Az alapvető gyártási megosztás: átfúrás vs. formázás és hegesztés
Az egybefüggő és a hegesztett acélcsövek közötti legfontosabb különbség a gyártási módszerükben rejlik. Az egybefüggő csöveket tömör, kerek acélbilletből állítják elő, amelyen nincs hosszirányú vagy spirális hegesztési varrat. A gyártási folyamat során a tömör billetet kb. 1250 °C-ra melegítik, majd egy átfúró rúdra nyomják, hogy üreges héjat hozzanak létre ez a forró, üreges billet ezután egymást követő konkáv hengerpárokon halad át, amelyek kialakítják a megfelelő külső átmérőjű és falvastagságú csövet az eredmény egy folytonos, homogén szerkezetű cső – nincsenek gyenge pontok, mint a hegesztett csöveknél. Ellentétben a hegesztett csövekkel, amelyeket acéllemezből vagy tekercsből alakítanak tubuláris formára, majd az élek összehegesztésével készítenek. A hegesztési varrat a lényeges különbség, mivel hőhatásos zónát (HAZ) hoz létre, amely mechanikai tulajdonságai eltérhetnek az alapanyagétól .
Hegesztésmentes csőgyártás: forró hengerlés és hideg húzás
A hegesztésmentes csőgyártás főként két kategóriára oszlik: forró hengerlés és hideg hengerlés (hideg húzás), mindegyik más-más méretű és alkalmazási területű csövek gyártására alkalmas a forró hengerlési eljárás a hegesztésmentes csőgyártás kb. 80–90%-át teszi ki, és általában nagyobb átmérőjű és vastagabb falú csövek gyártására használják a folyamat a következő lépésekből áll: tömbkészítés – magas minőségű kerek acéltömbök kiválasztása és megfelelő hőmérsékletre hevítése; furatolás – a melegített tömb furatolása furatoló géppel üreges héj kialakításához; hengerelés – a héj hengerlőberendezéssel a kívánt méretű acélcsővé alakítása; méretezés és egyenesítés – a méretbeli pontosság biztosítása érdekében; hőkezelés – például normalizálás és lágyítás a mechanikai tulajdonságok javítása érdekében; valamint végellenőrzés és csomagolás a meleghengerelt, varratmentes csövek magas termelési hatékonyságot és alacsony költséget kínálnak, bár felületi minőségük és méretbeli pontosságuk viszonylag kevésbé finom magasabb pontosságot igénylő alkalmazások esetén hideghúzást alkalmaznak. Ez a folyamat meleghengerelt héjjal kezdődik, amelyet a felszíni oxidréteg eltávolítása érdekében savas fürdőben kezelnek a nyers acélcsövet ezután hideghengerlő vagy hideghúzó berendezésen dolgozzák fel a kívánt méretekre, ami jelentősen javítja a méretbeli pontosságot és a felületi minőséget . A hideghengerelt acélcsöveket általában lehűtés után hőkezelik (kisütés), hogy megszüntessék a belső feszültségeket és visszaállítsák a képlékenységet, majd finomító kezeléseket végeznek rajtuk, például egyenesítést, vágást és csiszolást . A hidegen hengerelt, hegesztés nélküli csövek magas méretpontossággal és sima felületi minőséggel rendelkeznek, ezért alkalmasak precíziós gépek és hidraulikus rendszerek számára .
Hegesztett csövek gyártása: ERW, LSAW és SSAW
A hegesztett acélcsöveket három fő eljárással állítják elő: elektromos ellenállási hegesztéssel (ERW), hosszirányú aláágyazott ívhegesztéssel (LSAW) és spirális aláágyazott ívhegesztéssel (SSAW); mindegyik eljárás különböző nyersanyagokat, formázási módszereket és alkalmazási területeket igényel . ERW-csövek forróhengerelt széles tekercsekből készülnek, amelyek előhajtás, formázás, hegesztés, hőkezelés, méretezés, egyenesítés és vágás folyamatain mennek keresztül a magasfrekvenciás indukciós hegesztés helyileg megolvasztja az illeszkedő felületeket, és a nyomás hatására összehegesztenek anélkül, hogy hegesztőelektrodákat használnának. Az ERW csövek magas méretbeli pontosságot, egyenletes falvastagságot, jó felületminőséget és nagy nyomás ellenállását kínálják, bár korlátozottak kisebb átmérőjű és vékonyabb falú alkalmazásokra. széles körben használják őket városi gáz, nyersolaj és késztermék-olaj szállítására. . LSAW csövek egyetlen acéllemezből készülnek, amelyeket formákban vagy formázógépekben préselnek, és kétoldali aláíves hegesztést valamint kibővítést alkalmaznak. az UOE-eljárás során a acéllemezt először U-alakúra, majd O-alakúra nyomják, belül és kívül hegesztik a varratot, majd mechanikusan kibővítik. A JCOE-folyamat fokozatosan alakítja a lemezt egy sor nyomószerszám segítségével. Az LSAW-csövek széles termékspecifikációs tartományt kínálnak jó ütőszilárdsággal, képlékenységgel, egyenletességgel és hegesztési sűrűséggel, kiválóan alkalmazhatók nagy átmérőjű, vastagfalú, magas nyomás- és alacsony hőmérséklet-ellenállású csövek gyártására. . SSAW-csövek a szalagacél tekercset folyamatosan, adott szögben táplálják be, amelyet automatikus, kétvezetékes, kétoldali alulvízi ívhegesztéssel spirális varratként hegesztenek össze. Ez az eljárás lehetővé teszi nagy átmérőjű (Φ1016–3200 mm) csövek gyártását keskenyebb, olcsóbb tekercsek felhasználásával. a spirális hegesztési folyamat lehetővé teszi nagy átmérőjű csövek gyártását, amelyek alkalmasak nagy mennyiségű olaj és földgáz szállítására. Az SSAW-csöveket széles körben használják olaj-, földgáz- és vízállítási rendszerekben, valamint cölöpözési és szerkezeti alkalmazásokban.
