لوله‌های فولادی بدون درز در مقابل لوله‌های جوش‌خورده: مقایسه‌ای جامع از فرآیندهای تولید، خواص و کاربردها

فرآیند تولید: سوراخ‌کاری در مقابل شکل‌دهی و جوشکاری

تفاوت اصلی بین لوله‌های فولادی بدون درز و جوش‌خورده در فرآیندهای تولید بنیادی و متفاوت آن‌ها قرار دارد. تولید لوله بدون درز از یک بلیت استوانه‌ای جامد فولادی آغاز می‌شود که در دمای بالا گرم می‌شود و سپس با استفاده از یک مندل از مرکز آن سوراخ می‌شود تا پوسته‌ای توخالی ایجاد شود. این پوسته سپس تحت عملیات غلتک‌زنی و کشش قرار می‌گیرد تا به طول، قطر و ضخامت دیواره مورد نیاز برسد و در نهایت لوله‌ای باز بدون درز طولی یا مارپیچ ایجاد می‌شود. این فرآیند به‌طور کلی در دو دسته غلتک‌زنی گرم (برای قطرهای بزرگ و دیواره‌های ضخیم) و غلتک‌زنی سرد یا کشش سرد (برای دقت بالا و سطوح صاف) طبقه‌بندی می‌شود. در مقابل، لوله‌های جوش‌خورده از یک نوار فولادی تخت، که به آن «اسکلپ» گفته می‌شود، ساخته می‌شوند و سپس به شکل استوانه‌ای با غلتک‌زنی شکل می‌گیرند. سپس لبه‌های طولی با استفاده از روش‌های مختلف جوشکاری به هم متصل می‌شوند. .

روش‌های جوشکاری: جوشکاری مقاومتی با جریان متناوب (ERW)، جوشکاری قوس زیر پودری طولی (LSAW) و روش‌های دیگر

روش خاص جوشکاری به‌کاررفته، عامل تمایز کلیدی دیگری بین لوله‌های جوش‌خورده است. جوشکاری مقاومت الکتریکی (ERW) روش جوشکاری مقاومتی با جریان متناوب (ERW) روشی غالب برای لوله‌های با قطر کوچک تا متوسط است که در آن جریان الکتریکی با فرکانس بالا بین لبه‌های استوانه‌ای شکل‌گرفته عبور می‌کند و باعث ذوب و اتصال آن‌ها بدون استفاده از فلز پرکننده می‌شود. برای قطرهای بزرگ‌تر و ضخامت‌های دیواره‌ی بیشتر، جوشکاری قوس زیر پودری طولی (LSAW) استفاده می‌شود که در آن یک صفحه فولادی به شکل استوانه درمی‌آید و درز طولی آن از داخل و خارج جوش داده می‌شود. نوعی تغییر یافته از این روش، جوشکاری قوس زیر پودری مارپیچی (SSAW) است. جایی که نواری پیوسته از فولاد به‌صورت مارپیچی شکل‌گرفته و جوش داده می‌شود، که امکان تولید قطرهای بسیار بزرگ و طول‌های طولانی را فراهم می‌کند .

عملکرد، هزینه و ویژگی‌های ابعادی

این روش‌های مختلف ساخت منجر به پروفایل‌های متفاوتی از نظر عملکرد، هزینه و ابعاد می‌شوند. لوله‌های بدون درز که فاقد خط جوش هستند، به‌عنوان دارای ساختار یکنواخت و بدون نقطه ضعف احتمالی در نظر گرفته می‌شوند و خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی برتری ارائه می‌دهند . این لوله‌ها عموماً گزینه ایمن‌تری برای کاربردهای حیاتی، فشار بالا و دمای بالا هستند . با این حال، فرآیند نورد و کشش ممکن است ضخامت دیواره‌ای کمتر یکنواخت نسبت به ضخامت دقیق ورق‌های فولادی مورد استفاده در جوشکاری ایجاد کند . لوله‌های جوش‌دار، در مقابل، عموماً هزینه تولید کمتری دارند (۲۰ تا ۴۰ درصد کمتر) و در دسترس‌تر هستند . روش‌های مدرن جوشکاری، به‌ویژه جوشکاری با جریان متناوب با فرکانس بالا (ERW)، اتصالاتی با استحکامی برابر یا حتی بیشتر از فلز پایه تولید می‌کنند لوله‌های جوش‌خورده همچنین دقت ابعادی بالاتری و سطح صاف‌تری ارائه می‌دهند. .

دامنه‌های کاربرد: فشار بالا در مقابل خدمات عمومی

انتخاب بین لوله بدون درز و لوله جوش‌خورده توسط نیازهای خاص کاربرد تعیین می‌شود. استفاده از لوله بدون درز در کاربردهای فشار بالا مانند پالایشگاه‌ها و سیلندرهای هیدرولیکی، یا در شرایط دمای بالا بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد الزامی یا به‌طور قوی ترجیح داده می‌شود. , یا در شرایط دمای پایین‌تر از ۴۶- درجه سانتی‌گراد , و در محیط‌های حاوی گاز سولفید هیدروژن (سِور سرویس) این لوله‌ها برای خطوط انتقال نفت و گاز و اجزای حیاتی مانند لوله‌های دیگ بخار ایده‌آل هستند. لوله جوش‌خورده معمولاً برای خطوط انتقال با قطر بزرگ (NPS ۲۴+) قابل قبول است و اغلب ترجیح داده می‌شود. , کاربردهای سازه‌ای (مطابق استانداردهای ASTM A500 و EN 10219) , انتقال آب و شبکه‌های کم‌فشار , و پروژه‌هایی که در آن‌ها هزینه و زمان تحویل عوامل اصلی تصمیم‌گیری هستند. در کاربردهای سازه‌ای، تفاوت عملکردی بین لوله فولادی جوش‌خورده با روش ERW و لوله بدون درز وجود ندارد. .

به طور خلاصه، انتخاب بین لوله‌های بدون درز و جوش‌خورده نیازمند ارزیابی نیازهای فشاری، دما، مقاومت در برابر خوردگی، ابعاد و بودجه است. لوله‌های بدون درز گزینه‌ای برتر برای محیط‌های حیاتی، پرتنش و خورنده هستند، در حالی که لوله‌های جوش‌خورده راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه و انعطاف‌پذیر برای اکثر کاربردهای عمومی، سازه‌ای و با قطر بزرگ فراهم می‌کنند. .