Besiūlių vamzdžių konstrukcijoje nėra suvirinimo siūlės, todėl jie yra stipresni ir geriau atlaiko slėgį, tačiau suvirintų vamzdžių konstrukcija suteikia 20–50 procentų mažesnį kainos pranašumą, tuo pačiu metu tinkama daugumai sričių, kurioms reikalingas mažas arba vidutinis slėgis. Norint teisingai pasirinkti, reikia įvertinti savo eksploatacinius poreikius kartu su taikomais standartais ir turimais finansiniais ištekliais, o ne manyti, kad besiūliai vamzdžiai pasižymi geresnėmis eksploatacinėmis savybėmis nei kitos alternatyvos.
2023 m. Kinijos EPC rangovas išsiuntė dvylika kilometrų suvirintų, ERW tipo vamzdžių į gėlinimo projektą Saudo Arabijoje. Klientas atmetė visą siuntą, nes sutarties priede pateiktoje vamzdynų specifikacijoje buvo reikalaujama besiūlės konstrukcijos pagal API 5L PSL2 standartą. Bendros pakeitimo išlaidos, įskaitant skubaus oro krovinių pristatymo išlaidas, viršijo 180 000 JAV dolerių. Pats vamzdis atitiko numatyto naudojimo techninius standartus. Gedimas įvyko dėl neteisingų specifikacijų, o ne dėl nekokybiškų medžiagų.
Straipsnyje pateikiamas išsamus besiūlių ir suvirintų vamzdžių palyginimas, įvertinant jų gamybos metodus. Sužinosite kiekvieno vamzdžio tipo gamybos procesą, jų stiprumo charakteristikas, kainas ir atsparumą korozijai, taip pat konkrečias situacijas, kai reikia pasirinkti vieną vamzdžio tipą, o ne kitą. Gausite praktinę sprendimų priėmimo sistemą, kurią galėsite naudoti būsimuose projektuose.
Pagrindiniai skirtumai
- Besiūliai vamzdžiai neturi suvirinimo siūlių, todėl pasižymi didesniu vienodu stiprumu ir geresniu veikimu aukšto slėgio, aukštos temperatūros ir korozinėje aplinkoje.
- Suvirintas vamzdis gaminamas valcuojant plieninę plokštę arba ritę ir sujungiant kraštus, todėl jis yra ekonomiškesnis ir prieinamas daug didesnių skersmenų.
- Pagal ASME B31.3 standartą besiūlių vamzdžių jungties efektyvumo koeficientas yra E = 1.00, o ERW suvirintų vamzdžių – E = 0.85.
- Modernūs suvirinti vamzdžiai, kuriems anksčiau reikėjo besiūlių vamzdžių, vis dažniau priimami atliekant 100 % ultragarsinę arba radiografinę suvirinimo siūlės patikrą.
- Pasirinkimą lemia vamzdynų kodai, eksploatavimo sąlygos, korozijos poveikis ir projekto biudžetas, o ne vien vamzdžių tipas.
- Nerūdijančio plieno atveju suvirinimo siūlė gali sukelti jautrumą karščio paveiktoje zonoje, todėl gali prireikti terminio apdorojimo po suvirinimo arba būti palankesnė besiūlių siūlių parinkimui.
Jei jums reikia pagalbos renkantis tinkamą vamzdžių tipą jūsų projektui, mūsų komanda teikia technines konsultacijas dėl medžiagų pasirinkimo ir specifikacijų peržiūros.
Kuo skiriasi besiūliai ir suvirinti vamzdžiai?
Esminį skirtumą tarp šių dviejų dalykų lengva suprasti. Besiūliai vamzdžiai gaminami paverčiant visą plieno ruošinį vamzdžiu be jokių suvirintų jungčių. Suvirintų vamzdžių gamybos procesas apima plieninės plokštės arba juostelės formavimą į cilindrą ir kraštų sujungimą suvirinant.
Gamybos metodų skirtumai lemia daugybę poveikių, turinčių įtakos stiprumui, sąnaudoms, produkto paskirstymui ir produkto dydžio vienodumui. Skirtingi kiekvieno tipo gamybos metodai konkrečiais naudojimo atvejais lemia skirtingus našumo rezultatus.
Kaip gaminamas besiūlis vamzdis
Besiūlis vamzdis iš pradžių gaminamas kaip vientisas apvalus plieno ruošinys. Tyrėjai įkaitino ruošinį iki maždaug 1,200 laipsnių Celsijaus, o tada, naudodami rotacinį pradurimo staklę, Mannesmanno procese išgręžė centrinę skylę metale. Darbininkai tempė valcuotą ruošinį, kol pasiekė reikiamą išorinį skersmenį ir sienelės storį.
Plieninis vamzdis turi vieną ištisinę metalinę dalį, todėl nereikia išilginės suvirinimo siūlės. Besiūlių vamzdžių grūdelių struktūra išlaiko nenutrūkstamą trajektoriją per visą vamzdžio skersmenį, todėl mechaninės savybės yra pastovios.
Ši procedūra reikalauja didelių energijos sąnaudų, o tuo pačiu sumažina medžiagų išeigą. Besiūlių vamzdžių gamykla paprastai paverčia tik 65–75 procentus ruošinio masės į gatavą vamzdį. Likusi medžiaga virsta apnašomis, apdailos medžiagomis ir proceso atliekomis. Mažas išeiga lemia didesnes besiūlių vamzdžių gamybos sąnaudas.
Įmonė gamina riboto dydžio variantus. Dauguma besiūlių vamzdžių gamyklų gali pagaminti iki maždaug 24 colių (610 mm) išorinio skersmens vamzdžius. Didesnių dydžių gamyba neįmanoma dėl šių dviejų veiksnių: ruošinio dydžio ir pradūrimo jėgos apribojimų.
