Введение
В различных отраслях промышленности используются разнообразные технологии производства труб. Двумя наиболее распространенными методами производства труб являются бесшовный и сварка электрическим сопротивлением (ERW). Эти трубы находят применение в таких отраслях, как строительство, водный транспорт, а также нефтегазовая промышленность. Между этими трубами есть сходства, в том числе в форме и назначении. Однако существуют и определенные различия, такие как прочность, стоимость и области применения, которые отличают эти трубы друг от друга.
Понимание этих различий имеет решающее значение как для производителей, так и для пользователей. Поняв разницу между бесшовными и сварными трубами, вы сможете сделать осознанный выбор. На выбор конкретного типа труб могут влиять многие факторы. Например:
- Номинальное давление
- Механическая прочность
- Стоимость
- Устойчивость к коррозии
В данной статье описаны основные отличия между бесшовными и сварными трубами.
Производственный процесс
Для производства труб с электродуговой сваркой (ERW) и бесшовных труб используются различные технологические процессы. Технологический процесс изготовления трубы определяет сферу её применения.
Производство бесшовных труб
Некоторые трубы обладают высокой прочностью и не имеют сварных швов. Такие трубы называются бесшовными. В процессе производства цельные заготовки из нержавеющей стали подвергаются нагреву. В центр заготовки вводится стержень (оправка). Затем под давлением заготовка преобразуется в полый стержень.
Чтобы обеспечить соответствие диаметра стержня требуемым техническим условиям, полый стержень изготавливается методом вытяжки. Труба не имеет сварного шва, благодаря чему её окружность по всей длине является гладкой.
Существуют две категории бесшовных труб:
- Горячая обработка
- Холоднотянутый
Производство труб методом сварки в осевой направлении (ERW)
Стальные рулоны и ленты свариваются для изготовления труб. На этих трубах виден сварной шов. Сначала лента скручивается в цилиндрическую форму. Для сварки труб используется высокочастотный электрический ток. Сварной шов виден на продольной стороне трубы.
Отличие сварки ERW от традиционной сварки заключается в том, что при сварке ERW не используется присадочный металл. Высокое давление, создаваемое электрическим сопротивлением, обеспечивает соединение краев. В заключение труба подвергается термообработке, упрочнению и калибровке.
Физические и механические различия
Стальные трубы с сварным швом и бесшовные стальные трубы отличаются по своим механическим и физическим свойствам. Это определяется технологией изготовления.
Конкретные отличия между этими двумя типами стальных труб заключаются в следующем:
| Свойства | Бесшовные трубы | Трубы ERW |
| Наличие шва | На этих трубах нет сварных швов. | На поверхности виден продольный сварной шов. |
| Распределение прочности | На трубе отсутствует сварной шов. Таким образом, пользователь может рассчитывать на одинаковую прочность по всей длине. | Место сварки снижает прочность трубы. Распределение прочности по длине трубы неодинаково. |
| Толщина стенок | Процессы, определяющие толщину стенки, — это экструзия и прокатка. Эти процессы приводят к колебаниям толщины. | Эти трубы, изготовленные методом электродуговой сварки (ERW), производятся путем прокатки листов. Стальные листы имеют одинаковую толщину, поэтому трубы ERW отличаются равномерной толщиной стенок. |
| Устойчивость к воздействию температуры и давления | Бесшовные стальные трубы обладают высокой прочностью. Это означает, что они выдерживают высокое давление. Кроме того, они способны выдерживать более высокие температуры. | Благодаря своим маркам и техническим характеристикам трубы с сварным швом ERW идеально подходят для применения в условиях низких температур и низкого давления. |
| Отделка поверхности
|
Бесшовные трубы отличаются более высокой точностью размеров и качеством поверхности. | Трубы, изготовленные методом электродуговой сварки (ERW), имеют гладкую наружную поверхность. В то же время внутренняя поверхность требует дополнительной обработки. |
Преимущества и недостатки
Использование бесшовных и сварных труб имеет множество преимуществ. Однако у этого процесса есть и определенные недостатки. Ниже подробно описаны преимущества и недостатки применения бесшовных и сварных стальных труб.
