Elektros varžiniu būdu suvirinti ( ERW ) išilginiai vamzdžiai ir išilginiai po fliusu suvirinti (LSAW) vamzdžiai yra du plačiausiai išilgai suvirinti plieniniai vamzdžiai naftos ir dujų transportavimui, plieninėms konstrukcijoms, jūriniams poliniams pamatams ir kitiems vamzdynų projektams. Dažnai kylantis klausimas: kuris vamzdis yra tvirtesnis, turi didesnę laikomąją galią ir yra saugesnis?
Šiame straipsnyje palyginami du vamzdžių tipai pagal gamybos procesą, pagrindinę medžiagą, suvirinimo stiprumą, atsparumą slėgiui, laikomąją galią ir atsparumą žemai temperatūrai, ir pateikiamos medžiagų parinkimo rekomendacijos, padėsiančios tiksliai suderinti vamzdžio klasę su inžineriniais reikalavimais.
I. Esminis skirtumas
Pirma, pagrindinis ERW ir LSAW skirtumas yra jų skersmens ir sienelių storio gamybos ribos:
- ERW: maksimalus išorinis skersmuo apie 610 mm, maksimalus sienelės storis apie 19 mm. ERW negali gaminti vamzdžių, kurių skersmuo didesnis už šį diapazoną.
- LSAW: Minimalus išorinis skersmuo prasideda nuo 406.4 mm ir siekia 1422.4 mm; sienelės storis gali viršyti 32 mm.
Iš esmės, ERW puikiai tinka mažo ir vidutinio skersmens vamzdžiams, o LSAW skirtas didelio skersmens storasieniams vamzdžiams.
ERW ir LSAW apibrėžimas
- ERWPagaminta iš karšto valcavimo plieno juostosPo šaltojo formavimo aukšto dažnio srovė kaitina vamzdžio kraštus, kurie suspaudžiami, kad susidarytų tiesi suvirinimo siūlė be papildomo metalo.
- LSAW (išilginis povandeninio lanko suvirinimas)Pagaminta iš pavienių vidutinio sunkaus plieno plokščių. Plokštės presuojamos į vamzdinius profilius, po to dvipusiai suvirinamos po fliusu ir plečiamos. Pagal formavimo metodą klasifikuojama į UOE, JCOE ir HME tipus.
Abu yra išilgai suvirinti vamzdžiai, tačiau jie labai skiriasi žaliavomis, gamybos procesais ir taikomomis sąlygomis.
II. Stiprumo skirtumas kyla ne iš pagrindinės medžiagos, o iš proceso ir prisitaikymo.
Daugelis klaidingai mano, kad ERW ir LSAW plienas yra skirtingų rūšių. Tiesą sakant, jų pagrindinės medžiagos pasižymi panašiu natūriniu stiprumu, be akivaizdaus skirtumo tarp takumo ribos ar tempiamojo stiprumo.
Tikrieji stiprumo skirtumai pasireiškia keturiais aspektais: suvirinimo patikimumas, viršutinė sienelės storio riba, slėgio išlaikymo riba, atsparumas nuovargiui ir atsparumas deformacijai, kurie išsamiau aprašyti toliau.
III. Stiprumo palyginimas: kuris stipresnis?
Universalaus atsakymo nėra; vertinimas turi būti atliekamas kiekvieną aspektą atskirai.
3.1 Slėgio sulaikymo pajėgumas
LSAW turi akivaizdžių pranašumų atsparumo slėgiui srityje.
- LSAW: X70 klasė, kurios sienelių storis yra 6.4–32 mm. Dvipusis vidinis ir išorinis suvirinimas užtikrina iki 1.0 suvirinimo jungčių efektyvumą, tinkantį didelio slėgio, didelio skersmens ilgo nuotolio perdavimo vamzdynams.
- ERW (aukšto slėgio vandens vamzdynas): sienelės storis svyruoja nuo 4.0 iki 19.1 mm, skirtas vidutinio ir žemo slėgio sistemoms.
Didelio skersmens vamzdynams, kuriems būdingas didelis projektinis slėgis, rekomenduojama naudoti LSAW suvirinimo siūlę, kad būtų užtikrinta didesnė suvirinimo vientisumo saugos riba.
