Aukstā izplešanās salīdzinājumā ar karsto izplešanos tērauda cauruļu ražošanā: ko šie termini patiesībā nozīmē

Meklējiet “caurules paplašināšana” tērauda{0}}iegūšanas kontekstā, un jūs nonāksit pie diviem pilnīgi atšķirīgiem ražošanas procesiem, kuriem ir kopīgs nosaukums. Viens no tiem ir metinātas caurules (ERW, LSAW, SSAW) apdares posms, lai pēc formēšanas koriģētu apaļumu un izmēru precizitāti. Otrs ir izmēru-pagarināšanas process, ko izmanto bezšuvju caurulei, ko izmanto, lai iegūtu diametru, kas ir lielāks par to, ko vienā piegājienā spēj radīt rotējošas caurduršanas dzirnavas. Abi ietver caurules diametra stumšanu vai vilkšanu uz āru -, un ar to līdzība beidzas. Abu sajaukšana vai pieņemšana, ka "izvērstā caurule" vienmēr nozīmē vienu un to pašu, ir īsts nepareizas saziņas avots piedāvājuma posmā, jo īpaši pircējiem, kuri nav sākuši cauruļvadu iepirkumu.

Šajā rakstā ir izdalīti divi procesi, paskaidrots, kādas izmaiņas katrs no tiem maina gatavajā caurulē, un norādīts, kas jāpārbauda pirms kāda veida norādīšanas vai pieņemšanas projektā.

Aukstā izplešanās -, ko dažreiz sauc par auksto izmēru vai mehānisko izplešanos -, tiek izmantota metinātai caurulei (visbiežāk LSAW un SSAW, dažkārt liela-diametrs ERW) tūlīt pēc formēšanas un metināšanas, kamēr caurule ir apkārtējās vides temperatūrā. Caurule tiek uzkrauta uz hidrauliskā paplašinātāja, kas aprīkots ar segmentētu presformu vai izplešanās galvu. Galva tiek ievietota caurulē un mehāniski izspiesta uz āru virknē kontrolētu soļu visā caurules garumā, plastiski deformējot caurules sienu uz āru par nelielu, precīzi kontrolētu daudzumu.

Mērķis ir gandrīz pilnībā dimensijas. Plāksnes-veidota un spoles{2}}veidota caurule (JCOE, UOE vai spirālveida formēšana) iziet no metināšanas līnijas ar zināmu -no-apaļumu, atlikušo formēšanas spriegumu un diametra svārstībām visā garumā - plāksne vai spole pirmajā piegājienā nekad neliecas par pilnīgi vienmērīgu apli. Aukstā izplešanās to izlabo, piespiežot visu caurules korpusu daudz stingrāk, konsekventākā apļveida pielaidē, parasti līdz procenta daļai no nominālā ārējā diametra.

API 5L formāli atzīst šo soli: caurule, kas ir pakļauta šim procesam, tās marķējumā un sertifikācijā ir apzīmēta ar “CE” (auksti paplašināta), un standarts definē aukstās -izplešanās koeficientu - procesa laikā sasniegto apkārtmēra vai diametra procentuālo pieaugumu - kā vērtību, kas ražotājam ir jādeklarē un jāsaglabā testa vienībā. Praksē šī attiecība ir maza, parasti diapazonā no aptuveni 0,3% līdz 1,5%, jo mērķis ir precizitātes korekcija, nevis liela izmēra izmaiņas. Attiecības palielināšanai, pārsniedzot noteiktu slieksni no vienas testa vienības uz nākamo, ir jāsāk jauna testa vienībaAPI 5L's testēšanas sistēmu, jo caurules mehāniskās īpašības var mainīties līdz ar aukstā darba apjomu.

Šī maiņa ir otrais efekts, kuru vērts saprast. Aukstās apstrādes tērauds plastiskas deformācijas rezultātā palielina tecēšanas izturību izplešanās virzienā (materiāls sacietē), kas parasti ir apsveicama blakusparādība caurulei, kurā būs redzams iekšējais spiediens. Tas arī ievieš zināmu anizotropiju - caurules spiedes tecēšanas robeža dažos virzienos var būt nedaudz samazināta attiecībā pret tās stiepes tecēšanas robežu. Šo efektu metalurgi dēvē par Baušingera efektu. Lielākajai daļai cauruļvadu cauruļu lietojumu tas ir pieļaujamās robežās un ir iekļauts projektēšanas kodos; tas kļūst par precīzāku inženiertehnisko jautājumu tikai īpašos gadījumos, piemēram, augstas -sabrukšanas-noturības pakalpojums, kurā dizaineris var vēlēties redzēt, cik tieši tika izmantota aukstā izplešanās.

