Rozdiely v procesoch medzi bezšovovými oceľovými rúrami a zváranými rúrami

Základné výrobné rozdelenie: prienik vs. tvárnenie a zváranie

Najzákladnejším rozdielom medzi bezšvíkovými a zváranými oceľovými rúrami je ich príslušný výrobný postup. Bezšvíkové rúry sa vyrábajú z pevného okrúhleho oceľového polotovaru bez pozdĺžneho alebo špirálového zváracieho šva. Výrobný proces začína zahriatím pevného polotovaru na približne 1 250 °C a jeho prebodením cez prebadávací tyč, čím vznikne dutý plášť. . Tento horúci, dutý polotovar sa potom prechádza postupne niekoľkými sadami konkávnych valčekov, ktoré vytvárajú rúru s požadovaným vonkajším priemerom a hrúbkou steny . Výsledkom je rúra s nepretržitou, homogennou štruktúrou – neobsahuje žiadne slabé miesta, ako napríklad zvárané rúry. Na rozdiel od toho sa zvárané rúry vyrábajú tak, že sa oceľový plech alebo cievka tvaruje do tubulárneho tvaru a okraje sa zvárajú. Zvárací šev je zásadným rozdielom, pretože vytvára tepelne ovplyvnenú zónu (HAZ), ktorá môže mať odlišné mechanické vlastnosti oproti základnému kovu .

Výroba bezševových rúr: horúce valcovanie a studené ťahanie

Výroba bezševových rúr sa hlavne delí na dve kategórie: horúce valcovanie a studené valcovanie (studené ťahanie), pričom každá metóda je vhodná pre rúry s odlišnými špecifikáciami a aplikáciami . Metóda horúceho valcovania predstavuje približne 80–90 % výroby bezševových rúr a zvyčajne sa používa pre väčšie priemery a hrubšie steny . Proces zahŕňa: prípravu polotovaru – výber vysokej kvality okrúhlych ocelových polotovarov a ich zohriatie na vhodnú teplotu; prebíjanie – použitie prebíjaceho stroja na vytvorenie dutého plášťa z ohriateho polotovaru; valcovanie – použitie trubkového valcovacieho stroja na valcovanie plášťa na oceľovú rúrku požadovanej veľkosti; kalibrovanie a vyrovnanie – na zabezpečenie rozmerného presnosti; tepelné spracovanie – napríklad normalizácia a žíhanie na zlepšenie mechanických vlastností; a finálna kontrola a balenie . Horúcovalcované bezševové rúrky ponúkajú vysokú výrobnú účinnosť a nízku cenu, hoci ich povrchová kvalita a rozmerná presnosť sú relatívne menej dokonalé . Pre aplikácie vyžadujúce vyššiu presnosť sa používa studené ťahanie. Tento proces začína s horúcovalcovaným plášťom ako polotovarom, ktorý sa potom očistí (pickluje) na odstránenie povrchovej oxidovej vrstvy . Následne sa hrubá oceľová rúrka spracuje na požadované rozmery pomocou studeného valcovacieho alebo studeného ťahacieho stroja, čím sa výrazne zlepší rozmerná presnosť a povrchová kvalita . Chladno spracované oceľové rúrky sa zvyčajne žiarovo upravujú, aby sa odstránili vnútorné napätia a obnovila plastickosť, a následne sa podrobia dokončovacím úpravám, ako je vyrovnanie, rezy a leštenie . Chladno valcované bezšovové rúrky sa vyznačujú vysokou rozmerovou presnosťou a hladkým povrchom, čo ich robí vhodnými pre presné strojné zariadenia a hydraulické systémy .

