Оёдолгүй хоолой ба гагнасан хоолой: үйлдвэрлэлийн ялгаа, гүйцэтгэлийн харьцуулалт, хэрэглээний гарын авлага

Үйлдвэрлэлийн процессууд: Цоолбор болон гагнасан

Оёдолгүй ба гагнасан ган хоолойн үндсэн ялгаа нь тэдгээрийн үйлдвэрлэлийн аргад оршдог. Оёдолгүй хоолойг цул бөөрөнхий ган бэлдэцээр үйлдвэрлэж, ойролцоогоор 2200°F (1200°C) хүртэл халааж, дараа нь эргэдэг цоолох тээрэм ашиглан төв дундуур нь цоолж, хөндий бүрхүүл үүсгэдэг. Энэ хөндий хоолойг шаардлагатай хэмжээс, хананы зузааныг олж авахын тулд өнхрөх эсвэл зурах техникээр дараа нь сунгаж, хэлбэржүүлдэг. Үр дүн нь цул, тасралтгүй бүтэцтэй, уртааш болон спираль гагнуурын давхаргагүй хоолой юм.

Үүний эсрэгээр гагнасан хоолойг ган хавтан эсвэл ороомогыг хоолой хэлбэртэй болгож, уртааш эсвэл спираль ирмэгийг хооронд нь гагнах замаар үйлдвэрлэдэг. Хэрэглээнээс хамааран гагнуурын янз бүрийн аргыг ашигладаг: Цахилгаан эсэргүүцлийн гагнуур (ERW) нь цахилгаан гүйдэл ашиглан ган ороомгийн ирмэгийг дүүргэгч металлгүйгээр хайлуулах хүртэл халааж, масс үйлдвэрлэхэд тохиромжтой гөлгөр, тууштай давхарга үүсгэдэг; Уртааш гүний нуман гагнуур (LSAW) нь гагнуурын гүн нэвтрэлт болон том диаметртэй хоолойн бат бөх давхаргын чанарыг хангадаг; ба мушгиа гүний нуман гагнуур (HSAW/SSAW) нь спираль давхарга үүсгэдэг бөгөөд энэ нь илүү урт, дизайны уян хатан чанар бүхий хоолой үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Үйлдвэрлэлийн аргын энэхүү үндсэн ялгаа нь хоолойн төрөл тус бүрийн гүйцэтгэлийн шинж чанар, зардлын профайл, хэрэглээний тохиромжтой байдлыг бий болгодог.

Гүйцэтгэлийн шинж чанар ба механик шинж чанарууд

Гагнуурын давхарга байхгүй нь гагнуургүй хоолойд шаардлагатай хэрэглээнд тодорхой гүйцэтгэлийн давуу талыг өгдөг. Гагнуургүй, оёдолгүй хоолойнууд нь сул цэгүүдийг арилгадаг жигд бүтцийг бий болгож, өндөр даралтыг тэсвэрлэх чадвар, гоожихгүй гүйцэтгэлийг бий болгодог. Үл үзэгдэх хоолойн тэсрэх даралт нь ижил үзүүлэлттэй гагнасан хоолойноос 20-30% их байдаг. Оёдолгүй хоолойнууд нь суналтын бат бэх, зэврэлтэнд тэсвэртэй, гагнасан сул хэсгүүд байхгүй тул өндөр температурын тогтвортой байдлыг хангадаг. Үлдэгдэлгүй үйлдвэрлэлийн процесс нь хоолойн бүх хэсэгт маш бага үлдэгдэл хүчдэлтэй, тогтмол механик шинж чанартай хоолойг үйлдвэрлэдэг.

