クラッド管継手

 

 

クラッド管継手は、ラインが 2 つの異なる機能を同時に必要とする配管システムで使用されます。機械的強度裏打ち鋼材から耐食性内部からCRA層。ほとんどの場合、外側の本体は圧力と構造的負荷に耐えますが、内側の合金層は濡れた表面を次のような腐食性媒体から保護します。H₂S, CO₂、塩化物、酸性水、または化学的に攻撃的なプロセス流体。

 

このため、腐食が深刻であるものの、完全な固体合金構造が経済的に必ずしも正当化されるわけではないプロジェクトでクラッド継手がより頻繁に使用されるのです。{0}}そういう意味では実践的なのは、クラッドパイプの意味フィッティングにおける「2 つの金属の結合」は単に「2 つの金属を組み合わせたもの」ではありません。を分離する設計アプローチです。圧力関数からの耐食性-機能次に、成形、溶接、検査中に 2 つをどのように組み合わせるかを制御します。

 

 

クラッド管継手では、CRA層単に表面処理として加えるだけではありません。その後も機能的に継続しなければなりません。成形、ベベル準備、溶接、検査したがって、接合ルートは製造動作と最終サービスの信頼性の両方に直接影響します。

 

クラッド継手に使用される主な工法には次のものがあります。爆発結合, 肉盛溶接, 熱間圧延接着、 そしてメカニカルライニング。 4 つの方法はいずれも耐食性合金と炭素鋼または低合金の裏材を組み合わせていますが、-絆の完全性, CRA厚さの制御, 成形適性、 そして溶接遷移の処理.

 

プロセス	技術的特徴	一般的な使用範囲
爆着	CRA層と裏当て鋼の間に強力な冶金的結合を形成します。フィッティングがクラッド プレートから形成され、堅牢な接合界面が必要な場合によく使用されます。	大径-エルボ、ティー、レデューサー、重量-壁金具
肉盛溶接（被覆）	CRA層を自動溶接で成膜します。合金の選択と局所的な厚さの制御に柔軟性を提供しますが、パフォーマンスは条件に依存します。希釈、堆積された化学的性質、およびオーバーレイの一貫性。	小型-から中型-サイズの継手、フランジ、分岐部品
ホットロールボンディング	圧延時の熱と圧力下で CRA と母材を接着し、後の成形に適したクラッド板を製造します。	エルボ、成形継手、容器{0}}関連コンポーネント
メカニカルライニング	CRAライナーをバッキングスチールの内側に挿入して拡張します。冶金被覆ルートよりも、サービス条件とプロジェクトの受け入れ方針に大きく依存します。	中程度の圧力または選択されたライニング システム

 

各方法は、生産と検査に異なる影響を及ぼします。例えば、爆発-結合そして熱間圧延接着材料は通常、次の点で判断されます。絆の完全性品質を形成しながら、肉盛溶接システムには細心の注意が必要ですオーバーレイの厚さ, 希釈、および最終的に堆積された合金の化学的性質。メカニカルライニング一部のシステムでは適切な場合もありますが、プロジェクトに厳しい周期的荷重、要求の厳しい溶接遷移、またはより厳しい内部腐食の連続性要件が含まれる場合は、通常、より慎重に検討されます。

 

実際上、接合ルートは製造上の些細な詳細として扱われるべきではありません。それは以下に影響を与えます:

• フィッティングがどのように形成されるか
• ベベルとカットバックの準備方法
• 溶接の資格はどのように認定されるのか
• どのような検査方法が必要か
• CRA バリアがリリース前にどのように評価されるか

 

そのため、結合方法はプロジェクトの内容と一致していなければなりません。サービス環境, 設計温度, 圧力レベル、 そして製造ルート、可用性だけで選ばれるのではなく。

 

クラッド管継手は、内部腐食-耐性バリア方向の変更、分岐接続、サイズの移行、および端の閉鎖を通じて連続的に行われます。実際のパイプラインおよびプロセス システムでは、最も一般的なタイプはエルボ、ティー、レデューサー、キャップ、およびクラッド フランジです。正確な標準基準は、フィッティングタイプ, サービスクラス, 基材、 そしてCRA建設ルート.

