Saumaton putki muodostetaan lävistämällä kiinteä, lähes sula terästanko, jota kutsutaan aihioksi, tuurnalla, jolloin saadaan putki, jossa ei ole saumoja tai liitoksia.
Saumattomat putket valmistetaan lävistämällä umpiteräsaihio ja muotoilemalla se sitten ontoksi putkeksi ilman hitsausta. Tämä prosessi sisältää tyypillisesti aihion kuumentamisen korkeaan lämpötilaan, sen lävistämisen tuurnalla onton muodon luomiseksi ja sen jälkeen sen muokkaamisen edelleen valssaamalla ja venyttämällä.
Saumaton putki muodostetaan kuumasta terästangosta, lieriömäisestä tangosta. Tanko kuumennetaan korkeaan lämpötilaan, ja sitten sylinteriin työnnetään anturi reiän tekemiseksi. Sylinteri siirretään sitten valsseille, jotka mitoittavat sylinterin haluttuun halkaisijaan ja seinämän paksuuteen. Muutamat tehtaat voivat tuottaa saumattomia putkia, joiden halkaisija on jopa 24 tuumaa. Saumattomia valmistusmenetelmiä käytetään pieniläpimittaisten putkien valmistukseen, mutta niiden kustannukset ovat korkeammat ja saatavuus rajallisempi, ja halkaisijan kasvaessa hitsatut putket ovat taloudellisempia.
Saumattomien putkien materiaaliominaisuudet ja valmistusprosessin pääkohdat
Saumattomat putket valmistetaan yleensä metallista, mutta niiden suorituskykyä voidaan parantaa pinnoittamalla sisäseinä muovipinnoitteella. Tämä komposiittirakenne säilyttää metalliputkien korkean lujuusetua ja sillä on muoviputkien korroosionkestävyys. Jos muovipinnoite kuitenkin vaurioituu, paljas metalliosa voi silti aiheuttaa korroosio-ongelmia jouduttuaan kosketuksiin nesteen kanssa.
Valmistusprosessin keskeiset valvontapisteet
Voitelu ja halkeamien ehkäisy: Saumattomien putkien on kestettävä erittäin korkeaa painetta muovausprosessin aikana, joten pinta on päällystettävä korkeapainevoiteluaineilla halkeilun estämiseksi. Voiteluaine on kuitenkin poistettava kokonaan ennen myöhempää lämpökäsittelyä, muuten syövyttävää liuotinta voi olla putkessa pitkään ja aiheuttaa korroosioriskejä – tämä on erityisen tärkeää ohutseinäisten saumattomien putkien kohdalla.
Seinän paksuus ja rakenteellinen eheys
Mekaaniset ominaisuudet: Putken vetolujuus ja myötölujuus riippuvat suoraan seinämän paksuudesta. Korroosion aiheuttama seinämän paksuuden pieneneminen voi aiheuttaa rakenteellisia vaurioita.
Lämmönhallintaominaisuudet: Seinämän paksuus vaikuttaa myös putken lämmönjohtavuuden vakauteen. Virheelliset valmistusprosessit lisäävät lämpötilanvaihteluiden tai korkeiden lämpötilojen riskiä ja jopa johtavat vakaviin onnettomuuksiin.
Saumattomat putket
Saumattomat putket valmistetaan umpiteräksestä eli levyistä tai tangoista, jotka muovataan umpina pyöreiksi muodoiksi (joita kutsutaan "aihioiksi"), jotka sitten kuumennetaan ja valetaan muotille, kuten rei'itetylle sauvalle, onton putken tai kuoren muodostamiseksi. Tämän tyyppinen putki tunnetaan tehokkaammasta paineenkestävyydestään, nopeudestaan ja kustannustehokkuudestaan verrattuna muihin putkenvalmistusprosesseihin. Saumattomia putkia käytetään yleisesti maakaasuputkissa sekä nestemäisten aineiden kuljetusputkissa.
Koska saumattomat putket kestävät korkeita paineita, niitä käytetään myös laajalti korkeapainesovelluksissa, kuten jalostamoissa, hydraulisylintereissä, hiilivetyteollisuudessa sekä öljy- ja kaasuinfrastruktuurissa.
Verrattuna muihin putkityyppeihin saumattomat putket eivät vaadi hitsausta tai liitoksia, ja ne on yksinkertaisesti muodostettu kiinteistä pyöreistä aihioista, mikä parantaa niiden lujuutta ja muita ominaisuuksia, kuten korroosionkestävyyttä. American Society of Mechanical Engineers (ASME) -järjestön mukaan nämä putket kestävät mekaanista rasitusta tehokkaammin kuin hitsatut putket (eli ei-saumattomat putket) ja niillä on korkeammat käyttöpaineet.
Yleisesti ottaen saumattomien putkien käyttö riippuu seinämän paksuudesta. Paksumpien seinämien valmistaminen vaatii korkeampia lämpötiloja, mikä heikentää muodonmuutoskestävyyttä ja johtaa suurempaan taipumaan.
Saumattomien putkien pääkilpailija on ERW-putki (HFI) alhaisten valmistuskustannustensa vuoksi. Saumattomien putkien tärkeimmät edut ERW-putkeen verrattuna ovat: (a) ei hitsaussaumoja, (b) materiaalien ominaisuuksien lähes tasainen jakautuminen ja (c) erittäin pieni jäännösjännitys. Toisaalta saumattomat putket ovat kalliimpia kuin ERW-putket, niiden poikkileikkauksen paksuus ei välttämättä ole tasainen, ja niiden sisä- ja ulkopinnat ovat yleensä hyvin karkeita.
Hitsatussa putkessa hitsausta käytetään hitsauksen sulkemiseen sen jälkeen, kun teräslevy tai -kela on muovattu sylinterimäiseen muotoon. Tehdas käyttää ultraääni- ja/tai röntgentarkastusmenetelmiä hitsaussauman laadun varmistamiseksi, ja jokainen putken liitos painekoestetaan paineella, joka ylittää määritetyn käyttöpaineen. Hitsattu putki luokitellaan muovaustavan ja käytetyn hitsaustekniikan mukaan.
Jauhekaarihitsauksessa (SAW) käytetään lisäainetta hitsauksen aikana, kun taas sähkövastushitsaus/sähkösulahitsaus (ERW/EFW) ei vaadi lisäainetta. SAW jaetaan edelleen pitkittäishitsaukseen (tai suoraan hitsaukseen, L-SAW) ja S-SAW viittaa spiraalihitsaukseen. Tyypillisesti keskiläpimittainen suoraan hitsattu L-SAW on yksisaumainen ja suuriläpimittainen L-SAW on kaksisaumainen.
ERW-putki valmistetaan lämmittämällä terästä sähkövirralla reunojen yhteensulautumiseen asti. Tämä tuotantoprosessi otettiin käyttöön 1920-luvulla, jolloin reunojen lämmittämiseen käytettiin matalataajuista vaihtovirtaa, mutta myöhemmin sen havaittiin olevan altis hitsauskorroosiolle ja riittämättömille hitseille. Nykyään käytetään korkeataajuista vaihtovirtaa, joka tunnetaan myös nimellä kontaktihitsaus. EFW-putki viittaa prosessiin, jossa elektronisuihkuja käytetään kineettisen energian ohjaamiseen työkappaleiden sulattamiseksi hitsin muodostamiseksi.
Julkaisun aika: 19. kesäkuuta 2025