Бесшовная труба
| Преимущества | Недостатки |
| На поверхности отсутствует сварной шов. | В связи с высоким качеством производственного процесса цена немного выше. |
| Находят применение в условиях высоких температур и высокого давления. | Производственный процесс занимает довольно много времени. |
| Использование бесшовных труб широко распространено в сфере газо- и нефтедобычи. | Ассортимент труб большого диаметра весьма ограничен. |
| В месте сварки нет зазоров. Это обеспечит более высокую стойкость к нагрузкам и коррозии. | Толщина стенок трубы может незначительно варьироваться по всей её длине. |
Труба ERW
| Преимущества | Недостатки |
| Использование труб с электродуговой сваркой — это экономически выгодное решение. | Основным недостатком труб с электродуговой сваркой является их продольный шов. |
| Трубы, изготовленные методом сварки в осевой направлении (ERW), имеют равномерную толщину стенок. | Эти трубы не выдерживают очень высоких температур и давления. |
| Процесс производства отличается высокой эффективностью. | Место сварки подвержено коррозии. |
| Предлагается широкий выбор диаметров труб. | Отсутствие равномерного распределения сопротивления давлению. |
| Процесс производства занимает очень мало времени. |
Стандарты и технические условия
Производство стальных труб с электродуговой сваркой (ERW) и бесшовных стальных труб осуществляется в соответствии с международными стандартами. Наиболее распространенными стандартами являются:
- ASTM A53: в данном стандарте предусмотрены как бесшовные, так и сварные трубы.
- Для бесшовных труб из углеродистой стали, предназначенных для эксплуатации в условиях высоких температур, ASTM A106это стандарт.
- API 5L: имеются сертифицированные трубы для транспортировки газа и нефти.
- ASME B36.10 / B36.19: таблицы толщины стенок и размеров труб
Бесшовные трубы, как правило, изготавливаются в таких классах давления, как Schedule 40, 80 и 160. Эти трубы обладают давлениестойкостью, которая зачастую в 15–25 раз превышает давлениестойкость труб ERW. Диаметры труб ERW варьируются от 1/2 дюйма до 24 дюймов. Бесшовные трубы выпускаются диаметром до 20 дюймов, а трубы диаметром более 20 дюймов поставляются по завышенной цене.
Существуют оба типа марок по стандарту API: X42, X52, X65 и X70. Трубы с гладким внутренним диаметром иногда используются в критически важных системах высокого давления с давлением свыше 5000 psi. Все зависит от толщины стенки и марки материала.
Приложения
Трубы с сварным швом (ERW) или бесшовные трубы выбираются с учетом рабочего давления, температуры и условий эксплуатации.
Бесшовные трубы широко применяются в следующих областях:
- Разведка и бурение нефтяных и газовых месторождений
- Котлы высокого давления (более 450 градусов)
- Электростанции
- Гидравлические системы
- Установки нефтехимической переработки.
Бесшовные трубы также подходят для эксплуатации в условиях высоких нагрузок, высоких температур и циклических нагрузок благодаря отсутствию сварного шва.
Трубы, изготовленные методом сварки в осевой направлении (ERW), обычно применяются в следующих областях:
- Водопроводы
- Структурные приложения
- Транспортировка нефти и газа под средним и низким давлением
- Ограждения и строительные леса
- Трубки применяются в автомобилестроении и машиностроении.
Трубы, изготовленные методом сварки в среде защитного газа (ERW), являются более экономичным и надежным решением для применения при температурах ниже 350 °C и умеренном давлении.
Стоимость
Разница в цене между бесшовными и сварными трубами является одной из самых значительных. Цены на бесшовные трубы, как правило, на 20–40 процентов выше, чем на сварные. Это связано со сложностями, возникающими при пробивке заготовок и прокатке.
Для производства рулонов стальных труб, изготовленных методом электродуговой сварки (ERW), используется высокочастотная сварка. Это позволяет свести к минимуму потери времени и материала в процессе производства.
Трубы, изготовленные методом электродуговой сварки (ERW), из стали марки 25–35% стоят дешевле бесшовных труб. Это делает трубы ERW выгодным выбором для крупномасштабных инфраструктурных и строительных проектов, в которых не требуется устойчивость к сверхвысокому давлению.
Заключение
Основное отличие труб, изготовленных методом электродуговой сварки (ERW), от бесшовных труб заключается в способах их производства и качестве конструкции. Основными преимуществами бесшовных труб являются более высокая прочность, большая номинальная давление и улучшенные эксплуатационные характеристики, поскольку в них отсутствуют сварные соединения. В свою очередь, трубы ERW отличаются экономичностью, стабильностью размеров и более быстрым производством. Они подходят для использования в строительстве и в общей промышленности.
На выбор труб с сварным швом и бесшовных труб будут влиять следующие факторы:
- Давление
- Рабочая температура
- Стоимость проекта
- Требования к заявке
UNISEN предоставляет профессиональные консультации и высококачественные решения в области трубопроводных систем. Компания всегда рада принимать звонки.