Kaip gaminamas suvirintas vamzdis
Suvirintas vamzdis pradedamas gaminti kaip plieninė plokštė, juostelė arba ritė. Medžiaga susukama į cilindro formą, o išilginiai kraštai sujungiami suvirinant.
Naudojami trys pagrindiniai suvirinimo būdai:
- ERW (elektrinio pasipriešinimo suvirinimas)Aukšto dažnio elektros srovė kaitina plieninės juostos kraštus, kurie vėliau suspaudžiami. ERW yra labiausiai paplitęs metodas vamzdžiams, kurių skersmuo iki 24 colių.
- LSAW (išilginis povandeninis lankinis suvirinimas)Plieninė plokštė suformuojama į cilindrą, o išilginė siūlė suvirinama naudojant povandeninį lankinį suvirinimą. LSAW naudojamas didelio skersmens vamzdžiams, paprastai nuo 16 iki 60 colių.
- SSAW (spiralinis panardintas lankinis suvirinimas)Plieninis ritinys suformuojamas spiralės pavidalu, o spiralinė siūlė suvirinama ištisai. SSAW (be plieno) naudojamas labai dideliems skersmenims ir ilgų atstumų vamzdynams.
Suvirintų vamzdžių gamyboje medžiagų panaudojimas yra daug didesnis. Suvirintų vamzdžių gamykloje paprastai daugiau nei 90 procentų ritės arba plokštės masės paverčiama gatavu vamzdžiu. Šis procesas taip pat yra greitesnis ir reikalauja mažiau energijos. Dėl šių veiksnių suvirinti vamzdžiai yra žymiai ekonomiškesni.
Dar vienas privalumas yra skersmens lankstumas. Kadangi suvirintas vamzdis gaminamas iš plokštės arba ritės, jį galima gaminti labai dideliais skersmenimis, 100 colių ar daugiau, kurių neįmanoma pagaminti kaip besiūlių vamzdžių.
Besiūliai ir suvirinti vamzdžiai: palyginimas greta
| Veiksnys | Besiūliai vamzdžiai | Suvirintas vamzdis | Pastaba |
|---|---|---|---|
| Gamyba | Karštas rotacinis auskarų vėrimas iš kieto ruošinio | Valcavimo ir suvirinimo plokštės, juostelės arba ritės | Besiūlės neturi suvirinimo siūlių |
| Suvirinimo siūlė | Nėra | Išilginis (ERW, LSAW) arba spiralinis (SSAW) | Siūlė suteikia suvirintam vamzdžiui potencialią silpnąją vietą |
| Strength | Didesnis vienodas stiprumas; izotropinės savybės | Geras stiprumas; siūlė yra potencialus įtempių koncentratorius | Šiuolaikinės ERW sumažina atotrūkį |
| Slėgio įvertinimas | Puikiai tinka aukštam slėgiui ir aukštai temperatūrai | Tinka žemam ir vidutiniam slėgiui | Besiūlės medžiagos atlaiko ~20 % didesnį slėgį |
| Jungties efektyvumas (ASME B31.3) | E = 1.00 | E = 0.85 (ERW) | Suvirintam reikia storesnės sienelės tam pačiam slėgiui |
| Atsparumas korozijai | Pranašesnis; nėra siūlės atakai | Suvirinimo siūlės ir HAZ gali būti pažeidžiamos | PWHT gali sumažinti HAZ problemas |
| Kaina | 20–50 % brangiau nei suvirinti | Ekonomiškesnis | Tik vieneto kaina; bendrosios išlaidos gali skirtis |
| dydis klasės | Paprastai iki ~24 colių (610 mm) išorinio skersmens | Labai lankstus; galimas 100 colių ir didesnis skersmuo | Dideliems skersmenims reikia suvirinimo |
| Sienelės storio tolerancija | +/-12.5 % (gali skirtis dėl ekscentriciteto) | +/-10 % (ERW) arba +/-8 % (LSAW) | Suvirintas yra vienodesnis |
| Medžiagos išeiga | 65–75 % ruošinio masės | Daugiau nei 90 % ritės arba plokštės masės | Mažesnis derlius užtikrina sklandų kainos augimą |
| Švinas laikas | 8–16 savaičių (standartinis); 20+ savaičių (specialus) | 4–10 savaičių; dažnai yra sandėlyje | Sklandžiai reikalingas ruošinių pirkimas |
| Geriausios programos | Aukšto slėgio linijos, katilai, cheminis apdorojimas, branduolinė energija | Konstrukcinės, vandens sistemos, ŠVOK, didelio skersmens vamzdynai | Paraiška diktuoja pasirinkimą |
Lentelėje pateikiami esminiai skirtumai tarp dviejų dalykų, tačiau norint suprasti jų reikšmę, reikia skaitinių duomenų.
Suvirintas vamzdis pasižymi puikiomis eksploatacinėmis savybėmis, nes atitinka sienelių storio reikalavimus. Pradurimo procesas sukuria nekontroliuojamus rezultatus, dėl kurių besiūlis vamzdis patiria ekscentriškumą ir sienelių storio pokyčius visame perimetre. Valcavimo procesas nustato griežtą kontrolę, kuri nustato suvirinto vamzdžio sienelių storį pagal plokštės ar juostelės medžiagos specifikacijas. Taikant pritaikymo sritis, kurioms reikalingas tikslus sienelių storis, tai gali būti svarbus aspektas.