Гэсэн хэдий ч гагнасан хоолойнууд нь орчин үеийн гагнуурын техникээр дамжуулан чанарын хувьд мэдэгдэхүйц сайжирсан. Орчин үеийн ERW болон HFW процессууд нь үндсэн металлтай тэнцүү буюу түүнээс их хүч чадалтай үеийг үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч гагнуурын давхарга нь үндсэн металлаас өөр механик шинж чанартай байж болох халуунд өртсөн бүсийг (HAZ) үүсгэдэг. ASME B31.3-ийн гагнуурын үений үр ашгийн коэффициент (E) нь шалгалтын стандартаас хамааран гагнасан хоолойн хувьд 0.85-аас 1.0 хооронд хэлбэлздэг бол гөлгөр хоолой нь тогтмол E = 1.0-ийг хадгалдаг. Гагнасан хоолой нь дулааны нөлөөлөлд өртсөн бүсээс шалтгаалан анизотроп механик шинж чанартай байдаг ч зөв дулааны боловсруулалт нь гүйцэтгэлийг сайжруулдаг. Хэмжээсийн нарийвчлалын хувьд гагнасан хоолой нь үл үзэгдэх хоолойтой харьцуулахад (±12.5% ​​хазгай) ханын жигд байдлыг (±10% ба түүнээс дээш) санал болгодог.

Хэмжээний хүрээ, зардал, олдоц

Үл үзэгдэх ба гагнасан хоолойн хэмжээсийн чадвар нь ихээхэн ялгаатай байдаг. Оёдолгүй хоолойг ерөнхийдөө NPS 1/8-аас NPS 24 хүртэлх нэрлэсэн хоолойн хэмжээтэй байдаг. Харин гагнасан хоолойг NPS 1/2-аас NPS 80 ба түүнээс дээш диаметртэй илүү том диаметртэй үйлдвэрлэж болно. API 5L програмуудын хувьд гагнуурын гүйцэтгэл, ялангуяа LSAW нь 80 инч буюу түүнээс дээш хэмжээтэй байхад 28 инч хүртэл тасралтгүй гүйцэтгэлтэй байдаг.

Эдийн засгийн үүднээс авч үзвэл гагнасан хоолой нь ерөнхийдөө гагнуургүй хоолойноос 20-40% хямд байдаг. Оёдолгүй ган хоолойн үйлдвэрлэлийн өртөг өндөр, материалын ашиглалтын түвшин ойролцоогоор 70-80% байна. Гэсэн хэдий ч гагнасан ган хоолойг 95% -иас дээш материалын ашиглалттай тасралтгүй үйлдвэрлэх боломжтой бөгөөд энэ нь ялангуяа том диаметртэй хоолойн сегментэд үнийн ихээхэн давуу талыг санал болгодог. Хүлээн авах хугацаа нь бас ялгаатай: оёдолгүй хоолой нь том хэмжээтэй бол илүү урт хугацаа шаарддаг бол гагнасан хоолой нь богино хугацаа, илүү өргөн нөөцтэй байх нь ашигтай байдаг. Гадаргуугийн өнгөлгөө нь өөр нэг ялгах хүчин зүйл юм: оёдолгүй хоолой нь ерөнхийдөө барзгар гадаргуутай (халуун өнгөлгөөтэй) байдаг бол гагнасан хоолой нь гадаргууг илүү жигд болгодог.

Хэрэглээний домэйн ба сонгон шалгаруулах шалгуур

Оёдолгүй болон гагнасан хоолойнуудыг сонгохдоо хэрэглээний тодорхой шаардлага, даралтын нөхцөл, температурын хэт их хэмжилт, төсвийн хязгаарлалт зэргийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Оёдолгүй хоолой нь чухал, өндөр даралт, өндөр температурт хэрэглэхэд зайлшгүй шаардлагатай эсвэл илүүд үздэг. Үүнд: ASME B31.3 стандартын хязгаараас хэтэрсэн гагнасан хоолойн холболтын хүчин зүйл нь 1.0-аас бага, халуунд өртсөн бүсийн хагарал үүсэх эрсдлийг бууруулах шаардлагатай исгэлэн үйлчилгээний орчин (NACE MR0175/ISO 15156), 400°С-ээс дээш өндөр температурт үйлчилгээ (ASTM A335°C-аас доош температурт үйлчилгээ), AST6M-аас доош температур зэрэг багтана. A333). Өргөтгөсөн хоолойн нийтлэг хэрэглээнд өндөр даралтын шингэнийг тээвэрлэх газрын тос, хий дамжуулах хоолой, химийн болон нефть химийн боловсруулах систем, эрчим хүч үйлдвэрлэх болон дулаан солилцогч хоолой, автомашины болон сансарын гидравлик шугам, эрүүл ахуйн шаардлага хангасан урсгалын систем шаарддаг эм, хүнсний бүтээгдэхүүн боловсруулах үйлдвэрүүд орно. 10МПа-аас дээш ажлын даралттай гидравлик систем, 350°С-аас дээш температуртай уурын хоолой, идэмхий бодис дамжуулах хоолойд оёдолгүй ган хоолойг мөн зааж өгсөн болно.

