაციას უწყობს ნაკლებად სუფთა ნაკერებსა და შიგა დეფექტებს, რის შედეგად მიიღება უმაღლესი ხარისხი.

Გამოყენების სფეროები: დაბალტემპერატურიანი (ქვევით -20℃) გარემო; მაღალი წნევის ქიმიური საშუალებები; შემთხვევები, როცა უმაღლესი უსაფრთხოების მოთხოვნები არსებობს.

2.5 უკეთესობის ფარგლებში მომზადებული ფოლადის მილები მაღალი წნევის კოტლებისთვის (GB/T 5310) — მაღალი წნევის კოტლების სისტემების საკუთარი სტანდარტი, რომელიც გამოიყენება მაღალი წნევის კოტლებში გადაცხელებული ნაკადის საშუალებების შემთხვევაში.

Მასალის ხარისხები: 20G; ქრომ-მოლიბდენის ფოლადის სერია, რომელშიც შედის 15MoG, 20MoG, 12CrMoG, 15CrMoG და სხვა.

Შემოწმების მოთხოვნები: ეკვივალენტური 6479-ს, მკაცრად ეფუძნება გაფართოებისა და შეჯახების ტესტებს.

Წარმოების პროცესი: ჭურჭლის რეფინირება, ძალზე მაღალი მასალის ხარისხი.

Საერთაშორისო სტანდარტებთან შედარება: GB/T 5310-ში 20G შეესაბამება ASME SA-106 Gr.B-ს და ისინი საერთაშორისო ინჟინერიაში შეიძლება ერთმანეთის ნაცვლად გამოყენებულ იქნან.

2.6 სტრუქტურული გამოყენების უკედლო სტალის მილები (GB/T 8162). ამ ტიპის პროდუქტი ზემოხსენებული სითხის ტრანსპორტირების გამოყენებისგან განსხვავდება და გამოიყენება საერთო სტრუქტურებსა და მეхანიკურ სტრუქტურებში.

Მასალის ხარისხები: 10, 20, 35, 45, Q345, 20Cr, 40Cr, 15CrMo და ა.შ.

Განზომილებათა სიზუსტე: კლასიფიცირებულია ოთხ კლასად D1–D4 გარე დიამეტრის გადახრის მიხედვით, სადაც უმაღლესი სიზუსტე აღწევს ±0,50%-ს (მინიმუმ ±0,10 მმ).

Გამოყენების საშუალებები: ხიდები, შენობები, მეхანიკური ნაკეთობები, ავტომობილების ტვირთის მოსატანად გამოყენებული კომპონენტები, ჰიდრავლიკური მხარდაჭერები და სხვა.

III. წარმოების ხარისხის კლასების რანჟირება და არჩევის ლოგიკა

3.1 ხარისხის კლასების რანჟირება დაბალიდან მაღალის მიმართულებით

Საყოფაცხოვრებო პროცესების, შემოწმების მოთხოვნების და პრაქტიკული გამოყენების შედეგების საფუძველზე ზემოხსენებული სადგანის სტანდარტების წარმოების ხარისხის კლასები შემდეგნაირად იქნა დაჯგუფებული:

GB/T 8163 < GB 3087 < GB 9948 < GB/T 5310 < GB 6479

Რანჟირება მიმდის დაბალიდან მაღალი ხარისხის მიმართულებით. მისაღებია, რომ GB 6479 სტანდარტი ყველაზე მაღალ ხარისხის კლასში მოხვდა, რადგან მას აქვს განსაკუთრებული მოთხოვნები დაბალტემპერატურული შეჯახების ტენდენციის და ყველაზე მკაცრი კოვშის გასუფთავების წესების მიმართ.

3.2 ძირეული არჩევის ლოგიკა

Ფაქტობრივ ინჟინერულ არჩევანში შემდეგი გადაწყვეტილების პრინციპები უნდა დაიცვას:

**ექსპლუატაციური პირობების შესატყოვნებლობის პრინციპი:** საერთო ექსპლუატაციური პირობებისთვის გამოიყენეთ 8163, ხოლო მაღალტემპერატურული და მაღალწნევიანი პირობებისთვის — 9948 ან 6479.

**ტემპერატურის პრიორიტეტის პრინციპი:** დიზაინის ტემპერატურების 350℃-ზე მაღალი ან -20℃-ზე დაბალი შემთხვევებში პირდაპირ აირჩიეთ მაღალი ხარისხის კლასი.

