คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับท่อเหล็ก LSAW ที่มีกำแพงหนา: วิศวกรรม การผลิต และการเลือกทางเทคนิค

ในการพัฒนาพลังงานนอกชายฝั่งสมัยใหม่ วิศวกรรมท่อส่งข้ามประเทศ- และการก่อสร้างโยธาขนาดใหญ่ โซลูชันท่อเหล็กมาตรฐานมักจะถึงขีดจำกัดทางกายภาพ เมื่อสภาพแวดล้อมการทำงานต้องการความต้านทานอย่างสูงต่อแรงกดดันด้านผลผลิตภายใน การกระแทกจากอุทกสถิตภายนอกอย่างรุนแรง และองค์ประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂​S), ท่อเหล็กเชื่อมอาร์คจมอยู่ใต้น้ำตามยาว (LSAW)-ทั่วโลกกำหนดให้เป็นซอว์ล-เป็นมาตรฐานทองคำของวิศวกรรมโครงสร้างและท่อ

ผลิตโดยใช้วิธีการขึ้นรูปเย็น JCOE หรือ UOE{0}} ที่มีความแม่นยำ ผสมผสานกับการเชื่อมอาร์กใต้น้ำหลาย-สองเส้น-ท่อแอลเอสเอนำเสนอความสามารถด้านความหนาของผนังที่ไม่มีใครเทียบได้ (สูงสุด 50 มม.+ หรือ 2.0"+) และเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกขนาดใหญ่ (ตั้งแต่ 16" ถึง 60"+) คู่มือที่ครอบคลุมนี้ครอบคลุมกระบวนการผลิตที่สำคัญ ข้อกำหนดทางวิศวกรรมที่สำคัญ โปรโตคอลการควบคุมคุณภาพ และกรอบงานการจัดซื้อเชิงกลยุทธ์ที่จำเป็นในการเลือกท่อ LSAW ในอุดมคติสำหรับ-โครงการที่มีความเสี่ยงสูง

ความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความสม่ำเสมอของมิติของท่อ LSAW ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของกระบวนการขึ้นรูปเย็น{0}} การทำความเข้าใจว่าแผ่นเหล็กถูกเปลี่ยนเป็นกระบอกสูบผนังหนัก-ได้อย่างไร อธิบายได้ว่าทำไม LSAW จึงมีการกระจายความเค้นที่เหนือกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเชื่อมอื่นๆ

กระบวนการ JCOE (ตัวขับเคลื่อนอุตสาหกรรม)

JCOE เป็นวิธีการที่ยืดหยุ่นและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการผลิตท่อ LSAW แบบติดผนัง-หนัก:

• การกัดขอบและการดัดเบื้องต้น- (การย้ำ):แผ่นเหล็กคาร์บอนที่ควบคุมโดยกลไก (TMCP) แบบเทอร์โม-ความแข็งแรงสูง (TMCP) ได้รับการทดสอบด้วยอัลตราโซนิก 100% สำหรับการเคลือบภายใน จากนั้นขอบของเพลตจะถูกบดด้วยมุมเอียงที่แม่นยำและจีบด้วยลูกกลิ้งไฮดรอลิกเพื่อให้ตรงกับรัศมีท่อเป้าหมาย
• การกดทีละขั้นตอน:เครื่องอัดไฮดรอลิกสำหรับงานหนัก-จะค่อยๆ ขึ้นรูปแผ่นที่จีบให้เป็น a"J"รูปร่างแล้วก"C"รูปร่างและในที่สุดก็เปิดออก"O"รูปร่าง. วิธีการขึ้นรูปเย็น-ที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการกระจายความเค้นที่สม่ำเสมอทั่วทั้งโปรไฟล์แผ่นเพลตที่มีความหนาพิเศษ- โดยไม่ทำให้เกิดความเครียดเฉพาะจุดมากเกินไป
• การเชื่อมอาร์กใต้น้ำ (SAW) สองด้านต่อเนื่อง (SAW):ตะเข็บเปิดถูกเชื่อม-ภายใต้แก๊สป้องกัน ตามด้วยการเชื่อมอาร์กจมอยู่ใต้น้ำ-กระแสสูงหลาย-ที่เส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน (ID) และเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD) ทำให้ได้รอยเชื่อมที่เจาะลึกเต็ม-พร้อมความทนทานเป็นพิเศษ

