Visaptveroša inženierzinātņu un iepirkumu rokasgrāmata ERW (HFW) tērauda caurulēm

Mūsdienu konstrukciju projektēšanā, šķidrumu pārvadē un rūpnieciskajā ražošanā elektriskās pretestības metinātās (ERW) tērauda caurules ir viens no daudzpusīgākajiem un rentablākajiem globālā tērauda cauruļu tirgus segmentiem-. Pēc tehniskās definīcijas anERW cauruletiek ražots, auksti -veidojot augstas stiprības-oglekļa tērauda sloksni vai spoli cilindriskā formā un pēc tam sakausējot tās gareniskās malas, izmantojot lokālu elektriskās pretestības sildīšanu.bez jebkāda ārējā pildījuma metāla pievienošanas(piemēram, metināšanas elektrodi vai plūsma).

Mūsdienu inženierzinātņu nomenklatūrā terminsAugstas{0}}frekvences metināts (HFW)Tērauda caurule bieži tiek lietota aizvietojami ar mūsdienu ERW, kas apzīmē ļoti rafinētu ERW ražošanas apakškopu, kurā tiek izmantota augstas-frekvences maiņstrāva (lielāka par vai vienāda ar 350 kHz), lai novērstu mantotos metināšanas līnijas defektus, kas saistīti ar -20.{4}{4}{1}{7}gadsimta vidus darbību. Tā kā ražošanas laikā netiek ievadīts pildmetāls, metināšanas zonas ķīmiskais sastāvs paliek identisks pamatmetāla matricai. Tādējādi tiek iegūta strukturāli viendabīga cauruļveida konfigurācija, kas nodrošina izcilu izmēru precizitāti, īpaši-zemu sienas biezuma ekscentriskumu un optimizētu stiprības-/-svara attiecību, kas ir pielāgota kritiskiem konstrukcijas un spiediena saglabāšanas lietojumiem.

Mūsdienu ERW (HFW) cauruļu konstrukcijas uzticamība un mehāniskā veiktspēja ir atkarīga no nepārtrauktas, pilnībā automatizētas, vairāku{0}}pakāpju ražošanas līnijas. Ražošanas process sastāv no šādām stingri kontrolētām termodinamiskām un mehāniskām darbībām:

Lai ERW tērauda caurules droši integrētu rūpniecisko cauruļvadu tīklos vai strukturālās konfigurācijās, projektēšanas inženieriem ir jāizmanto standartizētas matemātiskas formulas, lai aprēķinātu svara ietilpību un iekšējā spiediena rādītājus.

Tilpuma un svara noteikšana

Starptautiskajos tērauda loģistikas un konstrukcijas slodzes aprēķinos oglekļa tērauda ERW cauruļu garuma vienības teorētiskais svars tiek aprēķināts, pamatojoties uz doba cilindra tilpumu un oglekļa tērauda standarta blīvumu (7,85 g/cm).³vai 7850 kg/m³).

Metrikas aprēķināšanas formula:

W=0.0246615×t×(D−t)

Kur:

• W=Teorētiskā caurules masa uz garuma vienību (kilogrami uz metru, kg/m)
• D=Norādītais caurules ārējais diametrs (milimetros, mm)
• t=Norādītais caurules sienas biezums (milimetros, mm)
• 0.0246615=Pastāvīgs faktors, kas ietver π un blīvuma reklāmguvumus (π × 7850÷1 000 000)

Imperiālā aprēķina formula:

W_lb​=10.69×t_iekšā​×(D_iekšā​−t_iekšā​)

Kur:

• Wlb​=Nominālais caurules svars uz garuma vienību (mārciņas uz pēdu, mārciņas/pēdas)
• Din​=Norādītais ārējais diametrs (collas)
• skārda​=Norādītais sienas biezums (collas)

Lietišķās inženierijas gadījuma izpēte:

Aprēķiniet an 12,0 metru savienojuma masuAPI 5L pakāpe X52 ERWcauruļvads ar ārējo diametru 323,9 mm (NPS 12) un sienas biezumu 9,52 mm (40. grafiks).

P=0.0246615×9,52×(323,9–9,52)=0.0246615×9,52×314,38≈73,81 kg/m

Kopējā masa uz savienojumu =73.81 kg/m × 12,0 m=885.72 kg

Iekšējā spiediena novērtējums: Bārlova formula

Spiediena cauruļvadu lietojumiem (piemēram, ASME B31.3 procesa cauruļvadiem, ASME B31.4 šķidruma cauruļvadiem vai ASME B31.8 gāzes cauruļvadiem) maksimālo pieļaujamo projektēto spiedienu vai hidrostatisko testa spiedienu nosaka Bārlova formula, kas saista iekšējo šķidruma spiedienu ar loka spriegumu.