Besiūliai vamzdžiai pasižymi geresnėmis eksploatacinėmis savybėmis nei suvirinti vamzdžiai, nes neturi suvirinimo siūlės, kuri apsaugo nuo ciklinio apkrovimo ir korozijos pažeidimų. Suvirinta vamzdžio siūlė sukuria karščio paveiktą zoną (HAZ), kurioje susidaro kitokia mikrostruktūros struktūra. Suvirinto vamzdžio HAZ sritis, veikiant rūgštiniam naudojimui su vandenilio sulfidu ir cikliniu įtempimu, išsivysto į pagrindinę įtrūkimų atsiradimo zoną.
Stiprumo ir slėgio įvertinimo palyginimas
Besiūliai vamzdžiai paprastai pasižymi didesniu tempiamuoju stiprumu ir geresne slėgio atlaikymu, nes nėra suvirinimo siūlės, kuri galėtų tapti gedimo vieta. ASME B31.3 proceso vamzdynų kodasbesiūliams vamzdžiams priskiriamas jungties efektyvumo koeficientas E = 1.00, o ERW suvirintam vamzdžiui – E = 0.85.
Ką tai reiškia praktiškai? Suvirinto vamzdžio sienelės storis viršija besiūlio vamzdžio reikalavimą, nes norint pasiekti tą patį abiejų vamzdžių, pagamintų iš tos pačios medžiagos rūšies, saugos lygį, reikia 18 procentų didesnio storio. Besiūlis vamzdis pasižymi geresniu atsparumu slėgiui, nes jo sienelės storis yra toks pat kaip ir kitų vamzdžių.
Našumo skirtumas gerokai sumažėjo.
Šiuolaikinė aukšto dažnio ERW (HFI) suvirinimo technologija kartu su 100 procentų ultragarsiniu arba radiografiniu suvirinimo siūlės patikrinimu sukuria suvirintus vamzdžius, kurie patikimai veikia įvairiose srityse, kurioms anksčiau reikėjo besiūlių konstrukcijų. Daugelis inžinerijos įmonių pakeitė savo reikalavimus, kad būtų galima atlikti suvirintų vamzdžių, kuriems taikoma visa siūlė, neardomojo bandymo procedūrą D kategorijos skysčių srityje pagal ASME B31.3 standartus, kurie apima nedegias ir netoksiškas medžiagas, naudojamas esant vidutinėms temperatūroms ir slėgiams.
Svarbiausia, kad vamzdžius reikia parinkti atsižvelgiant į jų paskirtį. Šioje pramonės šakoje besiūliai vamzdžiai laikomi standartiniu pasirinkimu, kurį rangovai privalo naudoti aukšto slėgio angliavandenilių transportavimui, katilų vamzdžiams, branduolinėms reikmėms ir kriogeninėms reikmėms. Šioje pramonės šakoje šiuolaikiniai suvirinti vamzdžiai, kurie yra tinkamai patikrinti, laikomi tinkamais vandens paskirstymui, konstrukcinėms atramoms, ŠVOK ir bendrosioms komunalinėms vamzdynų sistemoms.
Besiūlių vamzdžių konstrukcija leidžia gamybos metu susidaryti defektams. Pradurimo metu gali atsirasti vidinių sluoksniuotų vietų, intarpų ir ekscentriciteto sričių. Tinkamam visų tipų vamzdžių tikrinimo procesui reikia atlikti hidrostatinius, ultragarsinius ir sūkurinių srovių bandymus.
Standartai ir bandymų reikalavimai
Tiek besiūliai, tiek suvirinti vamzdžiai turi atitikti griežtus bandymų reikalavimus pagal taikomus standartus. Hidrostatiniai bandymai reikalingi pagal daugumą specifikacijų, įskaitant ASTM A53, ASTM A106 ir API 5L. Bandymo slėgis paprastai apskaičiuojamas nuo 60 iki 80 procentų nurodytos minimalios takumo ribos.
Neardomųjų bandymų (NDT) reikalavimai skiriasi priklausomai nuo vamzdžių tipo ir standarto:
- Besiūlis vamzdisUltragarsinis bandymas (UT) išilginiams defektams, sūkurinių srovių bandymas paviršiaus trūkumams ir hidrostatinis bandymas yra standartiniai. Kai kuriose specifikacijose reikalaujama viso korpuso UT.
- Suvirintas vamzdisBe hidrostatinio bandymo, suvirinimo siūlė turi būti patikrinta ultragarsiniu arba radiografiniu metodais. API 5L PSL2 reikalauja 100 procentų suvirintų vamzdynų siūlių patikrinimo.
Vertinant vamzdžių išdėstymo skirtumus ir slėgio vertes, žr. mūsų vadovą Vamzdžių grafikų skirtumai Norėdami gauti išsamius sienelės storio ir slėgio duomenis, .
Kainų palyginimas: kodėl besiūliai vamzdžiai kainuoja brangiau
Besiūliai vamzdžiai paprastai kainuoja 20–50 procentų brangiau nei tokio paties nominaliojo dydžio, rūšies ir tipo suvirinti vamzdžiai. Kai kurių specializuotų lydinių ir didelių skersmenų atveju priemoka gali būti dar didesnė.
Šį išlaidų skirtumą lemia keli veiksniai:
- Žaliavų naudojimo efektyvumasBesiūlės gamybos metu į gatavą vamzdį paverčiama tik 65–75 procentai ruošinio. Suvirintos gamybos metu į ritinį arba plokštę paverčiama daugiau nei 90 procentų.
- Energijos suvartojimasKieto ruošinio įkaitinimas iki pradūrimo temperatūros ir valcavimo temperatūros palaikymas reikalauja žymiai daugiau energijos nei šalto arba karšto valcavimo juostos formavimas ir suvirinimas.