3.2 Suvirinimo patikimumas ir suvirinimo procesas
| Palyginamasis elementas | ERW | LSAW |
|---|---|---|
| Suvirinimo metodas | Aukšto dažnio varžinis kaitinimas ir suspaudimas; be pridėtinio metalo | Dvipusis suvirinimas panardintu lanku suvirinimo viela ir fliusu |
| Suvirinimo papildomas apdorojimas | Reikalingas suvirinimo terminis apdorojimas; vidinių užgaubų kontrolė -0.2–0.5 mm ribose | Išankstinis suvirinimas + apdailos suvirinimas ir mechaninis išplėtimas |
| NDT reikalavimas | Viso ilgio suvirinimo siūlių patikra per UT / ET | Viso ilgio suvirinimo siūlių patikra RT arba UT metodu |
| Suvirinimo jungčių efektyvumas | 0.85-1.00 | 1.00 (atlikus pilną RT patikrinimą) |
Kas yra suvirinimo jungties efektyvumas? Tai stiprumo mažinimo koeficientas, naudojamas projektuojant vamzdynus. Koeficientas 0.85 reiškia, kad suvirinimo jungties stipris apskaičiuojamas kaip 85 % bazinio metalo stiprumo; koeficientas 1.0 rodo, kad suvirinimo jungties stipris atitinka bazinio metalo stiprumą.
3.3 Pagrindinių parametrų kiekybinis palyginimas
| Parametras | ERW (API5L X60) | LSAW (API5L X60) |
|---|---|---|
| Maksimalus išorinis skersmuo | 610 mm (24 col.) | 1422 mm (56 col.) |
| Maksimalus sienos storis | 22 mm | 60 mm |
| Plyšimo slėgis esant 24 colių maksimaliam slėgiui | 2598 psi | 7080 psi |
| Suvirinimo jungčių efektyvumas | 0.85 standartinis / 1.0 po terminio apdorojimo | 1.0 |
| Tipinė Šarpio smūgio energija (-20 ℃) | 40–60 džaulių | 80–120 džaulių |
| Išorinis griūties atsparumas | Žemas ir vidutinis | Vidutinis arba aukštas |
IV. Inžinerinių medžiagų parinkimo vadovas: ERW ar LSAW?
4.1 LSAW prioritetizavimas šiais atvejais
- Didelio skersmens tolimojo susisiekimo vamzdynai (≥16 colių), storasieniai, aukšto slėgio naftos ir dujų magistraliniai perdavimo vamzdynai.
- Giliavandeniai, šalti, poliariniai ir kiti žemos temperatūros, sunkioms eksploatacinėms sąlygoms skirti vamzdynai; aukšto slėgio / aukštos kokybės X70, X80 plienas su padidintu projektiniu slėgiu.
- Jūrinių vėjo jėgainių polių pamatai, didelės plieninės konstrukcijų atramos, giliai užkasti sunkiasvoriai vamzdynai.
- Projektai, kuriems reikalingas didesnis korozijos tolerancijos lygis, vidutinių krovinių transportavimas su korozinėmis medžiagomis, didelės rizikos paslaugos, kuriose yra H₂S.
- 1 ir 2 klasės vamzdynai tankiai apgyvendintose miesto teritorijose, kuriems reikalingas itin didelis vamzdynų saugumas. Didelio skersmens aukšto slėgio vamzdynų projektuose paprastai pasirenkamas LSAW (PSL2) vamzdynas, užtikrinantis didesnį suvirinimo patikimumą ir saugos ribą.
4.2 Pirmenybę teikite sprogstamųjų atliekų tvarkymui šiais atvejais
- Mažo ir vidutinio skersmens (≤24 colių), vidutinio ir žemo slėgio miesto vandentiekio ir drenažo, suslėgto oro ir dujų perdavimo vamzdynai.
- Bendrosios plieninės konstrukcijos, atramos, apsauginiai turėklai ir lengvieji konstrukciniai darbai.
- Skysčių perdavimo projektavimas esant aplinkos temperatūrai, normaliam slėgiui ir paprastoms išorinėms apkrovoms.
- Biudžetui jautrūs projektai: ERW kainuoja pigiau ir gamybos laikas trumpesnis nei LSAW.
4.3 Vieno sakinio santrauka
ERW pasižymi ekonomiškumu ir dideliu efektyvumu – optimalus pasirinkimas mažo ir vidutinio skersmens, vidutinio ir žemo slėgio bei bendram naudojimui. LSAW pasižymi dideliu dydžiu ir dideliu patikimumu – neišvengiamas pasirinkimas didelio skersmens, aukšto slėgio, ilgo nuotolio perdavimo ir atšiaurių darbo sąlygų atveju.
VI. Išvada
Lyginant visapusiškas eksploatacines savybes, LSAW plieniniai vamzdžiai lenkia ERW pagal bendrą stiprumą, saugumą ir pritaikomumą eksploatacijoms, todėl yra pageidaujamas vamzdis aukščiausios klasės kritinei inžinerijai.
Įprastai civilinei inžinerijai ERW visiškai atitinka eksploatacinius reikalavimus, pasižymi puikiu ekonomiškumu ir dideliu matmenų tikslumu, todėl yra optimalus pasirinkimas inžinerijos sąnaudų mažinimui.
Pagrindinis vamzdžių parinkimo principas – tiksliai parinkti vamzdžio medžiagą pagal skersmenį, sienelės storį, slėgį ir eksploatavimo aplinką, suderinant saugumą ir ekonomiškumą.
