ท่อไร้รอยต่อผลิตขึ้นโดยการเจาะแท่งเหล็กแข็งที่เกือบหลอมเหลว ซึ่งเรียกว่าแท่งเหล็ก (billet) ด้วยแกนเจาะ (mandrel) เพื่อให้ได้ท่อที่ไม่มีรอยต่อหรือข้อต่อ
ท่อไร้รอยต่อผลิตโดยการเจาะแท่งเหล็กตันแล้วขึ้นรูปเป็นท่อกลวงโดยไม่ต้องเชื่อม กระบวนการนี้โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่แท่งเหล็กจนถึงอุณหภูมิสูง เจาะด้วยแกนกลางเพื่อสร้างรูปทรงกลวง แล้วจึงขึ้นรูปเพิ่มเติมโดยการรีดและยืด
ท่อไร้รอยต่อผลิตจากแท่งเหล็กทรงกระบอกร้อน โดยให้ความร้อนแก่แท่งเหล็กจนถึงอุณหภูมิสูง แล้วจึงใช้แท่งโลหะเจาะรูทะลุแท่งเหล็ก จากนั้นจึงนำแท่งเหล็กไปรีดขึ้นรูปด้วยลูกกลิ้งเพื่อให้ได้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและความหนาของผนังตามที่กำหนด โรงงานบางแห่งสามารถผลิตท่อไร้รอยต่อได้ถึงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 24 นิ้ว วิธีการผลิตแบบไร้รอยต่อเหมาะสำหรับท่อขนาดเล็ก แต่มีต้นทุนสูงกว่าและมีข้อจำกัด และเมื่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้น ท่อเชื่อมจะประหยัดกว่า
คุณสมบัติของวัสดุและกระบวนการผลิตที่สำคัญของท่อไร้รอยต่อ
ท่อไร้รอยต่อมักทำจากโลหะ แต่ประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงได้โดยการเคลือบผนังด้านในด้วยพลาสติก โครงสร้างผสมนี้ยังคงรักษาข้อดีด้านความแข็งแรงสูงของท่อโลหะและมีความทนทานต่อการกัดกร่อนของท่อพลาสติก อย่างไรก็ตาม หากการเคลือบพลาสติกเสียหาย ส่วนที่เป็นโลหะที่สัมผัสกับของเหลวอาจยังคงก่อให้เกิดปัญหาการกัดกร่อนได้
จุดควบคุมสำคัญในกระบวนการผลิต
การหล่อลื่นและการป้องกันการแตกร้าว: ท่อไร้รอยต่อต้องทนต่อแรงดันสูงมากในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป ดังนั้นพื้นผิวจึงจำเป็นต้องเคลือบด้วยสารหล่อลื่นทนแรงดันสูงเพื่อป้องกันการแตกร้าว อย่างไรก็ตาม ต้องกำจัดสารหล่อลื่นออกให้หมดก่อนการอบชุบความร้อนในขั้นตอนต่อไป มิฉะนั้นตัวทำละลายที่กัดกร่อนอาจตกค้างอยู่ในท่อเป็นเวลานาน ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการกัดกร่อน ซึ่งเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งสำหรับท่อไร้รอยต่อที่มีผนังบาง
ความหนาของผนังและความแข็งแรงของโครงสร้าง
คุณสมบัติทางกล: ความแข็งแรงดึงและความแข็งแรงคราของท่อขึ้นอยู่กับความหนาของผนังโดยตรง การลดลงของความหนาของผนังที่เกิดจากการกัดกร่อนอาจทำให้โครงสร้างเสียหายได้
ประสิทธิภาพการจัดการความร้อน: ความหนาของผนังท่อมีผลต่อความเสถียรของค่าการนำความร้อนด้วยเช่นกัน กระบวนการผลิตที่ไม่เหมาะสมจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือสภาวะอุณหภูมิสูง และอาจนำไปสู่อุบัติเหตุร้ายแรงได้
ท่อไร้รอยต่อ
ท่อไร้รอยต่อผลิตจากเหล็กกล้าตัน เช่น แผ่นหรือแท่งเหล็ก ซึ่งถูกขึ้นรูปเป็นรูปทรงกลมตัน (เรียกว่า "แท่งเหล็ก") จากนั้นจึงนำไปให้ความร้อนและหล่อลงบนแม่พิมพ์ เช่น แท่งเจาะรู เพื่อขึ้นรูปเป็นท่อกลวงหรือเปลือก ท่อประเภทนี้มีชื่อเสียงในด้านความทนทานต่อแรงดันที่ดีกว่า รวดเร็ว และประหยัดต้นทุน เมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตท่อแบบอื่นๆ ท่อไร้รอยต่อมักใช้ในท่อส่งก๊าซธรรมชาติและท่อส่งของเหลว
