Արտադրական գործընթացներ. ծակված ընդդեմ ձևավորված և եռակցված
Անխափան և եռակցված պողպատե խողովակների միջև հիմնարար տարբերությունը կայանում է դրանց արտադրության համապատասխան մեթոդների մեջ: Անխափան խողովակները արտադրվում են պինդ կլոր պողպատե պատյաններից, որոնք տաքացվում են մինչև մոտավորապես 2200°F (1200°C) և այնուհետև ծակվում են կենտրոնի միջով, օգտագործելով պտտվող ծակող ջրաղաց՝ սնամեջ պատյան ստեղծելու համար: Այս խոռոչ խողովակը հետագայում երկարացվում և ձևավորվում է գլանվածքի կամ գծագրման տեխնիկայի միջոցով՝ հասնելու պահանջվող չափերին և պատի հաստությանը: Ստացվում է միաձույլ, շարունակական կառուցվածքով խողովակ և առանց երկայնական կամ պարուրաձև եռակցման կարի:
Ի հակադրություն, եռակցված խողովակները արտադրվում են պողպատե թիթեղները կամ պարույրները խողովակաձև ձևավորելու և երկայնական կամ պարուրաձև եզրերը միասին եռակցելու միջոցով: Եռակցման տարբեր մեթոդներ օգտագործվում են՝ կախված կիրառությունից. Էլեկտրական դիմադրողական եռակցումը (ERW) օգտագործում է էլեկտրական հոսանք՝ տաքացնելու պողպատե պարույրի եզրերը մինչև դրանք միաձուլվեն առանց մետաղի լցոնման՝ առաջացնելով զանգվածային արտադրության համար պիտանի հարթ և հետևողական կարեր; Longitudinal Submerged Arc Welding (LSAW) ապահովում է եռակցման խորը ներթափանցում և կարի ուժեղ որակ մեծ տրամագծով խողովակների համար; և Helical Submerged Arc Welding (HSAW/SSAW) ստեղծում է պարուրաձև կար, որը թույլ է տալիս ավելի մեծ երկարությամբ և դիզայնի ճկունությամբ խողովակների արտադրություն: Արտադրության մեթոդների այս հիմնարար տարբերությունը առաջացնում է հստակ կատարողական բնութագրեր, ծախսերի պրոֆիլներ և կիրառման համապատասխանություն յուրաքանչյուր խողովակի տեսակի համար:
Կատարման բնութագրերը և մեխանիկական հատկությունները
Եռակցման կարի բացակայությունը անխափան խողովակներին տալիս է հստակ կատարողական առավելություններ պահանջկոտ ծրագրերում: Առանց եռակցման, անխափան խողովակները ապահովում են միասնական կառուցվածք, որը վերացնում է թույլ կետերը, ինչը հանգեցնում է բարձր ճնշման ավելի մեծ հանդուրժողականության և արտահոսքի դիմացկուն աշխատանքի: Անխափան խողովակների պայթելու ճնշումը սովորաբար 20-30%-ով ավելի բարձր է, քան նույն բնութագրի եռակցված խողովակների ճնշումը: Անխափան խողովակները նաև ունեն ավելի բարձր առաձգական ուժ, բարձր կոռոզիոն դիմադրություն և ավելի լավ կայունություն բարձր ջերմաստիճանի դեպքում՝ եռակցված թույլ տարածքների բացակայության պատճառով: Անխափան արտադրական գործընթացն արտադրում է խողովակներ շատ ցածր մնացորդային լարումներով և հետևողական մեխանիկական հատկություններով ամբողջ խողովակի մարմնում:
Եռակցված խողովակները, սակայն, որակի զգալի բարելավումներ են տեսել ժամանակակից եռակցման տեխնիկայի միջոցով: Ժամանակակից ERW և HFW պրոցեսները արտադրում են հոդերի ամրություն, որը հավասար է կամ ավելի, քան հիմնական մետաղը: Այնուամենայնիվ, եռակցման կարը ներկայացնում է ջերմության ազդեցության գոտի (HAZ), որը կարող է տարբեր մեխանիկական հատկություններ ունենալ հիմնական մետաղից: Եռակցման միացման արդյունավետության գործակիցը (E) ASME B31.3-ում տատանվում է 0,85-ից մինչև 1,0 եռակցված խողովակների համար՝ կախված փորձաքննության ստանդարտներից, մինչդեռ անխափան խողովակները պահպանում են հետևողական E = 1,0: Եռակցված խողովակները նույնպես ցուցաբերում են անիզոտրոպ մեխանիկական հատկություններ ջերմային ազդեցության գոտու պատճառով, թեև պատշաճ ջերմային մշակումը կարող է բարելավել աշխատանքը: Չափերի ճշգրտության առումով, եռակցված խողովակները սովորաբար առաջարկում են ավելի լավ պատի միատեսակություն (±10% կամ ավելի լավ) համեմատած անխափան խողովակների հետ (±12,5% էքսցենտրիկություն բնորոշ):
Չափի միջակայքը, արժեքը և մատչելիությունը
Անխափան և եռակցված խողովակների չափերի հնարավորությունները զգալիորեն տարբերվում են: Անխափան խողովակները սովորաբար հասանելի են խողովակների անվանական չափերով՝ NPS 1/8-ից մինչև մոտավորապես NPS 24: Եռակցված խողովակները, ընդհակառակը, կարող են արտադրվել շատ ավելի մեծ տրամագծերով՝ սկսած NPS 1/2-ից մինչև NPS 80 և ավելի: API 5L հավելվածների համար անխափան կատարումը սովորաբար հասանելի է մինչև 28 դյույմ, մինչդեռ եռակցված կատարումը, հատկապես LSAW-ը, կարող է հասնել 80 դյույմ կամ ավելի:
Տնտեսական տեսանկյունից եռակցված խողովակները հիմնականում 20-40%-ով ավելի էժան են, քան անխափան խողովակները: Անխափան պողպատե խողովակների արտադրության արժեքը ավելի բարձր է, իսկ նյութերի օգտագործումը մոտավորապես 70-80% է: Եռակցված պողպատե խողովակները, այնուամենայնիվ, կարող են շարունակաբար արտադրվել 95%-ը գերազանցող նյութի օգտագործման դեպքում՝ առաջարկելով զգալի գնային առավելություններ, հատկապես մեծ տրամագծով խողովակների հատվածում: Առաջադրման ժամկետները նույնպես տարբերվում են. անխափան խողովակները մեծ չափերի համար պահանջում են ավելի երկար սպասարկման ժամկետներ, մինչդեռ եռակցված խողովակները շահում են ավելի կարճ ժամկետների և պահեստի ավելի լայն հասանելիությունից: Մակերեւույթի հարդարումը ևս մեկ տարբերակիչ գործոն է. անխափան խողովակներն ընդհանուր առմամբ ունեն ավելի կոպիտ մակերես (տաք ավարտված), մինչդեռ եռակցված խողովակներն առաջարկում են ավելի հարթ մակերես:
Դիմումի տիրույթներ և ընտրության չափանիշներ
Անխափան և եռակցված խողովակների ընտրությունը պետք է առաջնորդվի կիրառման հատուկ պահանջներով, ճնշման պայմաններով, ջերմաստիճանի ծայրահեղություններով և բյուջեի սահմանափակումներով: Անխափան խողովակները պարտադիր են կամ խիստ նախընտրելի են կրիտիկական, բարձր ճնշման և բարձր ջերմաստիճանի կիրառման համար: Դրանք ներառում են նախագծային ճնշումներ, որոնք գերազանցում են ASME B31.3 սահմանաչափերը 1,0-ից ցածր համատեղ գործակիցներով եռակցված խողովակների համար, թթու սպասարկման միջավայրեր, որտեղ ջերմության ազդեցության տակ գտնվող գոտու ճաքերի ռիսկը պետք է նվազագույնի հասցվի (NACE MR0175/ISO 15156), 400°C-ից բարձր բարձր ջերմաստիճանի սպասարկում (ASTM A335-ից ցածր ASTM խառնուրդ 6 աստիճանից), A333): Ընդհանուր անխափան խողովակների