**საშუალების სპეციფიკურობის პრინციპი:** წყალბადით დამუშავებული ექსპლუატაციის და ძაბვის კოროზიის გარემოში აირჩიეთ 9948 ან 6479.

**რეგულატორული შესაბამობის პრინციპი:** კოტლის მონიტორინგის სფეროში მყოფი სტეამის მილები უნდა იყოს 3087 ან 5310 სტანდარტის მიხედვით.

**ეკონომიკური პრინციპი:** უფრო მაღალი ხარისხის ფოლადის მილები ძვირადღირებს (მაგალითად, 9948 მილი 8163-ზე დაახლოებით 1/5-ით ძვირადღირებს), რაც საჭიროებს საიმედოობასა და ხარჯებს შორის ბალანსის დამყარებას.

3.3 მნიშვნელოვანი შეზღუდვები
"წნევის ქვეშ მყოფი მილების უსაფრთხოების ტექნიკური მონიტორინგის წესების" მოთხოვნების შესაბამად:

GB 3087 და GB 8163 სტანდარტებს შესაბამები ფოლადის მილები არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას GC1 კლასის წნევის ქვეშ მყოფი მილებში (გარდა იმ შემთხვევის, როცა თითოეული მილი გამოიცდება ულტრაბგერით და მისი ხარისხი არ არის დაბალი L2.5 კლასზე და დიზაინის წნევა ≤4.0 MPa-ია).

IV. განსაკუთრებული სფეროებისთვის მაგალითად, ნავსაშენობასა და ატომური ელექტროსადგურებში კლასიფიკაციის ხარისხები

4.1 ნავებისთვის განკუთვნილი უშუალო ფოლადის მილები (GB/T 5312)
Ნავის მილების სისტემები დაყოფილია სამ ხარისხად: I, II და III — დიზაინის წნევისა და ტემპერატურის მიხედვით:

Მილების ხარისხი | დიზაინის წნევის/ტემპერატურის მოთხოვნები | ტიპური გამოყენებები

Კლასი I | მაღალი პარამეტრები (მაგ., წყალქვაბი >1,6 მპა/300℃) | მაღალწნევიანი წყალქვაბისა და საწვავის ნავთობის მილსადენები

Კლასი II | საშუალო პარამეტრები | საშუალო წნევის სისტემები

Კლასი III | დაბალი პარამეტრები | დაბალწნევიანი დამხმარე სისტემები
Ფოლადის ხარისხებია 320, 360, 410, 460 და 490, სადაც ციფრები წარმოადგენენ მინიმალურ რეზისტენციას რასტირების დროს (მპა).

4.2 უშუალო შეერთების გარეშე ფოლადის მილები ატომელექტროსადგურებისთვის (GB/T 24512.1). ატომელექტროსადგურებისთვის გამოყენებადი უშუალო შეერთების გარეშე ნახშირბადის ფოლადის მილები სიმშვიდის დონეების მიხედვით შემდეგნაირად იყოფა:

Დონე 1: უმაღლესი დონის ატომური სიმშვიდის აღჭურვილობა

Დონე 2: მნიშვნელოვანი სიმშვიდის აღჭურვილობა

Დონე 3: საერთო სიმშვიდის აღჭურვილობა

Არაატომური ხარისხი: კონვენციური კუნძული და დამხმარე სისტემები

V. უახლესი ხარისხის შეფასების და შეფასების სისტემა ტრადიციული სტანდარტული შეფასების სისტემის გარდა, ბოლო წლებში ინდუსტრიამ შემოიღო უფრო სრულყოფილი ხარისხის შეფასების და შეფასების სისტემა. T/CAS ES470700003-2022 „სამრეწველო პროდუქტების ხარისხის შეფასების და შეფასების წესები — ნაკლებად მძიმე ფოლადისა და შენადნობის ფოლადის უშუალო მიმდევრობის ნაკერები“ მიხედვით:

Შეფასების განზომილებები:

Ძირითადი კვალიფიკაციის შემოწმება (ერთეული ვეტო)

Წარმოების უზრუნველყოფის შესაძლებლობის შეფასება (ერთეული ქულებით)

Პროდუქტის სამუშაო მახასიათებლების გამოცდა (ერთეული ქულებით)

Ხარისხის კლასიფიკაცია: სრული შეფასების ქულების მიხედვით, ის 9 კლასად იყოფა მაღალიდან დაბალამდე:

AAA, AA, A (გამორჩეული ხარისხი)

BBB, BB, B (კარგი ხარისხი)

CCC, CC, C (შესაბამისი ხარისხი)

Ეს შეფასების მეთოდი უფრო სრულად ასახავს პროდუქტის ნამდვილ ხარისხს და აკმაყოფილებს მომხმარებლების პროდუქტის ხარისხის მიმართ დიფერენცირებულ მოთხოვნებს.