กระบวนการ UOE (การผลิตจำนวนมากความเร็วสูง-)

สำหรับโครงการไปป์ไลน์ขนาดใหญ่ที่ต้องการขนาดท่อขนาดใหญ่-เท่ากัน เทคโนโลยี UOE จะใช้ระบบกดไฮดรอลิกสอง-ขั้นตอน:

• คุณ-กำลังกด:แผ่นเพลทกดเป็นรูปตัว "U" กว้างๆ ในจังหวะเดียว
• อ-การกด:รูปร่าง "U" ถูกล้อมรอบด้วยแม่พิมพ์วงกลมและกดด้วยแรงไฮดรอลิกขนาดใหญ่จนกลายเป็นกระบอกสูบ "O" ที่สมบูรณ์
• แม้ว่า UOE จะให้ความเร็วในการผลิตที่สูงกว่า JCOE ก็ให้ความยืดหยุ่นที่มากกว่ามากสำหรับความหนาของผนังแบบกำหนดเอง เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่ไม่ใช่-มาตรฐาน และการใช้งานโครงสร้างที่มีน้ำหนักมาก

ขั้นตอนที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งแต่มักถูกเข้าใจผิดบ่อยครั้งในการผลิตท่อ LSAW คือการขยายตัวทางกลเย็น. หลังจากการเชื่อมอาร์กใต้น้ำ ท่อเหล็กดิบจะขยายภายในเต็ม-ความยาวเต็มโดยใช้แม่พิมพ์ไฮดรอลิกแบบแบ่งส่วน

การขยายจะดันผนังท่อออกไปด้านนอกประมาณ 0.8% ถึง 1.5% ของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ทางวิศวกรรมที่สำคัญสามประการ:

• การขจัดความเค้นตกค้าง:การเชื่อมและการขึ้นรูปเย็น-ทำให้เกิดความเค้นตกค้างภายในที่ซับซ้อน การขยายตัวทางกลจะกระจายและลดความเค้นเหล่านี้ลงอย่างมาก ป้องกันการแตกร้าวล่าช้าและการบิดเบี้ยวของโครงสร้างระหว่างการตัดหรือการเชื่อมภาคสนาม
• การแข็งตัวของงานและการเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิต:การเสียรูปของพลาสติกที่ได้รับการควบคุมจะเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิตที่แท้จริงของเหล็กผ่านการชุบแข็งด้วยความเครียด ซึ่งให้อัตราความปลอดภัยที่สูงขึ้นภายใต้แรงกดดันภายใน
• การปรับแต่งทางเรขาคณิตที่แม่นยำ:การขยายตัวช่วยให้มั่นใจได้ถึงความกลมสูงสุด ความตรงที่เข้มงวด และรูปทรงปลายท่อที่แม่นยำ- ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการลดการวางแนว "สูง- โล" ระหว่างการเชื่อมเส้นรอบวงสนาม

ในขณะที่เชื่อมความต้านทานไฟฟ้า (ERW) และรอยเชื่อมอาร์คจมอยู่ใต้น้ำแบบเกลียว (สซอว์) ไปป์มีตำแหน่งในสภาพแวดล้อมที่มีความดันต่ำ- LSAW ไม่สามารถ-ต่อรองได้ทั่วทั้งสี่ภาคส่วนแอปพลิเคชันหลักที่ส่งผลตามมาสูง-:

การใช้งานที่สำคัญของท่อ LSAW:

