Die Kunst, mechanisch ausgekleidete Rohre auszuwählen: Was sie Ihnen in den Broschüren nicht sagen
Suchen, Ich bin schon seit 22 Jahre. Damals habe ich als Werkstattinspektor angefangen ’02, Ich habe mich durch die Qualitätskontrolle nach oben gearbeitet, verbrachte ein Jahrzehnt mit der Fehleranalyse, Und jetzt bin ich der Typ, den sie anrufen, wenn bei einem Milliardenprojekt das falsche Rohr spezifiziert werden soll. Ich habe mechanisch gesehen ROHR AUSGEKLEIDET Budgets sparen, Und ich habe miterlebt, wie es katastrophal scheiterte, weil jemand in einem Beschaffungsbüro die günstigste Option wählte, ohne zu verstehen, was er tatsächlich kaufte.
Lassen Sie mich Ihnen etwas direkt sagen. Der Unterschied zwischen einem mechanisch ROHR AUSGEKLEIDET das hält 30 Jahre und eine, die danach anfängt zu delaminieren 18 Monate? Es geht selten um die Rohstoffe. Es geht darum zu verstehen, was zum Teufel Sie eigentlich von der Pfeife verlangen.
Warum es überhaupt mechanisch ausgekleidete Rohre gibt
Damals, Mitte der 90er Jahre, Ich habe an einem Nordseeprojekt gearbeitet. Wir hatten diese 16-Zoll-Flowline, solide Maisonette, kostet ein absolutes Vermögen. Der Kunde war zufrieden, wir waren glücklich, Jeder ging mit Prämien nach Hause. Dann explodierte der Nickelpreis, und plötzlich wurden solide CRA-Rohre für den Ferntransport wirtschaftlich wahnsinnig.
Hier ist das Ding. Es muss nicht die gesamte Wandstärke korrosionsbeständig sein. Sie brauchen nur eine Barriere. Der Kohlenstoffstahl gibt Ihnen die Festigkeit und die Druckbeständigkeit. Der dünne CRA-Liner – normalerweise 2 mm bis 3 mm – bewältigt die unangenehmen Dinge. Das ist die ganze Prämisse. Aber mechanisch ROHR AUSGEKLEIDET ist kein ummanteltes Rohr, und wenn Sie diesen Unterschied nicht verstehen, Du wirst einen schlechten Tag haben.
Ummanteltes Rohr? Das ist eine metallurgische Verbindung. Fusion. Sie sprechen von Rollbonden oder Explosionsplattieren, bei dem die Auskleidung und der Trägerstahl an der Grenzfläche ein zusammenhängendes Material bilden. Es ist schön, wenn es richtig gemacht wird, aber es ist teuer und die Herstellung dauert ewig.
Bei mechanisch ausgekleideten Rohren ist das anders. Wir nehmen ein CRA-Rohr, Schieben Sie es in ein Außenrohr aus Kohlenstoffstahl, und dann die gesamte Baugruppe ausdehnen, sodass die Auskleidung mit genügend Restkontaktdruck gegen das Außenrohr drückt, damit sie an Ort und Stelle bleibt. Es handelt sich um eine mechanische Presspassung. Keine Fusion. Nur Physik.
Und hier liegen die meisten Ingenieure falsch. Sie schauen sich ein Datenblatt an, Sehen “ROHR AUSGEKLEIDET,” und gehen davon aus, dass es sich wie eine solide CRA verhält. Das ist nicht der Fall. Nicht einmal annähernd.3
Die grundlegende Frage, die niemand stellt
Wenn ein Projektmanager zu mir kommt und sagt “Wir benötigen ein ausgekleidetes Rohr für eine Sauerwasseranwendung,” Meine erste Frage ist immer dieselbe.
Welche Temperatur?
Nicht die Auslegungstemperatur aus dem Prozessfließdiagramm. Die tatsächliche Betriebstemperatur. Die Übergangstemperaturen. Die Abschalttemperaturen. Die Abklingraten.
Denn mechanisch ausgekleidete Rohre leben und sterben durch unterschiedliche Wärmeausdehnung.
Hier ist die Mathematik, die mich nachts wach hält. Kohlenstoffstahl hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von ca 11.7 × 10⁻⁶ /°C. Ihr typischer 316L-Liner? Das ist ungefähr 16.0 × 10⁻⁶ /°C. Also, wenn Sie das Rohr erhitzen, Der Liner möchte sich stärker ausdehnen als das Außenrohr. Das erhöht Ihren Anpressdruck. Gute Sache, Rechts?
