Hae "putken laajennus" teräksen-hankintakontekstissa, niin pääset kahteen täysin erilaiseen valmistusprosessiin, joilla on sama nimi. Yksi on hitsatun putken viimeistelyvaihe (ERW, LSAW, SSAW) pyöreyden ja mittatarkkuuden korjaamiseksi muotoilun jälkeen. Toinen on koko-pidennysprosessi, jota sovelletaan saumattomaan putkeen, jolla saadaan aikaan suurempi halkaisija kuin pyörivä lävistysmylly voi tuottaa yhdellä kertaa. Molemmat sisältävät putken halkaisijan työntämistä tai vetämistä ulospäin -, ja siihen samankaltaisuus päättyy. Näiden kahden sekoittaminen tai oletus "laajennettu putki" tarkoittaa aina samaa asiaa, on todellinen väärinkäytösten lähde tarjousvaiheessa, erityisesti uusille putkihankinnoissa oleville ostajille.
Tässä artikkelissa erotetaan kaksi prosessia, selitetään, mitä kukin muuttaa valmiissa putkessa, ja kerrotaan, mitä on tarkistettava ennen jommankumman tyypin määrittämistä tai hyväksymistä projektissa.
Kylmälaajeneminen: Mitoitusvaihe hitsatussa linjassa
Kylmälaajennusta - kutsutaan joskus kylmäliimaukseksi tai mekaaniseksi laajentamiseksi - hitsattuihin putkiin (yleisimmin LSAW ja SSAW, joskus suuri-halkaisija ERW) välittömästi muovauksen ja hitsauksen jälkeen, kun putki on ympäristön lämpötilassa. Putki ladataan hydrauliseen laajentimeen, joka on varustettu segmentoidulla suulakkeella tai laajennuspäällä. Pää työnnetään putkeen ja pakotetaan mekaanisesti ulospäin sarjassa kontrolloituja vaiheita pitkin putken pituutta, jolloin putken seinämä muotoutuu plastisesti ulospäin pienellä, tarkasti kontrolloidulla määrällä.
Tarkoitus on lähes kokonaan ulottuvuus. Levy-muovattu ja kierre{2}}putki (JCOE, UOE tai spiraalimuovaus) tulee ulos hitsauslinjasta pyöreyden, jäännösmuovausjännityksen ja halkaisijan vaihtelun kanssa sen pituudella - levy tai kela ei koskaan taivu täysin tasaiseksi ympyräksi ensimmäisessä kierrossa. Kylmälaajeneminen korjaa tämän pakottamalla koko putken rungon paljon tiukemmalle, johdonmukaisemmalle pyöreälle toleranssille, tyypillisesti prosentin murto-osaan nimellisulkohalkaisijasta.
API 5L tunnistaa tämän vaiheen muodollisesti: tämän prosessin läpikäynyt putki on merkitty CE:ksi (kylmälaajeneminen) sen merkinnässä ja sertifioinnissa, ja standardi määrittelee kylmän -laajenemissuhteen - prosessin aikana saavutetun kehän tai halkaisijan prosentuaalisen kasvun - arvona, joka valmistajan on ilmoitettava ja pidettävä yhtenäisenä testiyksikössä. Käytännössä tämä suhde on pieni, tyypillisesti noin 0,3 % - 1,5 %, koska tavoitteena on tarkkuuskorjaus, ei suuri koon muutos. Suhteen nousu määritellyn kynnyksen yli yhdestä testiyksiköstä toiseen edellyttää uuden testiyksikön käynnistämistäAPI 5Ln testauskehystä, koska putken mekaaniset ominaisuudet voivat muuttua käytetyn kylmätyön määrän myötä.
Tuo muutos on toinen vaikutus, joka kannattaa ymmärtää. Kylmätyöstetty teräs plastisen muodonmuutoksen ansiosta lisää myötölujuutta laajenemissuunnassa (materiaali{1}}kovettuu), mikä on yleensä tervetullut sivuvaikutus putkelle, joka näkee sisäistä painetta. Se myös tuo mukanaan jonkin verran anisotropiaa - putken puristusmyötölujuus joissakin suunnissa voi olla jonkin verran pienempi suhteessa sen vetolujuuteen, metallurgit kutsuvat tätä vaikutusta Bauschinger-ilmiöksi. Useimmissa putkisovelluksissa tämä on selvästi hyväksyttävän rajan sisällä ja se huomioidaan suunnittelukoodeissa; siitä tulee tarkempi suunnittelukysymys vain erikoistapauksissa, kuten korkean -romahduskestävyyden-palvelussa, jossa suunnittelija saattaa haluta nähdä tarkalleen kuinka paljon kylmälaajennusta on käytetty.
