Què signifiquen realment les tres característiques de la canonada d'acer sense soldadura
La canonada d'acer sense soldadura es descriu regularment com a tres característiques i, en termes de contractació, aquestes tres característiques són les úniques raons per pagar una prima sobre una alternativa soldada. Són: una paret metal·lúrgicament contínua sense costura, la capacitat resultant de suportar pressió i temperatura a un gruix de paret on una costura seria la característica limitant, i la consistència dimensional i metal·lúrgica que prové de formar el tub a partir d'una palangana sòlida en lloc d'una cinta. Tot el que es diu sobre la canonada sense fissures, incloses les afirmacions sobre la força que no tenen cap base en l'estàndard, es desprèn d'aquests tres o és màrqueting.
La disciplina que necessita un comprador és provar cada característica amb el deure real. Una línia d'aigua a baixa pressió no serveix per a cap de les tres més enllà del tercer, i un tub de precisió estirat en fred per a un cilindre hidràulic utilitza el tercer gairebé exclusivament. Una línia de recollida de gas a alta pressió, un tub de sobreescalfador i una cadena de carcassa utilitzen cadascuna una combinació diferent, i la combinació decideix tant l'estàndard com el preu.
Primera característica: una paret sense corda de soldadura
Es produeix una canonada sense costures perforant una palanca escalfada i allargant la carcassa resultant, de manera que la paret acabada és una peça contínua d'acer sense línia de fusió, cap zona afectada per la calor i sense vora de tira. La conseqüència d'enginyeria és que no hi ha cap costura que contingui un defecte lineal, cap qualitat de l'enllaç per verificar i cap química de la vora de la banda per controlar. Per a una canonada soldada, la costura és la característica que regeix tant l'especificació com la inspecció: la costura s'ha d'examinar en tota la seva longitud mitjançant mètodes d'ultrasons o corrents de Foucault, les vores de la cinta s'han de retallar i presentar correctament, i el calendari de soldadura s'ha de qualificar i controlar.
Això no fa que el defecte de la paret sense costures estigui lliure. L'operació de perforació pot crear voltes internes, marques de closca i esquerdes longitudinals, i el tap de perforació deixa una textura superficial característica al forat. Per tant, l'acceptació es basa en proves ultrasòniques de cos sencer segons ASTM E213 o els mètodes equivalents ISO 10893, que escanegen per detectar defectes longitudinals i transversals i per laminacions al llarg de tota la longitud, a més d'una inspecció visual i dimensional. La diferència és la població de defectes més que l'absència de defectes: un defecte corporal aleatori en una canonada sense soldadura és un esdeveniment aïllat, mentre que un defecte de soldadura en una canonada soldada és un risc sistemàtic al llarg de tota la costura.
Segona característica: capacitat de pressió i temperatura a la mateixa paret
Com que no hi ha costura, tota la paret d'una canonada sense costures està disponible per resistir l'estrès del cèrcol, i no hi ha cap línia de fusió en què la força, la duresa i la duresa canviïn bruscament. En una canonada soldada, s'ha de demostrar que la costura i la seva zona afectada per la calor coincideixen amb el metall matriu en resistència a la tracció, energia d'impacte i duresa, i per als graus de servei temperats i temperats o àcids que la concordança és tècnicament exigent. És per això que els graus de carcassa i tubs de més pressió i els graus de calderes resistents a la fluïdesa encara són predominantment sense costures.
La capacitat de temperatura segueix la mateixa lògica. Qualificacions com ASTM A335 P11, P22 i P91, ASTM A213 T11, T22 i T91 i la família EN 10216-2 resistent a la fluència es proporcionen amb un tractament tèrmic de normalització i temperat especificat, i la ruta sense costures proporciona una microestructura uniforme al voltant de la circumferència que suporta les propietats de tensió i elevació de la temperatura. Un equivalent soldat pot complir els mateixos requisits de tracció a temperatura ambient mentre es comporta de manera diferent a 550 graus centígrads, perquè el metall de soldadura i la zona afectada per la calor s'estoveixen o s'endureixen a diferents ritmes en servei.
Tres característiques: consistència dimensional i conformabilitat en fred
La tercera característica és la que més sovint s'oblida i que és decisiva. Una canonada sense soldadura laminada en calent es forma al voltant d'un mandril i es dimensiona mitjançant laminació, de manera que té una paret concèntrica i una secció rodona que són estables al llarg de la longitud, i es pot extreure en fred o laminat en fred fins a un tub de precisió amb toleràncies de paret i diàmetre mesurades en centèsimes de mil·límetre. El tub acabat en fred segons DIN 2391 o EN 10305-4 en E235 o E355 es subministra habitualment amb toleràncies molt més ajustades que qualsevol tub acabat en calent, amb una superfície controlada i unes condicions de lliurament definides, com ara un recuit brillant o normalitzat.