Гагнуурын хоолойг том диаметртэй дамжуулах хоолойд (NPS 24 ба түүнээс дээш) ерөнхийдөө хүлээн зөвшөөрөгдөх эсвэл илүүд үздэг бол үл үзэгдэх сонголт байхгүй эсвэл хэт өндөр өртөгтэй, ASTM A500 эсвэл EN 10219 стандартын дагуу бүтцийн хэрэглээ, ус дамжуулах болон нам даралтын шугам сүлжээ, зардал, нийлүүлэлтийн хуваарь шийдвэр гаргадаг төслүүд. Гагнасан хоолойг ихэвчлэн барилгын бүтцийн тулгуур, нам даралтын шингэн дамжуулах систем, газар дээр нь өөрчлөх шаардлагатай стандарт бус хоолойд ашигладаг. Хотын хий дамжуулах хоолой, нам даралтын ус дамжуулах хоолой зэрэг ердийн хэрэглээний хувьд илүү хэмнэлттэй гагнуурын хоолой нь ерөнхийдөө оновчтой сонголт юм.

Чанарын хяналт ба шалгалтын шаардлага

Чанарын баталгаа болон хяналтын шаардлага нь хоёр төрлийн хоолойн хооронд ялгаатай байдаг. Оёдолгүй хоолойнууд нь хананы зузаан жигд, зууван байдлыг туршихад анхаарлаа хандуулахыг шаарддаг. Гагнасан хоолой нь гагнуурын бүрэн бүтэн байдлыг шалгахын тулд рентген туяаны согог илрүүлэх, хэт авианы шинжилгээ зэрэг гагнуурын иж бүрэн үл эвдэх туршилтанд хамрагдах ёстой. Оёдолгүй хоолойн нийтлэг үзүүлэлтүүдэд ASTM A106, A335, API 5L багтдаг бол гагнасан хоолойнуудыг ASTM A53 Type E, API 5L, ASTM A671/A672 стандартын дагуу ихэвчлэн тодорхойлсон байдаг. NDT-ийн шаардлага нь оёдолгүй хоолойнуудад зориулсан ASTM / API стандартын дагуу хэт авианы туршилтыг шаарддаг бол гагнасан хоолой нь гагнуурын давхаргад тусгайлан рентген эсвэл хэт авианы туршилтыг шаарддаг. Хоолойг зөв сонгох нь даралтын түвшин, дунд зэргийн шинж чанар, үйлчилгээний нөхцлийг цогцоор нь авч үзэх шаардлагатай. Аж үйлдвэрийн олон хэрэглээнд үл үзэгдэх болон гагнасан хоолойг нэг системд хослуулан хэрэглэж, зардлын үр ашгийг оновчтой болгодог. Үйлдвэрлэл, гүйцэтгэл, хэрэглээний тохиромжтой байдлын эдгээр үндсэн ялгааг ойлгосноор инженерүүд болон худалдан авалтын мэргэжилтнүүд тодорхой төсөл бүрийн хувьд техникийн шаардлагыг эдийн засгийн үндэслэлтэй тэнцвэржүүлсэн үндэслэлтэй шийдвэр гаргаж чадна.