 

継手の種類	代表的な機能	共通の基準ベース	テクニカルノート
肘（45度/90度、LR/SR）	屈曲部での CRA の連続性を維持しながら流れの方向を変更します	一般的にはASME B16.9突合せ溶接継手用-。プロジェクト-固有のマテリアルベースが続く場合がありますASTM A234 / A403 / B366ベーススチールとCRAシステムに応じて	方向変更を内部腐食保護および溶接遷移の制御と組み合わせる必要がある場合に使用されます。
ティー	接液面を保護しながら幹線から分岐出口を作成	一般的にはASME B16.9;より強度の高いパイプライン アプリケーションの場合は、プロジェクト仕様も参照される場合があります。{0}MSS SP-75設計ベースに応じて	分岐エリアは流れの乱れや局所的な腐食の影響を受けやすいことが多いため、CRA の連続性が重要です
減速機（同心・偏心）	内部耐腐食性の流路を維持しながら、さまざまなサイズのパイプを接続します-	一般的にはASME B16.9;材料参照はバッキングスチールと CRA の組み合わせによって異なります	不一致や局所的な乱流を避けるために、ボアの移行と内部プロファイルをより厳密に制御する必要があります
キャップ	腐食性のサービスラインまたはスプールセクションの端を閉じる-	一般的にはASME B16.9プロジェクト固有のマテリアルベースで-	エンドクロージャーが圧力完全性と内部耐食性の両方を保持する必要がある場合に使用されます。
クラッドフランジ	接液面またはボア領域に CRA 保護を備えたボルト接続を提供します	通常は次のように設計されていますASME B16.5またはASME B16.47、材料と被覆の要件はプロジェクト仕様によって個別に定義されます	フランジは突合せ溶接継手とは別に検討する必要があります。{0}フェーシングのタイプ、ボア、CRA 表面処理はすべてサービス パフォーマンスに影響するためです。{0}

 

クラッド突合せ溶接継手の場合、寸法標準は通常、次のことに基づいています。{0}ASME B16.9、一方、基材/CRA材構造に応じて、異なる ASTM 仕様に従う場合があります。高強度のパイプライン サービスの場合、-MSS SP-75プロジェクト設計の基礎でパイプライン グレードのフィッティングが必要な場合に適用される場合があります。-クラッド フランジは、エルボやティーと同じ寸法規格の下にグループ化すべきではありません。通常、これらは次の基準に準拠しているためです。ASME B16.5 / B16.47それよりもB16.9.

 

  

 

クラッド管継手の場合、材料の選択は通常、2 つの部分の組み合わせ-: の裏材圧力と構造負荷を支えますが、CRA/裏地素材内部の接液面を腐食から保護します。最終的なフィッティングでは両方を満たす必要があるため、2 つのレイヤーは独立して選択されるのではなく、一緒に選択されます。機械的義務そして耐食性.

 

バック材（母材）	CRA / 裏地素材	一般的な選択ロジック
ASTM A105 / A350 LF2	304L / 316L ステンレス鋼	継手に炭素鋼の強度と溶接性が必要な場合に使用され、一般的なプロセスやユーティリティ サービス向けに中程度の内部耐食性を備えています。{0}
ASTM A694 F52–F65	デュプレックス 2205 / スーパー デュプレックス 2507	塩化物を含む環境や海洋環境での耐性の向上とともに、より高いパイプラインの強度が必要な場合に一般的です。{0}
ASTM A182 F11 / F22	アロイ625 / 825	高温での使用や、より激しい酸っぱいまたは混合腐食状態で、プロセス側でより強力な合金性能が必要な場合に適用されます。{0}
ASTM A516 グラム. 60 / 70	合金 C276 / C22	標準のステンレス グレードでは腐食メカニズムが強すぎる、過酷な化学薬品または船舶関連のサービスに適しています{0}}

