Ένας σωλήνας χωρίς ραφή σχηματίζεται με τη διάτρηση μιας συμπαγούς, σχεδόν τηγμένης, χαλύβδινης ράβδου, που ονομάζεται μπιγιέτα, με έναν άξονα για να παραχθεί ένας σωλήνας που δεν έχει ραφές ή ενώσεις.
Οι σωλήνες χωρίς ραφή κατασκευάζονται με διάτρηση μιας συμπαγούς χαλύβδινης μπιγέτας και στη συνέχεια διαμόρφωση της σε κοίλο σωλήνα χωρίς συγκόλληση. Αυτή η διαδικασία συνήθως περιλαμβάνει τη θέρμανση της μπιγέτας σε υψηλή θερμοκρασία, τη διάτρησή της με ένα μαντρέλι για να δημιουργηθεί ένα κοίλο σχήμα και στη συνέχεια την περαιτέρω διαμόρφωση της μέσω έλασης και τάνυσης.
Ο σωλήνας χωρίς ραφή κατασκευάζεται από μια κυλινδρική ράβδο θερμού χάλυβα. Η ράβδος θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία και στη συνέχεια εισάγεται ένας καθετήρας για να δημιουργηθεί μια οπή μέσα στον κύλινδρο. Ο κύλινδρος μεταφέρεται στη συνέχεια σε κυλίνδρους που διαστασιολογούν τον κύλινδρο στην καθορισμένη διάμετρο και πάχος τοιχώματος. Μερικά εργοστάσια μπορούν να παράγουν σωλήνες χωρίς ραφή διαμέτρου έως και 24 ίντσες. Οι μέθοδοι κατασκευής χωρίς ραφή χρησιμοποιούνται για σωλήνες μικρής διαμέτρου, αλλά έχουν υψηλότερο κόστος και περιορισμένη διαθεσιμότητα, και καθώς αυξάνεται η διάμετρος, οι συγκολλημένοι σωλήνες είναι πιο οικονομικοί.
Ιδιότητες υλικών και βασικά σημεία της διαδικασίας κατασκευής των σωλήνων χωρίς ραφή
Οι σωλήνες χωρίς ραφή κατασκευάζονται συνήθως από μέταλλο, αλλά η απόδοσή τους μπορεί να βελτιωθεί με την επικάλυψη του εσωτερικού τοιχώματος με πλαστική επίστρωση. Αυτή η σύνθετη δομή διατηρεί το πλεονέκτημα υψηλής αντοχής των μεταλλικών σωλήνων και έχει την αντοχή στη διάβρωση των πλαστικών σωλήνων. Ωστόσο, εάν η πλαστική επίστρωση υποστεί ζημιά, το εκτεθειμένο μεταλλικό μέρος μπορεί να προκαλέσει προβλήματα διάβρωσης μετά την επαφή με το υγρό.
Βασικά σημεία ελέγχου στη διαδικασία παραγωγής
Λίπανση και πρόληψη ρωγμών: Οι σωλήνες χωρίς ραφή πρέπει να αντέχουν σε εξαιρετικά υψηλή πίεση κατά τη διαδικασία διαμόρφωσης, επομένως η επιφάνεια πρέπει να επικαλυφθεί με λιπαντικά υψηλής πίεσης για την αποφυγή ρωγμών. Ωστόσο, το λιπαντικό πρέπει να αφαιρεθεί εντελώς πριν από την επακόλουθη θερμική επεξεργασία, διαφορετικά ο υπολειμματικός διαβρωτικός διαλύτης μπορεί να υπάρχει στον σωλήνα για μεγάλο χρονικό διάστημα, προκαλώντας έτσι κινδύνους διάβρωσης - αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τους σωλήνες χωρίς ραφή με λεπτά τοιχώματα.
Πάχος τοιχώματος και δομική ακεραιότητα
Μηχανικές ιδιότητες: Η αντοχή σε εφελκυσμό και το όριο διαρροής του σωλήνα εξαρτώνται άμεσα από το πάχος του τοιχώματος. Οποιαδήποτε μείωση του πάχους του τοιχώματος που προκαλείται από διάβρωση μπορεί να προκαλέσει δομική αστοχία.
Απόδοση θερμικής διαχείρισης: Το πάχος του τοιχώματος επηρεάζει επίσης τη σταθερότητα της θερμικής αγωγιμότητας του σωλήνα. Οι ακατάλληλες διαδικασίες κατασκευής θα αυξήσουν τους κινδύνους διακυμάνσεων της θερμοκρασίας ή συνθηκών υψηλής θερμοκρασίας, ακόμη και θα οδηγήσουν σε σοβαρά ατυχήματα.
Σωλήνες χωρίς ραφή
Οι σωλήνες χωρίς ραφή προέρχονται από συμπαγή χάλυβα, δηλαδή από πλάκες ή ράβδους, οι οποίες διαμορφώνονται σε συμπαγή στρογγυλά σχήματα (που ονομάζονται «μπιγιέτες»), τα οποία στη συνέχεια θερμαίνονται και χυτεύονται σε μια μήτρα όπως μια διάτρητη ράβδος για να σχηματίσουν έναν κοίλο σωλήνα ή κέλυφος. Αυτός ο τύπος σωλήνα είναι γνωστός για την πιο αποτελεσματική αντοχή στην πίεση, την ταχύτητα και την οικονομική του απόδοση σε σύγκριση με άλλες διαδικασίες κατασκευής σωλήνων. Οι σωλήνες χωρίς ραφή χρησιμοποιούνται συνήθως σε αγωγούς φυσικού αερίου καθώς και σε αγωγούς μεταφοράς υγρών.
