Bezešvé a svařované ocelové trubky: Komplexní srovnání výrobních postupů, vlastností a aplikací

Výrobní proces: protlačování vs. tváření a svařování

Hlavní rozdíl mezi bezšvovou a svařovanou ocelovou trubkou spočívá v zásadně odlišných výrobních postupech. Výroba bezšvové trubky začíná pevným válcovitým ocelovým polotovarem, který se zahřeje na vysokou teplotu a poté se prostřednictvím mandrelu protlačí ve středu, čímž vznikne dutý plášť . Tento plášť se následně valcuje a protahuje, dokud nedosáhne požadované délky, průměru a tloušťky stěny, čímž vznikne trubka bez podélného nebo spirálového svařovacího švu . Tento proces se obecně dělí na horké válcování (pro velké průměry a tlusté stěny) a studené válcování nebo tažení (pro vysokou přesnost a hladký povrch) naopak se svařované potrubí vyrábí z ploché ocelové pásky, tzv. skelpu, která je válcováním tvarována do válcovitého tvaru poté jsou podélné okraje spojeny různými svařovacími technikami .

Svařovací metody: ERW, LSAW a další

Konkrétní použitá svařovací metoda je dalším klíčovým faktorem, který rozlišuje jednotlivé typy svařovaného potrubí. Elektrické odporové svařování (ERW) je dominantní metodou pro menší a střední průměry, při níž je mezi okraje tvarovaného válce vedeno vysokofrekvenční elektrické proudové pole, čímž se okraje roztaví a spojí bez přídavného materiálu pro větší průměry a tlustější stěny se používá Podélné svařování pod tavidlem (LSAW) při němž je ocelový plech tvarován do válce a podélný šev je svařen jak zevnitř, tak zvenku variací této metody je Šroubové svařování pod tavidlem (SSAW) , kde je nepřerušený pás oceli tvarován do spirály a svařen, což umožňuje výrobu velmi velkých průměrů a prodloužených délek .

Výkon, náklady a rozměrové charakteristiky

Tyto různé výrobní postupy vedou k odlišným profilům výkonu, nákladů a rozměrů. Bezšvé trubky, které nemají svařovací šev, jsou vnímány jako mající homogenní strukturu a žádný potenciální slabý bod, a nabízejí vyšší mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi . Obecně jsou bezpečnější volbou pro kritické aplikace za vysokého tlaku a vysoké teploty . Nicméně proces válcování a protahování může vést k méně konzistentní tloušťce stěny ve srovnání s přesnou tloušťkou ocelových plechů používaných ke svařování . Svařované trubky jsou naopak obecně levnější na výrobu (o 20–40 % levnější) a širší dostupnost . Moderní svařovací techniky, zejména vysokofrekvenční elektrické odporové svařování (ERW), vytvářejí spoje, jejichž pevnost je rovná nebo vyšší než pevnost základního materiálu svařované potrubí také nabízí přesnější rozměrové tolerance a hladší povrchovou úpravu .

Oblasti použití: vysokotlaké vs. obecné provozní podmínky

Volba mezi bezševovým a svařovaným potrubím je určena konkrétními požadavky daného použití. Bezševové potrubí je vyžadováno nebo silně doporučováno pro vysokotlaká použití, jako jsou rafinérie a hydraulické válce, provoz za vysokých teplot nad 400 °C , provoz za nízkých teplot pod −46 °C , a prostředí s obsahem kyselého plynu (sour service) je ideální pro potrubní systémy pro přepravu ropy a zemního plynu a pro kritické součásti, jako jsou kotle. Svařované potrubí je obvykle přijatelné a často i preferované pro potrubí velkého průměru (NPS 24+) , konstrukční aplikace (podle ASTM A500, EN 10219) , přepravu vody a nízkotlaké komunální sítě , a projekty, u nichž jsou hlavními kritérii náklady a dodací lhůta v konstrukčních aplikacích neexistuje žádný rozdíl výkonu mezi potrubím svařovaným elektrickým odporem (ERW) a bezševovým ocelovým potrubím .

Shrnutí: Výběr mezi bezšvovou a svařovanou trubkou vyžaduje posouzení požadavků na tlak, teplotu, odolnost proti korozi, rozměry a rozpočet bezšvová trubka je lepší volbou pro kritické, vysokozatížené a korozivní prostředí, zatímco svařovaná trubka nabízí cenově výhodné a univerzální řešení pro většinu běžných aplikací, konstrukčních účelů a aplikací s velkým průměrem .