ERW (HFW) terastorude põhjalik ehitus- ja hankejuhend

1. Kokkuvõte ja tehniline määratlus

Kaasaegses ehituskonstruktsioonis, vedelikuülekandes ja tööstuslikus tootmises esindavad elektritakistuskeevitusega (ERW) terastorud ülemaailmse terastoruturu üht mitmekülgsemat ja kuluefektiivsemat{0}}segmenti. Tehnilise määratluse järgi anERW torutoodetakse külm{0}}vormides ülitugevast-süsinikterasest riba või mähise silindrilise kuju ja seejärel sulatades selle pikisuunalised servad lokaalse elektritakistuskuumutuse abililma välist täitematerjali lisamata(nagu keevituselektroodid või räbusti).

Tänapäeva inseneri nomenklatuuris on terminKõrg{0}}sageduskeevitatud (HFW)terastoru kasutatakse sageli vaheldumisi kaasaegse ERW-ga, mis tähistab ERW tootmise väga rafineeritud alamhulka, mis kasutab kõrge-sagedusega vahelduvvoolu (suurem kui 350 kHz või sellega võrdne), et kõrvaldada keevitusliini päranddefektid, mis on seotud -20.{4}{4}{1}sajandi madalaima tööperioodiga. Kuna valmistamise ajal ei sisestata täitemetalli, jääb keevisõmbluse keemiline koostis identseks põhimetalli maatriksiga. Selle tulemuseks on struktuurselt ühtlane torukujuline konfiguratsioon, mis pakub erakordset mõõtmete täpsust, ülimalt{8}}madalat seinapaksuse ekstsentrilisust ning optimeeritud tugevuse-/{10}}massi suhet, mis on kohandatud kriitiliste konstruktsiooni- ja survet säilitavate rakenduste jaoks.

2. Täiustatud kõrgsageduslik-vorm-ja-kaitsme tootmisprotsess

Kaasaegsete ERW (HFW) torude struktuurne töökindlus ja mehaaniline jõudlus sõltuvad pidevast, täielikult automatiseeritud, mitmeastmelisest tootmisliinist. Tootmisprotsess koosneb järgmistest rangelt kontrollitud termodünaamilistest ja mehaanilistest toimingutest:

erw and hdg pipe production processes

3. Tehnikamehaanika: hüdraulilised ja konstruktsiooniarvutused

ERW terastorude ohutuks integreerimiseks tööstuslikesse torustike võrkudesse või konstruktsioonikonfiguratsioonidesse peavad projekteerimisinsenerid kasutama standardiseeritud matemaatilisi valemeid kaalumahtuvuse ja siserõhu väärtuste arvutamiseks.

Mahu ja kaalu määramine

Rahvusvahelises teraslogistika ja konstruktsioonikoormusarvutustes arvutatakse süsinikterasest ERW torude pikkusühiku teoreetiline kaal õõnessilindri mahu ja süsinikterase standardtiheduse (7,85 g/cm) põhjal.³ehk 7850 kg/m³).

Mõõdiku arvutamise valem:

W=0.0246615×t×(D−t)

Kus:

W=Toru teoreetiline mass pikkuseühiku kohta (kilogrammi meetri kohta, kg/m)
D=Toru määratud välisläbimõõt (millimeetrites, mm)
t=Toru määratud seina paksus (millimeetrites, mm)
0.0246615=Konstantne tegur, mis sisaldab π ja tiheduse teisendusi (π × 7850÷1 000 000)

Imperiali arvutusvalem:

W_lb=10.69×t_sisse×(D_sisse−t_sisse)

Kus:

Wlb=Toru nimikaal pikkuseühiku kohta (naela jala kohta, naela/jalga)
Din=Määratud välisläbimõõt (tollides)
tina=Määratud seina paksus (tollides)

Rakendustehnoloogia juhtumiuuring:

Arvutage an 12,0-meetrise liigendi massAPI 5L klass X52 ERWtorujuhe välisläbimõõduga 323,9 mm (NPS 12) ja seinapaksusega 9,52 mm (lisa 40).

