การขยายตัวแบบเย็นกับการขยายตัวแบบร้อนในการผลิตท่อเหล็ก: ความหมายที่แท้จริงหมายถึงอะไร

ค้นหา "การขยายท่อ" ในบริบทการจัดหาเหล็ก- แล้วคุณจะพบกับกระบวนการผลิตที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงสองกระบวนการที่ใช้ชื่อเดียวกัน ขั้นตอนหนึ่งคือขั้นตอนการตกแต่งขั้นสุดท้ายที่ใช้กับท่อเชื่อม (ERW, LSAW, SSAW) เพื่อแก้ไขความกลมและความแม่นยำของมิติหลังจากการขึ้นรูป อีกวิธีหนึ่งคือกระบวนการขยายขนาด-ที่ใช้กับท่อไร้ตะเข็บ ซึ่งใช้เพื่อทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าโรงเจาะแบบหมุนที่สามารถผลิตได้ในการผ่านครั้งเดียว ทั้งสองอย่างเกี่ยวข้องกับการดันหรือดึงเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อออกไปด้านนอก - และนั่นคือจุดสิ้นสุดของความคล้ายคลึงกัน การทำให้ทั้งสองสับสนหรือการสันนิษฐานว่า "ไปป์แบบขยาย" มักจะหมายถึงสิ่งเดียวกัน เป็นสาเหตุที่แท้จริงของการสื่อสารที่ผิดพลาดในขั้นตอนการเสนอราคา โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ซื้อที่เพิ่งเริ่มจัดซื้อท่อแบบไลน์

บทความนี้จะแยกกระบวนการทั้งสองออกจากกัน อธิบายว่าแต่ละกระบวนการเปลี่ยนแปลงอะไรบ้างเกี่ยวกับไปป์ที่เสร็จสมบูรณ์ และกำหนดสิ่งที่ต้องตรวจสอบก่อนที่จะระบุหรือยอมรับประเภทใดประเภทหนึ่งบนโปรเจ็กต์

การขยายความเย็น - บางครั้งเรียกว่าการขยายขนาดเย็นหรือการขยายเชิงกล - ใช้กับท่อเชื่อม (โดยทั่วไปคือ LSAW และ SSAW ซึ่งบางครั้งก็ใหญ่- ERW เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่) ทันทีหลังจากการขึ้นรูปและการเชื่อม ขณะที่ท่ออยู่ที่อุณหภูมิแวดล้อม ท่อถูกโหลดลงบนเครื่องขยายไฮดรอลิกที่ติดตั้งหัวแบบแบ่งส่วนหรือหัวขยาย หัวจะถูกสอดเข้าไปในท่อและบังคับด้วยกลไกออกไปด้านนอกโดยควบคุมขั้นตอนต่างๆ ตามความยาวของท่อ โดยเปลี่ยนรูปผนังท่อออกไปด้านนอกด้วยพลาสติกในปริมาณเล็กน้อยและควบคุมได้อย่างแม่นยำ

จุดประสงค์นั้นมีมิติเกือบทั้งหมด ท่อที่ขึ้นรูปด้วยแผ่น-และท่อที่ขึ้นรูปเป็นขด- (JCOE, UOE หรือการขึ้นรูปเป็นเกลียว) ออกมาจากแนวการเชื่อมโดยมี-ความกลมที่ออกมา-บางส่วน ความเค้นขึ้นรูปที่ตกค้าง และความแปรผันของเส้นผ่านศูนย์กลางตามความยาว - แผ่นหรือขดลวดไม่เคยโค้งงอเป็นวงกลมที่สม่ำเสมออย่างสมบูรณ์แบบในการผ่านครั้งแรก การขยายตัวขณะเย็นจะแก้ไขปัญหานี้โดยการบังคับตัวท่อทั้งหมดให้มีความคลาดเคลื่อนเป็นวงกลมที่แน่นขึ้นและสม่ำเสมอมากขึ้น โดยทั่วไปจะอยู่ภายในเศษเสี้ยวของเปอร์เซ็นต์ของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่ระบุ

