لوله های ERW در شبکه های توزیع نفت و گاز

مقدمه

لوله های جوش داده شده با مقاومت الکتریکی (ERW) نقش مهمی در شبکه های مدرن توزیع نفت و گاز، به ویژه در سیستم های- فشار متوسط- و خطوط لوله گاز شهری دارند. توانایی آنها در ارائه دقت ابعادی، کارایی{3}}هزینه، و عملکرد مکانیکی ثابت آنها را به گزینه ای مناسب برای بسیاری از بخش های توزیع پایین دستی و میانی دستی تبدیل می کند. این مقاله ملاحظات مهندسی، ویژگی‌های عملکرد، شیوه‌های نصب، و قابلیت اطمینان طولانی‌مدت لوله‌های ERW هنگام استفاده در سیستم‌های نفت و گاز را بررسی می‌کند و درک فنی جامعی را برای مهندسان و متخصصان صنعت ارائه می‌کند.

1. خصوصیات مهندسیلوله های ERWدر شبکه های نفت و گاز

1.1 رفتار مواد و ویژگی های متالورژی

1.1.1 ریزساختار ناحیه جوش

فرآیند جوشکاری با فرکانس بالا- که در تولید لوله ERW استفاده می‌شود، یک ناحیه تحت تأثیر حرارت باریک{1}}در امتداد درز ایجاد می‌کند. یکنواختی ریزساختاری بین فلز جوش و ماده پایه، قابلیت اطمینان طولانی مدت لوله را تحت فشار چرخه ای تعیین می کند. کنترل مناسب گرمایش، خاموش کردن و آهنگری در حین جوشکاری، پالایش دانه را بهبود می بخشد و پیوندی ایجاد می کند که در برابر خستگی، تغییر شکل و نوسانات فشار داخلی که معمولاً در سیستم های توزیع گاز طبیعی وجود دارد، مقاومت می کند.

1.1.2 استحکام و شکل پذیری تحت شرایط عملیاتی

لوله های ERW به دلیل یکنواختی مواد خام نوار فولادی و فرآیندهای شکل دهی کنترل شده، تسلیم و استحکام کششی ثابتی را نشان می دهند. شکل پذیری آنها به جابجایی های جزئی زمین و انبساط حرارتی در خطوط لوله گاز مدفون کمک می کند. اگرچه وجود درز جوش آنها را برای خطوط انتقال نفت با فشار شدید نامناسب می‌سازد، اما در شبکه‌های توزیع پایین‌دستی که فشار عملیاتی متوسط ​​و قابل پیش‌بینی است، به طور مؤثر عمل می‌کنند.

جدول 1: الزامات رایج برایلوله های ERWدر توزیع گاز

1.2 رفتار فشار و محدودیت های عملیاتی

1.2.1 طبقات فشار در توزیع گاز

شبکه های توزیع گاز معمولاً بین فشار کم و فشار متوسط ​​کار می کنند. لوله های ERW، با رفتار جوش قابل پیش بینی خود، قادر به مدیریت این محدوده ها بدون خطر بیش از حد خستگی درز هستند. تست هیدرواستاتیک مناسب تضمین می کند که جوش طولی می تواند فشارهای عملیاتی اوج بالاتر از بار کاری مورد انتظار را تحمل کند و حاشیه فشار ایمن را برای سیستم های شهری یا صنعتی ارائه می دهد.

1.2.2 اثرات دما بر عملکرد جوش

دمای گاز بسته به تراکم، محیط محیط و سرعت جریان می تواند متفاوت باشد. لوله های ERW تا زمانی که جوشکاری به طور مداوم کنترل شود و درجه فولاد مناسب باشد، عملکرد پایدار را در این شرایط حفظ می کنند. انبساط ناشی از دما به دلیل شکل‌پذیری لوله به طور موثر مدیریت می‌شود و خطر ترک خوردن یا تغییر شکل مربوط به جوش را کاهش می‌دهد.

2. سناریوهای کاربردی در سیستم های نفت و گاز

2.1 خطوط لوله توزیع گاز شهری

2.1.1 مناسب برای شبکه های شبکه شهری

لوله‌های ERW برای شبکه‌های گاز شهری که فشار عملیاتی متوسط، تراکم نصب بالا و نیاز به سازگاری ابعادی حیاتی است، ایده‌آل هستند. سطح داخلی صاف آنها مقاومت جریان را کاهش می دهد و به حفظ فشار پایدار در خطوط توزیع انشعاب کمک می کند. ابعاد استاندارد امکان اتصال آسان به شیرها، مترها و اتصالات را فراهم می کند.