Aber wenn man es abkühlt – etwa während eines Stillstands im Nordseewinter oder bei einem kanadischen Ölsandabbau – schrumpft die Auskleidung stärker. Wenn Sie die Temperatur weit genug senken, die Presspassung verschwindet. Jetzt haben Sie einen losen Liner. Und ein Loose Liner ist ein Dead Liner.
Ich hatte damals einen Job in Kasachstan ’08. Schönes Design, Alles ist perfekt auf dem Papier angegeben. Aber niemand dachte an die Winterstillstände bei -40 °C und die anschließende schnelle Einspritzung von 80 °C warmen Produktionsflüssigkeiten. Erster thermischer Zyklus, der Liner knickte ein. Faltig wie ein Elefantenknie. Musste ausschneiden 3 Kilometerlanges Rohr und von vorne beginnen.
Die Lektion? Sie müssen Ihren minimalen Kontaktdruck bei jeder erwarteten Temperatur berechnen. Nicht nur im Steady-State. Jeder vorübergehende Zustand.
Lassen Sie mich Ihnen die grobe Berechnung geben, die wir für das erste Screening verwenden. Der Restkontaktdruck bei der Temperatur T beträgt:
P_c(T) = P_0 + [ (a_liner – α_cs) × (T – T_install) × E_liner × t_liner ] / D
Wo:
-
P_0 ist Ihr anfänglicher Kontaktdruck nach der Herstellung
-
α sind die Wärmeausdehnungskoeffizienten
-
E_liner ist der Modul des Linermaterials
-
t_liner ist die Linerdicke
-
D ist der Nenndurchmesser
Wenn diese Zahl zu irgendeinem Zeitpunkt in Ihrem Betriebsbereich negativ wird, Du hast Probleme. Punkt. Gehen Sie nicht vorbei, nicht sammeln $200.
Die Fertigungsvariable, die alles verändert
Das finden Sie in den Verkaufsbroschüren nicht. Wie erweitern sie eigentlich das Rohr??
Grundsätzlich gibt es in der Branche zwei Denkschulen. Hydraulische Expansion und mechanische Expansion. Ich habe mit beiden gearbeitet. Ich habe Fehler von beiden behoben. Und ich habe starke Meinungen.
In unserem Betrieb nutzen wir die hydraulische Expansion. Sie versiegeln die Enden der ausgekleideten Baugruppe, Füllen Sie den Ring mit Wasser (oder manchmal Öl), und es so richtig unter Druck setzen. Wir reden 400 An 900 Stab je nach Größe und Wandstärke. Das Rohr dehnt sich plastisch aus, und wenn Sie den Druck ablassen, Der Kohlenstoffstahl federt stärker zurück als der Liner, Es verbleibt der Restkontaktdruck, den ich zuvor erwähnt habe.
Der Vorteil? Gleichmäßige Expansion. Auf der gesamten Länge des Rohres herrscht gleichzeitig der gleiche Druck. Ihre Anpressdruckverteilung ist unglaublich gleichmäßig.
Der Nachteil? Endeffekte. Die letzten ca. 100 mm an jedem Rohrende dehnen sich aufgrund der Dichtungsanordnung nicht ganz gleichmäßig aus. Sie schneiden diese Enden entweder ab oder berücksichtigen sie in Ihrem Design.
Bei der mechanischen Expansion wird ein Molch oder Dorn verwendet, der durch die Baugruppe gezogen oder geschoben wird, Dabei wird das Rohr mechanisch gedehnt. Einige unserer Konkurrenten schwören darauf. Schnellere Zykluszeiten, weniger Ausrüstung, kein Umgang mit Wasser.
Aber hier ist, was ich in der Fehleranalyse gesehen habe. Durch mechanische Ausdehnung kann es zu Umfangsschwankungen kommen. Das Rohr dehnt sich aus, entspannt, und manchmal entstehen diese subtilen Wellen – mikroskopische Variationen des Kontaktdrucks am Umfang. Im Normalbetrieb, Bußgeld. Aber wenn Sie Temperatur oder Druck ändern, Diese Variationen werden zu Auslösern für Ermüdung oder Fressen.