API 5L ยอมรับขั้นตอนนี้อย่างเป็นทางการ: ไปป์ที่ผ่านกระบวนการนี้ถูกกำหนดให้เป็น "CE" (ขยายแบบเย็น) บนเครื่องหมายและการรับรอง และมาตรฐานกำหนดความเย็น-อัตราส่วนการขยาย - เปอร์เซ็นต์ที่เพิ่มขึ้นของเส้นรอบวงหรือเส้นผ่านศูนย์กลางที่ได้รับในระหว่างกระบวนการ - เป็นค่าที่ผู้ผลิตจะต้องประกาศและคงไว้ซึ่งสอดคล้องกันภายในหน่วยทดสอบ ในทางปฏิบัติ อัตราส่วนนี้มีขนาดเล็ก โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงประมาณ 0.3% ถึง 1.5% เนื่องจากเป้าหมายคือการแก้ไขที่แม่นยำ ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงขนาดที่สำคัญ อัตราส่วนที่เพิ่มขึ้นเกินเกณฑ์ที่กำหนดจากหน่วยทดสอบหนึ่งไปยังอีกหน่วยทดสอบจะต้องเริ่มหน่วยทดสอบใหม่ภายใต้เอพีไอ 5 ลิตรกรอบการทดสอบของเนื่องจากคุณสมบัติทางกลของท่อสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามปริมาณงานเย็นที่ใช้

การเปลี่ยนแปลงนั้นเป็นผลประการที่สองที่ควรค่าแก่การทำความเข้าใจ เหล็กงานเย็นที่ผ่านการเปลี่ยนรูปด้วยพลาสติกจะเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิตในทิศทางของการขยายตัว (งานวัสดุ-แข็งตัว) ซึ่งโดยทั่วไปเป็นผลข้างเคียงที่น่ายินดีสำหรับท่อที่จะเห็นแรงดันภายใน นอกจากนี้ ยังแนะนำแอนไอโซโทรปี - บางอย่าง ซึ่งกำลังรับแรงอัดของท่อในบางทิศทางสามารถลดลงได้บ้างเมื่อเทียบกับกำลังรับแรงดึงของท่อ ซึ่งนักโลหะวิทยาเอฟเฟกต์เรียกว่าเอฟเฟกต์ Bauschinger สำหรับการใช้งานท่อเส้นส่วนใหญ่ จะอยู่ภายในขอบเขตที่ยอมรับได้และเป็นปัจจัยในรหัสการออกแบบ มันกลายเป็นคำถามทางวิศวกรรมที่ตรงประเด็นมากขึ้นเฉพาะในกรณีพิเศษ เช่น บริการต้านทานการยุบตัว-สูง ซึ่งนักออกแบบอาจต้องการให้มองเห็นชัดเจนว่ามีการใช้ส่วนขยายเย็นมากน้อยเพียงใด

การขยายตัวแบบร้อนแรงช่วยแก้ปัญหาที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง โรงเจาะแบบหมุน - เครื่องจักรที่แปลงเหล็กแท่งกลมตันให้เป็นเปลือกกลวงไร้ตะเข็บ - มีเพดานเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใช้งานได้จริง โรงงานส่วนใหญ่ประสบความสำเร็จในการผลิตท่อไร้ตะเข็บที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20 นิ้ว (508 มม.) OD ด้วยการรีดร้อน-เพียงครั้งเดียว ความต้องการท่อไร้ตะเข็บที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่-มีอยู่โดยไม่คำนึงถึง - โครงการส่งน้ำมันและก๊าซบางโครงการ และการใช้งานเฉพาะทางที่ไม่สามารถยอมรับทางเลือกในการเชื่อมได้ จำเป็นต้องมีท่อไร้ตะเข็บเกินกว่าเพดานนั้น โดยสูงถึงประมาณ 40 นิ้ว (1,016 มม.)

