Die Anwendungsfälle unterschiedlicher Reihen mit Wanddicken in den Größenstandards für Edelstahlrohre

Die Wanddickenreihe von Edelstahlrohren ist einer der Kernparameter für die Rohrleitungsgestaltung und -auswahl. Unterschiedliche Normsysteme (z. B. imperiale und metrische) haben verschiedene Methoden zur Einteilung und Benennung der Wanddicke, und ihre Entwurfsabsichten sind direkt mit Anwendungsfällen verbunden. Im Folgenden wird eine detaillierte Analyse aus drei Aspekten durchgeführt: Normsystem, Bedeutung der Wanddickenreihe und Anwendungsfälle:

1. Imperiale Norm: SCH (Schedule) - Reihe

Anwendbare Normen: ASME B36.10/ASME B36.19 (amerikanische Norm für nahtlose/geschweißte Rohre), API 5L (Rohrleitung), usw.

Kernlogik: Die Wanddicke wird auf der Grundlage der Nenn-Druckstufen eingeteilt und durch SCHXX dargestellt (wobei XX eine Zahl ist). Je größer der Wert, desto größer ist die Wanddicke und desto höher ist die Druckfestigkeit.

1. Berechnungsmethode der SCH - Reihe

Abbildung 1

Die zulässige Spannung hängt von der Temperatur und der Stärke des Materials ab (z. B. beträgt die zulässige Spannung von 304 - Edelstahl bei Raumtemperatur etwa 13700 psi).

Allgemeine SCH-Serie: SCH5, SCH10, SCH20, SCH30, SCH40, SCH60, SCH80, SCH100, SCH120, SCH140, SCH160.

2. Typische Wanddicken und Anwendungsfälle

Abbildung 2

3. Vorsichtsmaßnahmen

Der Unterschied zwischen mit S und ohne S:

S (z. B. SCH10S, 40S): geeignet für Edelstahlrohre, mit höheren zulässigen Spannungswerten für die Wanddickenberechnung und dünneren Wänden als Kohlenstoffstahlrohre bei gleichem SCH-Wert.

Ohne S (z. B. SCH10, 40): standardmäßig geeignet für Kohlenstoffstahlrohre, größere Wanddicke.

Beziehung zum Nenndurchmesser (NPS): Bei gleichem SCH-Wert ist die tatsächliche Wanddicke umso größer, je größer der Rohrdurchmesser ist (z. B. hat SCH40 für NPS 12 eine Wanddicke von 4,57 mm, viel dicker als 3,56 mm für NPS 4).

2. Metrisches Standard: Wanddickenklasse (z. B. GB/T 17395)

Anwendbare Standards: GB/T 14976 (Nahtlose Edelstahlrohre), GB/T 12771 (Geschweißte Edelstahlrohre) usw.

Schlüssellogik: Direkt mit **Nennwanddicke (mm)** gekennzeichnet, einige Standards beziehen sich auf die britische SCH-Serie und wandeln sie in ganze Wanddicken um, um die Verarbeitung und Messung zu erleichtern.

1. Klassifizierung der Wanddickenreihen

Dünnwandige Reihe: Wanddicke ≤ 3 mm, z. B. 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm.

Anwendungen: Dekorationsbau (z. B. Geländer, Möbel), Lebensmittel- und pharmazeutische Anlagen (erfordern glatte Innenwände), Niederdruck-Flüssigkeitsleitungen (z. B. Trinkwasser, Druckluft).

Mittelwandige Reihe: 3 mm < Wanddicke ≤ 8 mm, z. B. 4.0 mm, 5.0 mm, 6.0 mm, 8.0 mm.

Anwendung: Industrielle Leitungen (z. B. Transport von chemischen Medien, Kältewasserleitungen für Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen), mechanische Strukturbauteile (z. B. Wellenbuchsen, Hydraulikzylinder).

Dickwandige Reihe: Wanddicke > 8 mm, z. B. 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm und darüber.

Anwendungen: Hochdruckbehälter (z. B. Reaktoranschlüsse), Unterwasserleitungen, Leitungen für die Nuklearindustrie (erfordern Strahlenbeständigkeit und Hochdruck), große strukturelle Stützen (z. B. Brücken, Stahlbauwerke von Gebäuden).

2. Entsprechende Beziehung zur britischen SCH-Reihe

Bild 3

3. Spezielle Wanddickenreihe und industrielle Anwendungen

1. Chemische Industrie: Normen wie HG/T 20537

Dünnwandiges Edelstahlrohr (Wanddicke 1,5 - 3 mm): Wird für den Transport von hochreinen Gasen und pharmazeutischen Flüssigkeiten (z. B. Injektionswasserleitungen) verwendet. Die Innenwand muss poliert werden (Ra ≤ 0,8 μm), um die Rückhaltung und Verschmutzung des Mediums zu vermeiden.