Ich sage nicht, dass mechanische Expansion falsch ist. Einige meiner besten Freunde stellen mechanisch aufgeweitete Rohre her. Aber für den kritischen Einsatz – Tiefsee, Hohe Temperatur, Stark sauer – ich spekuliere jedes Mal auf Hydraulik.
Der Tisch, den dir niemand zeigt
Ich habe eine Tabellenkalkulation auf meinem Laptop. Letzte Woche wurde es aktualisiert, nachdem einige Ausfalldaten aus dem Nahen Osten überprüft wurden. Hier ist die vereinfachte Version meiner Meinung zur Auswahl des Liner-Materials.
| Servicezustand | Liner-Material | Mindestdicke | Max Temp | Relative Kosten | Der Haken |
|---|---|---|---|---|---|
| Mild säuerlich, süßer Service, Wassereinspritzung | 316L | 2.5mm | 250° C | 1.0 | Chloride töten es bei Temperaturen über 60 °C ab |
| Mäßig sauer, einige Chloride | 904L | 2.5mm | 300° C | 1.8 | Schweißen ist wählerisch, bedarf einer sorgfältigen Vorgehensweise |
| Hoher H₂S-Gehalt, hoher Chloridgehalt, mäßige Temp | 825 | 2.5mm | 350° C | 2.4 | Die Verfügbarkeit wird von Jahr zu Jahr schlechter |
| Extrem sauer, hohe Temperatur, elementarer Schwefel | 625 | 3.0mm | 400° C | 3.2 | Bedenken hinsichtlich der Wasserstoffversprödung im Liner |
| Enge Räume, gewichtsempfindlich | 2205 | 2.0mm | 200° C | 1.5 | Weniger duktil während der Expansion |
| Meerwasserinjektion, niedrige Temp | 316L | 3.0mm | 80° C | 1.0 | MIC kann ein Problem sein, Erwägen Sie die Cu-Zugabe |
Das “fangen” Spalte? Das lernt man nur, wenn man Rohrversagen zusieht. Lassen Sie mich ein paar auspacken.
Die 316L-Chloridfalle
Jeder liebt 316L. Es ist billig, es ist verfügbar, Jeder Hersteller weiß, wie man es schweißt. Aber ich habe den Überblick über die Anzahl der Ausfälle verloren, die ich gesehen habe, weil jemand 316L-ausgekleidete Rohre in eine heiße Chloridanlage verlegt hat “die Temperatur beträgt nur 80°C.”
Hier ist das Problem. Diese 80 °C sind die Temperatur der Hauptflüssigkeit. Aber direkt an der Rohrwand, vor allem, wenn Sie Verschmutzungen oder Ablagerungen haben, die Oberflächentemperatur kann höher sein. Und wenn Sie zum Reinigen jemals einen Dampfausstoß machen? Sie haben plötzlich eine Temperatur von 130°C oder mehr. Bei Chlorid-Spannungskorrosionsrissen ist Ihre Konstruktionsgrundlage unerheblich. Es geht darum, was tatsächlich passiert.
Ich hatte einen Fall in einer Raffinerie in China – tut mir leid, Ich kann den Kunden nicht nennen – wo er 316L-ausgekleidete Rohre für eine Wasserversorgung verwendet hat. Das Design besagt, dass maximal 75 °C zulässig sind. Aber es gab diesen einen Abschnitt stromabwärts eines Ablassventils, wo die Entflammung eine örtliche Erwärmung verursachte. Nichts Großes, vielleicht 95°C an der Wand. Sechs Monate später, Wir haben aus jeder zweiten Fuge Haarrisse gezogen. Die gesamte Charge musste verschrottet werden.
Wenn Sie Chloride haben und die Temperatur über 60 °C liegt, Ich werde Sie in Richtung 904L oder drängen 825. Ja, Es kostet mehr. Aber es kostet weniger als ein Austausch 5 Kilometer Rohr.
Was Ihnen die Normen nicht über Wasserstoff sagen
In der Branche wird in letzter Zeit viel über den Wasserstofftransport gesprochen. Umnutzung bestehender Gasleitungen für Wasserstoff, Aufbau einer neuen Wasserstoffinfrastruktur. Und alle fragen nach ausgekleideten Rohren für den Wasserstoffbetrieb.
Das ist es, was mich wach hält. Die Wasserstoffversprödung in CRA-Materialien ist komplex, und die Standards haben noch nicht aufgeholt. Wir haben NACE MR0175/ISO 15156 für sauren Service, Aber Wasserstoffservice ist anders. höhere Drücke, unterschiedliche Schadensmechanismen.