เนื่องจากท่อไร้รอยต่อสามารถทนต่อแรงดันสูงได้ จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในงานที่ต้องการแรงดันสูง เช่น โรงกลั่นน้ำมัน กระบอกไฮดรอลิก อุตสาหกรรมไฮโดรคาร์บอน และโครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำมันและก๊าซ
เมื่อเปรียบเทียบกับท่อประเภทอื่นๆ ท่อไร้รอยต่อไม่จำเป็นต้องมีการเชื่อมหรือข้อต่อใดๆ และผลิตขึ้นจากแท่งโลหะกลมตัน ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงและคุณสมบัติอื่นๆ รวมถึงความต้านทานการกัดกร่อน ตามมาตรฐานของสมาคมวิศวกรเครื่องกลแห่งอเมริกา (ASME) ท่อเหล่านี้สามารถทนต่อแรงทางกลได้ดีกว่าท่อเชื่อม (เช่น ท่อที่มีรอยต่อ) และมีแรงดันใช้งานสูงกว่า
โดยทั่วไปแล้ว การใช้งานท่อไร้รอยต่อขึ้นอยู่กับความหนาของผนังท่อ ท่อที่มีผนังหนาต้องใช้ความร้อนในการผลิตสูงกว่า ซึ่งจะลดความต้านทานต่อการเสียรูป ส่งผลให้เกิดการโก่งตัวมากขึ้น
คู่แข่งหลักของท่อไร้รอยต่อคือท่อ ERW (HFI) เนื่องจากต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่า ข้อดีหลักของท่อไร้รอยต่อเมื่อเทียบกับท่อ ERW คือ (ก) ไม่มีรอยเชื่อม (ข) การกระจายคุณสมบัติของวัสดุที่เกือบสม่ำเสมอ และ (ค) ความเค้นตกค้างต่ำมาก ในทางกลับกัน ท่อไร้รอยต่อมีราคาแพงกว่าท่อ ERW ความหนาของหน้าตัดอาจไม่สม่ำเสมอ และพื้นผิวด้านในและด้านนอกมักจะหยาบมาก
ในท่อเชื่อม การเชื่อมใช้เพื่อปิดรอยเชื่อมหลังจากที่แผ่นเหล็กหรือขดลวดถูกขึ้นรูปเป็นทรงกระบอก โรงงานใช้วิธีการตรวจสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิคและ/หรือรังสีเอกซ์เพื่อให้แน่ใจในคุณภาพของรอยเชื่อม และข้อต่อแต่ละข้อของท่อจะถูกทดสอบแรงดันที่สูงกว่าแรงดันใช้งานที่กำหนด ท่อเชื่อมจะถูกจำแนกตามวิธีการขึ้นรูปและเทคโนโลยีการเชื่อมที่ใช้
การเชื่อมท่อด้วยกระบวนการอาร์คใต้น้ำ (SAW) ใช้โลหะตัวเติมระหว่างกระบวนการเชื่อม ในขณะที่การเชื่อมด้วยความต้านทานไฟฟ้า/การเชื่อมด้วยไฟฟ้าแบบหลอมรวม (ERW/EFW) ไม่จำเป็นต้องใช้โลหะตัวเติม SAW ยังแบ่งออกเป็น การเชื่อมตามแนวยาว (หรือการเชื่อมแบบตรง, L-SAW) และ S-SAW ซึ่งหมายถึงการเชื่อมท่อแบบเกลียว โดยทั่วไปแล้ว การเชื่อมแบบตรง L-SAW ขนาดกลางจะเป็นแบบตะเข็บเดียว และการเชื่อมแบบตรง L-SAW ขนาดใหญ่จะเป็นแบบสองตะเข็บ
ท่อ ERW ผลิตโดยใช้กระแสไฟฟ้าให้ความร้อนแก่เหล็กจนถึงจุดที่ขอบหลอมรวมกัน กระบวนการผลิตนี้เริ่มใช้ในทศวรรษ 1920 โดยใช้กระแสสลับความถี่ต่ำให้ความร้อนแก่ขอบ แต่ต่อมาพบว่ามีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนของรอยเชื่อมและรอยเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์ ปัจจุบันจึงใช้กระแสสลับความถี่สูง หรือที่เรียกว่าการเชื่อมแบบสัมผัส ส่วนท่อ EFW หมายถึงกระบวนการที่ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนนำพลังงานจลน์ไปหลอมชิ้นงานเพื่อสร้างรอยเชื่อม
วันที่เผยแพร่: 19 มิถุนายน 2568