 

実際的な観点から言えば、裏当て鋼プロジェクトの圧力クラス、溶接ルート、構造要件と一致する必要があります。CRA層実際の腐食リスク - に応じて選択する必要があります。たとえば、塩化物-による孔食, サワー-ガスによる腐食, CO₂攻撃、または化学的に攻撃的なプロセス媒体。この構造の利点は、実際に腐食保護が必要な場合にのみより高価な合金を使用しながら、継手がベーススチールの強度と溶接性を維持できることです。

 

クラッド管継手は、必要な形状に合わせて形成されるだけではありません。彼らはまた、CRA層、接合界面、製造サイクル全体にわたる溶接準備領域。つまり、品質管理は仕上がり寸法だけでなく、成形、溶接、最終検査後に継手がプロジェクトの腐食や製造要件を満たせるかどうかによって判断されます。

 

でオクタルパイプ、クラッド継手の品質保証は通常、次の管理点に焦点を当てています。

• 寸法検査適用される規格に照らして継手の形状を確認するため、通常はASME B16.9
• UT / RT必要に応じて、建設ルートに応じて接着領域または溶接関連の完全性を確認します。{0}
• PT/MT重要な領域の表面探傷用
• 静水圧試験プロジェクト要件または ITP によって指定された場合
• CRA厚さ検査製造後に耐食層が必要な範囲内に残っていることを確認する-
• 目視検査はめ込みや溶接リリースに影響を与える可能性のある面取り、内部表面の状態、遷移領域

 

最終リリース パッケージは通常、次のようにサポートされています。MTC、必要に応じて、を含めることもできますPMI, 臨死体験記録、寸法レポート、サードパーティの検査書類など。-被覆継手の場合、承認は母材だけでなく、耐食システムの連続性と品質の証明にも依存するため、この一連の文書が重要になります。-

 

主な利点は、クラッド管継手それは、2 つの機能を 1 つのコンポーネントに組み合わせているということです。ベーススチール構造強度と耐圧能力を備えていますが、{0}内部 CRA 層濡れた表面を腐食性媒体から保護します。このため、ラインに耐食性が必要な場合はクラッド継手が現実的な選択肢となりますが、完全なソリッド -CRA 構造では不必要な合金コストが追加されます。

 

フル CRA フィッティングと比較して、クラッド フィッティングは次の理由で選択されることがよくあります。

• 合金の消費量が減り、プロジェクトコストがより管理される
• 裏打ち鋼による強力な機械的性能
• 内部腐食防止サワーサービス, 海水、その他の攻撃的なメディア
• カスタムフィッティング構成や大規模なパイプラインパッケージに対する柔軟性の向上
• 交換頻度が低くなり、腐食性システムでの耐用年数が長くなります。

 

これが、クラッド継手が広く使用されている理由です。オフショアプラットフォーム, 製油所, 海底動線、 そして化学処理システム圧力の完全性と腐食制御の両方を一緒に考慮する必要があります。

 

クラッド管継手は通常、次のようなラインで使用されます。システム内部は腐食性ですしかし、配管には依然として強度、溶接性、コスト構造が必要です。炭素鋼または低合金鋼-外側に。実際のプロジェクトでは、流体に含まれる可能性があるサービスで最も一般的です。H₂S, CO₂, 塩化物, 生産された水、または時間の経過とともに内部表面を攻撃するその他の腐食性媒体。

 