Ich bin gerade an einem gemeinsamen Industrieprojekt beteiligt – ich kann nicht sagen, welches – und beschäftige mich mit ausgekleideten Rohren für reinen Wasserstoff 100 bar mehr. Erste Anzeichen deuten darauf hin, dass einige unserer Annahmen über Liner-Materialien falsch sind. Speziell, Nickellegierungen, von denen wir dachten, sie seien immun? Nicht so sehr. Es gibt Wasserstoffeffekte an der Bindungsschnittstelle, die wir nicht vorhergesagt haben.
Wenn Sie ausgekleidete Rohre für Wasserstoff angeben, und jemand sagt dir das selbstbewusst “Alle Standards sagen, dass es in Ordnung ist,” sei misstrauisch. Wir lernen immer noch. Fordern Sie Testdaten an. Fragen Sie nach Referenzen. Und bauen Sie einen Sicherheitsspielraum ein.
Der Albtraum der Schweißnahtenvorbereitung
Hier ist etwas, das mehr Feldprobleme verursacht als fast alles andere. Wie schließen Sie das ausgekleidete Rohr ab??
Du hast diese wunderschöne Pfeife, perfekte Presspassung, schöne glatte Bohrung. Dann müssen Sie es an die nächste Verbindung oder an eine Armatur anschweißen. Und plötzlich muss man sich mit der Auskleidung am Schweißnahtende auseinandersetzen.
Grundsätzlich gibt es vier Ansätze, und ich habe sie alle scheitern sehen, wenn sie falsch gemacht wurden.
Verfahren 1: Freiliegender Liner. Sie schneiden beide Rohre zurück, Lassen Sie den Liner hervorstehen. Anschließend schweißt man die Außenrohre aus Kohlenstoffstahl zusammen, und dann schweißt man ein Verschlussstück zwischen die Liner. Dadurch erhalten Sie eine durchgehende CRA-Oberfläche. Es ist schön, wenn es richtig gemacht wird. Aber es ist langsam, es erfordert hochqualifizierte Schweißer, und man muss das Fit-up perfekt hinbekommen. Ich habe mehr als ein paar Feldausfälle gesehen, bei denen die Schweißnaht gerissen ist, weil jemand den Spalt falsch eingestellt hat.
Verfahren 2: Overlay-Schweißen. Zuerst schweißen Sie die Verbindung aus Kohlenstoffstahl, Dann gehen Sie hinein und schweißen den freigelegten Kohlenstoffstahl mit CRA-Zusatzwerkstoff übereinander. Das geht schneller, verzeihender bei Montageproblemen. Aber jetzt haben Sie einen Übergang von der ursprünglichen Auskleidung zur Schweißauflage. Wenn dieser Übergang nicht reibungslos verläuft, Du hast einen Spalt. Und in Spalten beginnt Korrosion.
Verfahren 3: Verschweißte Enden. Einige Hersteller liefern Rohre mit einem integral ummantelten Übergang an den Enden. Die letzten etwa 50 mm des Rohrs sind tatsächlich metallurgisch verkleidet und nicht mechanisch ausgekleidet. Sie schweißen den Kohlenstoffstahl, und das plattierte Ende schützt den Schweißbereich. Dies ist mein bevorzugter Ansatz für den kritischen Service. Es kostet im Voraus mehr, Aber es spart ein Vermögen an Schweißzeit vor Ort.
Verfahren 4: Innenärmel. Sie schweißen den Kohlenstoffstahl, Dann setzen Sie eine separate CRA-Hülse ein, die die Verbindung überspannt, und verschweißen sie an beiden Enden. Dies kommt häufig bei Nachrüstungen vor. Aber jetzt haben Sie pro Verbindung zwei umlaufende Dichtungsschweißnähte, und jedes davon ist ein potenzieller Leckpfad.
Ich hatte ein Projekt in der Nordsee, bei dem der Auftragnehmer beschloss, Geld zu sparen, indem er freiliegende Auskleidungen mit ungelernten Schweißern einsetzte. Erster Drucktest, Wir hatten Lecks bei 30% der Gelenke. Die Nacharbeit kostete das Dreifache dessen, was ein ordnungsgemäßes Auftragschweißen im Voraus gekostet hätte.