Karstā izplešanās atrisina pavisam citu problēmu. Rotācijas caurduršanas dzirnavām - iekārtām, kas masīvu apaļu tērauda sagatavi pārvērš dobā bezšuvju apvalkā -, ir praktiska diametra griesti. Lielākā daļa dzirnavu nodrošina bezšuvju caurules līdz aptuveni 20 collu (508 mm) ārējais diametrs vienā karstā{6}}velmēšanas gājienā. Pieprasījums pēc liela-diametra bezšuvju caurulēm pastāv neatkarīgi no - noteiktiem naftas un gāzes pārvades projektiem un īpašiem lietojumiem, kur metināta alternatīva nav pieņemama, ir nepieciešams bezšuvju caurules, kas ir krietni tālāk par griestiem, līdz aptuveni 40 collām (1016 mm).

Karstā izplešanās ir process, kas novērš šo plaisu. Standarta karsti velmēta bezšuvju "mātes caurule", kas ražota urbšanas dzirnavas maksimālajā diametrā vai tuvu tam, tiek atkārtoti uzkarsēta -, parasti izmantojot vidējas-frekvences indukcijas karsēšanu - līdz karstai-darba temperatūrai, un pēc tam tiek izvadīta caur mehānisko izplešanās dzirnavām, kur iekšējais rīks izplešas uz lielāka diametra caurules stieni. Sienas biezums samazinās proporcionāli, palielinoties diametram, ievērojot to pašu tilpuma{7}}saglabāšanas loģiku kā jebkuram karstās{8}}formēšanas procesam.

Pievilcība ir vienkārša: tā ražo patiesi bezšuvju cauruli (bez metināšanas šuves jebkurā diametrā) tādos izmēros, kādus caurduršanas dzirnavas nevar tieši sasniegt, parasti par zemākām izmaksām nekā alternatīvie liela{0}}diametra bezšuvju maršruti, un ar saprātīgu ražošanas efektivitāti. Tāpēc karstā-izplestā bezšuvju caurule ir atradusi stabilu tirgu, jo īpaši no Ķīnas bezšuvju dzirnavām, kas šim procesam ir izveidojušas īpašas iespējas.

Tas ietver arī kompromisus,{0}}kas jāzina pircējam, kurš prasīgai lietojumprogrammai norāda "vienmērīgi". Mātes caurule satur nemetāliskus ieslēgumus - sulfīdus, oksīdus un silikātus -, kas ir normāla, zema līmeņa -līmeņa iezīme jebkurā tērauda ražošanas procesā. Karstās izplešanās laikā paaugstināta temperatūra un deformācija var saplacināt šos ieslēgumus plānās, plātnes formās, kas ir saskaņotas ar izplešanās virzienu. Šī parādība var veicināt atslāņošanos (iekšējo atdalīšanos gar velmēšanas plakni) noteiktos spriedzes apstākļos. Nevienmērīga dzesēšana pēc izplešanās var arī atstāt atlikušo spriegumu caurules sieniņā, kas ir izteiktāka nekā mātes caurulē, kas nekad nav{9}}apstrādāta. Vispārīgiem{11}}vienmērīgiem lietojumiem, pareizi kontrolēta karstā izplešanās nodrošina cauruli, kas uzticami darbojas atbilstoši tās nominālajai specifikācijai. Bet skābās pakalpojumu - vidēs, kurās ir iesaistīts H2S, kur galvenā problēma ir pretestība ūdeņraža-izraisītai plaisāšanai (HIC) un sulfīda spriegumu plaisāšanai (SSC) -, iekļaušana-saplacināšanas efekts ir atzīts piesardzības punkts nozarē, un dažās projektu specifikācijās ir izslēgta karstā{15}caurule. HIC/SSC{19}}kritiskajam pakalpojumam, vai arī pirms tā pieņemšanas ir jāveic papildu kvalifikācijas pārbaude.

Abi procesi arī maina to, uz ko pārbaude ir jākoncentrējas pēc fakta. Pēc aukstās izplešanās primārā pārbaude ir izmēru pārbaude (-no-apaļuma, diametrs visā caurules garumā, taisnums), jo process ir mehānisks un nerada metalurģijas problēmas, kas saistītas ar atkārtotu sildīšanu. Metinātās šuves un korpusa ultraskaņas pārbaude joprojām atbilst tām pašām prasībām kā jebkurai metinātai caurulei, taču nav nepieciešama papildu metalurģijas pār-kvalifikācija, kas būtu atkarīga no paša izmēra noteikšanas.

Pēc karstās izplešanās ultraskaņas testēšana iegūst specifiskāku lomu: tas ir praktisks veids, kā pārbaudīt iepriekš aprakstīto atslāņošanās risku, jo saplacināti ieslēgumi un iekšējie atdalījumi nav redzami no ārpuses. Dzirnaviņas, kurās tiek veikts disciplinēts karstās -paplašināšanas process, UT pārbaudīs galīgo paplašināto cauruli, ne tikai pamatcauruli pirms paplašināšanas, jo tieši paplašināšanas solis rada risku, kas tiek pārbaudīts. Ja piegādātāja kvalitātes dokumentācijā ir norādīta tikai pamatcaurules stadijas pārbaude, to ir vērts uzdot pirms pasūtījuma veikšanas paplašinātai bezšuvju caurulei, kas paredzēta prasīgam pakalpojumam.