P=0.0246615×9,52×(323,9–9,52)=0.0246615×9,52×314,38≈73,81 kg/m

Vuugi kogumass =73.81 kg/m × 12,0 m=885.72 kg

Sisemise rõhu reiting: Barlowi valem

Survetorustike rakenduste (nt ASME B31.3 protsessitorustik, ASME B31.4 vedeliku torujuhtmed või ASME B31.8 gaasitorustikud) puhul reguleerib maksimaalset lubatud projekteerimisrõhku või hüdrostaatilist katserõhku Barlowi valem, mis seob vedeliku sisemise rõhu rõnga pingega.

info-130-41

Kus:

P=Sisemine manomeetriline rõhk (PSI või MPa)
S=Määratud terase klassi minimaalne voolavuspiir (PSI või MPa)
t=Seina nimipaksus (tolli või mm)
D=Välisläbimõõt (tolli või mm)
E = Keevisliidete efektiivsustegur. Kaasaegsete standardite kohaselt (nt ASME B31.3 tabel 302.3.4) määratakse HFW torudele, mis läbivad range mittepurustava kontrolli (NDE) ja ultrahelikontrolli.E=1.0. See hindab keevisjoont 100% pariteediks õmblusteta torukehaga, mis erineb ajaloolistest ERW variantidest, mille väärtus oli 0,85.
F=Projekteeritud ohutustegur (tavaliselt vahemikus 0,40 kuni 0,72, olenevalt asustatud alade lähedusest või keskkonnapiirangutest).

4. Rahvusvahelised tehnilised standardid ja materjaliklassid

Õige rahvusvahelise standardi määramine tagab, et tarnitud ERW toru keemiline koostis, termiline ajalugu ja mehaanilised omadused ühtivad projekti parameetritega.

Süsivesinike ja vedelike ülekanne (energiasektor)

API spetsifikatsioon 5L(Ameerika naftainstituut):Lõplik standard terastorudele, mida kasutatakse nafta- ja maagaasitööstuse torujuhtmete transpordisüsteemides.

Toote spetsifikatsiooni tasemed:EraldatudPSL1(standardne kommertsliini toru) jaPSL2(ranged kriteeriumid, sealhulgas kohustuslik murdumistugevus Charpy V{0}}sälgu testimise kaudu, piiratud süsiniku ekvivalendid väljal keevitatavuse jaoks ja plaadi{1}}paranduste range keeld).

Domineerivad klassid:Klass B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70, X80 (kus number tähistab minimaalset voolavuspiiri tuhandetes PSI-des; nt klass X52 nõuab YS, mis on suurem või võrdne 52 000 PSI/360 MPa).

ASTM A53 / A53M:Standardspetsifikatsioon torudele, terasele, mustale ja kuum{0}}kastetud, tsingitud-kaetud, keevitatud ja õmblusteta torudele.

Tüüp E (elektritakistiga keevitatud):Saadaval klassidena A ja klassi B. Klass B on standardtoru, mida kasutatakse kaubanduslikul torustikul, HVAC-il, tulekaitsel ja madala-rõhuga aurukontuuridel ning mille minimaalne voolavuspiir on 240 MPa (35 000 PSI).

Konstruktsiooni- ja tsiviilehitus (õõneslõiked)

ASTM A500 / A500M:Külmvormitud-keevitatud süsinikterasest konstruktsioonitorud ümmarguste ja kujunditena. Laialdaselt kasutatav konstruktsiooniarhitektuursetes raamides, silla sammastes ja ruumi{2}}raamfermides.

Saadaval hinded:Klass A, B, C ja D. Klass C esindab kõige levinumat suure{1}}tugevusega valikut (YS ümmarguste profiilide puhul suurem kui 317 MPa või sellega võrdne).

EN 10219-1 ja 2 (Euroopa standard):Legeerimata ja peeneteraliste teraste külmvormitud keevitatud õõnesprofiilid.

Saadaval hinded:S235JRH, S275J0H, S355J0H, S355J2H. Nomenklatuur tähistab konstruktsiooniterast ("S"), millele järgneb minimaalne voolavuspiir ("355" MPa) ja alam-liigi tähistused, mis täpsustavad löögikindlust ("J0" 0 kraadi juures, "J2" -20 kraadi juures).