Die Inspektionsfalle
Hier ist noch einer. Wie prüfen Sie mechanisch ausgekleidete Rohre nach der Installation??
Man kann nicht einfach ein normales intelligentes Schwein betreiben. Die meisten Inspektionswerkzeuge sind für Vollwandrohre konzipiert. Sie messen die Wandstärke oder suchen nach Metallverlusten. Aber in ausgekleidetem Rohr, Du hast zwei Schichten, und die Verbindung zwischen ihnen ist nicht einfach magnetisch oder per Ultraschall.
Ich habe vor ein paar Jahren mit einem Pipelinebetreiber zusammengearbeitet, der ein Standard-Magnetflussstreugerät durch sein ausgekleidetes Rohr laufen ließ. Das Tool hat berichtet “Wandverlust” an mehreren Standorten. Sie haben das Rohr ausgegraben, Abschnitte ausschneiden, und nichts gefunden. Das Werkzeug erkannte die Schnittstelle zwischen der Auskleidung und dem Außenrohr als Defekt.
Was Sie tatsächlich benötigen, sind spezielle Ultraschallgeräte, die zwischen den Schichten unterscheiden können. Und selbst dann, Sie suchen vor allem nach einer Ablösung oder Knickung des Liners, keine herkömmliche Korrosion. Die Inspektionswelt hat mit der ausgekleideten Rohrtechnologie noch nicht ganz Schritt gehalten.
Wenn Sie ausgekleidete Rohre an einer kritischen Stelle verlegen, ist eine kontinuierliche Überwachung der Integrität erforderlich, Denken Sie vorher darüber nach. Können Sie die benötigten Inspektionstools ausführen?? Ist die Pipeline für den Werkzeugzugriff ausgelegt?? Oder wollen Sie den Zustand der Auskleidung erraten? 10 Jahre?
Die persönliche Geschichte, die meine Meinung geändert hat
Lassen Sie mich Ihnen von einem Job in Westafrika erzählen. Deepwater-Projekt, namhafter Betreiber, alle technischen Ressourcen, die Sie sich vorstellen können. Sie hatten ein 825-ausgekleidetes Rohr für eine Fließleitung für den Heißtransport spezifiziert, saure Produktion. Auf dem Papier sah alles richtig aus.
Aber als die erste Lieferung Pfeife ankam, Unser Inspektionsteam hat etwas Seltsames bemerkt. Die Lineroberfläche wies ein leichtes Verfärbungsmuster auf. Fast wie Wasserzeichen. Der Hersteller sagte, es handele sich nur um Gebrauchsspuren, keine große Sache.
Ich bin rausgeflogen, um es mir selbst anzusehen. Mit einem tragbaren Härteprüfgerät konnte ich den Liner in ca 50 Standorte. Die Härte war konstant, Das war gut. Aber diese Markierungen gefielen mir immer noch nicht.
Am Ende haben wir eine Probe aus einem davon herausgeschnitten “verdächtig” Rohre und deren Versand zur Metallographie. Was wir fanden, war überraschend. Während des hydraulischen Expansionsprozesses, Die Druckflüssigkeit war verunreinigt. In der Lineroberfläche hatten sich mikroskopisch kleine Partikel festgesetzt. Nichts, was die Korrosionsleistung kurzfristig beeinträchtigt hätte. Aber in einem hohen Chloridgehalt, Hochtemperaturumgebung? Diese eingebetteten Partikel könnten zu Ausgangspunkten für Lochfraß werden.
Wir haben die gesamte Charge abgelehnt. Der Hersteller war wütend. Der Projektzeitplan wurde ins Wanken gebracht. Aber drei Jahre später, als dieser Bereich online ging und mit der Produktion begann, Ich erhielt einen Anruf vom Integritätsmanager des Betreibers. In anderen Teilen der Anlage gab es einige Korrosionsprobleme, aber das ausgekleidete Rohr? Perfekt. Keine einzige Grube.
Diese Erfahrung hat mich etwas gelehrt. Der Unterschied zwischen einem gut ausgekleideten Rohr und einem großartig ausgekleideten Rohr liegt nicht immer in der Spezifikation. Es liegt in der Prozesssteuerung. Es liegt an der Sauberkeit. Es liegt in der Liebe zum Detail bei der Herstellung.