Kur:

• P=Iekšējais projektētais manometriskais spiediens (PSI vai MPa)
• S=Norādītās tērauda markas minimālā tecēšanas robeža (PSI vai MPa)
• t=Nominālais sienas biezums (collas vai mm)
• D=Ārējais diametrs (collas vai mm)
• E = Metināšanas šuvju efektivitātes koeficients. Saskaņā ar mūsdienu standartiem (piem., ASME B31.3 302.3.4. tabula) HFW caurulēm, kurām tiek veikta stingra nesagraujošā pārbaude (NDE) un ultraskaņas pārbaude, tiek piešķirtsE=1.0. Tādējādi metināšanas līnija ir 100% paritāte ar bezšuvju caurules korpusu, kas atšķiras no vēsturiskajiem ERW variantiem, kas tika -novērtēti līdz 0,85.
• F=Dizaina drošības koeficients (parasti svārstās no 0,40 līdz 0,72 atkarībā no tuvuma apdzīvotām vietām vai vides ierobežojumiem).

Pareiza starptautiskā standarta norādīšana nodrošina, ka piegādātās ERW caurules ķīmiskais sastāvs, termiskā vēsture un mehāniskās īpašības atbilst projekta parametriem.

Ogļūdeņražu un šķidrumu pārvade (enerģētikas nozare)

API specifikācija 5L(Amerikas Naftas institūts):Galīgais standarts tērauda caurulēm, ko izmanto cauruļvadu transportēšanas sistēmās naftas un dabasgāzes rūpniecībā.

• Produkta specifikācijas līmeņi:Atdalīts parPSL1(standarta komerciālās līnijas caurule) unPSL2(stingri kritēriji, tostarp obligātā izturība pret lūzumu, izmantojot Charpy V{0}}iecirtumu testu, ierobežoti oglekļa ekvivalenti lauka metināšanai un stingrs plākšņu -metināto šuvju remonta aizliegums).

• Dominējošās pakāpes:B klase, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70, X80 (kur šis skaitlis apzīmē minimālo tecēšanas robežu tūkstošos PSI; piemēram, X52 pakāpei nepieciešama YS, kas ir lielāka par vai vienāda ar 52 000 PSI/360 MPa).

ASTM A53 / A53M:Standarta specifikācija caurulēm, tēraudam, melnām un karsti iegremdētām-, cinkotām-pārklātām, metinātām un bezšuvju caurulēm.

• E tips (elektriskā pretestība metināts):Pieejams A un B pakāpē. B klase ir standarta caurule, ko izmanto komerciālajā santehnikā, HVAC, ugunsdrošībā un zema -spiediena tvaika cilpās, piedāvājot minimālo tecēšanas robežu 240 MPa (35 000 PSI).

Strukturālā un civilā inženierija (dobas sekcijas)

ASTM A500/A500M:Auksti formētas-metinātas oglekļa tērauda konstrukcijas caurules apaļās un formās. Plaši izmanto konstrukciju arhitektūras ierāmēšanai, tiltu kolonnās un kosmosa{2}}rāmju kopnēs.

• Pieejamās atzīmes:A, B, C un D pakāpe. C pakāpe ir visizplatītākā augstas stiprības izvēle (YS, kas ir lielāka vai vienāda ar 317 MPa apaļiem profiliem).

EN 10219-1 un 2 (Eiropas standarts):Auksti veidotas metinātas dobas konstrukcijas no ne-leģētā un smalkgraudainā tērauda.

• Pieejamās atzīmes:S235JRH, S275J0H, S355J0H, S355J2H. Nomenklatūra apzīmē konstrukciju tēraudu ("S"), kam seko minimālā tecēšanas robeža ("355" MPa) un apakškategoriju apzīmējumi, kas norāda trieciena trieciena pārbaudi ("J0" pie 0 grādiem, "J2" pie -20 grādiem).

Izvēloties pareizo cauruļu tipoloģiju, ir jāplāno kompromisi starp izmēru precizitāti, sieniņu biezuma ierobežojumiem, iepirkuma izpildes laiku un finanšu ierobežojumiem.

Vēsturiski ERW caurules, kas ražotas no 1950. līdz 1970. gadiem, cieta virkni kļūmju naftas un gāzes augstspiediena servisā. Šīs lauka kļūmes galvenokārt izraisīja zemas-frekvences (1 kHz līdz 10 kHz) maiņstrāvas metināšanas sistēmas, kas radīja nevienmērīgas metināšanas temperatūras, kā arī pēc-metināšanas indukcijas termiskās apstrādes neesamību. Tas atstāja trauslu metināšanas līniju, kas ir jutīga pretSelektīva šuvju korozija (rievu korozija)un mikro{0}}krekinga.

Mūsdienu HFW ražošana ir novērsusi šīs problēmas, darbojoties īpaši augstās frekvencēs (400 kHz) un nosakot nulles-defektu kvalitātes kontroles matricu, kas sastāv gan no nesagraujošās-testēšanas (NDT), gan destruktīvās testēšanas.