Izpildes laiks un izmaksas arī atšķiras tādā veidā, kas ir svarīgi piedāvājuma posmā. Aukstā izplešanās ir ātrs,-līnijas apdares posms, kas integrēts metināto cauruļu ražošanas secībā, pievienojot nenozīmīgu laiku un izmaksas salīdzinājumā ar pamatcauruli. Karstā izplešanās ir atsevišķa atkārtotas sildīšanas un formēšanas darbība, kas tiek veikta jau-pabeigtai pamatcaurulei, kas piešķir atšķirīgu ražošanas posmu, pagarina izpildes laiku salīdzinājumā ar standarta bezšuvju izmēriem un tiek atspoguļota reālā izmaksu uzcenojumā salīdzinājumā ar cauruli, kas ietilpst caurduršanas dzirnavas sākotnējā diametra diapazonā - piemaksa, kas bieži vien ir izšķirošais karstā slēdža faktors, lai{5}izvēlētos, vai projektā. liela-diametra metināta alternatīva.

Tā kā "izvērsta caurule" var nozīmēt kādu no šiem jautājumiem, jautājumi, kas pircējam jāuzdod, ir pilnībā atkarīgi no tā, kurš no tiem attiecas uz kotēto produktu.

Auksti -izplestām metinātām caurulēm attiecīgie jautājumi ir izmēri un mehāniski: kāda aukstā-izplešanās pakāpe tika piemērota, vai tā ir norādīta dzirnavu sertifikātā, kā to pieprasa API 5L, un vai iegūtais īpašību profils (īpaši, ja lietojumam ir nozīme spiedes slodzes vai sabrukšanas izturībai) atbilst projekta projektēšanas pamatojumam. Šī ir ikdienas informācija, kas dzirnavām jāsniedz, un tā reti rada nopietnas bažas par standarta pārvades vai sadales pakalpojumiem.

Attiecībā uz karstu-izplestām bezšuvju caurulēm attiecīgie jautājumi ir plašāki: vai caurule ir karsta-izplesta vai oriģinālais pamatcaurules diametrs- (dzirnavas sertifikātā un PO tas ir skaidri jānorāda, jo abi nav savstarpēji aizstājami katram lietojumam), un, ja tas ir karsts-izplests, vai paredzētais pakalpojums ir skābs, citādi jutīgs pret{4}. orientācija un atlikušais stress. Ja atbilde uz pēdējo jautājumu ir apstiprinoša, ir vērts tieši pajautāt piegādātājam, vai konkrētajam projektam vai klasei ir dokumentēta sekmīga HIC/SSC testēšana ar karstu{7}}paplašinātu materiālu, nevis pieņemot, ka vispārēja API 5L atbilstība atrisina jautājumu.

• Standarta pārvades līnijas (ne{0}}skābās):Metināta LSAW/SSAW caurule ar standarta auksto izplešanos ir noklusējuma, rentabla izvēle.
• Sour Service (H2S / NACE MR0175):Izvairieties no karstām{0}}izplestām bezšuvju caurulēm iekļaušanas-saplacināšanas un atslāņošanās riska dēļ; izvēlieties ne-izvērstu bezšuvju vai auksti-izplestu metinātu cauruli ar pārbaudītu izplešanās koeficientu.
• General Industrial & Structural (>20 collas bezšuvju):Karstā-izplestā bezšuvju caurule šeit ir ideāla un ekonomiska, ja tiek apstiprināts pilns UT pārklājums.
• High{0}}Sakļautās lietojumprogrammas (dziļūdens / korpuss):Pārbaudiet aukstās -izplešanās koeficientu attiecībā pret konstrukcijas specifikācijām, jo ​​aukstā izplešanās samazina spiedes tecēšanas robežu (Bauschingera efekts).
• Standarta izmēri (mazāki vai vienādi ar 20 collu High-P/High-T):Standarta ne{0}}izvērsta bezšuvju caurule ir standarta risinājums-paplašināšanas procesi nav vajadzīgi.
• Budžets-Ierobežotas lielas nevainojamas specifikācijas:Karsti{0}}izvērsta bezšuvju caurule nodrošina rentablu-izvēli, ja ir stingri pieprasīts bezšuvju režīms un to atļauj apkalpošanas apstākļi.

Pamatprincips:Cauruļu izvēlei ir jābalstās uz pakalpojumu prasībām (spiediens, temperatūra, H2S iedarbība, ārēja sabrukšanas risks), saskaņojot ražošanas procesu ar darbības vidi.

Sazinieties tagad