Производни процеси: пробушени наспрам обликовани и заварени
Основна разлика између бешавних и заварених челичних цеви лежи у њиховим одговарајућим методама производње. Бешавне цеви се производе од чврстих округлих челичних гредица које се загревају на приближно 2.200°Ф (1.200°Ц), а затим пробијају кроз центар помоћу ротационог млина за бушење да би се створила шупља шкољка. Ова шупља цев се накнадно издужује и обликује техникама ваљања или извлачења како би се постигле потребне димензије и дебљина зида. Резултат је цев са монолитном, континуираном структуром и без уздужног или спиралног завареног шава.
Насупрот томе, заварене цеви се производе формирањем челичних плоча или намотаја у цевасти облик и заваривањем уздужних или спиралних ивица заједно. Користе се различите методе заваривања у зависности од примене: Електрично заваривање отпором (ЕРВ) користи електричну струју да загреје ивице челичног намотаја док се не споје без додатног метала, стварајући глатке и конзистентне шавове погодне за масовну производњу; Уздужно заваривање под водом (ЛСАВ) обезбеђује дубоко продирање завара и јак квалитет шава за цеви великог пречника; и спирално заваривање под водом (ХСАВ/ССАВ) ствара спирални шав који омогућава производњу цеви веће дужине и флексибилности дизајна. Ова фундаментална разлика у методама производње доводи до различитих карактеристика перформанси, профила трошкова и прикладности примене за сваки тип цеви.
Карактеристике перформанси и механичка својства
Одсуство завареног шава даје бешавним цевима јасне предности у перформансама у захтевним применама. Без заварених спојева, бешавне цеви обезбеђују уједначену структуру која елиминише слабе тачке, што резултира већом толеранцијом високог притиска и перформансама отпорним на цурење. Притисак пуцања бешавних цеви је обично 20-30% већи од притиска заварених цеви исте спецификације. Бешавне цеви такође поседују већу затезну чврстоћу, супериорну отпорност на корозију и бољу стабилност на високим температурама због одсуства заварених слабих делова. Бешавни производни процес производи цеви са веома ниским заосталим напоном и доследним механичким својствима по целом телу цеви.
Заварене цеви су, међутим, доживеле значајна побољшања у квалитету кроз савремене технике заваривања. Савремени ЕРВ и ХФВ процеси производе спојеве чија је чврстоћа једнака или већа од основног метала. Ипак, заварени шав уводи зону под утицајем топлоте (ХАЗ) која може имати другачија механичка својства од основног метала. Фактор ефикасности завареног споја (Е) у АСМЕ Б31.3 се креће од 0,85 до 1,0 за заварене цеви, у зависности од стандарда испитивања, док бешавне цеви одржавају конзистентан Е = 1,0. Заварене цеви такође показују анизотропна механичка својства због зоне под утицајем топлоте, иако правилна топлотна обрада може побољшати перформансе. Што се тиче тачности димензија, заварене цеви обично нуде бољу униформност зида (±10% или боље) у поређењу са бешавним цевима (типично ±12,5% ексцентрицитета).
Распон величина, цена и доступност
Могућности величине бешавних и заварених цеви значајно се разликују. Бешавне цеви су генерално доступне у номиналним величинама цеви од НПС 1/8 до приближно НПС 24. Заварене цеви, насупрот томе, могу се производити у много већим пречникима, у распону од НПС 1/2 до НПС 80 и више. За АПИ 5Л апликације, бешавно извођење је обично доступно до 28 инча, док заварено извођење—посебно ЛСАВ—може да достигне 80 инча или више.
Из економске перспективе, заварене цеви су генерално 20-40% јефтиније од бешавних цеви. Цена производње бешавних челичних цеви је већа, са стопом искоришћења материјала од приближно 70-80%. Заварене челичне цеви, међутим, могу се производити континуирано са искоришћењем материјала већим од 95%, нудећи значајне предности у цени, посебно у сегменту цеви великог пречника. Времена испоруке се такође разликују: бешавне цеви захтевају дуже време испоруке за велике величине, док заварене цеви имају користи од краћег времена испоруке и веће доступности залиха. Завршна обрада површине је још један разликовни фактор: бешавне цеви углавном имају грубљу површину (вруће обрађене), док заварене цеви нуде глаткију завршну обраду.
Домени апликације и критеријуми за избор
Избор између бешавних и заварених цеви треба да буде вођен специфичним захтевима примене, условима притиска, екстремним температурама и ограничењима буџета. Бешавне цеви су обавезне или веома пожељне за критичне апликације под високим притиском и високом температуром. Ово укључује пројектоване притиске који прелазе границе АСМЕ Б31.3 за заварене цеви са факторима споја испод 1,0, кисела радна окружења у којима се ризик од пуцања у зонама утицаја топлоте мора свести на минимум (НАЦЕ МР0175/ИСО 15156), рад на високим температурама изнад 400°Ц (АСТМ степен А335, температура испод -АСТМ6°Ц). А333). Уобичајене примене бешавних цеви укључују цевоводе за нафту и гас за транспорт течности под високим притиском, системе за хемијску и петрохемијску обраду, цеви за производњу енергије и измењиваче топлоте, хидрауличне водове за аутомобиле и ваздухопловство и фармацеутска и прехрамбена постројења која захтевају хигијенске системе протока. Бешавне челичне цеви су такође специфициране за хидрауличне системе са радним притисцима већим од 10МПа, парне цеви са температурама већим од 350°Ц и цевоводе за испоруку корозивног медија.
Заварене цеви су генерално прихватљиве или пожељне за цевоводе великог пречника (НПС 24 и новији) где су бешавне опције недоступне или су прескупе, структуралне примене према АСТМ А500 или ЕН 10219, водоснабдевање и комунална предузећа ниског притиска и пројекте где трошкови и распореди испоруке утичу на одлуке. Заварене цеви се обично користе за носаче грађевинске конструкције, системе за испоруку флуида ниског притиска и нестандардне цеви које захтевају модификацију на лицу места. За конвенционалне примене као што су градски гасоводи и водоводи ниског притиска, исплативије заварене цеви су генерално оптималан избор.
Контрола квалитета и захтеви инспекције
Захтеви за осигурање квалитета и инспекцију разликују се између два типа цеви. Бешавне цеви захтевају фокусирање на испитивање уједначености и овалности дебљине зида. Заварене цеви морају да се подвргну свеобухватном испитивању заварених спојева без разарања, укључујући детекцију рендгенских грешака и ултразвучно испитивање, како би се потврдио интегритет завара. Уобичајене спецификације за бешавне цеви укључују АСТМ А106, А335 и АПИ 5Л, док су заварене цеви обично специфициране под АСТМ А53 Тип Е, АПИ 5Л и АСТМ А671/А672. Захтеви за НДТ налажу ултразвучно испитивање према АСТМ/АПИ стандардима за бешавне цеви, док заварене цеви захтевају радиографско или ултразвучно испитивање посебно на завареном шаву. Правилан избор цеви захтева свеобухватно разматрање нивоа притиска, карактеристика медија и услова рада. У многим индустријским применама, бешавне и заварене цеви могу се користити у комбинацији у оквиру истог система ради оптимизације исплативости. Разумевањем ових фундаменталних разлика у производњи, перформансама и прикладности примене, инжењери и стручњаци за набавку могу донети информисане одлуке које балансирају техничке захтеве са економским разматрањима за сваки конкретан пројекат.