- Gamybos normaSuvirintų vamzdžių gamyklos veikia didesniu greičiu ir per valandą pagamina daugiau linijinių metrų.
- Ruošinių prieinamumasAukštos kokybės besiūliams vamzdžiams reikalingi švarūs, mažai intarpų turintys ruošiniai. Ruošinių tiekimas gali būti ribotas, ypač specialiųjų lydinių atveju.
- Dydžio priemokosDidelio skersmens besiūliai vamzdžiai yra reti ir brangūs, nes juos gali pagaminti tik kelios gamyklos.
Tačiau vieneto kaina – ne visa istorija.
TCO
Bendros svarbiausių įrenginių eksploatavimo išlaidos nulems, kuris variantas – besiūlis ar suvirintas vamzdis – bus pranašesnis. Įrenginio uždarymo ir suvirintų vamzdžių, kurie lūžta ties siūlėmis aukšto slėgio operacijų metu, pakeitimo išlaidos viršys bet kokį pradinį medžiagų taupymą. Besiūliai vamzdžiai yra atsparesni korozijai nei suvirinti vamzdžiai, todėl juos galima eksploatuoti ilgiau ir sumažinti priežiūros poreikį tiek rūgštinėje, tiek jūrinėje aplinkoje.
Gamtinių dujų perdavimo linija veikia esant 1200 psi slėgiui. Besiūlių vamzdžių kaina siekia 45 psi už metrą, o suvirintų vamzdžių – 30 psi už metrą, tai reiškia 50 procentų didesnę kainą. Pradinis kainos skirtumas siekia 150 000 psi už 10 kilometrų atstumą. Suvirinimo siūlės gedimas trims dienoms sustabdys veiklą perdirbimo įmonėje, kuri per dieną praranda 150 000 psi gamybą. Vienas incidentas panaikina sutaupytas medžiagas ir sukelia pavojų saugai, nes suvirinimo siūlės gedimas trims dienoms sustabdys veiklą perdirbimo įmonėje, kuri per dieną praranda 80 000 psi gamybą.
Suvirintų vamzdžių ekonominiai privalumai tampa akivaizdūs ne kritiniams tikslams. Vandens valymo įrenginiui ar komercinei ŠVOK sistemai nereikia besiūlių vamzdžių slėgio talpos ar korozijos ribos. Besiūlių vamzdžių specifikacija šioms paslaugoms yra biudžeto švaistymas.
Šandongo savivaldybės vandens tiekimo administracijai 2024 m. naujam rezervuarui reikėjo 48 colių įsiurbimo vamzdžių. Tokio skersmens besiūlių vamzdžių tiesiog nėra. Inžinierių komanda pasirinko LSAW suvirintus ASTM A53 B klasės vamzdžius, kuriuos gavo po šešių savaičių už maždaug penktadalį bet kokio teorinio besiūlio sprendimo kainos. Vamzdynas tinkamai veikė nuo pat jo eksploatavimo pradžios.
Atsparumas korozijai ir suvirinimo siūlės koeficientas
Korozijos elgsena yra viena iš sričių, kur suvirinimo siūlės buvimas sukuria realų skirtumą.
Suvirinimo proceso metu suvirintame vamzdyje susidaro karščio paveikta zona (HAZ), kuri tęsiasi nuo suvirinimo siūlės. HAZ mikrostruktūra skiriasi nuo pagrindinio metalo. Anglinio plieno atveju dėl šio skirtumo atsiranda nedidelių pokyčių, kurie neutralios pH sąlygomis nesukelia didelių korozijos problemų.
Nerūdijančio plieno suvirinimo siūlių aspektai
Padėtis tampa sudėtingesnė nerūdijančio plieno vamzdžiuose dėl sudėtingos vamzdžių sistemos. Dėl aukštos temperatūros suvirinimo metu HAZ grūdelių ribose gali iškristi chromo karbidas. Dėl šio proceso sumažėja chromo kiekis aplink karbidus, todėl sumažėja apsauga nuo korozijos. Šis reiškinys vadinamas sensibilizacija.
Tam tikroje aplinkoje padidėja tarpkristalinės korozijos jautrumas suvirinimo siūlėse ir HAZ zonose dėl jautrinimo. Standartinis sprendimas yra terminis apdorojimas po suvirinimo (PWHT), kuris vadinamas tirpalo atkaitinimu, nes jo metu chromo karbidai ištirpinami ir atkuriamas vienodas atsparumas korozijai. PWHT specifikacija kaip apdorojimo metodas kritiniams nerūdijančio plieno pritaikymams.
Mažo anglies kiekio plienai, tokie kaip 304L ir 316L, sumažina jautrinimo riziką, nes mažesnis anglies kiekis riboja chromo karbidų susidarymą. Stabilizuoti plienai, tokie kaip 321 ir 347, turi titano arba niobio, kurie pirmiausia sudaro karbidus ir apsaugo chromą matricoje.
Suvirintų vamzdžių HAZ tampa labiau pažeidžiama sulfidinių įtrūkimų, kai rūgštinėje aplinkoje yra vandenilio sulfido. Štai kodėl daugelyje naftos ir dujų specifikacijų rūgštinėms tiekimo linijoms reikalingi besiūliai vamzdžiai arba suvirinti vamzdžiai su griežtomis HAZ kietumo ribomis ir visišku neardomojo bandymo bandymu.
Besiūlių ir suvirintų vamzdžių korozijos skirtumas tampa nesvarbus esant bendroms vandens tiekimo sistemoms, atmosferos poveikiui ir nepavojingai cheminei aplinkai. Abu vamzdžiai gerai veikia, kai nurodoma tinkama aplinkai skirta klasė.
