Plieninių vamzdžių gamybos šaltasis plėtimasis prieš karštą plėtrą: ką iš tikrųjų reiškia terminai

Ieškokite „vamzdžio išplėtimas“ plieno{0}}gamybos kontekste ir pateksite į du visiškai skirtingus gamybos procesus, kurie turi bendrą pavadinimą. Vienas iš jų yra apdailos etapas, taikomas suvirintam vamzdžiui (ERW, LSAW, SSAW), siekiant ištaisyti apvalumą ir matmenų tikslumą po formavimo. Kitas yra besiūlių vamzdžių dydžio{3}}pratęsimo procesas, naudojamas didesniam skersmeniui, nei sukamasis pradurimo malūnas gali pagaminti vienu praėjimu. Abiem atvejais vamzdžio skersmuo stumiamas arba traukiamas į išorę - ir tuo panašumas baigiasi. Šių dviejų painiojimas arba prielaida, kad „išplėstas vamzdis“ visada reiškia tą patį, yra tikras nesusikalbėjimo šaltinis pasiūlymo etape, ypač pirkėjams, kurie pradeda pirkti vamzdžių vamzdžius.

Šiame straipsnyje atskiriami du procesai, paaiškinama, ką kiekvienas iš jų keičia baigtame vamzdyje, ir paaiškinama, ką reikia patikrinti prieš nurodant arba priimant bet kurį tipą projekte.

Šaltasis plėtimasis -, kartais vadinamas šaltuoju dydžiu arba mechaniniu plėtimu -, taikomas suvirintam vamzdžiui (dažniausiai LSAW ir SSAW, kartais didelio-skersmens ERW) iškart po formavimo ir suvirinimo, kai vamzdis yra aplinkos temperatūroje. Vamzdis pakraunamas ant hidraulinio plėtiklio, kuriame sumontuota segmentuota štampa arba plėtimosi galvutė. Galvutė įkišama į vamzdį ir mechaniškai išspaudžiama į išorę, atliekant kontroliuojamus žingsnius išilgai vamzdžio ilgio, plastiškai deformuojant vamzdžio sienelę į išorę nedideliu, tiksliai kontroliuojamu kiekiu.

Tikslas yra beveik visiškai matmenų. Plokštės-formuotas ir ritės -formuotas vamzdis (JCOE, UOE arba spiralinis formavimas) išeina iš suvirinimo linijos su tam tikru -apvalumu, likutiniu formavimo įtempimu ir skersmens pokyčiu išilgai jo ilgio - plokštelė arba ritė niekada nesusilenkia į visiškai vienodą apskritimą pirmajame pravažiavime. Šaltas plėtimasis tai ištaiso, priversdamas visą vamzdžio korpusą pasiekti daug griežtesnę, nuoseklesnę apskritimo toleranciją, paprastai iki vardinio išorinio skersmens procento dalies.

API 5L formaliai pripažįsta šį veiksmą: vamzdis, kuriam buvo atliktas šis procesas, ženklinant ir sertifikuojant yra pažymėtas „CE“ (šaltai išplėstas), o standartas apibrėžia šalto -plėtimo koeficientą - procentinį perimetro ar skersmens padidėjimą, pasiektą proceso metu - kaip vertę, kurią gamintojas turi deklaruoti ir išlaikyti nuoseklų bandymo vienete. Praktiškai šis santykis yra mažas, paprastai maždaug nuo 0,3% iki 1,5%, nes tikslas yra tikslumo korekcija, o ne didelis dydžio pakeitimas. Jei santykio padidėjimas viršija apibrėžtą slenkstį nuo vieno bandymo įrenginio iki kito, reikia pradėti naują bandymo įrenginįAPI 5L's bandymų sistema, nes vamzdžio mechaninės savybės gali pasikeisti, kai atliekamas šaltas darbas.

Šis poslinkis yra antrasis poveikis, kurį verta suprasti. Šalto apdirbimo plienas dėl plastinės deformacijos padidina takumo ribą plėtimosi kryptimi (medžiaga sukietėja). Tai taip pat įveda tam tikrą anizotropiją - vamzdžio takumo riba gniuždant tam tikromis kryptimis gali būti šiek tiek sumažinta, palyginti su jo tempimo takumo riba. Šį efektą metalurgai vadina Bauschinger efektu. Daugumoje vamzdžių vamzdžių tai yra priimtina riba ir yra įtraukta į projektavimo kodus; tai tampa tikslesniu inžineriniu klausimu tik ypatingais atvejais, pvz., didelio -atsparumo žlugimui-paslaugoms, kai dizaineris gali norėti tiksliai sužinoti, kiek buvo pritaikytas šaltas plėtimasis.

Karštas plėtimasis išsprendžia visiškai kitą problemą. Rotaciniai pradurimo staklės - mašinos, kurios vientisą apvalų plieno ruošinį paverčia tuščiaviduriu besiūliu apvalkalu -, turi praktiško skersmens lubas. Dauguma malūnų gamina besiūlius vamzdžius iki maždaug 20 colių (508 mm) OD per vieną karštą -valcavimą. Didelio-skersmens besiūlių vamzdžių paklausa egzistuoja, nepaisant - tam tikrų naftos ir dujų perdavimo projektų ir specialių programų, kai suvirinta alternatyva nepriimtina, reikalaukite besiūlių vamzdžių, gerokai už tų lubų, iki maždaug 40 colių (1016 mm).

Karštas plėtimasis yra procesas, kuris užpildo tą spragą. Standartinis karštai valcuotas besiūlis „pagrindinis vamzdis“, pagamintas esant didžiausiam pradūrimo staklyno skersmeniui arba šalia jo, pakartotinai pašildomas -, paprastai naudojant vidutinio-dažnio indukcinį kaitinimą - iki karštos-darbinės temperatūros, tada praeina per mechaninį plėtimosi malūną, kur vidinis įrankis išstumia didesnio skersmens vamzdžio įtvarą arba plečiasi. Sienelės storis proporcingai mažėja didėjant skersmeniui, laikantis tos pačios tūrio{7}}konservavimo logikos, kaip ir bet kuriame karštojo formavimo{8}}procese.

Patrauklumas yra aiškus: jis gamina tikrai besiūlius vamzdžius (be suvirinimo siūlės bet kokiu skersmeniu), kurių dydžiai negali tiesiogiai pasiekti pradūrimo malūno, paprastai už mažesnę kainą nei alternatyvūs didelio{0}}skersmens besiūliai maršrutai, o gamybos efektyvumas yra pagrįstas. Štai kodėl karštai -išplėstas besiūlis vamzdis surado stabilią rinką, ypač Kinijos besiūlių gamyklų, kurios sukūrė specifines šio proceso galimybes.

Jame taip pat pateikiami kompromisai, apie kuriuos pirkėjas, nurodęs „besiūliai“ reiklioms programoms, turėtų žinoti. Pagrindiniame vamzdyje yra nemetalinių inkliuzų - sulfidų, oksidų ir silikatų -, kurie yra įprastas žemo lygio bet kokio plieno gamybos proceso požymis. Karšto plėtimosi metu dėl aukštesnės temperatūros ir deformacijos šie intarpai gali suplokštėti į plonas, plokšteles panašias formas, suderintas su plėtimosi kryptimi. Tai reiškinys, galintis paskatinti delaminaciją (vidinį atsiskyrimą išilgai riedėjimo plokštumos) esant tam tikroms įtempių sąlygoms. Netolygus aušinimas po išsiplėtimo taip pat gali palikti liekamąjį įtempimą vamzdžio sienelėje, ryškesnį nei pagrindiniame vamzdyje, kuris niekada nebuvo perdirbtas. Bendrosios paskirties vientisiems darbams tinkamai kontroliuojamas karštas plėtimasis sukuria vamzdį, kuris patikimai veikia pagal vardines specifikacijas. Tačiau rūgščių paslaugų - aplinkoje, kurioje naudojamas H2S, kur pagrindinis rūpestis yra atsparumas vandenilio -sukeltam įtrūkimui (HIC) ir sulfido įtempių įtrūkimams (SSC) HIC/SSC{19}}svarbiausia paslauga arba prieš ją priimant reikia atlikti papildomą kvalifikacijos patikrinimą.

Šie du procesai taip pat keičia tai, į ką tikrinimas turi būti sutelktas po to. Po šalto išsiplėtimo matmenų patikrinimas (apvalumas, skersmuo išilgai vamzdžio ilgio, tiesumas) yra pagrindinis patikrinimas, nes procesas yra mechaninis ir nesukelia metalurginių problemų, susijusių su pakartotiniu kaitinimu. Ultragarsinis suvirinimo siūlės ir korpuso bandymas vis dar atitinka tuos pačius reikalavimus, kaip ir bet kuriam suvirintam vamzdžiui, tačiau nėra jokios papildomos metalurgijos per-kvalifikacijos, kurią lemia pats dydžio nustatymo veiksmas.

Po karšto išsiplėtimo ultragarsinis bandymas įgauna konkretesnį vaidmenį: tai praktiškas būdas patikrinti aukščiau aprašytą delaminacijos riziką, nes suplokštėję intarpai ir vidiniai atsiskyrimai iš išorės nematomi. Malūnėlis, vykdantis disciplinuotą karšto -plėtimo procesą, UT nuskaitys galutinį išplėstinį vamzdį, o ne tik pagrindinį vamzdį prieš išplėtimą, nes pats išplėtimo veiksmas yra tai, dėl ko kyla rizika, kad bus patikrinta. Jei tiekėjo kokybės dokumentacijoje nurodomi tik pagrindinio vamzdžio etapo bandymai, tai verta iškelti klausimą prieš pateikiant išplėstinio besiūlio vamzdžio, skirto sudėtingam aptarnavimui, užsakymą.

Pristatymo laikas ir kaina taip pat skiriasi taip, kad tai svarbu pasiūlymo etape. Šaltasis plėtimas yra greitas,{1}}linijos užbaigimo etapas, integruotas į suvirintų vamzdžių gamybos seką, pridedant nežymiai laiko ir sąnaudų, palyginti su pagrindiniu vamzdžiu. Karštas plėtimasis yra atskira pašildymo ir formavimo operacija, atliekama jau-užbaigtam pagrindiniam vamzdžiui, kuri suteikia atskirą gamybos etapą, pailgina pristatymo laiką, palyginti su standartiniais besiūliais dydžiais, ir atsispindi tikroje sąnaudoje, palyginti su vamzdžiu, kuris patenka į pradūrimo malūno natūralaus skersmens diapazoną - priemoka, kuri dažnai yra lemiamas karšto jungiklio veiksnys, ar reikia projekto. vietoj didelio-skersmens suvirintos alternatyvos.

Kadangi „išplėstas vamzdis“ gali reikšti bet kurį iš šių dalykų, pirkėjo užduodami klausimai visiškai priklauso nuo to, kuris iš jų tinka cituojamam produktui.

Kalbant apie šaltai -išplėstą suvirintą vamzdį, svarbūs matmenų ir mechaniniai klausimai: koks šaltojo -plėtimo koeficientas buvo pritaikytas, ar jis nurodytas malūno sertifikate, kaip reikalauja API 5L, ir ar gautas savybių profilis (ypač jei taikant svarbu atsparumas gniuždymui ar griūimui) atitinka projekto projektavimo pagrindus. Tai įprastinė informacija, kurią gamykla turi teikti, ir retai kada iš tikrųjų kelia susirūpinimą dėl standartinių perdavimo ar paskirstymo paslaugų.

Kalbant apie karštą-išplėstą besiūlį vamzdį, atitinkami klausimai yra išsamesni: ar vamzdis karštas-išplėstas, ar originalus pradinio-vamzdžio skersmuo (malūno sertifikate ir PO tai turėtų būti aiškiai nurodyta, nes jie abu nekeičiami kiekvienai paskirčiai), o jei karšta-išplečiama, ar numatoma paslauga yra rūgšti, ar kitu atveju labai jautri{4} orientacija ir liekamasis stresas. Jei atsakymas į pastarąjį klausimą yra teigiamas, verta tiesiogiai paklausti tiekėjo, ar konkretus projektas arba klasė turi dokumentais patvirtintą sėkmingų HIC/SSC bandymų su karštai išplėsta medžiaga istoriją, o ne manyti, kad bendra API 5L atitiktis išsprendžia klausimą.

• Standartinės perdavimo linijos (ne{0}}rūgščios):Suvirintas LSAW / SSAW vamzdis su standartiniu šaltuoju plėtimu yra numatytasis, ekonomiškas{0}} pasirinkimas.
• Sour Service (H2S / NACE MR0175):Venkite karštai išsiplėtusių besiūlių rinkitės ne-išplėstą besiūlį arba šaltai-išplėstą suvirintą vamzdį su patikrintu plėtimosi santykiu.
• General Industrial & Structural (>20 colių besiūliai):Karštai išplėstas besiūlis vamzdis yra idealus ir ekonomiškas, jei patvirtinama visa UT aprėptis.
• Aukštos-sutraukimo programos (gilus vanduo / korpusas):Patikrinkite šaltojo -plėtimo santykį pagal konstrukcijos specifikacijas, nes šaltas plėtimasis sumažina gniuždymo takumo ribą (Bauschingerio efektas).
• Standartiniai dydžiai (mažesnis arba lygus 20 colių aukštas-P / aukštas-T):Standartinis neišplėstas besiūlis vamzdis yra standartinis sprendimas-išplėtimo procesai nereikalingi.
• Biudžetas-Apribotos didelės vientisos specifikacijos:Karštai išplėstas besiūlis

Pagrindinis principas:Vamzdžių pasirinkimas turi būti pagrįstas aptarnavimo poreikiais (slėgis, temperatūra, H2S poveikis, išorinio žlugimo rizika), gamybos procesą derinant su eksploatavimo aplinka.

Susisiekite dabar