Διαδικασία κατασκευής: Διάτρηση έναντι Σχηματισμού και Συγκόλλησης
Η βασική διαφορά μεταξύ σωλήνων χωρίς αρμούς και συγκολλημένων σωλήνων χάλυβα έγκειται στις θεμελιώδως διαφορετικές διαδικασίες κατασκευής τους. Η παραγωγή σωλήνων χωρίς αρμούς ξεκινά με ένα στερεό κυλινδρικό κομμάτι χάλυβα (μπιλέτ), το οποίο θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία και στη συνέχεια διατρέχεται στο κέντρο του με έναν μάνδρελ για να δημιουργηθεί μια κοίλη θήκη . Αυτή η θήκη υφίσταται στη συνέχεια κύλιση και επιμήκυνση μέχρι να επιτευχθούν οι απαιτούμενες διαστάσεις μήκους, διαμέτρου και πάχους τοιχώματος, με αποτέλεσμα έναν σωλήνα χωρίς διαμήκη ή ελικοειδή αρμό συγκόλλησης . Αυτή η διαδικασία κατηγοριοποιείται γενικά σε θερμή κύλιση (για μεγάλες διαμέτρους και παχιά τοιχώματα) και ψυχρή κύλιση ή τράβηγμα (για υψηλή ακρίβεια και λείες επιφάνειες) . Αντίθετα, οι συγκολλητοί αγωγοί προέρχονται από επίπεδη λωρίδα χάλυβα, γνωστή ως skelp, η οποία διαμορφώνεται με κύλιση σε κυλινδρικό σχήμα . Στη συνέχεια, οι εγκάρσιες άκρες συγκολλώνται μεταξύ τους με διάφορες τεχνικές συγκόλλησης .
Μέθοδοι Συγκόλλησης: ERW, LSAW και άλλες
Η συγκεκριμένη μέθοδος συγκόλλησης που χρησιμοποιείται αποτελεί ένα ακόμη βασικό κριτήριο διαφοροποίησης μεταξύ των συγκολλητών αγωγών. Ηλεκτρική Αντιστατική Συγκόλληση (ERW) είναι η κυρίαρχη μέθοδος για μικρές και μεσαίες διαμέτρους, όπου υψηλής συχνότητας ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται μεταξύ των άκρων του διαμορφωμένου κυλίνδρου, προκαλώντας την τήξη και τη συγκόλλησή τους χωρίς χρήση μετάλλου πληρώματος . Για μεγαλύτερες διαμέτρους και παχύτερα τοιχώματα, Μακρινή Συγκόλληση με Κρυμμένο Τόξο (LSAW) χρησιμοποιείται, όπου μια χαλύβδινη πλάκα διαμορφώνεται σε κυλινδρικό σχήμα και η μακρινή ραφή συγκολλάται τόσο από το εσωτερικό όσο και από το εξωτερικό . Μια παραλλαγή αυτής είναι Ελικοειδής Υποβρύχια Τόξου Συγκόλληση (SSAW) , όπου μια συνεχής λωρίδα χάλυβα σχηματίζεται ελικοειδώς και συγκολλάται, επιτρέποντας την παραγωγή πολύ μεγάλων διαμέτρων και μεγάλων μηκών .
Απόδοση, Κόστος και Διαστασιακά Χαρακτηριστικά
Αυτές οι διαφορετικές μεθόδους κατασκευής οδηγούν σε διαφορετικά προφίλ απόδοσης, κόστους και διαστάσεων. Οι ασφαλείς σωλήνες, που δεν διαθέτουν συγκόλληση, θεωρούνται ότι έχουν ομοιόμορφη δομή και κανένα δυνητικό σημείο αδυναμίας, προσφέροντας ανώτερες μηχανικές ιδιότητες και αντοχή στη διάβρωση . Είναι γενικά η ασφαλέστερη επιλογή για κρίσιμες, υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας εφαρμογές . Ωστόσο, η διαδικασία κύλινσης και τραβήγματος μπορεί να παράγει λιγότερο συνεκτικό πάχος τοιχώματος σε σύγκριση με το ακριβές πάχος των χαλυβδοελασμάτων που χρησιμοποιούνται για τη συγκόλληση . Αντιθέτως, οι συγκολλημένοι σωλήνες είναι γενικά φθηνότεροι στην κατασκευή (20-40% λιγότερο) και πιο ευρέως διαθέσιμοι . Οι σύγχρονες τεχνικές συγκόλλησης, ιδιαίτερα η συγκόλληση με υψηλή συχνότητα (ERW), παράγουν αρθρώσεις με αντοχή ίση ή μεγαλύτερη από το βασικό μέταλλο . Οι συγκολλημένοι σωλήνες προσφέρουν επίσης στενότερα οριακά εύρη διαστάσεων και λείοτερη επιφανειακή επεξεργασία .
Τομείς Εφαρμογής: Υψηλή Πίεση έναντι Γενικής Χρήσης
Η επιλογή μεταξύ ασφαλών και συγκολλημένων σωλήνων καθορίζεται από τις συγκεκριμένες απαιτήσεις της εφαρμογής. Οι ασφαλείς σωλήνες είναι υποχρεωτικοί ή εντονότερα προτιμώμενοι για εφαρμογές υψηλής πίεσης, όπως στις διυλιστικές εγκαταστάσεις και τους υδραυλικούς κυλίνδρους, καθώς και για χρήση σε υψηλές θερμοκρασίες πάνω από 400°C , χρήση σε χαμηλές θερμοκρασίες κάτω των -46°C , και περιβάλλοντα με θερμό υδρόθειο (sour service) . Είναι ιδανικοί για αγωγούς μεταφοράς πετρελαίου και φυσικού αερίου και για κρίσιμα εξαρτήματα, όπως σωλήνες λέβητα. Οι συγκολλημένοι σωλήνες είναι συνήθως αποδεκτοί και συχνά προτιμώμενοι για αγωγούς μεγάλης διαμέτρου (NPS 24+) , δομικές εφαρμογές (σύμφωνα με το ASTM A500, EN 10219) , μεταφορά νερού και υπηρεσίες χαμηλής πίεσης , και έργα όπου το κόστος και οι χρόνοι παράδοσης είναι οι κύριοι παράγοντες καθορισμού . Σε δομικές εφαρμογές, δεν υπάρχει διαφορά απόδοσης μεταξύ σωλήνων ERW και ασφαλών σωλήνων από χάλυβα .
Συνοψίζοντας, η επιλογή μεταξύ ασφαλών και συγκολλημένων σωλήνων απαιτεί την αξιολόγηση των απαιτήσεων σε πίεση, θερμοκρασία, αντοχή στη διάβρωση, διαστάσεων και προϋπολογισμού οι ασφαλείς σωλήνες αποτελούν την ανώτερη επιλογή για κρίσιμες, υψηλής τάσης και διαβρωτικές εφαρμογές, ενώ οι συγκολλημένοι σωλήνες προσφέρουν μια οικονομική και ευέλικτη λύση για την τεράστια πλειοψηφία των εφαρμογών γενικής χρήσης, δομικών εφαρμογών και μεγάλης διαμέτρου .