Besiūliai ir suvirinti nerūdijančio plieno vamzdžiai
Daugumoje straipsnių apie besiūlius ir suvirintus vamzdžius daugiausia dėmesio skiriama angliniam plienui. nerūdijančio plieno rūšys, suvirinimo siūlė sukuria papildomų aspektų, kurie turi įtakos markės pasirinkimui ir specifikacijai.
| Klasė | Sklandžiai veikiančios programos | Suvirinti pritaikymai | Pagrindinis svarstymas |
|---|---|---|---|
| 304 | Aukšto slėgio maisto perdirbimas, farmacija | Bendrieji maisto tiekimo, konstrukciniai ir sanitariniai vamzdynai | Suvirintas 304 plienas tinka daugumai darbų; korozinei suvirinimo aplinkai naudokite 304L arba PWHT. |
| 316 | Jūrinis, cheminis apdorojimas, chloridų poveikis | Bendrosios cheminės paslaugos, architektūriniai, didelio skersmens ortakiai | Besiūlės konstrukcijos išvengia pavojingų aplinkos veiksnių (HAZ) esant kritiniam chloridų kiekiui; plačiai naudojamas suvirintas 316 plienas su PWHT |
| 2205 Dvipusis | Naftos ir dujų perdirbimas, gėlinimas, didelis chloridų kiekis | Vandens valymas, celiuliozė ir popierius, struktūrinis | Didelis stiprumas leidžia plonesnes sieneles; aukšto slėgio rūgštims tinkamesnis besiūlis variantas |
Išsamesnį dviejų dažniausiai pasitaikančių klasių palyginimą rasite mūsų 304 ir 316 palyginimasAbi markės tiekiamos besiūlių ir suvirintų konstrukcijų, tačiau pasirinkimą turėtų lemti eksploatavimo sąlygos.
Apskritai suvirinti nerūdijančio plieno vamzdžiai tinka daugumai maisto perdirbimo, architektūrinių ir žemo bei vidutinio slėgio cheminių medžiagų taikymo sričių. Besiūliai nerūdijančio plieno vamzdžiai yra tinkamesni aukšto slėgio, aukštos temperatūros arba korozinėms reikmėms, kai negalima visiškai sumažinti jautrinimo HAZ. Jūros ir chloridų veikiamoje aplinkoje... 316 nerūdijantis plienas Besiūliai vamzdžiai visiškai pašalina suvirinimo siūlės pažeidžiamumą.
Pritaikymas: kur kiekvienas vamzdžių tipas išsiskiria
Geriausi besiūlių vamzdžių pritaikymai
Besiūliai vamzdžiai yra tinkamas pasirinkimas, kai patikimumas ekstremaliomis sąlygomis yra neginčijamas:
- Aukšto slėgio alyvos ir dujų transmisijaVamzdynų ruožai, kuriuose slėgis viršija standartinį paskirstymo slėgį, ypač esant rūgštiniam tiekimui.
- Katilo ir šilumokaičio vamzdžiaiAukšta temperatūra ir slėgis reikalauja vienodo sienelės storio ir siūlių silpnųjų vietų nebuvimo.
- Cheminis ir naftos chemijos perdirbimasAukštoje temperatūroje veikiančioms korozinėms terpėms reikalingos pastovios medžiagų savybės.
- Branduolinės energijos taikymasASME III skirsnio kodeksai dažnai reikalauja besiūlių vamzdžių saugos požiūriu svarbioms sistemoms.
- Aviacijos ir kriogeninės paslaugosEkstremalūs temperatūros ciklų ir žemos temperatūros trapumo aspektai yra svarbūs vientisai konstrukcijai.
- Hidrauliniai ir instrumentiniai vamzdžiaiMažo skersmens, aukšto slėgio linijos, kuriose labai svarbus sienelių storio vienodumas.
Nerūdijančio plieno atveju besiūliai vamzdžiai dažnai yra pageidaujami jūrinėje aplinkoje, cheminiame apdorojime su dideliu chloridų kiekiu ir branduolinėse srityse, kur nerūdijančio plieno vamzdžiai turi būti našūs be suvirinimo siūlių rizikos.
Geriausios suvirintų vamzdžių taikymo sritys
Suvirinti vamzdžiai yra praktiškas ir ekonomiškas pasirinkimas daugumai pramoninių pritaikymų:
- Konstrukcinė ir statybinėPastatų karkasai, poliai ir atramos, kurių laikomoji galia neviršija suvirintų vamzdžių ribų.
- Vandens ir nuotekų sistemosMiesto vandens paskirstymas, nuotekų transportavimas ir drenažas esant žemam arba vidutiniam slėgiui.
- Žemo ir vidutinio slėgio skysčių transportavimasTechnologinės priemonės, aušinimo vanduo ir nereikšmingos technologinės linijos.
- Didelio skersmens vamzdynaiNaftos ir dujų surinkimo linijos, vandens perdavimo magistralės ir srutų vamzdynai, kurių skersmenys viršija vientiso montavimo galimybes.
- ŠVOK sistemosAtšaldytas vanduo, karštas vanduo ir kondensato linijos.
- Architektūrinė ir bendroji gamybaTurėklai, tvoros ir mechaninės atramos.
Nerūdijančio plieno gamyboje suvirinti vamzdžiai dažniausiai naudojami maisto perdirbimo, pieno produktų, bendrųjų cheminių medžiagų ir architektūros srityse, kur slėgio ir korozijos reikalavimai yra vidutiniai.
Standartai ir specifikacijos, kurias reikia žinoti
Vamzdžių standartai apibrėžia gamybos reikalavimus, cheminę sudėtį, mechanines savybes ir bandymų protokolus. Norint tinkamai specifikacijai, būtina žinoti, kuris standartas taikomas kuriam vamzdžių tipui. Šiuos standartus tvarko tokios organizacijos kaip ASTM International ir Amerikos mechanikos inžinierių draugija.
| Standartinis | Vamzdžio tipas | Medžiaga | Pirminė paraiška | Pagrindiniai reikalavimai |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A106 | Besiūliai | Anglinio plieno | Aukštos temperatūros aptarnavimas | Privalomas hidrostatinis bandymas; tik besiūlės |
| ASTM A53 | Suvirintas ir besiūlis | Anglinio plieno | Bendras aptarnavimas ir slėgis | A ir B klasės; juoda arba cinkuota |
| ASTM A312 | Besiūliai ir suvirinti | Austenitinis nerūdijantis plienas | Aukšta temperatūra ir bendra korozija | Apima 304, 304L, 316, 316L ir kt. |
| ASTM A790 | Besiūliai ir suvirinti | Dvipusis nerūdijantis plienas | Korozinė paslauga | Apima 2205, 2507 ir kt. |
| API 5L | Besiūliai ir suvirinti | Anglinio plieno | Naftos ir dujų perdavimas | PSL1 ir PSL2; suvirinimui reikalingas 100 % siūlės neardomasis testas PSL2 atveju |
| LT 10216 | Besiūliai | Įvairūs plienai | Slėgio tikslais | Europos standartas; atitinka ASTM A106 |
| LT 10217 | Suvirinti | Įvairūs plienai | Slėgio tikslais | Europos standartas suvirintiems slėginiams vamzdžiams |
| JIS G3454 | Besiūliai ir suvirinti | Anglinio plieno | Slėginis aptarnavimas | Japonijos standartas |
| JIS G3459 | Besiūliai ir suvirinti | Nerūdijantis plienas | Slėginis aptarnavimas | Japonijos nerūdijančio plieno vamzdžių standartas |
Atkreipkite dėmesį, kad kai kurie standartai, pvz., ASTM A53 ir API 5L, apima ir besiūlius, ir suvirintus vamzdžius. Standartas kiekvienam tipui nurodo skirtingus gamybos, bandymo ir priėmimo kriterijus. Visada patikrinkite, ar jūsų pritaikymui reikalinga dvigubo standarto specifikacijos besiūlė, ar suvirinta versija.
Kaip pasirinkti: praktinė sprendimų sistema
Daugumoje straipsnių apie besiūlius ir suvirintus vamzdžius aprašomi techniniai skirtumai, nesuteikiant jums galimybės nuspręsti. Štai praktinė sistema, kuria galite pasinaudoti.
Pradėkite nuo šių penkių klausimų:
- Ko reikalauja jūsų vamzdynų kodas?
Patikrinkite ASME B31.3, API 5L arba savo kliento inžinerinę specifikaciją. Jei kodas jūsų aptarnavimo klasei reikalauja besiūlių vamzdžių, tai yra jūsų atsakymas. Pavyzdžiui, ASME B31.3 M kategorija (toksiški skysčiai) ir daugelis aukšto slėgio angliavandenilių specifikacijų reikalauja besiūlių vamzdžių arba nustato griežtus apribojimus suvirinamiems vamzdžiams. - Koks jūsų darbinis slėgis ir temperatūra?
- Virš 1,000 psi (69 barų) arba virš 750 laipsnių pagal Farenheitą (400 laipsnių Celsijaus): tvirtai laikykite vientisą.
- Žemiau 300 psi (21 baro) ir žemiau 400 laipsnių pagal Farenheitą (200 laipsnių Celsijaus): paprastai pakanka tinkamai patikrinto suvirinto vamzdžio.
- Tarp jų: vertinkite pagal saugos veiksnius, gedimo pasekmes ir kodo reikalavimus.
- Koks yra korozijos poveikis?
- Rūgštingas paviršius (vandenilio sulfidas), chloridų turtinga aplinka arba ciklinis drėgnas-sausas poveikis: besiūlis arba suvirintas PWHT ir visišku NDT metodu.
- Neutralus vanduo, atmosferos poveikis arba nekenksmingos cheminės medžiagos: suvirintas vamzdis yra tinkamas.
- Kokio skersmens jums reikia?
- Virš 24 colių (610 mm): suvirintas vamzdis yra vienintelis praktiškas pasirinkimas.
- Mažiau nei 2 coliai (50 mm): besiūliai vamzdžiai yra lengvai prieinami ir dažnai konkurencingos kainos.
- Tarpinis variantas: abu variantai; sprendimą leiskite nulemti slėgiui ir korozijai.
- Koks jūsų biudžetas?
- Jei vientisas sprendimas kainuoja 40 procentų brangiau, bet to reikalauja jūsų saugumo riba, kaina yra pateisinama.
- Jei suvirintas vamzdis, atliktas su visišku neardomojo testo (NDT) bandymu, atitinka visus techninius reikalavimus, sutaupytos lėšos yra jūsų biudžeto dalis.
Džedziango valstijoje esančios naftos chemijos gamyklos pirkimų vadovas šį kontrolinį sąrašą naudojo neseniai vykdydamas plėtros projektą. Pradinėje specifikacijoje buvo reikalaujama, kad visame vamzdyne būtų naudojami besiūliai 316L vamzdžiai. Komanda įvertino eksploatavimo sąlygas ir padarė išvadą, kad reaktoriaus tiekimo linijos ir aukšto slėgio garo linijos turi būti pagamintos vientisai. Komanda pakeitė aušinimo vandens, azoto ir komunalinių paslaugų linijas į suvirintus 316L vamzdžius, kuriems buvo atliktas išsamus rentgeno tyrimas. Atlikus šį patikrinimą, iš 2.1 mln. vamzdžių pakuotės buvo sutaupyta maždaug 185 000, nesumažinant sistemos patikimumo.