Die Kostenfrage beantwortet niemand ehrlich
Die Leute fragen mich ständig: “Wie viel günstiger ist ein mechanisch ausgekleidetes Rohr als ein massives CRA??”
Die ehrliche Antwort ist: es kommt darauf an, und jeder, der dir eine einzelne Nummer nennt, lügt.
Für einen Standard-12-Zoll-Plan 40 Rohr aus 316L, ausgekleidetes Rohr könnte sein 40% günstiger als massives 316L. Aber für ein dickwandiges 20-Zoll-Rohr 625, Die Einsparungen können sein 70% oder mehr. Je dicker die Kohlenstoffstahlunterlage ist, desto mehr sparen Sie, weil Sie teure Legierungen durch billigen Kohlenstoffstahl ersetzen.
Aber hier ist die Falle. Die Installationskosten sind unterschiedlich. Das Schweißen ausgekleideter Rohre dauert länger. Die Inspektion ist komplizierter. Armaturen und Flansche erfordern besondere Aufmerksamkeit. Daher kann Ihr Installationskostenverhältnis von Ihrem Materialkostenverhältnis abweichen.
Ich rate meinen Kunden immer, einen Vergleich der Gesamtinstallationskosten durchzuführen, nicht nur ein Materialkostenvergleich. Und berücksichtigen Sie die Kosten eines möglichen Ausfalls. Für ein geringes Risiko, Niedertemperatur-Wassereinspritzleitung, Ein ausgekleidetes Rohr ist ein Kinderspiel. Für eine hohe Temperatur, Hochdruck-Sauergasleitung mit eingeschränktem Zugang für Reparaturen, Vielleicht sieht eine solide CRA wieder attraktiv aus.
Die Zukunft und warum ich mir Sorgen mache
Ich werde ehrlich zu dir sein. Die ausgekleidete Rohrindustrie steht derzeit vor einigen Herausforderungen.
Zuerst, Rohstoffverfügbarkeit. Der Markt für Nickellegierungen ist seit Jahren volatil. Lieferzeiten für 825 und 625 strecken sich aus. Einige Projekte warten 12 Monate oder länger für Linermaterialien. Das drängt die Menschen zu weniger geeigneten Alternativen oder zu Anbietern mit fragwürdiger Qualität.
Zweite, Fachkräftemangel. Die Leute, die sich wirklich mit ausgekleideten Rohren auskennen – der Metallurgie, die Herstellung, die Fehlermodi – gehen in den Ruhestand. Ich bin 58, und ich gehöre zu den jüngeren Leuten in der Fehleranalyse-Community. Das institutionelle Wissen verschwindet, und ich bin mir nicht sicher, ob die nächste Generation bereit ist, es zu fangen.
Dritte, die Wasserstofffrage. Wenn der Wasserstofftransport so ankommt, wie alle es vorhergesagt haben, Wir werden enorme Mengen ausgekleideter Rohre benötigen. Aber wir verstehen die langfristige Leistung noch nicht vollständig. Es finden Forschungsprogramme statt, aber sie brauchen Zeit. Ich befürchte, dass der kommerzielle Druck das technische Verständnis übersteigt.
Und viertens, der Qualitätsdruck. Es gibt Hersteller, die Abstriche machen. Verwendung minderwertiger Linermaterialien, Verringerung des Expansionsdrucks, Überspringen von Qualitätsprüfungen. Sie kommen damit durch, weil das Rohr die Erstprüfung besteht. Aber 5 Jahre später, Jemand wird ein sehr teures Problem haben.
Meine Faustregeln
Nach 22 Jahre, Ich habe dies auf ein paar einfache Regeln reduziert. Sie werden die richtige Technik nicht ersetzen, Aber sie werden Sie vor Ärger bewahren, während Sie die richtige Technik durchführen.
Regel 1: Wenn Sie den minimalen Kontaktdruck nicht für alle erwarteten Bedingungen berechnen können, Sie haben den Entwurf noch nicht fertiggestellt.
Regel 2: Die Dicke der Auskleidung ist Ihr Korrosionszuschlag. Wenn Sie 2,5 mm angeben, Das ist es, was du bekommst. Gehen Sie nicht davon aus, dass Sie eine Marge haben.
Regel 3: Schweißenden sind die Schwachstelle. Gib dort Geld aus.
Regel 4: Wenn der Preis zu schön ist, um wahr zu sein, jemand überspringt etwas.