典型的なアプリケーションには次のものがあります。

• 海洋石油およびガスパイプライン

海水への暴露、酸っぱいサービス、腐食性の井戸流体により内部 CRA 保護が必要となるフローラインや生産配管で使用されます。

• 海底のフローラインとスプールでの{0}}結び目

特にエルボ、ティー、リデューサー、形状の変化と溶接部の濃度により、腐食制御がより敏感になります。

• 陸上の製油所と石油化学装置

腐食性炭化水素、酸性水、または塩化物を含む流れを運ぶプロセス ラインに適用されます。{0}{1}完全な固体合金の継手ではプロジェクト コストが大幅に増加します。

• ガス処理と生成水システム-

パイプラインおよび分岐接続の処理で一般的湿ったガス, 酸性ガス、 または水注入・再注入サービス。

• 淡水化および高塩化物施設ライン-

プロセス側で塩化物が豊富な流体が存在する場合に使用されますが、システムは依然として炭素鋼の構造ベースの恩恵を受けています。{0}

• 選択された発電-そして熱交換器配管-

特に内部腐食が材料の主な課題であるが、ライン全体が完全な固体の CRA 構造を必要としない場合。{0}}

 

実際には、クラッドフィッティングは次のような点で最も価値があります。方向転換, 支店、 そしてサイズの推移、これらは次の領域であるため、流れの乱れ, 溶接継手、 そして腐食にさらされる一緒になることが多いです。通常、内部 CRA レイヤーが最大の技術的違いを生み出すのはここです。

 

クラッド管継手は通常、複数の標準、フィッティングは満足する必要があるため、寸法, 材質/腐食要件、そして時々プロジェクトまたはオフショアサービスのルール同時に。実際には、ASME B16.9通常、突合せ溶接継手の寸法に使用されます。-API 5LDよく参照されるのは、CRA クラッドまたはライニング システム、 そしてNACE MR0175 / ISO 15156で重要になるサワーサービス。陰極防食下のオフショア二重用途の場合、DNV-RP-F112も当てはまるかもしれません。

 

規格・仕様	主な範囲	クラッドパイプ継手にとって重要な理由
ASME B16.9	工場で-製造された突合せ溶接継手-。寸法、公差、マーキング、および一般的な寸法管理をカバーします。	突合せ溶接形式のクラッド エルボ、ティー、レデューサー、キャップの共通寸法基準-
ASME B16.11	鍛造ソケット-溶接およびねじ込み継手。定格、寸法、公差、マーキング、材料要件をカバーします。	プロジェクトに鍛造 SW またはねじ付きクラッド継手の形状が含まれる場合にのみ関連します。
API 5LD	石油および天然ガスパイプライン輸送システム用の CRA クラッド鋼管またはライニング鋼管	クラッドフィッティングを CRA クラッド/ライニングパイプラインシステムのベースと位置合わせしておく必要がある場合に重要
ISO15590-1	パイプライン輸送システム - 突合せ溶接継手-	継手がパイプライン全体の設計基準と一致する必要があるパイプライン プロジェクトでよく参照されます。
NACE MR0175 / ISO 15156	H₂S を含む石油およびガスサービスの材料要件	耐硫化物応力亀裂性を考慮する必要があるサワーサービスレビューでは重要-
DNV-ST-F101	海底パイプラインシステム	被覆継手がより広範な海底パイプライン パッケージの一部であるオフショアおよび海底プロジェクトに関連
DNV-RP-F112	陰極防食下での水素誘起応力亀裂に対する二相ステンレス鋼設計-	CRA層が海中陰極防食サービスで二相ステンレスを使用する場合に関連

 

クラッドパイプ継手は、高級合金ラベルが付いた通常の炭素鋼継手ではありません。彼らです複合圧力成分の構造的役割を組み合わせるように設計されています。裏当て鋼内部の腐食保護付きCRA層。実際のプロジェクトでは、その値はフィッティングがどの程度よく一致するかによって決まります。サービス媒体, 基材, CRAグレード, 接着ルート、 そして製造方法ラインの。そのため、被覆フィッティングのレビューは常にサイズやスケジュールを超えて行う必要があります。継手は、次の場合にのみ技術的に適しています。圧力-を支える本体, 内部腐食バリア、 そして検査トレーサビリティすべてがパイプライン システムの設計ベースと一貫性を保っています。

 

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