ท่อเหล็กแบบไม่มีรอยต่อ เทียบกับ ท่อเหล็กแบบมีรอยเชื่อม: การเปรียบเทียบอย่างละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการผลิต คุณสมบัติ และการใช้งาน

กระบวนการผลิต: การเจาะ (Piercing) เทียบกับการขึ้นรูปและเชื่อม (Forming and Welding)

ความแตกต่างหลักระหว่างท่อเหล็กแบบไม่มีรอยต่อและท่อเหล็กแบบมีรอยเชื่อมอยู่ที่กระบวนการผลิตที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง กระบวนการผลิตท่อแบบไม่มีรอยต่อเริ่มต้นด้วยแท่งเหล็กทรงกระบอกแข็ง (steel billet) ซึ่งถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิสูง จากนั้นจึงใช้ลูกกลิ้งเจาะผ่านศูนย์กลางด้วยแม่พิมพ์ (mandrel) เพื่อสร้างเปลือกกลวง เปลือกกลวงนี้จะถูกกลิ้งและยืดต่อไปจนได้ความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง และความหนาของผนังตามที่กำหนด ทำให้ได้ท่อที่ไม่มีรอยเชื่อมตามแนวยาวหรือแนวเกลียว กระบวนการนี้แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ การกลิ้งร้อน (hot rolling) สำหรับท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่และผนังหนา และการกลิ้งเย็นหรือการดึง (cold rolling or drawing) สำหรับท่อที่ต้องการความแม่นยำสูงและผิวเรียบ ในทางตรงข้าม ท่อแบบเชื่อมเริ่มต้นจากแผ่นเหล็กแบนที่เรียกว่าสเกิลป์ (skelp) ซึ่งถูกขึ้นรูปด้วยการม้วนให้เป็นทรงกระบอก จากนั้นขอบยาวของทรงกระบอกจะถูกเชื่อมต่อกันด้วยเทคนิคการเชื่อมที่หลากหลาย .

วิธีการเชื่อม: ERW, LSAW และอื่น ๆ

วิธีการเชื่อมเฉพาะที่ใช้เป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญที่ทำให้ท่อแบบเชื่อมแตกต่างกัน การเชื่อมด้วยความต้านทานไฟฟ้า (ERW) เป็นวิธีหลักสำหรับท่อขนาดเล็กถึงกลาง โดยใช้กระแสไฟฟ้าความถี่สูงผ่านขอบของทรงกระบอกที่ขึ้นรูปแล้ว ทำให้ขอบหลอมละลายและประสานเข้าด้วยกันโดยไม่ต้องใช้วัสดุเติม สำหรับท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่และผนังหนา การเชื่อมแบบ Longitudinal Submerged Arc Welding (LSAW) จะถูกนำมาใช้ โดยนำแผ่นเหล็กมาขึ้นรูปเป็นทรงกระบอก จากนั้นเชื่อมรอยต่อแนวยาวทั้งด้านในและด้านนอก อีกรูปแบบหนึ่งของวิธีนี้คือ การเชื่อมแบบ Spiral Submerged Arc Welding (SSAW) ซึ่งเป็นกระบวนการที่แผ่นเหล็กแบบต่อเนื่องถูกขึ้นรูปแบบเกลียวและเชื่อมต่อกัน ทำให้สามารถผลิตท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่มากและมีความยาวได้มาก .

สมรรถนะ ต้นทุน และลักษณะด้านมิติ

วิธีการผลิตที่แตกต่างกันเหล่านี้ส่งผลให้เกิดสมรรถนะ ต้นทุน และลักษณะด้านมิติที่ไม่เหมือนกัน ท่อแบบไม่มีรอยต่อ (Seamless pipes) ซึ่งไม่มีรอยเชื่อม จึงถือว่ามีโครงสร้างที่สม่ำเสมอและไม่มีจุดอ่อนที่อาจเกิดขึ้น จึงให้สมบัติเชิงกลที่เหนือกว่าและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่า โดยทั่วไปแล้ว ท่อชนิดนี้จึงเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่าสำหรับการใช้งานที่สำคัญ ความดันสูง และอุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม กระบวนการรีดและดึงอาจทำให้ความหนาของผนังท่อมีความสม่ำเสมอน้อยกว่าความหนาที่แม่นยำของแผ่นเหล็กที่ใช้ในการเชื่อม ในทางตรงกันข้าม ท่อแบบมีรอยเชื่อมโดยทั่วไปมีต้นทุนการผลิตต่ำกว่า (ต่ำกว่า 20-40%) และมีจำหน่ายทั่วไปมากกว่า นอกจากนี้ เทคโนโลยีการเชื่อมสมัยใหม่ โดยเฉพาะการเชื่อมแบบ ERW ความถี่สูง สามารถผลิตรอยต่อที่มีความแข็งแรงเท่ากับหรือสูงกว่าวัสดุพื้นฐาน ท่อแบบเชื่อมยังมีความแม่นยำด้านมิติที่สูงกว่าและผิวเรียบกว่า .

โดเมนการใช้งาน: แรงดันสูง เทียบกับการใช้งานทั่วไป

การเลือกระหว่างท่อไร้รอยต่อและท่อแบบเชื่อมขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของงานนั้น ๆ ท่อไร้รอยต่อเป็นข้อกำหนดบังคับหรือมีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันสูง เช่น โรงกลั่นน้ำมันและกระบอกสูบไฮดรอลิก รวมถึงการใช้งานที่อุณหภูมิสูงเกิน 400°C , การใช้งานที่อุณหภูมิต่ำกว่า -46°C , และสภาพแวดล้อมที่มีสารกัดกร่อน (sour service) ท่อไร้รอยต่อเหมาะอย่างยิ่งสำหรับท่อส่งน้ำมันและก๊าซ รวมถึงชิ้นส่วนสำคัญต่าง ๆ เช่น ท่อหม้อน้ำ ท่อแบบเชื่อมโดยทั่วไปสามารถใช้งานได้และมักจะเป็นที่นิยมมากกว่าสำหรับท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ (NPS 24+) , การใช้งานด้านโครงสร้าง (ตามมาตรฐาน ASTM A500 และ EN 10219) , การส่งน้ำและการใช้งานสาธารณูปโภคที่มีแรงดันต่ำ , และโครงการที่ต้นทุนและระยะเวลาจัดส่งเป็นปัจจัยหลัก ในการใช้งานด้านโครงสร้าง ไม่มีความแตกต่างด้านประสิทธิภาพระหว่างท่อเหล็กแบบ ERW กับท่อเหล็กไร้รอยต่อ .

โดยสรุป การเลือกระหว่างท่อไร้รอยต่อและท่อเชื่อมต้องพิจารณาจากความต้องการด้านแรงดัน อุณหภูมิ ความต้านทานการกัดกร่อน ขนาด และงบประมาณ ท่อไร้รอยต่อเป็นตัวเลือกที่เหนือกว่าสำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญสูง มีแรงเครียดสูง และอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีสารกัดกร่อน ในขณะที่ท่อเชื่อมให้ทางเลือกที่คุ้มค่าและยืดหยุ่นสำหรับการใช้งานทั่วไป ส่วนใหญ่ รวมถึงงานโครงสร้างและงานที่ต้องใช้ท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ .