Tri značilnosti brezšivnih jeklenih cevi: vodnik za kupce

Kaj v resnici pomenijo tri značilnosti brezšivnih jeklenih cevi

Za brezšivne jeklene cevi se redno opisuje, da imajo tri značilnosti in v smislu nabave so te tri značilnosti edini razlogi za plačilo premije pred varjeno alternativo. To so: metalurško neprekinjena stena brez šivov, posledična sposobnost prenašanja tlaka in temperature pri debelini stene, kjer bi bil šiv omejujoča značilnost, ter dimenzijska in metalurška doslednost, ki izhaja iz oblikovanja cevi iz trdne gredice in ne iz traku. Vse ostalo, kar se govori o brezšivnih ceveh, vključno s trditvami o trdnosti, ki nimajo podlage v standardu, izhaja iz teh treh oziroma je trženje.

Disciplina, ki jo kupec potrebuje, je preizkusiti vsako lastnost glede na dejansko dajatev. Nizkotlačna vodna napeljava ni uporabna za nobenega od treh razen tretjega, hladno vlečena natančna cev za hidravlični cilinder pa skoraj izključno uporablja tretjega. Zbirni vod pod visokim pritiskom, pregrevalna cev in ohišje uporabljajo drugačno kombinacijo, kombinacija pa določa tako standard kot ceno.

Značilnost ena: stena brez zvara

Brezšivna cev se izdela s prebadanjem segrete gredice in podaljšanjem nastale lupine, tako da je končna stena en neprekinjen kos jekla brez talilne linije, brez območja, ki ga prizadene toplota, in brez roba traku. Inženirska posledica je, da ni šiva, ki bi vseboval linearno napako, ni kakovosti spoja, ki bi ga bilo treba preveriti, in nobene kemije robov traku, ki bi jo bilo treba nadzorovati. Za varjeno cev je šiv značilnost, ki ureja specifikacije in pregled: šiv je treba pregledati po celotni dolžini z ultrazvočnimi metodami ali metodami z vrtinčnimi tokovi, robovi traku morajo biti obrezani in pravilno predstavljeni, urnik varjenja pa mora biti usposobljen in nadzorovan.

To ne pomeni, da je brezšivna stena brez napak. Postopek prebadanja lahko ustvari notranje prepone, sledi školjk in vzdolžne razpoke, čep za prebadanje pa pusti značilno površinsko teksturo na izvrtini. Sprejem je torej odvisen od ultrazvočnega testiranja celotnega telesa po ASTM E213 ali enakovrednih metodah ISO 10893, ki skenira vzdolžne in prečne napake ter laminacije po celotni dolžini ter vizualni in dimenzijski pregled. Razlika je bolj v populaciji napak kot v odsotnosti napak: naključna napaka telesa v brezšivni cevi je izoliran dogodek, medtem ko je napaka zvara v varjeni cevi sistematično tveganje vzdolž celotnega šiva.

Druga značilnost: zmogljivost tlaka in temperature na isti steni

Ker ni šiva, je celotna stena brezšivne cevi na voljo, da se upre obremenitvi obroča, in ni talilne črte, na kateri bi se trdnost, žilavost in trdota nenadoma spremenile. Pri varjeni cevi je treba dokazati, da se šiv in njegovo območje, ki ga je prizadela toplota, ujemata z osnovno kovino glede natezne trdnosti, udarne energije in trdote, pri kaljenih in popuščenih ali kislih delovnih razredih pa je ujemanje tehnično zahtevno. Zato so visokotlačni razredi ohišij in cevi ter razredi kotlov, odpornih proti lezenju, še vedno pretežno brezšivni.

Temperaturna zmogljivost sledi isti logiki. Razredi, kot so ASTM A335 P11, P22 in P91, ASTM A213 T11, T22 in T91 ter družina EN 10216-2, odporna proti lezenju, so dobavljeni z določeno toplotno obdelavo za normalizacijo in popuščanje ali kaljenje in popuščanje, brezšivna pot pa daje enotno mikrostrukturo po obodu, ki podpira natezno in lezenje pri povišani temperaturi. prelomne lastnosti, ki jih načrt predvideva. Varjen ekvivalent lahko izpolnjuje enake zahteve glede nateznosti pri sobni temperaturi, medtem ko se pri 550 stopinjah Celzija obnaša drugače, ker se zvar in območje, na katerega vpliva toplota, med delovanjem zmehčata ali strdita z različnimi hitrostmi.

Tri značilnosti: dimenzionalna doslednost in hladno oblikovanje

Tretja lastnost je največkrat spregledana in največkrat odločilna. Vroče valjana brezšivna cev se oblikuje okoli trna in se z valjanjem določi po velikosti, tako da ima koncentrično steno in okrogel del, ki sta stabilna po dolžini, in jo je mogoče nadalje hladno vlečeti ali hladno valjati v natančno cev s tolerancami stene in premera, izmerjenimi v stotinkah milimetra. Hladno obdelane cevi v skladu z DIN 2391 ali EN 10305-4 v E235 ali E355 se redno dobavljajo pri tolerancah, ki so veliko strožje kot katera koli vroče obdelana cev, z nadzorovano površino in določenimi pogoji dobave, kot je svetlo žarjeno ali normalizirano.

Od te konsistence je odvisna tudi sposobnost oblikovanja za strojno obdelavo, rezanje navojev, žlebljenje in hladno krivljenje. Niz ohišja je na koncih navit, koncentričnost navoja z izvrtino in zunanjim premerom pa določa, ali povezava tesni; cev hidravličnega cilindra se po vlečenju brusi, ekscentrična stena pa prisili globlje odstranjevanje na eni strani, kar spremeni končno izvrtino in preostalo napetost. Kadar kupec določi brušeno cev iz 42CrMo4 ali natančno cev iz E235, je specifikacija v resnici napisana glede na to tretjo značilnost, toleranca stene in klavzula o ekscentričnosti pa sta pomembnejša od stopnje.

Mlinske poti za tremi značilnostmi

Večina brezšivnih cevi je izdelana z rotacijskim prebadanjem, pri katerem se segreta okrogla gredica preluknja med zvitki in čepom, nato se podaljša na mlinu za trn, mlinu za čepe, mlinu za kontinuirni trn ali mlinu Assel ter končno dimenzionira in poravna. Cevi velikega premera z debelo steno se lahko izdelajo z ekstrudiranjem, majhne natančne cevi pa s hladnim vlečenjem ali hladnim valjanjem po vročem obdelavi. Trasa določa dosegljivo razmerje med steno in premerom, največjo dolžino, kakovost površine in toleranco ter določa tudi, kaj lahko mlin ekonomsko ponudi pri določeni velikosti.

Toplotna obdelava je del poti in ne naknadna misel. Kot valjani material se uporablja tam, kjer žilavost ni kritična, normalizirani ali normalizirani valjani material, kjer je potrebna struktura feritnega perlita s predvidljivo žilavostjo, in kaljen in popuščen material, kjer je zahtevana visoka trdnost z ustrezno žilavostjo, kot pri razredih API 5CT N80 in P110 ter v cevi za kaljenje. Kupec, ki navede le razred in ne pogojev dobave, lahko prejme cev, ki ustreza natezni tabeli, medtem ko ne izpolnjuje primera žilavosti, ki je predviden v načrtu.

Stenska toleranca in ekscentričnost: kjer brezšivno plačuje ceno

Tri značilnosti niso brezplačne. Vroče valjana brezšivna cev ima širšo toleranco debeline stene in večjo ekscentričnost kot elektrovarjena cev enake nazivne velikosti, ker je stena oblikovana z deformacijo in ne s trakom znane debeline. To ima dve komercialni posledici: za določeno nominalno steno je minimalna stena nižja, zato bo morda potrebna težja nazivna stena, da se izpolni zahteva glede minimalne stene; in za strojno obdelan del dodatno odstranjevanje zalog poveča stroške. Natančna hladno obdelana cev zapolni večino te vrzeli po ceni, ki je upravičena samo tam, kjer je toleranca resnično potrebna.

Družine razredov in njihovi pogoji dostave

Družine cevi in ​​kotlov iz ogljikovega jekla uporabljajo brezšivne cevi. Razredi API 5L od GR.B do X80 so na voljo brez šivov pri manjših in srednjih premerih, pri čemer PSL2 dodaja obvezno testiranje udarcev in neporušitveno preiskavo; ASTM A106 Gr.B ostaja referenca za delovanje pri visokih temperaturah pri najmanjšem izkoristku 240 MPa in najmanjši natezni trdnosti 415 MPa; ASTM A335 P11, P22 in P91 služi območju lezenja z dodatki kroma in molibdena ter obdelavo za normalizacijo in popuščanje, ASTM A213 pa pokriva ustrezne razrede cevi za toplotne izmenjevalnike.

Družina OCTG uporablja lastna okna trdnosti in meje trdote. Stopnje API 5CT J55, K55, N80, L80 in P110 obsegajo minimalne meje tečenja od 379 MPa do 758 MPa in vsaka nosi drugačno pričakovano trdoto in sulfidne napetostne razpoke, pri čemer je L80 razred, ki je posebej nadzorovan za uporabo v kislih zgornjo mejo trdote in ne samo s kemijo. Branje certifikata ohišja torej pomeni branje razpona tečenja, minimalne natezne trdnosti, trdote in toplotne obdelave skupaj, razred, ki ustreza izkoristku, vendar presega zgornjo mejo trdote, je zavrnitev in ne mejna uspešnost.

Sprejemno testiranje brezšivnih cevi

Testni seznam za brezšivno naročilo je krajši kot za varjeno naročilo samo v enem pogledu: ni šiva, ki bi ga bilo treba pregledati. Ultrazvočni pregled karoserije, hidrostatično preskušanje vsake dolžine, natezno preskušanje na serijo in, kjer je to primerno, preizkušanje udarcev, merjenje trdote, sploščenje in določanje velikosti zrn po ASTM E112 ostajajo jedro. Hidrostatični preskusni tlak se izračuna na podlagi debeline stene in določene minimalne meje tečenja ter je omejen, da zaščiti cev, z osnovo obročne napetosti, ki jo določata standard in raven specifikacije izdelka.

Mersko sprejemljivost zajema zunanji premer, debelino stene po obodu in vzdolž dolžine, dolžino, ravnost, kvadratnost konca in geometrijo poševnine. Ker je ekscentričnost resnična značilnost postopka, je treba klavzulo o steni zapisati kot minimalno zahtevo za steno z opredeljeno merilno metodo in ne kot nominalno steno z odstotno toleranco, sicer lahko certifikat, ki poroča o povprečni steni, prestane, medtem ko so posamezne pozicije pod debelino, na kateri je bil izračunan projektni tlak.

Kje je varjena cev boljši odgovor

Nad približno 600 mm zunanjim premerom se ekonomičnost obrne. Cev velikega premera pri zmernem tlaku je cenejša in lažja kot obločno varjena cev, ne glede na to, ali gre za vzdolžni ali vijačni šiv, standardi pa to dovoljujejo: API 5L in ISO 3183 pokrivata varjene cevne cevi na enaki osnovi in ​​podlagi žilavosti kot brezšivne, z dodatno zahtevo, da se šiv pregleda. Tri značilnosti brezšivnih cevi so vredne plačila, če je premer zmeren, stena težka, tlak ali temperatura visoka, dajatev je kisla ali pa bo cev strojno obdelana po dostavi.

Odločitveno pravilo, ki preživi pregled, je torej funkcionalno in ne kategorično: navedite projektni tlak, projektno temperaturo, tekočino, vključno z morebitno vsebnostjo vodikovega sulfida, najmanjšo steno, ki jo zahteva konstrukcija, zahtevano temperaturo žilavosti, način spajanja in kakršno koli obdelavo po dobavi, nato pa pustite, da sledita standard in pot postopka. Kupec, ki začne z brezšivnim in ne z zasnovo, običajno plača za zmogljivost, ki je linija ne more uporabiti.

pogosta vprašanja

V: Katere so tri značilnosti brezšivnih jeklenih cevi?
Neprekinjena stena brez zvarnega šiva, zmožnost tlaka in temperature pri določeni debelini stene, ker noben šiv ne omejuje preseka, ter dimenzijska in metalurška doslednost, ki podpira navoje, strojno obdelavo, hladno vlečenje in honanje.

V: Ali je brezšivna cev vedno močnejša od varjene?
Ne. Stopnja in toplotna obdelava določata trdnost, brezšivne in varjene cevi pa so na voljo v enakih stopnjah API 5L. Kar se spremeni, je, da mora varjena cev tudi dokazati, da se njen šiv ujema z osnovno kovino glede trdnosti, žilavosti in trdote.

V: Zakaj je stenska toleranca brezšivne cevi širša od tolerance varjene cevi?
Ker je stena ustvarjena z deformacijo preluknjane gredice in ne iz traku znane debeline, sta ekscentričnost in variacija stene neločljivo povezani s postopkom; natančna hladno obdelana cev zmanjša variacijo ob dodatnih stroških.

V: Katere vrste se še vedno običajno dobavljajo brezšivne za uporabo pri visokih temperaturah?
Družine krom-molibden, kot so ASTM A335 P11, P22 in P91, in ustrezni razredi cevi ASTM A213, skupaj z ASTM A106 Gr.B za uporabo pri zmernih temperaturah, vse dostavljeno v določenem normaliziranem in temperiranem stanju ali kot je določeno.

V: Kako se določi hidrostatični preskusni tlak brezšivne cevi?
Izračuna se iz navedene minimalne meje tečenja in nazivne stene z uporabo formule v standardu, nato pa se omeji na največji tlak, pri čemer je odstotek obročne napetosti določen s standardom in ravnijo specifikacije izdelka, namesto da bi jo izbral mlin.

V: Kdaj je treba izbrati varjene cevi namesto brezšivnih?
Ko je premer velik, je stena zmerna, tlak je znotraj konstrukcijskega faktorja, ki ga dovoljuje standard, in je šiv mogoče pregledati po celotni dolžini; nad približno 600 mm zunanjim premerom je varjena pot običajno ekonomična izbira.