Hladna ekspanzija v primerjavi z vročo ekspanzijo v proizvodnji jeklenih cevi: kaj izrazi dejansko pomenijo

Poiščite »razširitev cevi« v kontekstu pridobivanja-jekla in pristali boste na dveh popolnoma različnih proizvodnih procesih, ki imata skupno ime. Ena je zaključna stopnja, ki se uporablja za varjene cevi (ERW, LSAW, SSAW) za popravljanje okroglosti in dimenzijske natančnosti po oblikovanju. Drugi je postopek razširitve-velikosti, ki se uporablja za brezšivne cevi, ki se uporablja za izdelavo večjega premera, kot ga lahko proizvede rotacijski mlin za prebadanje v enem prehodu. Oba vključujeta potiskanje ali vlečenje premera cevi navzven - in tu se podobnost konča. Zamenjevanje obeh ali domneva, da "razširjena cev" vedno pomeni isto stvar, je resničen vir napačne komunikacije na stopnji ponudbe, zlasti za kupce, ki so novi pri nabavi cevi za cevi.

Ta članek ločuje oba procesa, pojasnjuje, kaj se vsak od njih spremeni pri končani cevi, in določa, kaj je treba preveriti, preden določite ali sprejmete katero koli vrsto v projektu.

Hladno raztezanje -, včasih imenovano tudi hladno dimenzioniranje ali mehansko raztezanje -, se uporablja za varjene cevi (najpogosteje LSAW in SSAW, občasno velikega{2}}premera ERW) takoj po oblikovanju in varjenju, medtem ko je cev pri sobni temperaturi. Cev je naložena na hidravlični ekspander, opremljen s segmentirano matrico ali ekspandirno glavo. Glava je vstavljena v cev in mehansko potisnjena navzven v nizu nadzorovanih korakov po dolžini cevi, pri čemer plastično deformira steno cevi navzven za majhno, natančno nadzorovano količino.

Namen je skoraj povsem dimenzijski. Plošča-oblikovana in-oblikovana cev (JCOE, UOE ali spiralno oblikovanje) pride iz varilne linije z nekaj--okroglostjo, preostalo napetostjo oblikovanja in variacijo premera vzdolž svoje dolžine - plošča ali tuljava se pri prvem prehodu nikoli ne upogne v popolnoma enakomeren krog. Hladna ekspanzija to popravi tako, da prisili celotno telo cevi v veliko strožjo, bolj dosledno krožno toleranco, običajno do delčka odstotka nominalnega zunanjega premera.

API 5L uradno priznava ta korak: cev, ki je bila podvržena temu postopku, je na svojem označevanju in certificiranju označena kot "CE" (hladno raztegnjena), standard pa opredeljuje hladno{1}}razmerje raztezanja - odstotek povečanja obsega ali premera, doseženega med postopkom - kot vrednost, ki jo mora proizvajalec deklarirati in ohranjati dosledno v preskusni enoti. V praksi je to razmerje majhno, običajno v razponu od približno 0,3 % do 1,5 %, saj je cilj natančna korekcija, ne večja sprememba velikosti. Povečanje razmerja preko določenega praga od ene preskusne enote do druge zahteva začetek nove preskusne enote podAPI 5Lokvir testiranja, ker se lahko mehanske lastnosti cevi spremenijo s količino uporabljenega hladnega dela.

Ta premik je drugi učinek, ki ga je vredno razumeti. Hladno obdelano jeklo s plastično deformacijo poveča mejo tečenja v smeri raztezanja (material se -trdi), kar je na splošno dobrodošel stranski učinek za cev, ki bo imela notranji pritisk. Uvaja tudi nekaj anizotropije - tlačna meja tečenja cevi v nekaterih smereh je lahko nekoliko zmanjšana glede na njeno natezno mejo tečenja, učinek, ki ga metalurgi imenujejo Bauschingerjev učinek. Za večino aplikacij za napeljave je to znotraj sprejemljive ovojnice in je vključeno v načrtovalske kode; postane bolj poudarjeno inženirsko vprašanje le v posebnih primerih, kot je storitev z visoko -zrušitvijo-odpornostjo, kjer načrtovalec morda želi vpogled v to, koliko natanko hladne ekspanzije je bilo uporabljeno.