VI. არჩევის გადაწყვეტილების მიმართებით მითითებელი პრინციპები და ხშირად დაშვებული შეცდომები

6.1 ოთხეტაპიანი არჩევის მეთოდი
Აპლიკაციის გასარკვევად: თუ ეს სითხის ტრანსპორტირებაა? კოტლის მილადი? სტრუქტურული ტვირთის მოსატანად?

Ექსპლუატაციის პირობების შეფასება: ტემპერატურა, წნევა, საშუალების მახასიათებლები, გარემოს პირობები

Სტანდარტების შერჩევა: ზემოხსენებული ანალიზის საფუძველზე შესაბამისი სტანდარტების შერჩევა.

Გრადუსის განსაზღვრა: სტანდარტის ფარგლებში ყველაზე ეკონომიური მასალის გრადუსის შერჩევა.

6.2 ხშირად დაშვებული არჩევის შეცდომები
Შეცდომა 1: „8163 უნივერსალურია და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ყველა შემთხვევაში.“
Შესწორება: 8163 მკაცრად აკრძალულია სპეციალურ ექსპლუატაციის პირობებში, როგორიცაა მაღალი ტემპერატურა, მაღალი წნევა, დაბალი ტემპერატურა და წყალბადის ზემოქმედება.

Შეცდომა 2: „რა quanto უფრო მაღალია სტანდარტის გრადუსი, მით უფრო უსაფრთხოა.“

Კორექცია: სტანდარტული ხარისხის უნდა შეესაბამებოდეს რეალურ საჭიროებებს; ჭარბი შერჩევა იწვევს ნარჩენებს (მაგალითად, 5310 გამოიყენება ზოგადი წყლის მილებისთვის).

Ცრუ წარმოდგენა 3: "მხოლოდ სტანდარტს შეხედეთ, არა დნობის პროცესს".

Კორექცია: ერთი და იგივე სტანდარტის შემთხვევაშიც კი, სხვადასხვა მწარმოებლის შორის დნობის პროცესების განსხვავება გავლენას ახდენს რეალურ ხარისხზე.

Ცრუ წარმოდგენა 4: "ინსპექტირების მოთხოვნებში განსხვავებების უგულებელყოფა".

Გამოსწორება: მაღალი ხარისხის ხარისხის სტანდარტების ძირითადი უპირატესობა მდგომარეობს ინსპექტირების უფრო მკაცრ მოთხოვნებში.

Დასკვნა: მეცნიერული შერჩევა ქმნის ინჟინერიულ ღირებულებას. ნახშირბადის ფოლადის უხერხული მილების კლასიფიკაცია არის სრული სისტემა, ძირითადიდან მაღალ კლასამდე, ზოგადიდან სპეციალიზებულამდე. სწორი მასალის შერჩევა უნდა ეფუძნებოდეს ოპერაციული პირობების ზუსტ შეფასებას, სტანდარტების საფუძვლიან გაგებას და ხარისხის გონივრულ მოთხოვნებს, საიმედოობისა და ეკონომიურობის ოპტიმალური ბალანსის პოვნა.

Როდესაც გამოწვევას წარმოადგენს სირთულეები ექსპლუატაციის პირობებში ან არსებობს გარკვეული არაგარანტირებულობა, რეკომენდება მიმართოთ პროფესიონალ მასალების ინჟინერს და, საჭიროების შემთხვევაში, შეამოწმოთ მცირე მასშტაბითი ტესტირებით. საბოლოო ჯამში, არასწორი მასალის არჩევანის გამო მიღებული მილსადენის დაზიანების ზარალი მნიშვნელოვნად აღემატება მასალის საფასურში გადასახდელ მისაღებად მიღებულ დამატებით საფასურს.