La conformabilitat per al mecanitzat, el roscat, el ranurat i el plegat en fred també depèn d'aquesta consistència. Una corda de carcassa s'enrosca als extrems, i la concentricitat de la rosca amb el forat i amb el diàmetre exterior determina si la connexió segella; un tub de cilindre hidràulic es perfecciona després de l'estirament i una paret excèntrica obliga a una eliminació més profunda d'un costat, cosa que canvia el forat acabat i la tensió residual. Quan un comprador especifica un tub polit en 42CrMo4 o un tub de precisió en E235, l'especificació s'està redactant realment en contra d'aquesta tercera característica, i la clàusula de tolerància i excentricitat de la paret importen més que el grau.
Les rutes del molí darrere de les tres característiques
La majoria de canonades sense soldadura es fa mitjançant una ruta de perforació rotativa en la qual es perfora una palanca rodona escalfada entre rotlles i un tap, després s'allarga sobre un molí de mandril, un molí de taps, un molí de mandril continu o un molí d'Assel, i finalment es dimensiona i es redreça. La canonada de paret gruixuda de gran diàmetre es pot produir per extrusió i un tub de precisió petit mitjançant estirat en fred o laminació en fred després del treball en calent. El traçat determina la relació paret/diàmetre assolible, la longitud màxima, la qualitat superficial i la tolerància, i també determina què pot oferir econòmicament el molí a una mida determinada.
El tractament tèrmic és part de la ruta més que una idea posterior. Com a material laminat s'utilitza quan la tenacitat no és crítica, material laminat normalitzat o normalitzat on es requereix una estructura de ferrita perlita amb una duresa previsible, i material trempat i temperat on es requereix una alta resistència amb una duresa adequada, com en els graus API 5CT N80 i P110 i en tubs de línia de trempat i temperat. Un comprador que especifiqui només el grau i no la condició de lliurament pot rebre una canonada que compleixi amb la taula de tracció mentre falla el cas de duresa que suposava el disseny.
Tolerància a la paret i excentricitat: on Seamless paga un preu
Les tres característiques no són lliures. La canonada sense soldadura laminada en calent té una tolerància de gruix de paret més àmplia i una excentricitat més alta que una canonada elèctrica soldada de la mateixa mida nominal, perquè la paret es forma per deformació en lloc d'una tira de gruix conegut. Això té dues conseqüències comercials: per a una paret nominal determinada la paret mínima és més baixa, de manera que pot ser necessària una paret nominal més pesada per satisfer un requisit mínim de paret; i per a una peça mecanitzada, l'eliminació d'estoc addicional afegeix un cost. El tub de precisió acabat en fred tanca la major part d'aquest buit, a un preu que només es justifica quan la tolerància és realment necessària.
| Atribut | Laminat en calent sense costures | Soldat elèctric (HFW / ERW) | Soldat per arc submergit (LSAW / SSAW) |
|---|---|---|---|
| Interval típic de diàmetres exteriors | Uns 21,3 a 660 mm, mides especials a uns 914 mm | Uns 21,3 a 660 mm | Uns 219 a 3000 mm segons el tipus |
| Gamma típica de parets | Uns 2,1 a 60 mm, depenent de la ruta | Uns 2,1 a 20 mm | Uns 5 a 50 mm |
| Tolerància al gruix de la paret | Banda més ampla, excentricitat típicament diversos per cent de la paret | Banda estreta, derivada del gruix de la cinta | Efectes de banda, vora i costures moderats |
| Estat de la costura | Cap | Enllaç en fase sòlida, cal una inspecció de costura de longitud completa | Soldadura de metall d'aportació, inspecció radiogràfica i ultrasònica |
| Avantatge econòmic habitual | Alta pressió, alta temperatura, diàmetre petit a mitjà | Producció massiva de paret fina i mitjana | Gran diàmetre i paret pesada a pressió moderada |
| Normes de govern típiques | API 5L, ASTM A106, ASTM A335, ASTM A213, API 5CT, EN 10216-2 | API 5L, ASTM A53, ASTM A500, GB/T 9711 | API 5L, ISO 3183, GB/T 9711 |
Grau Famílies i les seves condicions de lliurament
Les famílies de canonades i calderes d'acer al carboni són els usuaris de volum de canonades sense soldadura. Els graus API 5L de GR.B a X80 estan disponibles sense costures en els diàmetres més petits i mitjans, amb PSL2 que afegeix proves d'impacte obligatòries i examen no destructiu; ASTM A106 Gr.B segueix sent la referència per al servei d'alta temperatura amb un rendiment mínim de 240 MPa i una tracció mínima de 415 MPa; ASTM A335 P11, P22 i P91 serveixen al rang de fluència amb addicions de crom i molibdè i un tractament de normalització i temperat, i ASTM A213 cobreix els graus de tub corresponents per als intercanviadors de calor.
