Proces wytwarzania: wydrążony pusty walczek vs. uformowany i spawany
Podstawową różnicą między rurami stalowymi bezszwownymi a spawanymi jest sposób ich produkcji. Rury bezszwowe wytwarza się z pełnego okrągłego pręta stalowego, który podgrzewa się, a następnie przeszywa się wałkiem, tworząc pustą obudowę; następnie rurę wykrawa się i rozciąga, aby osiągnąć pożądany średnicę i grubość ścianki – wszystko to bez tworzenia jakiegokolwiek szwu spawanego. Proces ten daje rurę o jednolitej mikrostrukturze oraz spójnych właściwościach mechanicznych na całej obwodowej długości. Rury spawane, w przeciwieństwie do tego, powstają z płaskiej taśmy stalowej lub blachy, którą formuje się w kształcie cylindrycznym za pomocą walcowania, a stykające się krawędzie łączy się metodą spawania oporowego wysokiej częstotliwości (ERW), spawania laserowego lub spawania łukowego pod warstwą topnika (SAW). Szew spawany poddaje się następnie obróbce cieplnej i kontrolom jakości. Ta podstawowa różnica prowadzi do odmiennych charakterystyk użytkowych: rury bezszwowe cechują się lepszą odpornością na ciśnienie robocze oraz wytrzymałością zmęczeniową dzięki brakowi potencjalnie słabszego szwu spawanego, podczas gdy rury spawane zapewniają lepszą spójność wymiarową, gładkiejszą powierzchnię oraz niższą cenę, szczególnie przy dużych średnicach.
Zakres zastosowania: zastosowanie w warunkach wysokiego ciśnienia vs. zastosowanie opłacalne pod względem kosztów w układach cieczy i konstrukcjach
Rury bezszwowe są preferowanym wyborem w zastosowaniach krytycznych, wysokociśnieniowych i wysokotemperaturowych, gdzie integralność spoiny może stanowić problem. Dominują one w przemyśle naftowym i gazowniczym do obudów odwiertów, rurociągów pompowych oraz rur podwodnych (API 5L, ASTM A106), a także w energetyce do rur kotłowych i kolektorów przegrzewaczy (ASTM A335). Są również niezbędne w systemach hydraulicznych, reaktorach chemicznych oraz w rurociągach elektrowni jądrowych. Rury spawane stosuje się natomiast w ogromnej większości zastosowań związanych z transportem cieczy i konstrukcjami, gdzie ciśnienia są umiarkowane. Rury spawane metodą indukcyjną (ERW) (ASTM A53, API 5L) są standardem w sieciach dystrybucji gazu ziemnego, przewodach wodociągowych, systemach przeciwpożarowych oraz instalacjach wentylacyjno-klimatyzacyjnych (HVAC). Rury o dużym średnicy, spawane wzdłużnie (LSAW) lub spiralnie (SSAW), stosuje się do długodystansowego przesyłu ropy naftowej i gazu, dopływów wody oraz jako palić. W budownictwie spawane puste profile konstrukcyjne (HSS) (ASTM A500) służą jako słupy, kratownice i kratownice przestrzenne dzięki doskonałej wytrzymałości względem masy oraz eleganckiemu wyglądowi.
Wytyczne dotyczące kosztów, dostępności i wyboru
Z ekonomicznego punktu widzenia rury spawane są zazwyczaj o 20–30% tańsze niż rury bezszwowe o równoważnych wymiarach ze względu na ich ciągłą, masową produkcję z cewek. Dostępne są również w szerszym zakresie średnic (do 80 cali i więcej) oraz grubości ścianki, podczas gdy rury bezszwowe są zwykle ograniczone do średnic poniżej 26 cali z powodu ograniczeń walcowni pierścieniowej. Jednak rury bezszwowe zapewniają wyższą niezawodność w warunkach korozyjnych zawierających siarkowodór (środowiska „sour”) oraz przy obciążeniach cyklicznych, gdzie spoiny mogą stanowić miejsca inicjacji pęknięć. Przy wyborze między nimi inżynierowie powinni wziąć pod uwagę: wymagany klasę ciśnienia (rury bezszwowe przy ciśnieniu powyżej 10 MPa lub przy dużych naprężeniach zmęczeniowych), średnicę (rury spawane przy średnicy powyżej 24 cali), wrażliwość na koszty (rury spawane w przypadku ogólnego zastosowania) oraz wymagania norm (np. ASME B31.3 zazwyczaj dopuszcza oba typy, ale może wymagać wyższego stopnia kontroli jakości dla rur spawanych). W większości zastosowań w budownictwie, wodociągach oraz przy niskich ciśnieniach rury spawane stanowią ekonomiczny i technicznie uzasadniony wybór. W przypadku wysokich naprężeń, wysokich temperatur lub środowisk korozyjnych rury bezszwowe zapewniają niezbędną margines bezpieczeństwa.