2.1.2 ایمنی و مقاومت در برابر نشت

از آنجایی که توزیع گاز مستلزم جلوگیری از نشت شدید است، لوله های ERW تحت آزمایش های دقیق برای یکپارچگی درز قرار می گیرند. قطر یکنواخت و ضخامت دیواره، آب بندی محکم واشر و مونتاژ اتصال قابل اعتماد را تضمین می کند و نیازهای تعمیر و نگهداری طولانی مدت را کاهش می دهد.

2.2 خطوط لوله گاز صنعتی

2.2.1 کارخانه های تغذیه خطوط لوله و مناطق صنعتی

صنایعی که به منابع سوخت پایدار نیاز دارند، مانند کارخانه‌های شیشه، کارخانه‌های شیمیایی و سیستم‌های گرمایشی، اغلب به لوله‌های ERW متکی هستند. پایداری ساختاری و صاف بودن لوله‌های ERW کارکرد طولانی را بدون پشتیبانی بیش از حد امکان‌پذیر می‌کند و پیچیدگی نصب را به حداقل می‌رساند.

2.2.2 بارهای حرارتی و مکانیکی

خطوط لوله صنعتی ممکن است با دماهای بالا یا افزایش فشار متناوب مواجه شوند. لوله های ERW چنین تغییراتی را با حفظ یک پاسخ مکانیکی قابل پیش بینی انجام می دهند، مشروط بر اینکه کیفیت درز جوش در طول تولید تضمین شود.

3. حفاظت از خوردگی و دوام

3.1 کنترل خوردگی داخلی و خارجی

3.1.1 روش های پوشش و پوشش

برای افزایش عمر مفید، لوله‌های ERW اغلب از بیرون با مواد چسبنده اپوکسی، پلی اتیلن یا همجوشی{0}}پوشش داده می‌شوند. پوشش داخلی ممکن است برای محیط های گاز مرطوب برای کاهش خطر خوردگی استفاده شود. پوشش ها همچنین محافظت مکانیکی در برابر سایش خاک در حین دفن ایجاد می کنند.

3.1.2 درز-جلوگیری از خوردگی متمرکز

درز جوش ممکن است خواص متالورژیکی کمی متفاوت داشته باشد، بنابراین یکنواختی پوشش در این ناحیه ضروری است. آماده سازی سطح مناسب و تست چسبندگی پوشش، خطر خوردگی درز را کاهش می دهد، که در غیر این صورت می تواند منجر به شکست زودرس شود.

جدول 2: روش های کاهش خوردگی برای خطوط لوله گاز ERW

4. دستورالعمل های نصب و بهترین شیوه ها

4.1 حمل و نقل لوله و یکپارچگی مفصل

4.1.1 روشهای جوشکاری و اتصال

بسته به طراحی شبکه، لوله های ERW ممکن است توسط اتصالات مکانیکی، اتصالات فلنج یا جوشکاری میدانی به یکدیگر متصل شوند. جوش های میدانی باید به دقت بررسی شوند تا از ضعیف شدن درز-ناحیه جلوگیری شود. اتصالات مکانیکی مونتاژ سریع را برای محیط های شهری ارائه می دهند.

4.1.2 هم ترازی و پشتیبانی

تراز مناسب تضمین می کند که تنش های داخلی در درز متمرکز نمی شوند. فاصله پشتیبانی کافی از افتادگی جلوگیری می کند، به خصوص در خطوط گاز بالای زمین.

4.2 تست، راه اندازی و اقدامات ایمنی

4.2.1 تست فشار

تست های فشار هیدرواستاتیک یا پنوماتیک آمادگی سیستم را تایید می کند. درزهای ERW با فرکانس بالا معمولاً فشارهای بسیار بالاتر از سطوح عملیاتی را تحمل می‌کنند و حاشیه ایمنی کافی را تضمین می‌کنند.

4.2.2 تشخیص نشت و نظارت

سیستم‌های تشخیص نشت مدرن، از جمله ردیابی بو و حسگرهای هوشمند، به دلیل هندسه ثابت و رفتار جریان قابل پیش‌بینی، به خوبی با شبکه‌های ERW ادغام می‌شوند.

نتیجه گیری

لوله های ERW به عنوان یک راه حل قابل اعتماد و اقتصادی برای شبکه های توزیع نفت و گاز، به ویژه در سیستم های پایین دستی و شهری عمل می کنند. دقت ابعادی، راندمان ساخت، و استحکام مکانیکی کافی آنها را برای انتقال گاز با فشار کم- و فشار متوسط- ایده آل می کند. اگرچه برای خطوط فشار شدید توصیه نمی‌شود، لوله‌های ERW خدمات قابل اعتمادی را در شبکه‌های توزیع شهری، صنعتی و محلی ارائه می‌کنند که کیفیت ساخت و حفاظت در برابر خوردگی مناسب تضمین شود.