ระบบพลังงานน้ำลึกและนอกชายฝั่ง : สายยกและไหลใต้ทะเล- / ขาแจ็คเก็ตนอกชายฝั่ง / การวางท่อกระบวนการ FPSO

ท่อแรงดันสูง-และสายบริการเปรี้ยว : -ท่อส่งก๊าซธรรมชาติแรงดันสูง / ก๊าซเปรี้ยวเปียก (H₂ส) พาหนะ

การตอกเสาเข็มโยธาหนักและโครงสร้างพื้นฐานโครงสร้าง: การตอกเสาเข็มฐานรากสะพาน / ท่าเรือน้ำลึกและท่าเทียบเรือ Caissons

1. สายน้ำลึกใต้ทะเลและสายน้ำไหล

ในการสกัดพลังงานใต้ทะเล ท่อจะต้องทนต่อแรงดันอุทกสถิตภายนอกขนาดใหญ่จากความลึกของมหาสมุทรควบคู่ไปกับการเคลื่อนที่ของคลื่นแบบไดนามิก ท่อผนังบาง-พังทลายลงอย่างรวดเร็วภายใต้แรงกดทับเหล่านี้ ท่อ LSAW แบบผนัง-หนัก-ซึ่งมี-ความหนา-ถึง-อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางที่ ERW ไม่สามารถบรรลุได้- ให้ความแข็งแกร่งของโครงสร้างที่จำเป็นเพื่อป้องกันการพังทลายและการตกไข่ภายใต้ความลึกของมหาสมุทรที่รุนแรง

2. ท่อส่งก๊าซธรรมชาติแบบข้ามสาย-แรงดันสูง-

การทำงานที่ความดันการส่งผ่านสูงต้องใช้ท่อที่มีกำลังรับผลผลิตขั้นต่ำสูง (เช่น API 5L เกรด X70 หรือ X80) และมีความเหนียวแตกหักที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ท่อ LSAW ผลิตจากแผ่นเหล็ก TMCP แบบละเอียด-เกรนและสุญญากาศ-ที่ขจัดแก๊สแล้ว ดูดซับพลังงานจลน์สูง ป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกอย่างรวดเร็วในระยะทางหลายพันไมล์

3. ก๊าซเปรี้ยวเปียก (H₂ส) การบริการ

การลำเลียงไฮโดรคาร์บอนที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂​S) ทำให้เหล็กเกิดการแตกร้าวแบบเหนี่ยวนำด้วยไฮโดรเจน- (HIC) และการกัดกร่อนจากการกัดกร่อนจากความเครียดซัลไฟด์ (SSCC) ท่อ LSAW ระบุถึงNACE MR0175 / ISO 15156ใช้เหล็กที่สะอาดเป็นพิเศษ-โดยมีกำมะถันต่ำ-เป็นพิเศษ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.002%) และฟอสฟอรัส (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.012%) เสริมด้วยการบำบัดด้วยแคลเซียมเพื่อควบคุมรูปร่างรวม

4. วิศวกรรมโครงสร้างหนักและการตอกเสาเข็ม

ต่ออีเอ็น 10219และอีเอ็น 10210, ส่วนกลวงของโครงสร้าง LSAW ถูกนำมาใช้เป็นเสารับน้ำหนัก-สำหรับอาคารผู้โดยสารทางทะเลน้ำลึก ท่าเรือสะพานทางหลวง ฐานกังหันลมนอกชายฝั่ง และ-เสารองรับความจุสูงในสนามบินและสนามกีฬา

การเลือกกระบวนการผลิตท่อที่ถูกต้องจำเป็นต้องสร้างความสมดุลระหว่างความต้องการทางกลกับเศรษฐศาสตร์โครงการ ตารางด้านล่างเน้นให้เห็นถึงความแตกต่างในการดำเนินงานที่สำคัญ:

เมื่อสั่งซื้อท่อเส้น LSAW สำหรับโครงการพลังงาน ให้เลือกระหว่างข้อมูลจำเพาะผลิตภัณฑ์ระดับ 1 (PSL1)และข้อมูลจำเพาะผลิตภัณฑ์ระดับ 2 (PSL2)มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยและการปฏิบัติตามข้อกำหนด:

การเปรียบเทียบข้อมูลจำเพาะ API 5L:

PSL1: การใช้งานท่อเส้นมาตรฐาน:

1. ขีดจำกัดทางเคมีขั้นพื้นฐาน (C, Mn, P, S)
2. การทดสอบแรงกระแทกแบบ Charpy V-Notch (CVN) เป็นทางเลือก
3. ไม่มีขีดจำกัดสูงสุดในการบังคับใช้ความแข็งแรงของผลผลิต
4. การซ่อมแซมรอยเชื่อมบนตัวท่อได้รับอนุญาตภายใต้ขั้นตอนที่เข้มงวด

PSL2: พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบสูง (HCA) บริการก๊าซใต้ทะเลและเปรี้ยว :

1. ขีดจำกัดสูงสุดที่เข้มงวดเทียบเท่าคาร์บอน (CE) เพื่อให้มั่นใจในการเชื่อม
2. การทดสอบความเหนียวกระแทก CVN แบบบังคับ (0 องศา , -20 องศา หรือ -40 องศา )
3. ฝาครอบ Yield & Tensile Strength ที่บังคับใช้เพื่อป้องกันพฤติกรรมที่เปราะ
4. การซ่อมแซมการเชื่อมตัวท่อถือเป็นสิ่งต้องห้ามอย่างเคร่งครัด

เพื่อรับประกันความล้มเหลวในการปฏิบัติงานเป็นศูนย์ในสภาพแวดล้อมที่สำคัญ ทุกความยาวของท่อเหล็ก LSAW ต้องผ่าน NDT ที่เข้มงวดและโปรโตคอลการทดสอบแบบทำลายล้างก่อนจัดส่ง:

• การทดสอบอัลตราโซนิกอัตโนมัติ 100% (UT):หัววัดแบบหลาย-ตรวจสอบรอยเชื่อมตามยาว -โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ได้ 100% และแผ่นเหล็กหลักเพื่อตรวจจับการเจือปนภายใน การเคลือบ หรือการขาดฟิวชัน
• การทดสอบด้วยภาพรังสีตามเวลาจริง 100%- (RT / X-Ray):การตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์แบบดิจิทัล-จะประเมินความยาวของรอยเชื่อมทั้งหมด โดยตรวจสอบความพรุนเป็นศูนย์ การรวมตะกรัน หรือข้อบกพร่องในการเชื่อมภายในตาม API 5L ภาคผนวก E
• การทดสอบแรงดันอุทกสถิต:ข้อต่อท่อทุกจุดจะได้รับแรงดันถึง 100% ของกำลังรับขั้นต่ำที่ระบุ (SMYS) เป็นเวลาอย่างน้อย 10 วินาทีเพื่อยืนยันความสมบูรณ์ของขอบเขตแรงดันทางกล
• การตรวจสอบห้องปฏิบัติการเชิงทำลาย:

การทดสอบแรงดึง ผลผลิต และการยืดตัวของท่อและตะเข็บเชื่อม

การทดสอบแรงกระแทกต่ำกว่า-ศูนย์ Charpy V-รอยบาก (CVN) (ดูดซับมากกว่าหรือเท่ากับ 120 จูลที่ −20∘C)

การทดสอบการฉีกขาดของน้ำหนักแบบหยด (DWTT) เพื่อประเมินพฤติกรรมการเปลี่ยนผ่านแบบยืดหยุ่น-ถึง-แบบเปราะ

การทดสอบการสัมผัสในห้องปฏิบัติการ HIC/SSCC บังคับสำหรับคำสั่งบริการเปรี้ยวของ NACE

เพื่อปกป้องท่อ LSAW ติดผนัง-ที่มีน้ำหนักมากจากการกัดกร่อนอย่างรุนแรงใต้ดิน ใต้ทะเล หรือในชั้นบรรยากาศ -ต้องใช้การเคลือบป้องกันจากโรงงาน:

โพลีเอทิลีนสาม-ชั้น (3LPE):ประกอบด้วยไพรเมอร์อีพอกซี (FBE) แบบยึดติดสูง-การยึดเกาะฟิวชั่น-สูง กาวโคโพลีเมอร์ระดับกลาง และชั้นป้องกันโพลีเอทิลีนด้านนอก เหมาะสำหรับเส้นทางข้ามประเทศแบบฝัง-ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง 80∘C

โพลีโพรพีลีนสาม-ชั้น (3LPP):นำเสนอความต้านทานแรงกระแทกและความเหนียวเชิงกลที่เหนือกว่าสำหรับท่อส่งที่มีอุณหภูมิสูง- (สูงถึง 110∘C) และการติดตั้งใต้ทะเลลึก

ฟิวชั่น-อีพอกซีชนิดบอนด์ (FBE และ Dual-Layer FBE):การเคลือบผงเคลือบด้วยความร้อน-ด้วยไฟฟ้าสถิต ให้ความแข็งแรงในการยึดเกาะที่ดีเยี่ยมและความต้านทานการแยกตัวแบบคาโทดิก

ซับอีพ็อกซี่เหลวภายใน:การเคลือบภายในเรียบลื่นช่วยลดการเสียดสีไฮดรอลิกของพื้นผิว เพิ่มปริมาณของเหลว และป้องกันการสะสมการกัดกร่อนภายใน

ท่อ 3PE LSAW

ท่อ FBE LSAW

ท่อซับอีพ๊อกซี่เหลวภายใน

เมื่อเตรียมคำขอใบเสนอราคา (RFQ) สำหรับท่อเหล็ก LSAW ทีมวิศวกรและฝ่ายจัดซื้อควรจัดเตรียมพารามิเตอร์ที่แม่นยำต่อไปนี้เพื่อหลีกเลี่ยงความล่าช้าในการผลิต:

• ข้อกำหนดและเกรดที่ใช้บังคับ:ระบุมาตรฐานที่แน่นอน (เช่นAPI 5L PSL2 เกรด X70N/M, ห้องน้ำในตัว 10219 S355J2H, หรือASTM A252 เกรด 3). ระบุข้อกำหนดการบริการเปรี้ยว (เนซ MR0175) ถ้ามี
• ขนาดที่แน่นอน:เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของรัฐ (OD เป็นมม. หรือนิ้ว) ความหนาของผนัง (WT) และปริมาตรที่ต้องการทั้งหมด (เป็นเมตรหรือเมตริกตัน)
• ตัวเลือกความยาวท่อ:ระบุการสุ่มเดี่ยว (6.0 ม.) การสุ่มคู่ (11.8 ม./12.0 ม.) หรือข้อกำหนดการตัดแบบกำหนดเอง-ถึง-ความยาวสูงสุด 18.0 ม.
• การเตรียมการสิ้นสุด:ระบุปลายเรียบ มุมตัดสี่เหลี่ยม หรือมุมบากที่แม่นยำ (30∘/37.5∘ ต่อ ASME B16.25) สำหรับการเชื่อมภาคสนามอัตโนมัติ
• การรับรองและตรวจสอบ:อาณัติEN 10204 ประเภท 3.1 หรือ 3.2 รายงานการทดสอบวัสดุ (MTR)และระบุหน่วยงานตรวจสอบบุคคลที่สาม (TPI) ที่จำเป็น (เช่น SGS, Bureau Veritas, DNV หรือ Lloyd's Register)

หากต้องการ-การสนับสนุนด้านวิศวกรรมโดยตรงของโรงงาน เอกสารข้อมูลทางเทคนิค และใบเสนอราคาโครงการที่กำหนดเอง โปรดติดต่อทีมวิศวกรฝ่ายขายที่สตีลบริสก์.

ติดต่อได้เลย