La família OCTG aplica les seves pròpies finestres de resistència i límits de duresa. Els graus API 5CT J55, K55, N80, L80 i P110 abasten forces de rendiment mínimes de 379 MPa a 758 MPa, i cadascun té una expectativa de fissuració de duresa i tensió de sulfur diferent, sent L80 el grau específicament controlat per al servei àcid a través d'un sostre de duresa en lloc de la química sola. Per tant, llegir un certificat de carcassa significa llegir el rang de rendiment, el mínim de tracció, la duresa i el tractament tèrmic junts, i un grau que compleixi el rendiment però superi el límit de duresa és un rebuig, no una passada marginal.
Prova d'acceptació de canonades sense soldadura
La llista de proves per a una comanda sense costures és més curta que per a una comanda soldada només en un aspecte: no hi ha cap costura per examinar. L'examen ultrasònic corporal, les proves hidrostàtiques de totes les longituds, les proves de tracció per lot i, si escau, les proves d'impacte, l'enquesta de duresa, la prova d'aplanament i la determinació de la mida del gra segons ASTM E112 segueixen sent el nucli. La pressió de prova hidrostàtica es calcula a partir del gruix de la paret i de la força de fluència mínima especificada i es tapa per protegir la canonada, amb la base de tensió del cèrcol establerta per la norma i el nivell d'especificació del producte.
L'acceptació dimensional cobreix el diàmetre exterior, el gruix de la paret al voltant de la circumferència i al llarg de la longitud, la longitud, la rectitud, la quadratura dels extrems i la geometria del bisell. Com que l'excentricitat és una característica real del procés, la clàusula de la paret s'hauria d'escriure com un requisit mínim de paret amb un mètode de mesura definit en lloc de com una paret nominal amb una tolerància percentual, en cas contrari, un certificat que informa de la paret mitjana pot passar mentre les posicions individuals se situen per sota del gruix sobre el qual es va calcular la pressió de disseny.
On una canonada soldada és la millor resposta
Per sobre d'uns 600 mm de diàmetre exterior, l'economia inverteix. Una línia de gran diàmetre a pressió moderada és més barata i lleugera com una canonada soldada per arc submergit, ja sigui una costura longitudinal o helicoïdal, i les normes ho permeten: API 5L i ISO 3183 cobreixen la canonada de línia soldada amb el mateix grau i tenacitat que sense soldadura, amb el requisit addicional que s'examini la costura. Val la pena pagar les tres característiques de la canonada sense costures quan el diàmetre és moderat, la paret és pesada, la pressió o la temperatura són altes, el deure és agre o la canonada es mecanitzarà després del lliurament.
La regla de decisió que sobreviu a la revisió és, per tant, funcional més que categòrica: indiqueu la pressió de disseny, la temperatura de disseny, el fluid inclòs qualsevol contingut de sulfur d'hidrogen, la paret mínima que requereix el disseny, la temperatura de tenacitat requerida, el mètode d'unió i qualsevol mecanitzat posterior al lliurament, i deixeu que segueixin l'estàndard i la ruta del procés. Un comprador que parteix des de l'inconsútil en lloc de la caixa de disseny sol pagar per la capacitat que la línia no pot utilitzar.
PMF
P: Quines són les tres característiques de la canonada d'acer sense soldadura?
Una paret contínua sense costura de soldadura, capacitat de pressió i temperatura a un gruix de paret determinat perquè cap costura limita la secció, i consistència dimensional i metal·lúrgica que admet el roscat, el mecanitzat, l'embutició en fred i el rectificat.
P: La canonada sense soldadura és sempre més forta que la canonada soldada?
No. El grau i el tractament tèrmic estableixen la força, i tant el tub sense soldadura com el soldat estan disponibles en els mateixos graus API 5L. El que canvia és que una canonada soldada també ha de demostrar que la seva costura coincideix amb el metall principal en resistència, duresa i duresa.
P: Per què la tolerància de la paret de la canonada sense costures és més ampla que la de la canonada soldada?
Com que la paret es crea per la deformació d'una palanca perforada en lloc de per una cinta de gruix conegut, per tant l'excentricitat i la variació de la paret són inherents al procés; El tub de precisió acabat en fred redueix la variació a un cost addicional.
P: Quins graus encara es subministren normalment sense costures per al servei d'alta temperatura?
Les famílies de crom molibdè com ASTM A335 P11, P22 i P91 i els graus de tub ASTM A213 coincidents, juntament amb ASTM A106 Gr.B per a un servei de temperatura moderada, es lliura en un estat normalitzat i temperat especificat o segons s'especifica.
P: Com es determina la pressió de prova hidrostàtica d'una canonada de línia sense soldadura?
Es calcula a partir del límit elàstic mínim especificat i la paret nominal utilitzant la fórmula de l'estàndard, després es limita a una pressió màxima, amb el percentatge de tensió del cèrcol establert per l'estàndard i el nivell d'especificació del producte en lloc de triar el molí.
P: Quan s'ha de triar una canonada soldada en lloc de sense costures?
Quan el diàmetre és gran, la paret és moderada, la pressió està dins del factor de disseny que permet la norma i la costura es pot examinar en tota la seva longitud; per sobre d'uns 600 mm de diàmetre exterior, la ruta de soldadura sol ser l'opció econòmica.