Hot Expansion: Saumattoman putken jatkaminen lävistystehtaan ulottuvuuden ulkopuolelle
Kuumalaajennus ratkaisee täysin erilaisen ongelman. Pyörivä lävistysmyllyt - koneissa, jotka muuttavat kiinteän pyöreän teräsaihion ontoksi saumattomaksi kuoreksi -, on halkaisijaltaan käytännöllinen katto. Useimmat tehtaat valmistavat saumattomia putkia, joiden ulkohalkaisija on noin 20 tuumaa (508 mm) yhdellä kuumavalssauskierroksella. Suuren-halkaisijaltaan saumattomien putkien kysyntää on huolimatta - tietyistä öljyn ja kaasun siirtoprojekteista ja erikoissovelluksista, joissa hitsattu vaihtoehto ei ole hyväksyttävä, vaativat saumattomia putkia reilusti tuon katon yli, jopa noin 40 tuumaa (1016 mm).
Kuumalaajeneminen on prosessi, joka täyttää tämän kuilun. Tavallinen kuumavalssattu saumaton "emäputki", joka on valmistettu lävistysmyllyn suurimmalla halkaisijalla tai lähellä sitä, lämmitetään uudelleen - tyypillisesti käyttämällä keskitaajuista induktiokuumennusta - kuumaan-käyttölämpötilaan, minkä jälkeen se johdetaan mekaanisen paisuntamyllyn läpi, jossa sisäinen työkalun lämpöhalkaisija pakottaa suuremman putken karan ulos tai laajentamaan sitä kohti. Seinämän paksuus pienenee suhteellisesti halkaisijan kasvaessa noudattaen samaa tilavuuden{7}}säästölogiikkaa kuin mikä tahansa kuumamuovausprosessi.
Vetoomus on suoraviivainen: se tuottaa aidon saumattoman putken (ei hitsisaumaa missään halkaisijassa), joiden koko on lävistysmyllyllä mahdoton päästä suoraan, yleensä halvemmalla kuin vaihtoehtoiset suuren{0}}halkaisijaltaan saumattomat reitit ja kohtuullisella tuotantotehokkuudella. Tästä syystä kuuma-laajennetut saumattomat putket ovat löytäneet vakaat markkinat erityisesti kiinalaisilta saumattomilta tehtailta, jotka ovat rakentaneet erityisiä ominaisuuksia tämän prosessin ympärille.
Se sisältää myös kompromisseja,{0}}joista ostajan, joka määrittelee "saumaton" vaativassa sovelluksessa, tulisi tietää. Emoputkessa on ei--metallisia sulkeumia - sulfideja, oksideja ja silikaatteja -, jotka ovat normaali, matalan tason piirre missä tahansa teräksenvalmistusprosessissa. Kuumalaajenemisen aikana kohonnut lämpötila ja muodonmuutos voivat litistää nämä sulkeumat ohuiksi, levymäisiksi muotoiksi, jotka on kohdistettu laajenemissuuntaan. Tämä ilmiö voi edistää delaminaatiota (sisäistä irtoamista vierintätasoa pitkin) tietyissä jännitysolosuhteissa. Epätasainen jäähdytys laajenemisen jälkeen voi myös jättää putken seinämään jäännösjännityksiä, jotka ovat voimakkaampia kuin emoputkessa, jota ei koskaan{9}}muokattu. Yleiskäyttöisissä saumattomissa sovelluksissa oikein hallittu kuumalaajeneminen tuottaa putken, joka toimii luotettavasti nimellismäärittelyissään. Mutta happamissa palveluissa - H2S-ympäristöissä, joissa vety-indusoitu halkeilu (HIC) ja sulfidijännityshalkeilu (SSC) ovat pääasiallisia huolenaiheita -, sisällyttäminen-tasoitusvaikutus on tunnustettu varovaisuus teollisuudessa, ja jotkin projektin tekniset tiedot eivät sisällä kuumaa{{18} putkia. HIC/SSC{19}}kriittisen palvelun kokonaan tai edellyttävät lisätestausta ennen sen hyväksymistä.
Jokaisesta prosessista johtuvat tarkastuserot
Nämä kaksi prosessia muuttavat myös sitä, mihin tarkastuksen tulee jälkikäteen keskittyä. Kylmälaajenemisen jälkeen mittojen tarkastus (pois-pyöreys, halkaisija putken pituudella, suoruus) on ensisijainen tarkistus, koska prosessi on mekaaninen eikä aiheuta uudelleenlämmittämiseen liittyviä metallurgisia ongelmia. Hitsaussauman ja rungon ultraäänitestaus noudattaa edelleen samoja vaatimuksia kuin mikä tahansa hitsattu putki, mutta itse mitoitusvaiheeseen ei vaadita ylimääräistä metallurgista uudelleen-kelpoisuutta.
Kuumalaajentumisen jälkeen ultraäänitestauksella on tarkempi rooli: se on käytännöllinen tapa tarkistaa edellä kuvattu delaminaatioriski, koska litistyneet sulkeumat ja sisäiset erotukset eivät näy ulkopuolelta. Tehdas, joka suorittaa kurinalaista kuuma-laajennusprosessia, UT skannaa lopullisen laajennetun putken, ei vain emäputken ennen laajennusta, juuri siksi, että laajennusvaihe itsessään aiheuttaa riskin, jota tarkistetaan. Jos toimittajan laatudokumentaatiossa on vain emoputkivaiheen testaus, se kannattaa kysyä ennen vaativaan palveluun tarkoitetun laajennetun saumattoman putken tilausta.