Regel 5: Sprechen Sie mit den Leuten, die die Pfeife hergestellt haben, nicht nur der Vertriebsmitarbeiter. Fragen Sie nach deren Prozesskontrolle. Fragen Sie nach deren Ablehnungsquoten. Fragen Sie nach ihrer letzten Fehleruntersuchung.
Regel 6: Für kritischen Service, Schneiden und testen Sie mindestens eine Produktionsverbindung, bevor Sie die gesamte Charge akzeptieren. Es ist eine günstige Versicherung.
Ein aktuelles Beispiel, das mich demütig macht
Letztes Jahr, Ich habe bei einem Projekt im Nahen Osten beraten. Riesiges Gasfeld, hoher CO₂-Gehalt, mäßiges H₂S, Temperaturen um die 120°C. Der Kunde hatte ein 825-ausgekleidetes Rohr spezifiziert, 3mm Liner, alles sah gut aus.
Aber während der detaillierten Designprüfung, Mir ist etwas aufgefallen. Die Pipeline bestand aus mehreren Abschnitten, die mittels Aufrollen verlegt wurden. Die Pfeife wurde auf eine große Trommel gespult, transportiert, dann während der Installation begradigt.
Niemand hatte überprüft, welche Auswirkungen diese Biegung auf den Anpressdruck des Liners hat.
Wir haben eine schnelle FEA durchgeführt. Beim Aufrollen, Die Druckspannungen an der Innenseite der Biegung waren so hoch, dass es im Herstellungszustand zu lokalen Knickungen der Auskleidung kam. Nicht während des Betriebs – während der Installation.
Am Ende haben wir das Rohr mit einer dickeren Auskleidung und einem modifizierten Expansionsprozess neu qualifiziert, um den anfänglichen Kontaktdruck zu erhöhen. Dadurch kamen Kosten und Zeitplan hinzu. Aber wenn wir es nicht erwischt hätten, Dieses Rohr hätte lose Auskleidungen gehabt, bevor es überhaupt den Meeresboden erreicht hätte.
Der Punkt ist, Ausgekleidetes Rohr ist nicht nur eine Materialauswahl. Es ist ein System. Man muss über jede Phase seines Lebens nachdenken: Herstellung, Transport, Installation, Betrieb, Inspektion. Jede Phase übt unterschiedliche Belastungen auf diese mechanische Verbindung aus.
Das Fazit
Mechanisch ausgekleidete Rohre sind bei richtiger Anwendung eine brillante Lösung. Es hat der Branche im Vergleich zu soliden CRA-Lösungen Milliarden von Dollar gespart. Es hat Projekte ermöglicht, die sonst wirtschaftlich unmöglich gewesen wären.
Aber es ist keine Zauberei. Es ist kein Ersatz dafür, dass Sie verstehen, was Sie tun. Die Verbindung zwischen Liner und Außenrohr erfolgt mechanisch, nicht metallurgisch. Es hat Grenzen. Es gibt Fehlermodi. Es verlangt Respekt.
Technische Analysediagramme für die Auswahl mechanisch ausgekleideter Rohre
Fehlausrichtung des Ankerkäfigs: Vorher vs. Nachher Gießen
Das passiert immer wieder, wenn Sie keine Top-Vorlage verwenden. Beim Betonieren verschiebt sich der Käfig.
PLANANSICHT - Spitze der Stiftung
(NACH UNTEN SCHAUEN)
SOLL-POSITION IST-POSITION
(Spec: ±1/8" Toleranz) (Was wir in SC gefunden haben: 1.5" Schicht)
N N
| |
| |
W-----+-----E W-----+-----E
| | X
| | X
S S X
XXX
Cage shifted SE
ANCHOR BOLT CIRCLE
(12 Schraubenmuster vereinfacht dargestellt)
Gewünscht: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
Found: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X X X
(3 Bolzen außer Position)
Die Mathematik dazu? Exzentrizität e = 1.5 Zoll. Auf einem 120-Fuß-Monopol, diese Exzentrizität schafft ein zusätzliches Moment:
Wobei P die vertikale Last ist. Für ein Turmgewicht von 50 Kip, das ist ein Extra 6,250 ft-lbs Biegung an der Basis, für die niemand gedacht ist. Der Turm steht nie gerade. Es ist lehnend geboren.
