ASTM A234 WPB-S Return Bend cho nhà máy điện và nồi hơi

Thành phần của cút cong ASTM A234 WPB-S

Đặc tính độ bền của cút cong ASTM A234 WPB-S​

1. Độ bền cơ học​

• Độ bền kéo: Độ bền kéo tối thiểu của cút cong ASTM A234 WPB-S là 415 MPa. Độ bền kéo cao này cho phép nó chịu được lực kéo sinh ra trong hệ thống đường ống trong quá trình vận hành, ngăn chặn việc phụ kiện bị kéo rời ra.​ Độ bền chảy: Độ bền chảy tối thiểu của nó là 240 MPa.
• Độ bền chảy là một chỉ số quan trọng về khả năng chống biến dạng dẻo của vật liệu. Với độ bền chảy này, phụ kiện có thể duy trì hình dạng và hiệu suất ban đầu dưới áp suất làm việc bình thường mà không bị biến dạng vĩnh viễn.​
• Độ dai va đập: Nó có độ dai va đập tốt, đặc biệt ở nhiệt độ thấp. Khi thử nghiệm ở -29°C, năng lượng va đập thường không nhỏ hơn 27 J. Điều này đảm bảo rằng phụ kiện có thể chịu được tải trọng va đập đột ngột trong môi trường lạnh, chẳng hạn như ở các vùng lạnh hoặc trong quá trình vận chuyển chất lỏng nhiệt độ thấp, mà không bị gãy giòn.​

2. Khả năng chịu áp suất và nhiệt độ​

• Khả năng chịu áp suất: Nó phù hợp với các hệ thống đường ống áp suất trung bình và cao. Áp suất làm việc cho phép tối đa (MAWP) thay đổi theo kích thước danh nghĩa và độ dày thành của phụ kiện. Ví dụ, đối với kích thước danh nghĩa 2 inch và độ dày thành Schedule 40, MAWP có thể đạt tới 1.6 MPa ở nhiệt độ phòng và nó vẫn có thể duy trì khả năng chịu áp lực nhất định ở nhiệt độ cao hơn.​
• Khả năng chịu nhiệt độ: Nó có thể hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng, thường từ -29°C đến 427°C. Trong phạm vi nhiệt độ này, các tính chất cơ học của nó vẫn ổn định và không có sự suy giảm đáng kể về độ bền và độ dai. Điều này làm cho nó có thể áp dụng cho các hệ thống đường ống vận chuyển chất lỏng nhiệt độ cao như hơi nước và dầu nóng, cũng như các tình huống vận chuyển chất lỏng nhiệt độ thấp.​

Quy trình sản xuất cút cong ASTM A234 WPB-S​

1. Lựa chọn và kiểm tra nguyên liệu thô​

• Nguyên liệu thô: Ống thép carbon liền mạch chất lượng cao đáp ứng các yêu cầu của cấp ASTM A234 WPB được chọn làm nguyên liệu thô. Thành phần hóa học của thép carbon phải tuân thủ tiêu chuẩn, với hàm lượng carbon từ 0.25% đến 0.35%, hàm lượng mangan từ 0.80% đến 1.20% và một lượng nhỏ các nguyên tố như silicon, phốt pho và lưu huỳnh (hàm lượng phốt pho ≤0.035%, hàm lượng lưu huỳnh ≤0.035%) để đảm bảo hiệu suất của vật liệu.​
• Kiểm tra: Nguyên liệu thô trải qua phân tích thành phần hóa học nghiêm ngặt (sử dụng các phương pháp như phân tích quang phổ) và thử nghiệm tính chất cơ học (bao gồm thử nghiệm kéo và thử nghiệm va đập) để đảm bảo rằng chúng đáp ứng các tiêu chuẩn cấp ASTM A234 WPB. Ngoài ra, hình thức và độ chính xác kích thước của ống liền mạch được kiểm tra để tránh sử dụng ống có khuyết tật bề mặt (như vết nứt, vết xước) hoặc sai lệch kích thước.​