Tiekimo, gamybos laiko ir šaltinių aspektai
Be techninių savybių, sprendimą dėl besiūlių ir suvirintų vamzdžių lemia ir praktiniai tiekimo veiksniai.
Gamybos terminai labai skiriasi tarp šių dviejų medžiagų. Besiūlių vamzdžių gamybai įmonės turi gauti ruošinius, kuriems reikia atlikti kaitinimo ir pramušimo procesus, reikalaujančius išsamių apdailos darbų. Standartinių rūšių gamybai reikia 8–16 savaičių, o specialiųjų lydinių gamybai – 20 savaičių ar ilgiau. Suvirintų vamzdžių gamyba pradedama naudojant esamą ritinių arba plokščių medžiagą. Standartinių dydžių gaminius galima rasti sandėlyje, o klientai gali tikėtis, kad jų individualūs užsakymai bus pristatyti per 4–8 savaites nuo užklausos pateikimo.
Suvirinti vamzdžiai tampa pageidaujamu pasirinkimu mažiems projektams, nes jiems keliami mažesni minimalūs užsakymo kiekiai. Besiūlių vamzdžių gamyklos dažnai reikalauja minimalaus kiekio pagal dydį ir klasę. Vienintelė įmanoma projekto, kuriam reikia trijų šimtų metrų vamzdynų medžiagų, alternatyva yra pirkti suvirintus vamzdžius iš platintojo atsargų.
Suvirinti vamzdžiai suteikia lengvesnę prieigą prie nestandartinių vamzdžių dydžių. Suvirintų vamzdžių gamybos proceso metu sukuriami gaminiai, kuriuos galima pagaminti pagal nestandartinius vamzdžių matmenis, atliekant specialius valcavimo reguliavimus, kurie priklauso nuo pasirinktų plokščių storių. Mažų, nestandartinių besiūlių vamzdžių dydžių gamybai reikalingas specialus ruošinių pirkimas ir matricų keitimas, o tai kelia didelių finansinių kliūčių įmonėms.
Skirtingi pasaulio regionai siūlo skirtingą prieinamumo laipsnį. Azijos ir Ramiojo vandenyno regionas kontroliuoja didžiąją dalį besiūlių vamzdžių gamybos, kuri daugiausia vyksta Kinijos, Japonijos ir Indijos gamyklose. Iš šių regionų gauti besiūliai vamzdžiai suteiks tarptautiniams projektams ekonomiškai efektyvius sprendimus, tačiau įmonės turi patvirtinti produkto kokybę ir gauti reikiamus sertifikatus.
„LIANYUNGANG DAPU METAL CO. LTD“ klientams tiekia tiek besiūlius, tiek suvirintus plieninius vamzdžius, įskaitant anglinį plieną, nerūdijantį plieną ir legiruotus gaminius. Mūsų asortimente yra standartinių dydžių gaminių, paruoštų siuntimui visame pasaulyje, ir mes palaikome individualias specifikacijas, pritaikytas konkretaus projekto reikalavimams.
Dažnai užduodami klausimai
Kuo skiriasi besiūlių ir suvirintų vamzdžių gamyba?
Besiūlių vamzdžių gamyba pradedama kaitinant plieno ruošinį, kurio centrą operatoriai praduria naudodami rotacinį pradurimo stakles. Apdorojimas prasideda nuo to, kad operatoriai pjauna plieninę plokštę arba juostelę, kurią suformuoja į cilindrą, o tada kraštus sujungia suvirinimo metodais, tokiais kaip ERW, LSAW arba SSAW.
Ar besiūliai vamzdžiai visada yra tvirtesni nei suvirinti vamzdžiai?
Besiūliai vamzdžiai pasižymi didesniu stiprumu, kuris leidžia jiems atlaikyti 15–20 procentų didesnį slėgį nei suvirinti vamzdžiai, atitinkantys jų medžiagų specifikacijas ir sienelių storį. Šiuolaikinė HFI-ERW suvirintų vamzdžių sistema pasiekia patikimą veikimą dėl visapusiško tikrinimo metodo, kurio metu įvertinamos visos suvirinimo siūlės vidutinio slėgio sąlygomis. Medžiagų stiprumo skirtumas yra labai svarbus tais atvejais, kai veikiamas aukšto slėgio, aukštos temperatūros ir ciklinių apkrovų.
Ar suvirintų vamzdžių technologija pašalina siūlių silpnumą?
Šiuolaikinės suvirinimo technologijos ir automatizuoti neardomieji bandymai gerokai sumažino siūlių defektų riziką, tačiau nepašalino esminio skirtumo. Suvirinimo siūlė ir karščio paveikta zona vis dar yra metalurginis netolygumas. Ši problema nesukelia didelių iššūkių daugumai sričių, kurios veikia esant žemam arba vidutiniam slėgiui. Renkantis vamzdžius aukšto slėgio ir rūgščių dujų tiekimo sistemoms, siūlės laikomos esminiu veiksniu.
Kodėl besiūliai vamzdžiai yra brangesni nei suvirinti vamzdžiai?
Didesnės besiūlių vamzdžių gamybos sąnaudos rodo, kad jiems pagaminti reikia daugiau išteklių nei suvirintiems vamzdžiams, nes besiūliams vamzdžiams reikia 20–50 procentų daugiau medžiagų. Besiūlių vamzdžių pranašumas yra pateisinamas, kai pritaikymas reikalauja didžiausio patikimumo.