Dickwandiges Legierungsstahlrohr (z. B. 316L + SCH80): Wird für Medien mit starken Säuren (z. B. Schwefelsäure, Salzsäure) oder bei hohen Temperaturen (>500 °C) verwendet. Es muss mit Korrosionszulage ausgelegt werden (z. B. zusätzliche Wanddicke von 1 - 2 mm).

2. Öl- und Gasindustrie: API 5L X-Serie

Wanddicke der Rohrleitungen: Klassifiziert nach PSL1/PSL2. Die Wanddicke nimmt mit der Zunahme der Stahlgüte (z. B. X52, X65) und des Förderdrucks zu. Beispielsweise kann eine Gasleitung der Stahlgüte X65 (Druck 10 MPa) eine Wanddicke von 12,7 mm haben, was der amerikanischen SCH120-Klassifizierung entspricht.

Untersee-Pipeline: Zusätzliche Wandstärke ist erforderlich, um dem äußeren Wasserdruck zu widerstehen (z. B. wenn die Wassertiefe 1000 Meter beträgt und der äußere Druck etwa 10 MPa beträgt, ist eine Wandstärke von 20 mm oder mehr erforderlich).

3. Bau- und Dekorationsindustrie: GB/T 18705

Extrem dünnwandiges Edelstahlrohr (Wandstärke 0,8 - 1,2 mm): Wird für innere dekorative Geländer und Handläufe verwendet. Es muss Ästhetik und geringe Traglast (z. B. die Last beim Anlehnen von Menschen) ausbalancieren. Oft wird Edelstahl 304 verwendet, um Fingerabdruckkorrosion zu verhindern.

4. Luft- und Raumfahrt- sowie Kernkraftindustrie

Maßgeschneidertes dickwandiges Rohr: Mit einer Wandstärke von über 30 mm wird es mithilfe der nahtlosen Extrusionstechnik hergestellt und wird für Raketentreibstoff-Förderleitungen (erfordert Widerstand gegen ultrahohen Druck und tiefe Temperaturen) und Kühlmittelleitungen von Kernreaktoren (erfordert Widerstand gegen Strahlung und Hochtemperaturkriechen) verwendet.

4. Kernfaktoren für die Auswahl der Wandstärke

1. Druck und Temperatur:

Je höher der Druck, desto größer muss die Wandstärke sein (siehe die Druck-Temperatur-Tabelle in der ASME B31.3 Prozessrohrleitungsnorm).

Die Festigkeit des Materials nimmt bei hohen Temperaturen ab, und es ist erforderlich, die Wandstärke zu erhöhen, um dies auszugleichen (z. B. beträgt die zulässige Spannung von 310S Edelstahl bei 800 °C nur ein Drittel derjenigen bei Raumtemperatur).

2. Mediumeigenschaften:

Bei korrosiven Medien (z. B. Meerwasser, Säurelösung) muss ein Korrosionszuschlag vorgesehen werden (in der Regel wird die Wandstärke um 1 - 3 mm erhöht).

Bei Medien mit hoher Viskosität oder Partikeln (z. B. Schlamm) muss die Erosion und Verschleiß berücksichtigt werden, und es sollten dickwandige oder mit verschleißfestem Material ausgekleidete Rohre gewählt werden (z. B. Bimetall-Verbundrohre).

3. Installationsumgebung:

Erdbefestigte Rohrleitungen müssen den Bodenkräften widerstehen, und ihre Wandstärke ist in der Regel 1 - 2 Stufen dicker als die von Oberleitungen.

In schwingenden Umgebungen (z. B. an Kompressorauslassrohrleitungen) muss die Wandstärke erhöht werden, um das Risiko von Ermüdungsbrüchen zu verringern.

5. Vergleichsbeispiel chinesischer und ausländischer Standards (Beispiel: DN100)

Bild 4

Zusammenfassung

Das Wesen der Wanddickenreihe von Edelstahlrohren liegt in der ausgeglichenen Gestaltung des Druckfestigkeitsumfelds:

Dünnwandige Rohre: Schwerpunkt auf wirtschaftliche Kosten und Leichtbauweise (z. B. bei zivilen und dekorativen Anwendungen);

Mittelwandige Rohre: Ausgleich zwischen Leistung und universellen Anforderungen (z. B. bei den meisten industriellen Rohrleitungen);

Dickwandige Rohre: Schwerpunkt auf Sicherheit unter extremen Betriebsbedingungen wie Hochdruck, Korrosion und hoher Belastung.

Bei der tatsächlichen Auswahl ist es notwendig, Standardspezifikationen (z. B. ASME, GB), Rechensoftware (z. B. CAESAR II Spannungsanalyse) und Branchenerfahrung zu kombinieren, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Rohrsystems zu gewährleisten.

Schlagwörter: Imperial Standard: SCH (Schedule) Series , Metrisches Standard: Wanddickenklasse (z. B. GB/T 17395) , Serie mit spezieller Wanddicke und Industrieeinsätze