Výroba zváraných rúrok: ERW, LSAW a SSAW

Zvárané oceľové rúrky sa vyrábajú tromi hlavnými procesmi: elektrickým odporovým zváraním (ERW), pozdĺžnym podložkovým oblúkovým zváraním (LSAW) a špirálovým podložkovým oblúkovým zváraním (SSAW), pričom každý z týchto procesov má odlišné suroviny, metódy tvorenia a aplikačné uplatnenie . ERW rury sa vyrábajú z horúco valcovaných širokých cievok, ktoré prechádzajú predzahnutím, tvorením, zváraním, tepelnou úpravou, kalibrovaním, vyrovnaním a rezaním . Vysokofrekvenčné indukčné ohrievanie lokálne roztavuje zvárané povrchy a tlak spôsobí ich zvarenie bez použitia zváracích elektród. Rúry vyrábané metódou ERW ponúkajú vysokú rozmerovú presnosť, rovnakú hrúbku steny, dobrú kvalitu povrchu a schopnosť odolať vysokému tlaku, hoci sú obmedzené na menšie priemery a tenšie steny . Sú široko používané pri preprave mestského plynu, surového oleja a dokončeného oleja . Rúry LSAW sa vyrábajú z jednej oceľovej dosky, ktorá sa tvaruje v tvarovacích strojoch alebo formovacích nástrojoch pomocou dvojstrannej podtavného oblúkového zvárania a následného rozšírenia metóda UOE stlačí oceľový plech do tvaru U, potom do tvaru O, zvára švík zvnútra aj zvonka a mechanicky ho rozšíri. Proces JCOE postupne tvaruje plech pomocou série lisov. Potrubie vyrábané metódou LSAW ponúka široké spektrum výrobkových špecifikácií s dobrými vlastnosťami húževnatosti, plasticity, rovnostnosti a hustoty zvárania, čo sa prejavuje najmä pri veľkých priemeroch, hrubých stenách, vysokom odolnosti voči tlaku a nízkym teplotám. . Potrubie SSAW sa vyrába neustálym podávaním cievky oceľového pásu pod uhlom, pričom sa automatickým dvojdrôtovým dvojstranným podložným oblúkovým zváraním vytvorí špirálový zvárací švík. Táto metóda umožňuje výrobu potrubia s veľkým priemerom (Ф1016–3200 mm) z úzkejšej a lacnejšej cievky. špirálové zváranie umožňuje výrobu potrubia s veľkým priemerom vhodného na prepravu veľkých množstiev ropy a zemného plynu. Potrubie SSAW sa široko používa pri preprave ropy, zemného plynu a vody, ako aj pri základových a konštrukčných aplikáciách.

Rozdiely výkonu a nákladov

Rôzne výrobné procesy vedú k odlišným výkonovým, cenovým a rozmerovým profilom. Bezšovové rúry, ktoré nemajú zváraciu švíh, sa považujú za pevnnejšie a spoľahlivejšie . Poskytujú vynikajúcu homogenitu v obvodovom smere a preto sú veľmi odolné voči vnútornému tlaku a krúteniu. Moderné procesy a testy zabezpečenia kvality však minimalizovali rozdiel v odolnosti medzi týmito dvoma typmi . V praxi moderné zváracie techniky – najmä ERW/HFW – vytvárajú zvárané spoje s pevnosťou rovnou alebo vyššou ako pevnosť základného materiálu . Zvárané rúry sú hladšie, rovnomernejšie a lacnejšie na výrobu ako bezšovové rúry . Bezšovové rúry zvyčajne stojia o 20–40 % viac ako zvárané rúry a pri veľkých rozmeroch majú dlhšie dodacie lehoty . Formálna pevnosť zváraných rúr sa v štandardoch uvádza ako približne o 20 % nižšia ako pevnosť zodpovedajúcich bezšovových rúr rovnomernosť steny sa tiež líši: zvárané rúry zvyčajne dosahujú odchýlku ±10 % alebo lepšiu, zatiaľ čo bezošové rúry majú typickú excentricitu ±12,5 %. .

Oblasť použitia: Kedy si vybrať ktorý typ

Voľba medzi bezošovými a zváranými rúrami závisí od požiadaviek na tlak, veľkosti rúr, rozpočtu a dodacia doba. bezošové rúry sú povinné alebo výrazne uprednostňované pre aplikácie pri vysokom tlaku – vrátane petrochemického priemyslu, rafinérií, výskumu a vrtania ropy a zemného plynu, ako aj hydraulických valcov – a tiež pre prevádzku pri vysokých teplotách nad 400 °C, nízkych teplotách pod -46 °C a kyslých prostrediach, kde je potrebné minimalizovať riziko trhliny v oblasti tepelne ovplyvnenej zóny (HAZ). tiež sú uprednostňované pre malorozmerné potrubie (NPS 2 a nižšie), kde je bezošové potrubie štandardnou praxou. bežné špecifikácie bezošových rúr zahŕňajú ASTM A106, A335 a API 5L. zvárané rúry sú zvyčajne akceptovateľné – a často uprednostňované – pre potrubia s veľkým priemerom (NPS 24+), kde bezošové rúry nie sú dostupné alebo sú neprijateľne drahé. , pre štrukturálne aplikácie podľa ASTM A500 alebo EN 10219 a pre prenos vody a nízkotlakové komunálne zariadenia . Zvárané potrubia sa bežne používajú v aplikáciách budovových inžinierskych systémov pre nepitnú vodu, napr. nízkotlakovú vodu, vykurovanie, chladenie a plyn . Bežné špecifikácie zváraného potrubia zahŕňajú ASTM A53 Type E, API 5L a ASTM A671/A672 . Faktor účinnosti zvarového spoja (E) v norme ASME B31.3 určuje, či zvárané potrubie spĺňa požiadavky na návrhový tlak: pre potrubie vyrobené metódou ERW a skontrolované podľa príslušnej normy je E = 0,85 až 1,0; pre bezševové potrubie je E = 1,0 vždy . Keď si tieto základné rozdiely v procesoch dobre uvedomia, inžinieri a odborníci z oblasti nákupu môžu vybrať typ potrubia, ktorý optimálne vyváži technické požiadavky s ekonomickými úvahami pre každú konkrétnu aplikáciu.