Lotmessung: Der 3-Gesichter-Check
Die meisten Besatzungen kontrollieren von zwei Seiten. Auf einem dreieckigen Turm, das ist nicht genug. Hier erfahren Sie, warum:
ABSCHNITT A-A DURCH DEN TURM
(BLICK VON OBEN NACH UNTEN)
Gesicht A
/\
/ \
/ \
/ \
/ \
/ \
/ \
/ \
\ /
\ /
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\/
Face C Face B
MEASUREMENT POINTS:
Theodolitpositionen in 120°-Intervallen:
Position 1: Sight along Face A
Position 2: Um 120° drehen, sight along Face B
Position 3: Um 120° drehen, sight along Face C
DEFLECTION READINGS (Zoll oben):
Turm "A" (Sieht von zwei Seiten gerade aus):
Gesicht A: +1.0" (neigt sich nach Norden)
Gesicht B: +0.5" (lehnt sich nach NE)
Gesicht C: -1.5" (lehnt sich nach SW) ← Problem!
Durchschnittliche Durchbiegung = (1.0 + 0.5 - 1.5)/3 = 0.0
Aber maximale Abweichung = 1.5" → Twist present
Tower "B" (Eigentlich gerade):
Gesicht A: +0.2"
Gesicht B: +0.1"
Gesicht C: -0.3"
Durchschnitt = 0.0, max = 0.3" ✓
Die Drehung in Turm A bringt Torsion in jede Verbindung. Schrauben auf Seite C nehmen mehr Scherung auf als vorgesehen. Das ist ein Ermüdungsversagen, das darauf wartet, passiert zu werden.
Turn-of-Nut-Methode: Verlauf der Schraubenspannung
Das passiert im Inneren einer Schraube, wenn man sie richtig anzieht:
SCHRAUBENSPANNUNG vs. MUTTERDREHUNG (Für A325-Bolzen, 3/4" Durchmesser x 4" lang) Tension ^ | X <-- Finale: 1/3 drehen | X (~28.000 Pfund) | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X |X <-- Eng anliegend (~1.000 Pfund) +------------------------------------> Drehung 0 1/8 1/4 3/8 1/2 5/8 3/4 (dreht sich) WIE SICH DER SCHRAUBENSCHLÜSSEL ANFÜHLT: Eng anliegend: "Kontakt... noch ein bisschen..." 1/8 drehen: "Fest werden..." 1/4 drehen: "Das ist mühsam..." 1/3 drehen: "GRUNZEN. Okay, that's done." GEFAHRENBEREICH (Überdreht): 1/2 drehen: "Warum wird es einfacher?? Oh Scheiße" (Bolzen ergibt, dauerhafte Dehnung, reduzierte Klemmkraft)
Der Drehmomentschlüssel liegt. Temperatur, Schmierung, Gewindezustand – alle wirken sich auf das Drehmoment aus. Aber Stretch ist Stretch. Bei der Turn-of-Mutter-Methode ist die Reibung egal.
Kabelthermische Bewegung: Warum Sie Serviceschleifen benötigen
Temperaturveränderungen führen dazu, dass sich Kabel ausdehnen und zusammenziehen. Das passiert, wenn man es nicht zulässt:
VERTIKALE KABELVERLAUF - 100 FT-HÖHE
(Winter- vs. Sommerposition)
Oberer Anschluss. Oberer Anschluss
| |
| |
| Winter (-20° F) | Sommer (+100° F)
| Kabel gekürzt | Kabel verlängert
| |
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| ___/ Service
| / Schleife
| / nimmt auf
| / locker
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| /
| /
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| /
| /
| /
|/
Bottom Connector Bottom Connector
CABLE LENGTH CHANGE:
ΔL = L × α × ΔT
For L = 100 ft = 1200 inches
α (Kupfer) ≈ 9.4 × 10⁻⁶ /°F
ΔT = 120°F (von -20°F bis +100°F)
ΔL = 1200 × 9,4e-6 × 120 = 1.35 inches
Without service loop: Das 1.35 Zoll zieht den Stecker.
Mit Serviceschleife: Schleife öffnet/schließt, Stecker bleibt an Ort und Stelle.
Die von mir erwähnte Website in Arizona? Sie hatten keine Schleifen. Winternacht, -20°F Kälteeinbruch (selten, aber passiert). Kabel sind geschrumpft 1.5 Zoll. Drei Stecker sind direkt von den Buchsen abgerissen. Funkstille um 3 BIN. Der Kunde war nicht zufrieden.
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