կիրառությունները ներառում են նավթի և գազի խողովակաշարեր բարձր ճնշման հեղուկների տեղափոխման, քիմիական և նավթաքիմիական վերամշակման համակարգերի, էներգիայի արտադրության և ջերմափոխանակիչի խողովակների, ավտոմոբիլային և օդատիեզերական հիդրավլիկ գծերի և դեղագործական և սննդի վերամշակման գործարանների համար, որոնք պահանջում են հիգիենիկ հոսքի համակարգեր: Անխափան պողպատե խողովակները նախատեսված են նաև հիդրավլիկ համակարգերի համար, որոնց աշխատանքային ճնշումը գերազանցում է 10 ՄՊա, գոլորշու խողովակները, որոնց ջերմաստիճանը գերազանցում է 350°C-ը և քայքայիչ միջին մատակարարման խողովակաշարերը:
Եռակցված խողովակները, ընդհանուր առմամբ, ընդունելի են կամ նախընտրելի են մեծ տրամագծով խողովակաշարերի համար (NPS 24 և ավելի), որտեղ անխափան տարբերակներն անհասանելի են կամ չափազանց թանկ են, կառուցվածքային կիրառությունները ըստ ASTM A500 կամ EN 10219, ջրի փոխանցման և ցածր ճնշման կոմունալ ծառայությունների, ինչպես նաև նախագծերի, որտեղ ծախսերի և առաքման ժամանակացույցերը որոշում են կայացնում: Եռակցված խողովակները սովորաբար օգտագործվում են շենքերի կառուցվածքների հենարանների, ցածր ճնշման հեղուկների մատակարարման համակարգերի և տեղում փոփոխությունների պահանջող ոչ ստանդարտ խողովակների համար: Սովորական կիրառությունների համար, ինչպիսիք են քաղաքային գազատարները և ցածր ճնշման ջրատարները, առավել ծախսարդյունավետ եռակցված խողովակները, ընդհանուր առմամբ, օպտիմալ ընտրությունն են:
Որակի վերահսկման և ստուգման պահանջներ
Որակի ապահովման և ստուգման պահանջները տարբերվում են խողովակների երկու տեսակների միջև: Անխափան խողովակները պահանջում են կենտրոնանալ պատի հաստության միատեսակության և ձվաձեւության փորձարկման վրա: Եռակցված խողովակները պետք է անցնեն եռակցման համապարփակ ոչ կործանարար փորձարկում, ներառյալ ռենտգենյան արատների հայտնաբերումը և ուլտրաձայնային փորձարկումը, որպեսզի ստուգեն եռակցման ամբողջականությունը: Անխափան խողովակների ընդհանուր բնութագրերը ներառում են ASTM A106, A335 և API 5L, մինչդեռ եռակցված խողովակները սովորաբար նշվում են ASTM A53 Type E, API 5L և ASTM A671/A672 տակ: NDT-ի պահանջները պահանջում են ուլտրաձայնային փորձարկում՝ ըստ ASTM/API ստանդարտների անխափան խողովակների համար, մինչդեռ եռակցված խողովակները պահանջում են ռադիոգրաֆիկ կամ ուլտրաձայնային փորձարկում՝ հատուկ եռակցման կարի վրա: Խողովակների ճիշտ ընտրությունը պահանջում է ճնշման մակարդակի, միջին բնութագրերի և սպասարկման պայմանների համապարփակ դիտարկում: Արդյունաբերական շատ կիրառություններում անխափան և եռակցված խողովակները կարող են օգտագործվել միևնույն համակարգում համակցված՝ ծախսարդյունավետության օպտիմալացման համար: Հասկանալով արտադրության, կատարողականի և կիրառման համապատասխանության այս հիմնարար տարբերությունները՝ ինժեներները և գնումների մասնագետները կարող են տեղեկացված որոշումներ կայացնել, որոնք հավասարակշռում են տեխնիկական պահանջները և տնտեսական նկատառումները յուրաքանչյուր կոնկրետ նախագծի համար:
