Хладна експанзија наспрам вруће експанзије у производњи челичних цеви: шта термини заправо значе

Потражите „проширење цеви“ у контексту набавке челика-и наћи ћете се на два потпуно различита производна процеса која деле име. Један је завршни корак који се примењује на заварене цеви (ЕРВ, ЛСАВ, ССАВ) да би се исправила заобљеност и тачност димензија након формирања. Други је поступак проширења величине{3}}примењен на бешавне цеви, који се користи за прављење пречника већег од онога што ротациони млин за бушење може да произведе у једном пролазу. Оба укључују гурање или извлачење пречника цеви према споља - и ту се сличност завршава. Бркање то двоје, или претпоставка да „проширена цев“ увек значи исту ствар, прави је извор погрешне комуникације у фази понуде, посебно за купце који тек почињу да набавку цеви.

Овај чланак раздваја два процеса, објашњава шта сваки од њих мења у вези са готовом цеви и наводи шта треба проверити пре него што наведете или прихватите било који тип на пројекту.

Хладно ширење - које се понекад назива хладно димензионисање или механичко ширење - примењује се на заварене цеви (најчешће ЛСАВ и ССАВ, повремено великог-пречника ЕРВ) непосредно након формирања и заваривања, док је цев на температури околине. Цев се ставља на хидраулични експандер опремљен сегментираном матрицом или главом за експанзију. Глава је уметнута у цев и механички потиснута ка споља у низу контролисаних корака дуж дужине цеви, пластично деформишући зид цеви према споља у малој, прецизно контролисаној количини.

Сврха је скоро у потпуности димензионална. Плоча-формирана и намотана- цев (ЈЦОЕ, УОЕ или спирално формирање) излази из линије заваривања са извесним-из-округлости, заосталим напрезањем формирања и варијацијама пречника дуж своје дужине - плоча или калем се никада не савијају у савршено уједначен круг на првом пролазу. Хладна експанзија ово исправља тако што тера цело тело цеви на много чвршћу, конзистентнију кружну толеранцију, обично у оквиру дела процента номиналног спољашњег пречника.

АПИ 5Л формално препознаје овај корак: цев која је прошла овај процес означена је као „ЦЕ“ (хладно експандирана) на својој ознаци и сертификацији, а стандард дефинише хладни-однос ширења - процентуалног повећања обима или пречника постигнутог током процеса - као вредност коју произвођач мора да држи у складу са јединицом за испитивање и њоме. У пракси, овај однос је мали, обично у распону од отприлике 0,3% до 1,5%, пошто је циљ корекција прецизности, а не велика промена величине. Повећање односа изнад дефинисаног прага од једне тестне јединице до следеће захтева покретање нове тестне јединице исподАПИ 5ЛОквир за тестирање, јер се механичка својства цеви могу променити са количином примењеног хладног рада.

Тај помак је други ефекат који вреди разумети. Челик за хладну обраду кроз пластичну деформацију повећава границу течења у правцу ширења (материјал се-очвршћава), што је генерално добродошла нуспојава за цев која ће имати унутрашњи притисак. Такође уводи извесну анизотропију - чврстоћа при притиску цеви у неким правцима може бити донекле смањена у односу на њену затезну чврстоћу течења, ефекат који металурзи називају Баушингеровим ефектом. За већину апликација за цевоводе ово је у границама прихватљивог оквира и урачунато је у шифре дизајна; то постаје оштрије инжењерско питање само у специјалним случајевима као што је услуга високе-отпорности-колапса, где дизајнер можда жели да види колико је тачно хладно ширење примењено.

Врућа експанзија решава потпуно другачији проблем. Ротациони млинови за пирсинг - машине које претварају чврсту округлу челичну гредицу у шупљу бешавну шкољку - имају плафон практичног пречника. Већина млинова има врхунац у производњи бешавних цеви до отприлике 20 инча (508 мм) спољашњег дела у једном пролазу врућег{6}}ваљања. Потражња за бешавним цевима великог{8}}пречника постоји без обзира на - одређене пројекте преноса нафте и гаса, а специјалне примене где заварена алтернатива није прихватљива, захтевају бешавне цеви знатно изнад тог плафона, до око 40 инча (1016 мм).

Врућа експанзија је процес који премошћује тај јаз. Стандардна вруће{1}}ваљана бешавна „матична цев“, произведена на или близу максималног пречника млина за пробијање, поново се загрева - обично коришћењем средње-индукционог загревања - до вруће-радне температуре, а затим пролази кроз механичку експанзиону млин где алат за механичко проширење шири унутрашњи пречник цеви до великог пречника загревања. Дебљина зида се смањује пропорционално како се пречник повећава, пратећи исту логику-очувања запремине као и било који процес врућег-формирања.

Привлачност је једноставна: производи заиста бешавну цев (без завареног шава у било ком пречнику) при величинама које млин за бушење не може директно да постигне, генерално по нижој цени од алтернативних бешавних рута великог-пречника и са разумном ефикасношћу производње. Због тога је вруће-проширене бешавне цеви нашле стабилно тржиште, посебно у кинеским млиновима за бешавне који су изградили посебне могућности око овог процеса.