5. Võrdlev maatriks: ERW vs. õmblusteta vs. LSAW vs. SSAW

Õige toru tüpoloogia valimine hõlmab mõõtmete täpsuse, seina paksuse piirangute, hanke teostamisaegade ja rahaliste piirangute{0}}vaheliste kompromisside kaardistamist.

Tehnilised parameetrid	ERW / HFW (elektritakistus)	SML (õmblusteta)	LSAW (pikisuunaline veealune kaar)	SSAW (spiraalne veealune kaar)
Mõõtmevahemik (OD)	21,3 mm kuni 660 mm (1/2" kuni 26")	10,3 mm kuni 711 mm (1/8" kuni 28")	406 mm kuni 1524 mm+ (16" kuni 60"+)	219 mm kuni 3048 mm+ (8" kuni 120"+)
Seina paksuse piirang (WT)	Max umbes . 22 mm	Max umbes . 60 mm+	Max umbes . 50 mm+	Max umbes . 25 mm
Seina paksuse ekstsentrilisus	Suurepärane (vähem kui ±5%); väga ühtlane riba sisend.	kehv kuni mõõdukas (vähem kui ±12,5%); kalduvus torude triivimisele.	Suurepärane (vähem kui ±5%); täppis terasplaadi sisend.	Mõõdukas; sõltub pideva mähise moodustamise pingest.
Pinna siledus	Superior; frees-katlakivi puhastamiseks kuumvaltsitud-ribadest.	Karedam; läbinud kõrgel{0}}temperatuuril pöörleva augustamise.	Mõõdukas; sellel on silmapaistvad sisemised/välimised keevisõmblused.	Mõõdukas; pidev spiraalkeevisõmbluse eend.
Keevisliidese konfiguratsioon	Üks pikijoon; täiesti tasane (jäme kärbitud).	Puudub; pidev täisterasest korpus.	Ühe- või kahekordsed pikisuunalised jooned; nõuab rasket traaditäiteainet.	Pidev spiraalne õmblus; vajab sisemist/välist traaditäiteainet.
Suhteline tootmiskulu	Madal kuni mõõdukas; väga tõhus automatiseeritud läbilaskevõime.	kõrge; intensiivsed soojusenergia ja töötlemistsüklid.	kõrge; spetsiaalsed raskevormimispressid (JCOE).	Madal kuni mõõdukas; painduv vormimine kitsastest rullidest.

6. Ajalooliste tõrgete diagnoosimine ja kaasaegsed kvaliteedikontrolli protokollid

Ajalooliselt kannatasid 1950.–1970. aastatel toodetud ERW torud kõrgel-survega nafta- ja gaasiteenustel mitmeid rikkeid. Need väljatõrked olid peamiselt põhjustatud madala sagedusega (1 kHz kuni 10 kHz) vahelduvvoolu keevitussüsteemidest, mis tekitasid keevisõmbluse ebaühtlaseid temperatuure koos keevitusjärgse induktsioonkuumtöötluse puudumisega. See jättis hapra keevitusliini tundlikuksÕmbluse selektiivne korrosioon (soonte korrosioon)ja mikro{0}}krakkimine.

Kaasaegne HFW tootmine on need probleemid kõrvaldanud, töötades üli-kõrgetel sagedustel (400 kHz) ja kehtestades null-defekti kvaliteedikontrolli maatriksi, mis koosneb nii mittepurustavast-testimisest (NDT) kui ka destruktiivsest testimisest.

Tervikliku mittepurustava{0}}testimise (NDT) maatriks

Sisene-ultraheli testimine (UT):Automaatsed mitme{0}}sondi massiivid jälgivad pidevalt keevitusjoont kohe pärast välklõikamist ja õmbluse normaliseerimist. Andurid projitseerivad kõrgsageduslikke helilaineid läbi fusioonitsooni erinevate nihkenurkade all, et tuvastada sisemisi tasapinnalisi vigu, tühimikke või lisandeid.
Pöörisvoolu sõelumine (ET):Kasutab elektromagnetilist induktsiooni, et tuvastada pinna{0}}pinna- ja pinna-makro-defektid piki toru perifeeriat, tagades kesta täieliku terviklikkuse enne, kui toru läheb suuruse määramise faasi.
Hüdrostaatilise rõhu kvalifikatsioon:Iga üksik surve -nimetatud ERW toru suletakse hüdrostaatilises testeris, täidetakse töödeldud veega ja survestatakse eelnevalt kindlaksmääratud pingeni-, mis on sageli üle 20 MPa (3000 PSI) terase kvaliteedi- põhjal ning hoitakse kohustusliku aja jooksul (5 kuni 10 sekundit) ja absoluutse veekindluse kontrollimiseks{{8} tootlus-punkti takistus.