การขยายตัวอย่างรวดเร็วเป็นกระบวนการที่เชื่อมช่องว่างดังกล่าว "ท่อแม่" แบบรีดร้อนแบบไม่มีรอยต่อ-มาตรฐาน ซึ่งผลิตที่หรือใกล้กับเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดของโรงเจาะที่เจาะนั้น จะถูกทำให้ร้อนอีกครั้ง - โดยทั่วไปโดยใช้การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำความถี่กลาง- - จนถึงอุณหภูมิในการทำงานที่ร้อน- จากนั้นจึงผ่านโรงขยายแบบกลไก โดยที่แกนภายในหรือเครื่องมือขยายจะบังคับผนังท่อที่ให้ความร้อนออกไปด้านนอกจนถึงเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าเป้าหมาย ความหนาของผนังจะลดลงตามสัดส่วนเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้น ตามตรรกะการอนุรักษ์ปริมาตร-เดียวกันกับกระบวนการขึ้นรูปร้อน-

เสน่ห์ดึงดูดใจตรงไปตรงมา: ผลิตท่อไร้ตะเข็บอย่างแท้จริง (ไม่มีตะเข็บเชื่อมที่เส้นผ่านศูนย์กลางใดๆ ก็ตาม) ในขนาดที่โรงเจาะไม่สามารถเข้าถึงได้โดยตรง โดยทั่วไปจะมีต้นทุนที่ต่ำกว่าเส้นทางไร้ตะเข็บขนาดใหญ่-ทางเลือกอื่น และด้วยประสิทธิภาพการผลิตที่สมเหตุสมผล นี่คือเหตุผลว่าทำไมท่อไร้รอยต่อแบบขยาย-ที่ร้อนแรงจึงพบตลาดที่มั่นคง โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากโรงงานไร้ตะเข็บของจีนที่สร้างความสามารถเฉพาะเกี่ยวกับกระบวนการนี้

นอกจากนี้ยังมาพร้อมกับข้อแลกเปลี่ยน-ที่ผู้ซื้อระบุว่า "ราบรื่น" สำหรับแอปพลิเคชันที่มีความต้องการสูงควรทราบ ไปป์หลักมีซัลไฟด์ ออกไซด์ และซิลิเกตที่ไม่ใช่-การเจือปนของโลหะ - - ซึ่งเป็นคุณสมบัติปกติในระดับต่ำ-ของกระบวนการผลิตเหล็กใดๆ ในระหว่างการขยายตัวที่ร้อน อุณหภูมิที่สูงขึ้นและการเสียรูปอาจทำให้สิ่งเจือปนเหล่านี้แบนราบลงเป็นรูปร่าง-คล้ายแผ่นบางๆ ที่สอดคล้องกับทิศทางการขยายตัว ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่สามารถส่งเสริมการแยกชั้น (การแยกภายในตามระนาบการกลิ้ง) ภายใต้สภาวะความเค้นบางอย่าง การระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอหลังจากการขยายตัวยังสามารถทิ้งความเค้นตกค้างไว้ในผนังท่อ ซึ่งเด่นชัดกว่าในท่อแม่ที่ไม่เคย-ทำงานซ้ำ สำหรับการใช้งานทั่วไปที่ราบรื่น- การขยายตัวขณะร้อนที่ได้รับการควบคุมอย่างถูกต้องจะสร้างท่อที่ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายในข้อกำหนดเฉพาะที่กำหนด แต่สำหรับสภาพแวดล้อมบริการที่มีรสเปรี้ยว - ที่เกี่ยวข้องกับ H2S ซึ่งการต้านทานการแตกร้าวที่เหนี่ยวนำด้วยไฮโดรเจน (HIC) และการแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์ (SSC) ถือเป็นข้อกังวลหลัก - การรวม-ผลกระทบที่ราบเรียบเป็นจุดเตือนที่ได้รับการยอมรับในอุตสาหกรรม และข้อกำหนดเฉพาะของโครงการบางรายการไม่รวมท่อที่ขยายร้อน-จากบริการที่สำคัญของ HIC/SSC- ทั้งหมด หรือต้องมีการทดสอบคุณสมบัติเพิ่มเติมก่อน ยอมรับมัน