Такође долази са{0}}уступцима за које би купац који наведе „беспрекорно“ за захтевну апликацију требало да зна. Матична цев носи не-неметалне инклузије - сулфиде, оксиде и силикате - који су нормална, ниска-карактеристика сваког процеса производње челика. Током врућег ширења, повишена температура и деформација могу спљоштити ове инклузије у танке, плочасте-облике усклађене са правцем ширења, што је феномен који може да подстакне деламинацију (унутрашње одвајање дуж равни котрљања) под одређеним условима напрезања. Неравномерно хлађење након експанзије такође може оставити заостала напрезања у зиду цеви, израженија него у матичној цеви која никада није-обрађена. За опште{11}}бешавне примене, правилно контролисана врућа експанзија производи цев која поуздано ради у оквиру својих номиналних спецификација. Али за окружења са киселим услугама - која укључују Х2С где су водоником-индуковане пукотине (ХИЦ) и отпорност на пуцање под напоном сулфида (ССЦ) главна брига - укључивање-ефекат спљоштења је призната тачка опреза у индустрији, а искључује се из врућих{1 цеви специфичних за пројекат} ХИЦ/ССЦ-у потпуности критичну услугу или захтевају додатно квалификационо тестирање пре него што је прихватите.

Ова два процеса такође мењају оно на шта инспекција треба да се фокусира након чињенице. Након хладног ширења, провера димензија (из-из-заобљености, пречник дуж дужине цеви, равност) је примарна провера, пошто је процес механички и не уводи металуршке проблеме који долазе са поновним загревањем. Ултразвучно испитивање завареног шава и тела и даље прати исте захтеве као и било која заварена цев, али не постоји додатна металуршка пре{4}}квалификација коју покреће сам корак димензионисања.

Након врућег ширења, ултразвучно испитивање преузима специфичнију улогу: то је практичан начин да се провери горе описани ризик од раслојавања, пошто спљоштене инклузије и унутрашње раздвајање нису видљиви споља. Млин који покреће дисциплинован процес вруће-експанзије ће УТ скенирати коначну проширену цев, а не само матичну цев пре проширења, управо зато што је корак проширења оно што представља ризик који се проверава. Ако је у документацији о квалитету добављача приказано само испитивање на степену матичне цеви, то вреди поставити као питање пре него што наручите проширену бешавну цев намењену захтевном сервису.

Време испоруке и цена се такође разликују на начин који је важан у фази понуде. Хладно ширење је брз,-корак у линији завршне обраде интегрисан у секвенцу производње заварених цеви, додајући занемарљиво време и трошкове у односу на основну цев. Врућа експанзија је засебна операција поновног загревања и формирања која се изводи на већ-комплетној матичној цеви, која додаје посебну фазу производње, продужава време испоруке у поређењу са стандардним бешавним величинама и одражава се у стварној премији трошкова у односу на цев која спада у опсег природног пречника млина за пробијање - премијум који је често одлучујући фактор} одлучујући фактор у избору{5 да ли ће се променити врући фактор{5 Уместо тога, -заварена алтернатива великог пречника.

Пошто „проширена цев“ може значити било које од ових, питања која купац треба да постави у потпуности зависе од тога које се односи на производ који се цитира.

За хладно{0}}проширене заварене цеви, релевантна питања су димензионална и механичка: који је коефицијент хладно-распростирања примењен, да ли је то декларисано на сертификату млина као што захтева АПИ 5Л, и да ли резултујући профил својстава (нарочито ако су оптерећење на притисак или отпорност на колапс важни за примену) спада у оно што претпоставља основу дизајна пројекта. Ово је рутинска информација коју фабрика треба да обезбеди и ретко је ствар стварне забринутости за стандардне услуге преноса или дистрибуције.

За вруће-проширене бешавне цеви, релевантна питања иду даље: да ли је цев врућа-проширена или оригинална матична-цев пречник (сертификат млина и поруџбину то треба да кажу експлицитно, пошто ова два нису заменљива за сваку примену), и ако је врућа-проширена, да ли је намеравана услуга кисело, високо} тврдо{{4} на други начин{4} оријентација на инклузију и резидуални стрес. Ако је одговор на ово последње питање потврдан, вреди директно питати добављача да ли одређени пројекат или класа има документовану историју успешног ХИЦ/ССЦ тестирања на врућем-проширеном материјалу, уместо да претпоставимо да општа усаглашеност са АПИ 5Л решава питање.

• Стандардне далеководе (не-киселе):Заварена ЛСАВ/ССАВ цев са стандардним хладним ширењем је подразумевани, -исплатив избор.
• Кисела услуга (Х2С / НАЦЕ МР0175):Избегавајте вруће-проширене бешавне цеви због опасности од-спљоштења и раслојавања; одлучите се за не-експандиране бешавне или хладно-експандиране заварене цеви са верификованим степеном ширења.
• General Industrial & Structural (>20" бешавне):Вруће{0}}проширене бешавне цеви су идеалне и економичне овде, под условом да је потврђена пуна УТ покривеност.
• Високо{0}}колапс апликације (дубока вода / кућиште):Проверите коефицијент хладне{0}}развлачења у односу на пројектоване спецификације, пошто хладно ширење смањује чврстоћу при притиску (Баушингеров ефекат).
• Стандардне величине (мање од или једнаке 20" висока-П/висока-Т):Стандардна не{0}}проширена бешавна цев је стандардно решење-процеси проширења су непотребни.
• Буџетски{0}}Ограничени велики бешавни спецификацији:Вруће{0}}проширене бешавне цеви пружају исплатив-избор када је „бешавно“ стриктно потребно и када услови услуге дозвољавају.

Основни принцип:Избор цеви мора бити вођен захтевима сервиса (притисак, температура, изложеност Х2С, екстерни ризик од колапса), усклађивањем процеса производње са оперативним окружењем.

Контактирајте сада