Teljesítménybeli és költségkülönbségek
A különböző gyártási eljárások eltérő teljesítményt, költséget és méreti profilokat eredményeznek. A hegesztés nélküli csövek – amelyek nem rendelkeznek hegesztési varrattal – erősebbnek és megbízhatóbbnak tartottak . Kiváló homogenitást nyújtanak a kerületi irányban, ezért kiválóan ellenállnak a belső nyomásnak és a torziónak. A modern eljárások és minőségbiztosítási vizsgálatok azonban minimalizálták a két típus közötti szilárdságkülönbséget . A gyakorlatban a modern hegesztési technikák – különösen az ERW/HFW – olyan varratokat hoznak létre, amelyek szilárdsága egyenlő vagy akár nagyobb is a alapanyagénál . A hegesztett csövek simábbak, egyenletesebbek és olcsóbban gyárthatók, mint a hegesztés nélküli csövek . A hegesztés nélküli csövek általában 20–40%-kal drágábbak a hegesztetteknél, és nagyobb méretek esetén hosszabb szállítási idejük van . A hegesztett csövek saját szilárdsága formálisan kb. 20%-kal alacsonyabb, mint a megfelelő hegesztés nélküli csövé (amint azt a szabványok előírják) a falvastagság-egyenletesség is eltér: az hegesztett csövek általában ±10 % vagy jobb értéket érnek el, míg a varratmentes csöveknél tipikus a ±12,5 %-os excentricitás. .
Alkalmazási területek: Mikor melyik típust érdemes választani
A varratmentes és hegesztett csövek közötti választás a nyomási igényektől, a csőmérettől, a költségkerettől és a szállítási határidőtől függ. a varratmentes csövek kötelezők vagy erősen preferáltak nagynyomású alkalmazásokhoz – például szénhidrogénipari berendezésekhez, finomítókhoz, olaj- és gázkutatáshoz és fúráshoz, valamint hidraulikus hengerekhez –, továbbá magas hőmérsékletű üzemeltetéshez (400 °C felett), alacsony hőmérsékletű üzemeltetéshez (-46 °C alatt) és savas környezethez, ahol a hegesztési varrat melletti zóna (HAZ) repedésének kockázatát minimalizálni kell. kis átmérőjű csővezetékek esetén (NPS 2 és kisebb) szintén előnyösebb a varratmentes megoldás, amely itt szabványos gyakorlat. gyakori varratmentes csőszabványok: ASTM A106, A335 és API 5L. a hegesztett csövek általában elfogadhatók – és gyakran előnyösek – nagy átmérőjű vezetékekhez (NPS 24+), ahol a varratmentes csövek nem állnak rendelkezésre vagy aránytalanul drágák. , szerkezeti alkalmazásokhoz az ASTM A500 vagy az EN 10219 szabvány szerint, valamint vízátvitelhez és alacsony nyomású közüzemi célokra . Az hegesztett csöveket gyakran használják épületgépészeti alkalmazásokban nem ivóvíz céljára, például alacsony nyomású víz, fűtés, hűtés és gáz szállítására . Gyakori hegesztett csőszabványok közé tartozik az ASTM A53 E típusa, az API 5L, valamint az ASTM A671/A672 . Az ASME B31.3 szabványban meghatározott hegesztési varrat hatékonysági tényező (E) dönti el, hogy a hegesztett cső megfelel-e a tervezési nyomás követelményeinek: az érintett szabvány szerint vizsgált ERW csöveknél E = 0,85–1,0; a sima (varratmentes) csöveknél E mindig = 1,0 . Az alapvető gyártási különbségek megértésével a mérnökök és beszerzési szakemberek kiválaszthatják azt a csőtípust, amely optimálisan egyensúlyozza a műszaki követelményeket és a gazdasági szempontokat minden egyes konkrét alkalmazás esetében.