Vroča ekspanzija rešuje povsem drugačen problem. Rotacijski prebijalni mlini - stroji, ki trdno okroglo jekleno gredico pretvarjajo v votlo brezšivno lupino -, imajo praktično zgornjo mejo premera. Večina tovarn je vrhunska pri izdelavi brezšivnih cevi do približno 20 palcev (508 mm) OD v enem prehodu vročega{6}}valjanja. Povpraševanje po brezšivnih ceveh velikega{8}}premera obstaja ne glede na - nekatere projekte prenosa nafte in plina ter posebne aplikacije, pri katerih varjena alternativa ni sprejemljiva, zahtevajo brezšivne cevi precej čez to zgornjo mejo, do približno 40 palcev (1016 mm).

Vrzel je proces, ki premosti to vrzel. Standardna vroče{1}}valjana brezšivna "matična cev", proizvedena pri največjem premeru vrtalnika ali blizu njega, se ponovno segreje - običajno z uporabo srednje-indukcijskega ogrevanja - na vročo-delovno temperaturo, nato pa se spusti skozi mehansko raztezno cev, kjer notranji trn ali raztezno orodje potisne segreto steno cevi navzven do ciljnega večjega premera. Debelina stene se zmanjšuje sorazmerno z večanjem premera, po isti-logiki ohranjanja volumna kot kateri koli postopek vročega-oblikovanja.

Privlačnost je enostavna: proizvaja resnično brezšivne cevi (brez zvarov pri nobenem premeru) v velikostih, ki jih vrtalni stroj ne more neposredno doseči, na splošno po nižji ceni kot alternativne brezšivne poti velikega-premera in z razumno proizvodno učinkovitostjo. To je razlog, zakaj so vroče{2}}raztegnjene brezšivne cevi našle stabilen trg, zlasti pri kitajskih brezšivnih tovarnah, ki so na podlagi tega postopka zgradile posebne zmogljivosti.

Prihaja tudi s kompromisi,-ki bi jih moral poznati kupec, ki za zahtevno aplikacijo izbere »brezšivno«. Matična cev vsebuje ne-kovinske vključke - sulfide, okside in silikate -, ki so običajna nizko{5}}značilnost katerega koli postopka izdelave jekla. Med vročim raztezanjem lahko povišana temperatura in deformacija sploščita te vključke v tanke plošča-podobne oblike, poravnane s smerjo raztezanja, kar je pojav, ki lahko pod določenimi napetostnimi pogoji spodbuja razslojevanje (notranje ločevanje vzdolž ravnine kotaljenja). Neenakomerno ohlajanje po ekspanziji lahko prav tako pusti preostale napetosti v steni cevi, bolj izrazite kot v matični cevi, ki ni bila nikoli ponovno -obdelana. Za brezšivne-aplikacije splošnega namena pravilno nadzorovana vroča ekspanzija proizvede cev, ki zanesljivo deluje v okviru svojih nazivnih specifikacij. Toda za kisle storitve - okolja, ki vključujejo H2S, kjer vodikovo-povzročeno razpokanje (HIC) in sulfidno napetostno razpokanje (SSC) predstavljata glavno skrb - vključitev-učinek sploščitve je priznana previdnost v industriji, nekatere specifikacije projekta pa izključujejo vroče-ekspandirane cevi iz HIC/SSC-kritične storitve v celoti ali zahtevajo dodatno preverjanje kvalifikacij, preden jo sprejmejo.

Ta dva procesa tudi spremenita, na kaj se mora inšpekcija osredotočiti naknadno. Po hladnem raztezanju je primarni pregled dimenzij (--okroglosti, premer vzdolž dolžine cevi, ravnost), saj je postopek mehanski in ne povzroča metalurških težav, ki jih povzroča ponovno segrevanje. Ultrazvočno testiranje zvara in telesa še vedno izpolnjuje enake zahteve kot katera koli varjena cev, vendar ni dodatne metalurške pre-kvalifikacije zaradi samega koraka dimenzioniranja.

Po vročem raztezanju prevzame ultrazvočno testiranje bolj specifično vlogo: je praktičen način za preverjanje zgoraj opisanega tveganja razslojevanja, saj sploščeni vključki in notranje ločitve niso vidne od zunaj. Mlin, ki izvaja discipliniran vroč-postopek ekspanzije, bo UT skeniral končno ekspandirano cev, ne samo matično cev pred ekspanzijo, prav zato, ker je sam korak ekspanzije tisti, ki uvaja tveganje, za katerega se preverja. Če dokumentacija o kakovosti dobavitelja prikazuje samo testiranje na stopnji matične cevi, se to splača postaviti kot vprašanje, preden oddate naročilo za razširjeno brezšivno cev, namenjeno zahtevnemu servisu.