Δεδομένου ότι οι σωλήνες χωρίς ραφή μπορούν να αντέξουν υψηλές πιέσεις, χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως σε εφαρμογές υψηλής πίεσης, συμπεριλαμβανομένων των διυλιστηρίων, των υδραυλικών κυλίνδρων, των βιομηχανιών υδρογονανθράκων και των υποδομών πετρελαίου και φυσικού αερίου.
Σε σύγκριση με άλλους τύπους σωλήνων, οι σωλήνες χωρίς ραφή δεν απαιτούν συγκόλληση ή συνδέσεις και απλώς κατασκευάζονται από συμπαγή στρογγυλά μπιγιέτες, γεγονός που ενισχύει την αντοχή τους και άλλες ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της αντοχής στη διάβρωση. Σύμφωνα με την Αμερικανική Εταιρεία Μηχανολόγων Μηχανικών (ASME), αυτοί οι σωλήνες μπορούν να αντέξουν στη μηχανική καταπόνηση πιο αποτελεσματικά από τους συγκολλημένους σωλήνες (δηλαδή, τους μη άνευ ραφής σωλήνες) και έχουν υψηλότερες πιέσεις λειτουργίας.
Γενικά, η εφαρμογή σωλήνων χωρίς ραφή εξαρτάται από το πάχος του τοιχώματος. Οι σωλήνες με παχύτερο τοίχωμα απαιτούν υψηλότερες θερμοκρασίες για την παραγωγή τους, γεγονός που μειώνει την αντοχή στην παραμόρφωση, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη παραμόρφωση.
Ο κύριος ανταγωνιστής των σωλήνων χωρίς ραφή είναι ο σωλήνας ERW (HFI) λόγω του χαμηλότερου κόστους κατασκευής του. Τα κύρια πλεονεκτήματα του σωλήνα χωρίς ραφή σε σχέση με τον σωλήνα ERW είναι: (α) καμία ραφή συγκόλλησης, (β) σχεδόν ομοιόμορφη κατανομή των ιδιοτήτων του υλικού και (γ) πολύ χαμηλή υπολειμματική τάση. Από την άλλη πλευρά, ο σωλήνας χωρίς ραφή είναι πιο ακριβός από τον σωλήνα ERW, το πάχος της διατομής του μπορεί να μην είναι ομοιόμορφο και οι εσωτερικές και εξωτερικές επιφάνειές του είναι συνήθως πολύ τραχιές.
Στους συγκολλημένους σωλήνες, η συγκόλληση χρησιμοποιείται για το κλείσιμο της ραφής συγκόλλησης αφού η χαλύβδινη πλάκα ή το πηνίο διαμορφωθεί σε κυλινδρικό σχήμα. Το εργοστάσιο χρησιμοποιεί μεθόδους υπερηχητικής ή/και ακτινογραφικής επιθεώρησης για να διασφαλίσει την ποιότητα της ραφής συγκόλλησης και κάθε σύνδεση του σωλήνα δοκιμάζεται υπό πίεση σε πίεση που υπερβαίνει την καθορισμένη πίεση λειτουργίας. Οι συγκολλημένοι σωλήνες ταξινομούνται ανάλογα με τον τρόπο σχηματισμού τους και την τεχνολογία συγκόλλησης που χρησιμοποιείται.
Οι σωλήνες συγκολλημένοι με βυθισμένο τόξο (SAW) χρησιμοποιούν ένα μέταλλο πλήρωσης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης, ενώ η συγκόλληση με ηλεκτρική αντίσταση/ηλεκτρική συγκόλληση με σύντηξη (ERW/EFW) δεν απαιτεί μέταλλο πλήρωσης. Η SAW διαιρείται περαιτέρω σε διαμήκη συγκόλληση (ή ευθεία συγκόλληση, L-SAW) και η S-SAW αναφέρεται σε σπειροειδή σωλήνα συγκόλλησης. Συνήθως, η ευθεία συγκολλημένη L-SAW μεσαίας διαμέτρου είναι μονής ραφής και η L-SAW μεγάλης διαμέτρου είναι διπλής ραφής.
Ο σωλήνας ERW παράγεται με τη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος για τη θέρμανση του χάλυβα μέχρι το σημείο σύντηξης των άκρων. Αυτή η διαδικασία παραγωγής εισήχθη τη δεκαετία του 1920, χρησιμοποιώντας εναλλασσόμενο ρεύμα χαμηλής συχνότητας για τη θέρμανση των άκρων, αλλά αργότερα διαπιστώθηκε ότι είναι επιρρεπής σε διάβρωση συγκολλήσεων και ανεπαρκείς συγκολλήσεις. Σήμερα, χρησιμοποιείται εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής συχνότητας, γνωστό και ως συγκόλληση επαφής. Ο σωλήνας EFW αναφέρεται σε μια διαδικασία που χρησιμοποιεί δέσμες ηλεκτρονίων για να κατευθύνει την κινητική ενέργεια για την τήξη των τεμαχίων εργασίας για να σχηματίσει τη συγκόλληση.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Ιουνίου 2025