Visaptverošas nesagraujošās pārbaudes (NDT) matrica

• In-Line Ultraskaņas pārbaude (UT):Automātiskie vairāku{0}}zonžu bloki nepārtraukti uzrauga metināšanas līniju tūlīt pēc apgriešanas un šuvju normalizēšanas. Sensori projicē augstas-frekvences skaņas viļņus caur saplūšanas zonu dažādos bīdes leņķos, lai atklātu iekšējos plakanos defektus, tukšumus vai ieslēgumus.
• Virpuļstrāvas pārbaude (ET):Izmanto elektromagnētisko indukciju, lai identificētu virsmas un sub-
• Hidrostatiskā spiediena kvalifikācija:Katrs atsevišķs spiediena -novērtētās ERW caurules savienojums ir noslēgts hidrostatiskajā testā, piepildīts ar attīrītu ūdeni un pakļauts spiedienam līdz iepriekš-noteiktam sprieguma līmenim-, kas bieži pārsniedz 20 MPa (3000 PSI), pamatojoties uz tērauda marku-. ražas-punktu pretestība.

Obligātā destruktīvā un mehāniskā pārbaude

Lai pārbaudītu metināšanas līnijas strukturālo elastību pēkšņas deformācijas gadījumā, paraugu gredzeni tiek periodiski sagriezti no ražošanas cikla un pakļauti destruktīvai laboratorijas novērtēšanai:

• Izlīdzināšanas tests (ASTM A53 / API 5L):Caurules gredzena paraugu novieto starp divām paralēlām cietām tērauda plāksnēm un saspiež ar hidraulisko spēku. Pārbaude tiek veikta divos atšķirīgos posmos:

1. Pirmā fāze (metināšanas elastība):Metinātā šuve ir orientēta 90° leņķī pret pieliktā spēka virzienu. Plāksnes aizveras līdz 2/3 no caurules sākotnējā ārējā diametra. Metinātajā līnijā nedrīkst būt plaisu, mikro-plaisu vai iekšējās atveres pazīmes.
2. Otrā fāze (korpusa elastība):Saspiešana turpinās, līdz satiekas caurules iekšējās sienas (pilnībā saplacinātas līdz 1/3 vai 2 reizes lielākam par sienas biezumu). Šīs ekstremālās deformācijas laikā nedrīkst rasties laminēšana, trausli lūzumi vai parastā metāla šķelšanās.

• Liekuma tests:Mazākiem nominālajiem diametriem (mazāks vai vienāds ar NPS 2) caurules savienojums ir auksts -saliekts ap cilindrisku serdi par 90º vai 180º, neradot lūzumus gar saplūšanas līniju.

Atkarībā no darbības vides-zemūdens, pazemes vai atmosfēras apstākļiem-vienkāršām oglekļa tērauda ERW caurulēm var tikt veiktas vairākas lejup pa straumes virsmas saglabāšanas un strukturālas izmaiņas:

Pretkorozijas ārējie un iekšējie pārklājumi

 

01.

Trīs{0}}slāņu polietilēns (3LPE):

Zelta standarts pazemes ogļūdeņražu vai ūdens pārvades līnijām. Tas ietver augstas veiktspējas -Fusion Bonded Epoxy (FBE) grunts slāni ķīmiskai adhēzijai, starpposma kopolimēra adhezīvu slāni un biezu augsta -blīvuma polietilēna (ABPE) ārējo slāni mehāniskai iedarbībai un aizsardzībai pret mitrumu.

02.

Karstā-galvanizācija (HDG):

ASTM A53 caurulēm, ko izmanto santehnikā, HVAC vai strukturālajās sastatnēs, cauruli notīra skābes kodināšanas vannā un iegremdē izkausētā cinka vannā aptuveni 450 grādu leņķī. Tas veido metalurģisku saiti ar cinka pārklājuma biezumu, kas pārsniedz 45 µm (320 g/m²⁾, kas nodrošina katoda aizsardzību pret atmosfēras oksidāciju.

Beigas-Sejas ģeometrijas sagatavošana

• Nošķelti gali (BE):Cauruļvadiem, kas savienoti ar lauka apkārtmēra metināšanu, cauruļu galus apstrādā precīzā slīpuma leņķī -parasti 30º (+5º, −0º) ar saknes virsmu (sazemē) 1,6 mm (±0,8 mm)-, kas atbilst ASME B16.25 standartiem.
• Rievotie gali (GRV):Ātrai-montāžai ugunsdrošībai vai kalnrūpniecības ūdens cilpām cauruļu gali ir auksti velmēti-ar riņķveida rievu, kas ir saderīga ar Victaulic vai līdzīgām mehāniskām sakabes sistēmām.

Sazinieties ar mums