Dobavni rok in stroški se prav tako razlikujejo na način, ki je pomemben v fazi ponudbe. Hladno raztezanje je hiter,-linijski zaključni korak, ki je vključen v proizvodno zaporedje varjenih cevi, ter doda zanemarljiv čas in stroške glede na osnovno cev. Vroče raztezanje je ločena operacija ponovnega segrevanja in oblikovanja, ki se izvede na že-celotni matični cevi, kar doda posebno fazo proizvodnje, podaljša čas priprave v primerjavi s standardnimi brezšivnimi velikostmi in se odraža v dejanski višji ceni v primerjavi s cevjo, ki spada v razpon izvornega premera prebijalnega mlina - premija, ki je pogosto odločilni dejavnik pri tem, ali projekt izbere vroče-raztegnjeno brezšivno ali preklopi na Namesto tega varjena alternativa velikega{6}}premera.

Ker lahko "razširjena cev" pomeni karkoli od tega, so vprašanja, ki jih mora kupec zastaviti, v celoti odvisna od tega, katero se nanaša na izdelek, ki je naveden.

Za hladno{0}}ekspandirane varjene cevi so ustrezna vprašanja dimenzijska in mehanska: kakšno hladno{1}}razmerje raztezanja je bilo uporabljeno, ali je navedeno v certifikatu obrata, kot zahteva API 5L, in ali nastali profil lastnosti (zlasti če je tlačna obremenitev ali odpornost na zrušitev pomembna za uporabo) spada v to, kar predvideva projektna osnova projekta. To so rutinske informacije, ki jih mora zagotoviti tovarna, in le redko predstavljajo resnično skrb za standardne storitve prenosa ali distribucije.

Za vroče-ekspandirane brezšivne cevi gredo ustrezna vprašanja še dlje: ali je cev vroča-ekspandirana ali prvotni premer matične-cevi (certifikat obrata in naročilnica morata biti to izrecno navedena, ker nista zamenljivi za vsako uporabo), in če je vroče-ekspandirana, ali je predvidena uporaba kisla, visoka-žilavost-kritična ali kako drugače občutljiva na usmerjenost vključitve in preostale napetosti. Če je odgovor na to zadnje vprašanje pritrdilen, je vredno neposredno vprašati dobavitelja, ali ima določen projekt ali razred dokumentirano zgodovino uspešnega testiranja HIC/SSC na vroč-ekspandiranem materialu, namesto da domnevamo, da splošna skladnost z API 5L reši vprašanje.

• Standardni prenosni vodi (ne{0}}kisli):Varjene cevi LSAW/SSAW s standardno hladno ekspanzijo so privzeta, stroškovno-učinkovita izbira.
• Kisla storitev (H2S / NACE MR0175):Izogibajte se vročim-ekspandiranim brezšivnim cevem zaradi tveganj-sploščitve in razslojevanja; odločite se za ne-ekspandirane brezšivne ali hladno{3}}ekspandirane varjene cevi s preverjenim razteznim razmerjem.
• General Industrial & Structural (>20" Brezšivni):Vroče-ekspandirane brezšivne cevi so tukaj idealne in ekonomične, če je potrjena popolna pokritost UT.
• Aplikacije z visoko-zrušitvijo (globokovodne/ohišje):Preverite hladno{0}}razmerje raztezanja glede na konstrukcijske specifikacije, saj hladno raztezanje znižuje tlačno mejo tečenja (Bauschingerjev učinek).
• Standardne velikosti (manj kot ali enako 20" visoko-P/visoko-T):Standardna ne{0}}ekspandirana brezšivna cev je standardna rešitev-postopki razširitve niso potrebni.
• Proračunsko-omejene velike brezšivne specifikacije:Vroče-ekspandirane brezšivne cevi zagotavljajo stroškovno-učinkovito izbiro, ko je "brezšivna" strogo zahtevana in pogoji uporabe to dopuščajo.

Osnovno načelo:Izbira cevi mora temeljiti na zahtevah storitev (tlak, temperatura, izpostavljenost H2S, nevarnost zrušitve zunaj), pri čemer mora biti proizvodni proces usklajen z delovnim okoljem.

Kontaktirajte zdaj