2. Quá trình tạo hình​

Tạo hình đẩy nóng: Đây là phương pháp tạo hình chính cho cút cong ASTM A234 WPB-S. Đầu tiên, ống liền mạch được cắt thành các đoạn có chiều dài yêu cầu. Sau đó, đoạn ống được nung nóng đến một nhiệt độ nhất định (thường là 800 - 950°C) trong lò nung để làm cho nó có độ dẻo tốt. Tiếp theo, sử dụng máy đẩy nóng đặc biệt, đoạn ống được nung nóng được đẩy qua khuôn có khoang hình chữ U. Dưới tác dụng của ngoại lực, đoạn ống dần dần được tạo thành hình dạng của cút cong. Trong quá trình tạo hình, nhiệt độ và tốc độ đẩy được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo độ dày thành đồng đều và hình dạng chính xác của phụ kiện.​

3. Xử lý nhiệt​ Xử lý chuẩn hóa: Sau khi tạo hình, cút cong cần trải qua quá trình xử lý chuẩn hóa. Nó được nung nóng đến nhiệt độ trên điểm chuyển đổi pha Ac3 (thường là 890 - 950°C) và giữ trong một khoảng thời gian nhất định (tùy thuộc vào độ dày của phụ kiện, thường là 1 - 2 giờ) để làm cho cấu trúc bên trong của vật liệu đồng nhất. Sau đó, nó được làm nguội trong không khí để có được cấu trúc ferrite + perlite mịn. Quá trình xử lý này có thể cải thiện các tính chất cơ học của phụ kiện, tăng cường độ bền và độ dai của nó, đồng thời loại bỏ ứng suất bên trong được tạo ra trong quá trình tạo hình.​

4. Gia công và hoàn thiện​

• Gia công đầu: Hai đầu của cút cong được gia công để đáp ứng độ chính xác kích thước và độ nhám bề mặt yêu cầu. Các phương pháp gia công phổ biến bao gồm tiện và ren (nếu cần kết nối ren). Mặt đầu phải vuông góc với trục của phụ kiện để đảm bảo độ kín tốt khi kết nối với ống.​
• Xử lý bề mặt: Bề mặt của phụ kiện được xử lý để ngăn ngừa ăn mòn. Các phương pháp xử lý bề mặt phổ biến bao gồm tẩy và thụ động hóa, có thể loại bỏ lớp oxit và gỉ trên bề mặt và tạo thành một lớp màng bảo vệ. Đối với các hệ thống đường ống trong môi trường khắc nghiệt, có thể thực hiện các phương pháp xử lý chống ăn mòn bổ sung như mạ kẽm hoặc sơn.​

5. Kiểm tra chất lượng​

• Kiểm tra kích thước: Đường kính ngoài, đường kính trong, độ dày thành, bán kính uốn và chiều dài của cút cong được đo bằng các dụng cụ đo chính xác như thước cặp, micromet và máy đo tọa độ để đảm bảo chúng tuân thủ các yêu cầu thiết kế và tiêu chuẩn.​
• Kiểm tra không phá hủy: Các phương pháp kiểm tra không phá hủy như kiểm tra siêu âm (UT) và kiểm tra bằng tia X (RT) được sử dụng để kiểm tra chất lượng bên trong và bề mặt của phụ kiện. Kiểm tra siêu âm có thể phát hiện các khuyết tật bên trong như vết nứt và tạp chất, trong khi kiểm tra bằng tia X có thể hiển thị rõ ràng cấu trúc bên trong của phụ kiện để đảm bảo không có khuyết tật tiềm ẩn.​
• Kiểm tra áp suất: Một thử nghiệm áp suất thủy tĩnh được tiến hành trên cút cong. Phụ kiện được đổ đầy nước và áp suất được tăng lên 1.5 lần áp suất làm việc cho phép tối đa và giữ trong một khoảng thời gian nhất định (thường là 10 - 30 phút). Trong quá trình thử nghiệm, không được có rò rỉ, biến dạng hoặc các hiện tượng bất thường khác, cho thấy phụ kiện có khả năng chịu áp lực và hiệu suất bịt kín tốt.​

