Ống liền mạch được tạo ra bằng cách xuyên một thanh thép đặc, gần như nóng chảy, gọi là phôi, bằng một trục định hình để tạo ra một ống không có đường nối hoặc khớp nối.
Ống liền mạch được sản xuất bằng cách đục xuyên một phôi thép đặc rồi tạo hình thành ống rỗng mà không cần hàn. Quá trình này thường bao gồm việc nung nóng phôi đến nhiệt độ cao, đục xuyên bằng trục định hình để tạo hình dạng rỗng, sau đó tiếp tục tạo hình bằng cách cán và kéo giãn.
Ống liền mạch được tạo thành từ một thanh thép hình trụ nóng chảy. Thanh thép được nung nóng đến nhiệt độ cao, sau đó một đầu dò được đưa vào để tạo một lỗ xuyên qua hình trụ. Sau đó, hình trụ được chuyển đến các con lăn để định hình đường kính và độ dày thành ống theo yêu cầu. Một số nhà máy có thể sản xuất ống liền mạch có đường kính lên đến 24 inch. Phương pháp sản xuất liền mạch được sử dụng cho ống có đường kính nhỏ nhưng có chi phí cao hơn và nguồn cung hạn chế, và khi đường kính tăng lên, ống hàn sẽ kinh tế hơn.
Các đặc tính vật liệu và những điểm chính trong quy trình sản xuất ống liền mạch
Ống liền mạch thường được làm bằng kim loại, nhưng hiệu suất của chúng có thể được cải thiện bằng cách phủ một lớp nhựa lên thành trong. Cấu trúc hỗn hợp này giữ được ưu điểm về độ bền cao của ống kim loại và có khả năng chống ăn mòn của ống nhựa. Tuy nhiên, nếu lớp phủ nhựa bị hư hỏng, phần kim loại lộ ra vẫn có thể gây ra vấn đề ăn mòn sau khi tiếp xúc với chất lỏng.
Các điểm kiểm soát chính trong quy trình sản xuất
Bôi trơn và chống nứt: Ống liền mạch cần chịu được áp suất cực cao trong quá trình tạo hình, do đó bề mặt cần được phủ chất bôi trơn chịu áp suất cao để ngăn ngừa nứt. Tuy nhiên, chất bôi trơn phải được loại bỏ hoàn toàn trước khi xử lý nhiệt tiếp theo, nếu không dung môi ăn mòn còn sót lại có thể tồn tại trong ống trong thời gian dài, gây ra nguy cơ ăn mòn - điều này đặc biệt quan trọng đối với ống liền mạch thành mỏng.
Độ dày thành và tính toàn vẹn cấu trúc
Tính chất cơ học: Độ bền kéo và giới hạn chảy của ống phụ thuộc trực tiếp vào độ dày thành ống. Bất kỳ sự giảm độ dày thành ống nào do ăn mòn đều có thể dẫn đến hư hỏng cấu trúc.
Hiệu suất quản lý nhiệt: Độ dày thành ống cũng ảnh hưởng đến độ ổn định dẫn nhiệt của ống. Quy trình sản xuất không đúng cách sẽ làm tăng nguy cơ dao động nhiệt độ hoặc điều kiện nhiệt độ cao, thậm chí dẫn đến tai nạn nghiêm trọng.
Ống liền mạch
Ống liền mạch được chế tạo từ thép đặc, tức là các tấm hoặc thanh thép, được định hình thành các hình dạng tròn đặc (gọi là "phôi"), sau đó được nung nóng và đúc lên khuôn như thanh đục lỗ để tạo thành ống rỗng hoặc vỏ ống. Loại ống này nổi tiếng với khả năng chịu áp lực hiệu quả hơn, tốc độ nhanh và tiết kiệm chi phí so với các quy trình sản xuất ống khác. Ống liền mạch thường được sử dụng trong các đường ống dẫn khí đốt tự nhiên cũng như các đường ống vận chuyển chất lỏng.
Vì ống liền mạch có thể chịu được áp suất cao, chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng áp suất cao, bao gồm nhà máy lọc dầu, xi lanh thủy lực, ngành công nghiệp hydrocarbon và cơ sở hạ tầng dầu khí.
So với các loại ống khác, ống liền mạch không cần hàn hay mối nối và được tạo hình đơn giản từ phôi tròn đặc, giúp tăng cường độ bền và các đặc tính khác, bao gồm khả năng chống ăn mòn. Theo Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (ASME), các loại ống này có thể chịu được ứng suất cơ học hiệu quả hơn so với ống hàn (tức là ống không liền mạch) và có áp suất làm việc cao hơn.
Nhìn chung, việc ứng dụng ống liền mạch phụ thuộc vào độ dày thành ống. Ống có thành dày hơn cần nhiệt độ cao hơn để sản xuất, làm giảm khả năng chống biến dạng, dẫn đến độ võng lớn hơn.
Ống liền mạch là đối thủ cạnh tranh chính do chi phí sản xuất thấp hơn của ống ERW (HFI). Những ưu điểm chính của ống liền mạch so với ống ERW là: (a) không có đường hàn, (b) phân bố tính chất vật liệu gần như đồng đều, và (c) ứng suất dư rất thấp. Mặt khác, ống liền mạch đắt hơn ống ERW, độ dày mặt cắt ngang có thể không đồng đều, và bề mặt bên trong và bên ngoài thường rất thô ráp.
Trong ống hàn, phương pháp hàn được sử dụng để bịt kín đường hàn sau khi tấm thép hoặc cuộn thép được tạo hình thành dạng hình trụ. Nhà máy sử dụng các phương pháp kiểm tra siêu âm và/hoặc chụp X-quang để đảm bảo chất lượng đường hàn, và mỗi mối nối của ống đều được kiểm tra áp suất ở mức vượt quá áp suất làm việc quy định. Ống hàn được phân loại theo cách tạo hình và công nghệ hàn được sử dụng.
Ống hàn hồ quang chìm (SAW) sử dụng kim loại phụ trong quá trình hàn, trong khi hàn điện trở/hàn nóng chảy điện (ERW/EFW) không cần kim loại phụ. SAW được chia nhỏ hơn nữa thành hàn dọc (hoặc hàn thẳng, L-SAW) và S-SAW (hàn xoắn ốc). Thông thường, ống L-SAW hàn thẳng đường kính trung bình có một đường hàn duy nhất, còn ống L-SAW đường kính lớn có hai đường hàn duy nhất.
Ống ERW được sản xuất bằng cách sử dụng dòng điện để nung nóng thép đến điểm mà các cạnh hàn dính lại với nhau. Quy trình sản xuất này được giới thiệu vào những năm 1920, sử dụng dòng điện xoay chiều tần số thấp để nung nóng các cạnh, nhưng sau đó người ta phát hiện ra rằng nó dễ bị ăn mòn mối hàn và mối hàn không đạt yêu cầu. Ngày nay, dòng điện xoay chiều tần số cao được sử dụng, còn được gọi là hàn tiếp xúc. Ống EFW đề cập đến một quy trình sử dụng chùm tia điện tử để dẫn hướng năng lượng động học làm tan chảy các chi tiết gia công để tạo thành mối hàn.
Thời gian đăng bài: 19/06/2025
