Rurę bezszwową wytwarza się przez przebicie trzpieniem litego, prawie stopionego pręta stalowego, zwanego prętem, w celu uzyskania rury bez szwów i połączeń.
Rury bezszwowe są produkowane poprzez przebicie litego stalowego wlewka, a następnie ukształtowanie go w pustą rurę bez spawania. Proces ten zazwyczaj obejmuje podgrzanie wlewka do wysokiej temperatury, przebicie go trzpieniem w celu nadania mu pustego kształtu, a następnie dalsze kształtowanie poprzez walcowanie i rozciąganie.
Rury bezszwowe formowane są z cylindrycznego pręta z gorącej stali. Pręt jest podgrzewany do wysokiej temperatury, a następnie wprowadzana jest sonda, aby wywiercić otwór w cylindrze. Cylinder jest następnie przenoszony na rolki, które nadają mu określony rozmiar średnicy i grubości ścianki. Niektóre walcownie mogą produkować rury bezszwowe o średnicy do 24 cali (61 cm). Metody produkcji bezszwowej są stosowane do rur o małej średnicy, ale są droższe i mają ograniczoną dostępność, a wraz ze wzrostem średnicy rury spawane są bardziej ekonomiczne.
Właściwości materiału i proces produkcyjny – kluczowe punkty rur bezszwowych
Rury bezszwowe są zazwyczaj wykonane z metalu, ale ich parametry można poprawić, pokrywając wewnętrzną ściankę powłoką z tworzywa sztucznego. Ta kompozytowa struktura zachowuje wysoką wytrzymałość rur metalowych i charakteryzuje się odpornością na korozję rur z tworzyw sztucznych. Jeśli jednak powłoka z tworzywa sztucznego ulegnie uszkodzeniu, odsłonięta część metalowa może nadal powodować problemy z korozją po kontakcie z cieczą.
Kluczowe punkty kontrolne w procesie produkcyjnym
Smarowanie i zapobieganie pęknięciom: Rury bezszwowe muszą wytrzymywać ekstremalnie wysokie ciśnienie podczas procesu formowania, dlatego ich powierzchnia musi być pokryta smarem wysokociśnieniowym, aby zapobiec pęknięciom. Smar musi jednak zostać całkowicie usunięty przed dalszą obróbką cieplną, w przeciwnym razie resztki żrącego rozpuszczalnika mogą pozostawać w rurze przez długi czas, zwiększając ryzyko korozji – jest to szczególnie istotne w przypadku cienkościennych rur bezszwowych.
Grubość ścianki i integralność strukturalna
Właściwości mechaniczne: Wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności rury zależą bezpośrednio od grubości ścianki. Każde zmniejszenie grubości ścianki spowodowane korozją może spowodować uszkodzenie konstrukcji.
Właściwości termoizolacyjne: Grubość ścianki wpływa również na stabilność przewodnictwa cieplnego rury. Nieprawidłowe procesy produkcyjne zwiększają ryzyko wahań temperatury lub wysokich temperatur, a nawet mogą prowadzić do poważnych wypadków.
Rury bezszwowe
Rury bezszwowe wytwarzane są z litej stali, tj. płyt lub prętów, które formuje się w okrągłe kształty (tzw. „kęsy”), a następnie podgrzewa i odlewa na matrycę, taką jak pręt perforowany, tworząc pustą rurę lub płaszcz. Ten rodzaj rur charakteryzuje się większą wytrzymałością na ciśnienie, szybkością i opłacalnością w porównaniu z innymi procesami produkcji rur. Rury bezszwowe są powszechnie stosowane w rurociągach do przesyłu gazu ziemnego oraz cieczy.
Ponieważ rury bezszwowe wytrzymują wysokie ciśnienia, są szeroko stosowane w zastosowaniach wysokociśnieniowych, m.in. w rafineriach, cylindrach hydraulicznych, przemyśle węglowodorowym oraz infrastrukturze naftowej i gazowej.
W porównaniu z innymi rodzajami rur, rury bezszwowe nie wymagają spawania ani łączenia i są po prostu formowane z litych, okrągłych prętów, co zwiększa ich wytrzymałość i inne właściwości, w tym odporność na korozję. Według Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Mechaników (ASME), rury te wytrzymują naprężenia mechaniczne skuteczniej niż rury spawane (tj. rury bezszwowe) i charakteryzują się wyższym ciśnieniem roboczym.
Ogólnie rzecz biorąc, zastosowanie rur bezszwowych zależy od grubości ścianki. Rury o grubszych ściankach wymagają wyższych temperatur do produkcji, co zmniejsza odporność na odkształcenia, a w efekcie prowadzi do większych ugięcia.
Głównym konkurentem rur bez szwu są rury ERW (HFI) ze względu na niższe koszty produkcji. Główne zalety rur bez szwu w porównaniu z rurami ERW to: (a) brak spoin, (b) niemal równomierny rozkład właściwości materiału oraz (c) bardzo niskie naprężenia szczątkowe. Z drugiej strony, rury bez szwu są droższe niż rury ERW, ich grubość przekroju poprzecznego może być nierównomierna, a ich powierzchnie wewnętrzne i zewnętrzne są zazwyczaj bardzo chropowate.
W przypadku rur spawanych, spawanie służy do zamknięcia spoiny po uformowaniu blachy stalowej lub zwoju w kształt cylindryczny. Fabryka stosuje metody kontroli ultradźwiękowej i/lub radiograficznej, aby zapewnić jakość spoiny, a każde połączenie rury jest poddawane próbie ciśnieniowej przekraczającej określone ciśnienie robocze. Rury spawane są klasyfikowane w zależności od sposobu formowania i zastosowanej technologii spawania.
Rury spawane łukiem krytym (SAW) wykorzystują materiał dodatkowy podczas procesu spawania, podczas gdy spawanie oporowe/elektrooporowe (ERW/EFW) nie wymaga materiału dodatkowego. Spawanie SAW dzieli się na spawanie wzdłużne (lub spawanie proste, L-SAW), a spawanie spiralne (S-SAW) odnosi się do rur spawanych spiralnie. Zazwyczaj spawanie L-SAW o średniej średnicy z prostym szwem jest jednostronne, a spawanie L-SAW o dużej średnicy – dwustronne.
Rury ERW są produkowane poprzez podgrzewanie stali do momentu, w którym krawędzie się ze sobą łączą. Ten proces produkcyjny został wprowadzony w latach dwudziestych XX wieku i wykorzystywał prąd przemienny o niskiej częstotliwości do podgrzewania krawędzi, ale później okazało się, że jest on podatny na korozję i nieodpowiednie spoiny. Obecnie stosuje się prąd przemienny o wysokiej częstotliwości, znany również jako spawanie kontaktowe. Rury EFW to proces, w którym wiązki elektronów kierują energię kinetyczną, aby stopić elementy obrabiane i utworzyć spoinę.
Czas publikacji: 19 czerwca 2025 r.