กระบวนการทั้งสองยังเปลี่ยนแปลงสิ่งที่การตรวจสอบจำเป็นต้องมุ่งเน้นภายหลังการตรวจสอบข้อเท็จจริงด้วย หลังจากการขยายตัวขณะเย็น การตรวจสอบขนาด (นอก-ของ-ความกลม เส้นผ่านศูนย์กลางตามความยาวท่อ ความตรง) คือการตรวจสอบเบื้องต้น เนื่องจากกระบวนการเป็นแบบกลไกและไม่ทำให้เกิดข้อกังวลด้านโลหะวิทยาที่มาพร้อมกับการให้ความร้อนซ้ำ การทดสอบรอยเชื่อมและตัวถังด้วยคลื่นอัลตราโซนิกยังคงเป็นไปตามข้อกำหนดเดียวกันกับท่อที่เชื่อมใดๆ แต่ไม่มีคุณสมบัติทางโลหะวิทยาเพิ่มเติม-ซึ่งขับเคลื่อนโดยขั้นตอนการปรับขนาดเอง

หลังจากการขยายตัวที่ร้อน การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงจะมีบทบาทที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น: เป็นวิธีปฏิบัติจริงในการตรวจสอบความเสี่ยงในการแยกตัวตามที่อธิบายไว้ข้างต้น เนื่องจากการรวมตัวที่ราบเรียบและการแยกภายในไม่สามารถมองเห็นได้จากภายนอก โรงสีที่ใช้กระบวนการขยายแบบร้อน-ที่มีระเบียบวินัยจะ UT สแกนท่อที่ขยายขั้นสุดท้าย ไม่เพียงแต่ไปป์หลักก่อนการขยายตัว อย่างแม่นยำ เนื่องจากขั้นตอนการขยายเองเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดความเสี่ยงในการตรวจสอบ หากเอกสารด้านคุณภาพของซัพพลายเออร์แสดงเฉพาะการทดสอบในระยะท่อแม่ ก็ควรตั้งคำถามก่อนที่จะสั่งซื้อท่อไร้ตะเข็บแบบขยายที่รองรับความต้องการในการบริการ

เวลานำและต้นทุนยังแตกต่างกันในลักษณะที่สำคัญในขั้นตอนการเสนอราคา การขยายความเย็นเป็นขั้นตอนการตกแต่งในสายการผลิตที่รวดเร็ว-ซึ่งรวมเข้ากับลำดับการผลิตท่อเชื่อม ทำให้มีเวลาและต้นทุนเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อเทียบกับท่อฐาน การขยายร้อนเป็นการดำเนินการให้ความร้อนและการขึ้นรูปแยกต่างหากที่ดำเนินการบน-ไปป์แม่ที่เสร็จสมบูรณ์แล้ว ซึ่งจะเพิ่มขั้นตอนการผลิตที่แตกต่างกัน ขยายเวลาในการผลิตเมื่อเทียบกับขนาดไร้รอยต่อมาตรฐาน และสะท้อนให้เห็นในต้นทุนที่แท้จริงเหนือท่อซึ่งอยู่ในช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางปกติของโรงเจาะ - ซึ่งเป็นค่าพรีเมียมที่มักจะเป็นปัจจัยในการตัดสินใจว่าโครงการจะเลือก-ขยายแบบไร้รอยต่อแบบร้อนหรือเปลี่ยนไปใช้ทางเลือกอื่นในการเชื่อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่-แทน

เนื่องจาก "ไปป์แบบขยาย" อาจหมายถึงสิ่งใดสิ่งหนึ่ง คำถามที่ผู้ซื้อควรถามจึงขึ้นอยู่กับว่าคำถามใดใช้กับผลิตภัณฑ์ที่เสนอราคา

สำหรับท่อเชื่อมแบบขยาย-เย็น คำถามที่เกี่ยวข้องคือมิติและกลไก: อัตราส่วนการขยายตัวเย็น-ใดที่ใช้ มีการประกาศในใบรับรองโรงสีตามที่ API 5L ต้องการ และโปรไฟล์คุณสมบัติที่ได้ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากแรงกดอัดหรือการต้านทานการยุบตัวมีความสำคัญต่อการใช้งาน) อยู่ในเกณฑ์การออกแบบของโครงการหรือไม่ นี่เป็นข้อมูลประจำสำหรับโรงงานที่จะจัดหาและไม่ค่อยเป็นจุดกังวลอย่างแท้จริงสำหรับบริการส่งหรือกระจายสินค้าแบบมาตรฐาน

สำหรับท่อไร้ตะเข็บแบบขยาย-แบบร้อน คำถามที่เกี่ยวข้องมีรายละเอียดเพิ่มเติม: ท่อแบบขยาย-แบบร้อนหรือแบบเส้นผ่านศูนย์กลางท่อแบบเดิม- (ใบรับรองโรงงานและ PO ควรระบุอย่างชัดเจน เนื่องจากทั้งสองแบบไม่สามารถใช้แทนกันได้ในทุกการใช้งาน) และหากแบบร้อน-แบบขยาย แสดงว่าการบริการมีรสเปรี้ยว -ความแข็งแกร่ง-วิกฤตสูง หรือมิฉะนั้นก็ไวต่อการวางแนวแบบรวมและความเครียดตกค้าง หากคำตอบของคำถามสุดท้ายคือใช่ ก็ควรถามซัพพลายเออร์โดยตรงว่าโครงการหรือเกรดเฉพาะมีประวัติที่บันทึกไว้ว่าการทดสอบ HIC/SSC ที่ประสบความสำเร็จบนวัสดุที่มีการขยายตัว-ร้อนหรือไม่ แทนที่จะคิดว่าการปฏิบัติตามมาตรฐาน API 5L ทั่วไปจะช่วยตอบคำถามได้

• สายส่งมาตรฐาน (ไม่-เปรี้ยว):ท่อ LSAW/SSAW แบบเชื่อมที่มีการขยายตัวเย็นมาตรฐานคือตัวเลือกเริ่มต้นที่คุ้มต้นทุน-
• บริการเปรี้ยว (H2S / NACE MR0175):หลีกเลี่ยง-ท่อไร้ตะเข็บที่ขยายตัวร้อนเนื่องจากการรวม-ความเสี่ยงในการทำให้แบนและการหลุดร่อน เลือกใช้ท่อเชื่อมแบบไม่มีรอยต่อหรือแบบขยายเย็น-ที่มีอัตราส่วนการขยายที่ตรวจสอบแล้ว
• General Industrial & Structural (>20" ไร้รอยต่อ):ท่อไร้รอยต่อแบบขยาย-ที่ร้อนเหมาะอย่างยิ่งและประหยัดหากได้รับการยืนยันความครอบคลุม UT เต็มรูปแบบ
• การใช้งานแบบยุบตัวสูง- (น้ำลึก / ท่อ):ตรวจสอบอัตราส่วนการขยายตัวเย็น-เทียบกับข้อกำหนดการออกแบบ เนื่องจากการขยายเย็นจะทำให้กำลังรับแรงอัดลดลง (Bauschinger effect)
• ขนาดมาตรฐาน ( น้อยกว่าหรือเท่ากับ 20" สูง-P/สูง-T):ท่อไร้รอยต่อแบบขยาย-แบบมาตรฐานคือโซลูชันมาตรฐาน-กระบวนการขยายนั้นไม่จำเป็น
• งบประมาณ-ข้อกำหนดขนาดใหญ่ที่ไร้รอยต่อที่มีข้อจำกัด:ท่อไร้รอยต่อแบบขยาย-แบบร้อนให้ทางเลือกที่คุ้มค่า-เมื่อต้องใช้ "แบบไม่มีรอยต่อ" อย่างเคร่งครัดและมีเงื่อนไขการบริการที่อนุญาต

หลักการสำคัญ:การเลือกท่อต้องขับเคลื่อนตามความต้องการในการบริการ (ความดัน อุณหภูมิ การสัมผัส H2S ความเสี่ยงจากการพังทลายจากภายนอก) การจับคู่กระบวนการผลิตกับสภาพแวดล้อมการปฏิบัติงาน

ติดต่อได้เลย