Kohustuslik hävitav ja mehaaniline katsetamine

Et kontrollida keevisliini konstruktsiooni elastsust äkilise deformatsiooni korral, lõigatakse proovirõngad perioodiliselt tootmistsüklist välja ja neile tehakse destruktiivsed laboratoorsed hinnangud:

Lamestamise test (ASTM A53 / API 5L):Torurõnga proov asetatakse kahe paralleelse jäiga terasplaadi vahele ja surutakse hüdraulilise jõu abil kokku. Test viiakse läbi kahes erinevas etapis:

Esimene faas (keevisõmbluse elastsus):Keevisõmblus on suunatud rakendatava jõu suuna suhtes 90° nurga all. Plaadid sulgevad 2/3 toru esialgsest välisläbimõõdust. Keevisliin ei tohi olla pragude, mikro{5}}lõhede ega sisemise avanemise kohta.
Teine faas (keha elastsus):Kokkusurumine jätkub, kuni toru siseseinad kokku puutuvad (täielikult tasandatud 1/3 või 2 korda seina paksusest). Selle äärmusliku deformatsiooni ajal ei tohi tekkida lamineerimist, hapraid purunemisi ega mitteväärismetallide lõhenemist.

Painde test:Väiksema nimiläbimõõdu korral (väiksem kui NPS 2 või sellega võrdne) painutatakse toruühendus külmalt -silindrilise südamiku ümber 90º või 180º võrra, ilma et piki sulamisjoont tekiks purunemisi.

7. Täiustatud allavoolu kohandamise ja välikatte kattetehnoloogia

Olenevalt töökeskkonnast, -kas see on veealune, maa-alune või avatud atmosfääritingimustele,-lihtsa süsinikterasest ERW torud võivad läbida mitmeid allavoolu pinna säilitus- ja struktuurimuudatusi.

-Korrosioonivastased välis- ja sisekatted

01.

Kolme{0}}kihi polüetüleen (3LPE):

Maa-aluste süsivesinike või vee ülekandeliinide kullastandard. See koosneb suure jõudlusega-Fusion Bonded Epoxy (FBE) krundikihist keemiliseks adhesiooniks, vahepealsest kopolümeerist liimikihist ja paksust väliskihist kõrge -tihedusega polüetüleenist (HDPE) mehaaniliste mõjude ja niiskuse eest kaitsmiseks.

02.

Kuum-kasttsinkimine (HDG):

ASTM A53 torude puhul, mida kasutatakse torustikes, HVAC-is või ehitustellingutes, puhastatakse toru happega peitsimisvannis ja sukeldatakse sulatsingi vanni ligikaudu 450 kraadi juures. See moodustab metallurgilise sideme tsingikihi paksusega üle 45 µm (320 g/m).²⁾, pakkudes ohverdavat katoodkaitset atmosfääri oksüdatsiooni eest.

Lõpp-Näogeomeetria ettevalmistamine

Kaldsed otsad (BE):Ümbermõõtkeevitusega ühendatud torujuhtmete puhul töödeldakse toruotsad täpse kaldenurgani -tavaliselt 30º (+5º,−0º) ja juurpinnaga (maapinnaga) 1,6 mm (±0,8 mm)-, mis vastab ASME B16.25 standarditele.
Sooned otsad (GRV):Kiireks-montaažiks tuletõkke- või kaevandusveeaasadel valtsitakse toruotsad külm-ringjoonelise soonega, mis ühildub Victaulicu või sarnaste mehaaniliste ühendussüsteemidega.

Võtke meiega ühendust