Ar besiūliai ir suvirinti vamzdžiai gali būti naudojami pakaitomis?
Šios dvi medžiagos yra keičiamos alternatyvos pagrindinėse žemo slėgio sistemose, kurioms nėra taikomi kritiniai reikalavimai, tačiau joms trūksta visiško suderinamumo. Aukšto slėgio, aukštos temperatūros, koroziją sukeliančioms arba ciklinės apkrovos sistemoms besiūliai ir suvirinti vamzdžiai pasižymi skirtingomis eksploatacinėmis savybėmis. Galutinis sprendimas visada turėtų būti grindžiamas taikomu vamzdynų kodeksu, kliento specifikacijomis ir inžinerine analize.
Kas geriau naftos ir dujų vamzdynams: besiūliai ar suvirinti?
Tai priklauso nuo paslaugos. Aukšto slėgio perdavimo linijoms, rūgščių tiekimo sistemoms ir saugai svarbioms sistemoms dažnai reikalingi besiūliai vamzdžiai. Didelio skersmens surinkimo linijose, vandens įpurškimo linijose ir žemo slėgio paskirstymo vamzdynuose dažniausiai naudojami suvirinti vamzdžiai. API 5L apima abu tipus ir kiekvienam iš jų nurodo skirtingus bandymo reikalavimus.
Kaip nustatyti, ar vamzdis yra besiūlis, ar suvirintas?
Paprasčiausias vamzdžio tipo nustatymo metodas yra vizualinis patikrinimas. Suvirintas vamzdis paprastai mato suvirinimo siūlę, kuri atsiranda vidiniame arba išoriniame vamzdžio paviršiuje išilgai išilginės siūlės. Besiūliai vamzdžiai turi vientisą paviršių be jokių matomų suvirinimo siūlių. Neardomųjų bandymų metodai, tokie kaip sūkurinių srovių kontrolė, turi patvirtinti siūlių linijų, kurios tampa matomos nušlifavus suvirinimo siūlę iki lygaus paviršiaus, buvimą.
Kokie yra suvirintų vamzdžių trūkumai?
Pagrindiniai trūkumai yra galimas suvirinimo siūlės silpnumas, mažesnis slėgio pajėgumas, palyginti su tų pačių matmenų besiūliais vamzdžiais, HAZ jautrumas korozijai agresyvioje aplinkoje ir mažesni jungčių efektyvumo koeficientai pagal kai kuriuos vamzdynų kodeksus. Šių sistemų trūkumai yra didelė problema daugumai pritaikymų, tačiau šiuolaikinės suvirinimo technologijos ir tikrinimo sprendimai išsprendžia šią problemą.
Kada reikėtų rinktis besiūlius vamzdžius, o ne suvirintus?
Rinkitės besiūlius vamzdžius, kai naudojamas aukštas slėgis (virš 1000 psi), aukšta temperatūra (virš 750 laipsnių pagal Farenheitą), korozinė aplinka, kurioje negalima sumažinti HAZ, ciklinė apkrova arba kai taikomi vamzdynų kodai reikalauja besiūlės konstrukcijos. Besiūliai vamzdžiai taip pat reikalingi, kai vamzdžio skersmuo yra mažas, o besiūliai vamzdžiai yra lengvai prieinami už konkurencingą kainą.
Kokie standartai taikomi besiūliams ir suvirintiems vamzdžiams?
Bendrieji besiūlių vamzdžių standartai yra ASTM A106, ASTM A312 (kuris taip pat apima suvirintus vamzdžius), ASTM A335, EN 10216 ir JIS G3454. Bendrieji suvirintų vamzdžių standartai yra ASTM A53, ASTM A671, API 5L (kuris taip pat apima besiūlius vamzdžius), EN 10217 ir JIS G3457. Kai kurie standartai, pvz., ASTM A53 ir API 5L, apima abu tipus, kiekvienam iš jų keliami skirtingi reikalavimai.
Išvada
Besiūlių ir suvirintų vamzdžių argumentui trūksta sprendimo, kuris tiktų visoms situacijoms. Besiūliai vamzdžiai pasižymi didesniu stiprumu ir atsparumu slėgiui bei geresne apsauga nuo korozijos kritinėse srityse. Suvirinti vamzdžiai suteikia didelių sąnaudų pranašumų ir leidžia rinktis iš didesnių dydžių, be to, juos galima greičiau įsigyti daugumoje pramonės šakų.
Teisingam pasirinkimui reikalinga įranga, kuri atitiktų jūsų eksploatavimo reikalavimus, santechnikos standartus ir neviršytų jūsų finansinių galimybių. Aukšta besiūlių vamzdžių kaina suteikia vertę kritinėms aukšto slėgio ir aukštos temperatūros reikmėms. Komunalinėms paslaugoms, konstrukciniams projektams ir skysčių transportavimo poreikiams reikalingi modernūs suvirinti vamzdžiai, kuriuos tinkamai patikrinus, ekonomiškai efektyviausias sprendimas.
Projekto suinteresuotosios šalys turėtų kreiptis į mus dėl techninės pagalbos, kaip pasirinkti tinkamus vamzdžius savo projektams. LIANYUNGANG DAPU METAL CO., LTD tiekia besiūlius ir suvirintus plieninius vamzdžius iš anglinio plieno, nerūdijančio plieno ir legiruotų rūšių, turinčius visišką sertifikatą ir pristatymą visame pasaulyje.
Užklauskite kitam savo projektui arba peržiūrėkite mūsų nerūdijančio plieno vamzdžius, kad rastumėte tinkamą medžiagą savo pritaikymui.