Myös toimitusaika ja kustannukset eroavat toisistaan tavalla, jolla on merkitystä tarjousvaiheessa. Kylmälaajentaminen on nopea, linjassa tapahtuva viimeistelyvaihe-, joka on integroitu hitsattujen putkien tuotantovaiheeseen, mikä lisää merkityksettömästi aikaa ja kustannuksia suhteessa perusputkeen. Kuumalaisuminen on erillinen uudelleenlämmitys- ja muovaustoiminto, joka suoritetaan jo-täydelliselle emoputkelle, joka lisää selkeän tuotantovaiheen, pidentää läpimenoaikaa verrattuna saumattomiin vakiokokoihin ja näkyy todellisena kustannuslisäyksenä verrattuna putkeen, joka kuuluu lävistystehtaan alkuperäiseen halkaisija-alueeseen - palkkio, joka on usein ratkaiseva tekijä, joka valitsee kuuman kytkimen suuri-halkaisijaltaan hitsattu vaihtoehto.
Kaksi prosessia, kaksi erilaista kysymystä
Koska "laajennettu putki" voi tarkoittaa jompaakumpaa näistä, kysymykset, jotka ostajan tulee esittää, riippuvat täysin siitä, kumpaa niistä sovelletaan tarjottavaan tuotteeseen.
Kylmä-laajennetun hitsatun putken kannalta oleelliset kysymykset ovat mittasuhteet ja mekaaniset: mitä kylmälaajenemissuhdetta käytettiin, onko se ilmoitettu tehtaan sertifikaatissa API 5L:n edellyttämällä tavalla ja kuuluuko tuloksena oleva ominaisuusprofiili (etenkin jos puristuskuormitus tai romahduskestävyys on merkitystä sovelluksen kannalta) projektin suunnitteluperusteiden mukaisten. Tämä on rutiinitietoa, jota tehtaan tulee toimittaa, ja harvoin se on todellinen huolenaihe tavallisissa siirto- tai jakelupalveluissa.
Kuuma-laajennetun saumattoman putken osalta asiaan liittyvät kysymykset menevät pidemmälle: onko putki kuuma-laajennettu vai alkuperäinen emo-putken halkaisija (tehtaan sertifikaatissa ja PO:ssa pitäisi se selvästi mainita, koska nämä kaksi eivät ole keskenään vaihdettavissa jokaisessa sovelluksessa), ja jos kuuma-laajennetaan, onko aiottu palvelu muuten hapan, herkkä {{4}. suuntautuminen ja jäännösjännitys. Jos vastaus viimeiseen kysymykseen on kyllä, kannattaa kysyä suoraan toimittajalta, onko tietyllä projektilla tai arvosanalla dokumentoitu historian onnistuneesta HIC/SSC-testauksesta kuumalla-laajennetulla materiaalilla, sen sijaan, että oletetaan, että yleinen API 5L -yhteensopivuus ratkaisee kysymyksen.
Prosessin sovittaminen skenaarioon
- Vakiosiirtolinjat (ei-hapan):Hitsattu LSAW/SSAW-putki vakiokylmälaajennuksella on oletusarvoinen ja kustannustehokas valinta.
- Hapan palvelu (H2S / NACE MR0175):Vältä kuumaa-laajentunutta saumatonta putkia liitos-tasoitumis- ja delaminaatioriskien vuoksi. valitse ei--laajentamaton saumaton tai kylmä-laajennettu hitsattu putki, jonka laajennussuhde on vahvistettu.
- General Industrial & Structural (>20" saumaton):Kuuma-laajennettu saumaton putki on ihanteellinen ja taloudellinen täällä, jos täysi UT-kattavuus varmistetaan.
- High{0}}Tiivistyssovellukset (syvävesi / kotelo):Tarkista kylmälaajenemissuhde suunnittelun ominaisuuksiin nähden, sillä kylmälaajeneminen alentaa puristusmyötölujuutta (Bauschinger-ilmiö).
- Vakiokoot (pienempi tai yhtä suuri kuin 20" High-P/High-T):Normaali ei--laajennettu saumaton putki on vakioratkaisu-laajennusprosessit ovat tarpeettomia.
- Budjetti-Rajoitetut suuret saumattomat tiedot:Kuuma-laajennettu saumaton putki tarjoaa kustannustehokkaan valinnan-, kun "saumaton" on ehdottomasti pakollinen ja palveluolosuhteet sen sallivat.
Perusperiaate:Putkien valinnassa on otettava huomioon huoltovaatimukset (paine, lämpötila, H2S-altistuminen, ulkoinen romahtamisriski) ja sovitettava valmistusprosessi käyttöympäristöön.