Lĩnh vực ứng dụng của cút cong ASTM A234 WPB-S​

1. Ngành dầu khí và khí tự nhiên​ Trong thăm dò và khai thác dầu khí, cút cong ASTM A234 WPB-S được sử dụng rộng rãi trong đường ống giếng, đường ống thu gom và vận chuyển, và các nhà máy chế biến dầu khí. Nó được sử dụng để thay đổi hướng của dầu, khí và các chất lỏng khác trong hệ thống đường ống, chẳng hạn như trong đường ống hồi của giếng và kết nối đường ống của bộ tách. Khả năng chịu áp suất và nhiệt độ cao của nó có thể thích ứng với các điều kiện làm việc khắc nghiệt của áp suất cao và nhiệt độ cao trong ngành dầu khí.​
2. Ngành hóa chất​ Trong các nhà máy hóa chất, nó được sử dụng trong các đường ống quy trình hóa học khác nhau, chẳng hạn như đường ống để vận chuyển axit, kiềm, dung môi và các chất hóa học khác. Việc xử lý bề mặt chống ăn mòn và các tính chất cơ học ổn định của phụ kiện đảm bảo rằng nó có thể vận chuyển an toàn các chất hóa học khác nhau mà không bị ăn mòn hoặc hư hỏng, đảm bảo hoạt động bình thường của quá trình sản xuất hóa chất. Ví dụ, trong sản xuất phân bón, nó được sử dụng trong hệ thống đường ống tổng hợp amoniac và sản xuất urê.​
3. Ngành điện​ Trong các nhà máy nhiệt điện và nhà máy điện hạt nhân (ngoại trừ các khu vực bức xạ cao đặc biệt), cút cong ASTM A234 WPB-S được sử dụng trong đường ống hơi nước, đường ống nước cấp và đường ống ngưng tụ. Nó có thể chịu được nhiệt độ cao và áp suất cao của hơi nước (lên đến 427°C và vài MPa) và đảm bảo sự lưu thông trơn tru của hơi nước và nước trong hệ thống điện. Ví dụ, trong hệ thống tuabin hơi của nhà máy nhiệt điện, nó được sử dụng để kết nối đường ống đầu vào và đầu ra hơi của tuabin.​
4. Ngành xử lý nước​ Trong hệ thống cấp và thoát nước đô thị, hệ thống xử lý nước thải công nghiệp và nhà máy khử muối, nó được sử dụng trong hệ thống đường ống để vận chuyển nước, nước thải và nước khử muối. Khả năng chống ăn mòn tốt của nó (sau khi xử lý bề mặt thích hợp) có thể ngăn chặn phụ kiện bị ăn mòn bởi nước và tạp chất trong nước, đảm bảo việc vận chuyển nước không bị cản trở và hoạt động bình thường của hệ thống xử lý nước. Ví dụ, trong quá trình khử muối thẩm thấu ngược, nó được sử dụng trong kết nối đường ống của mô-đun màng thẩm thấu ngược.​
5. Hệ thống sưởi ấm và điều hòa không khí​ Trong hệ thống sưởi ấm trung tâm và hệ thống nước điều hòa không khí trung tâm, nó được sử dụng trong hệ thống đường ống để vận chuyển nước nóng hoặc nước lạnh. Nó có thể thay đổi hướng của dòng nước trong đường ống để thích ứng với bố cục của thiết bị sưởi ấm hoặc điều hòa không khí. Hiệu suất ổn định của nó đảm bảo việc truyền nhiệt hoặc năng lượng lạnh hiệu quả, cải thiện hiệu quả sưởi ấm hoặc làm mát của hệ thống.​