عندما يتم اختيار المهندسين وأخصائيي المشترياتأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأبالنسبة للمشاريع الصناعية، أحد القرارات الأولى التي يواجهونها هو الاختيار بين أنواع الأنابيب الملحومة - على وجه التحديد بين الأنابيب الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) والأنابيب الملحومة بالقوس المغمور (SAW). كلاهما بديل اقتصادي للأنابيب غير الملحومة، ومع ذلك فإنهما يخدمان أغراضًا مختلفة تمامًا، ويحملان قدرات ضغط مختلفة، ويخضعان لمعايير ASTM/ASME المختلفة.
هذا الدليل يقطع الارتباك. تم كتابته لمهندسي المصانع ومديري المشاريع وفرق المشتريات على حدٍ سواء، وهو يشرح - بلغة واضحة ودقيقة - ما هي أنابيب ERW وSAW فعليًا، وكيف يتم تصنيعهما، وكيف يختلفان في الأداء، وأي نوع هو الاختيار الصحيح لتطبيقك المحدد. تتناول المقالة أيضًا المعايير الأساسية (ASTM A312، A358)، وملاءمة الدرجة، ونطاقات الأبعاد، واعتبارات التكلفة، ومتطلبات فحص الجودة-.
المتفجرات من مخلفات الحرب مقابل المنشار في لمحة
قبل التعمق في التفاصيل الفنية، يقدم الجدول أدناه لقطة جانبية-جانبية-لنوعي الأنابيب.
|
يصف |
أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب |
الأنابيب المنشارية (LSAW / SSAW) |
|
عملية اللحام |
-مقاومة كهربائية عالية التردد (لحام بالطرق، بدون معدن حشو) |
لحام القوس المغمور (سلك الحشو + التدفق؛ الممرات الداخلية والخارجية) |
|
نوع اللحام |
صياغة الرابطة - بدون إضافة حشو؛ معدن اللحام هو المادة الأم |
سلك حشو رابط الانصهار - مصمم ليتوافق مع المعدن الأساسي أو يتجاوزه |
|
المعيار الأساسي |
أستم A312 (دولد) |
أستم A358 / أسمي SA358 (EFW) |
|
نطاق القطر |
NPS 1/8" – NPS 24" (نموذجي) |
NPS 8" - NPS 72" (LSAW)؛ ما يصل إلى NPS 100 "+ (SSAW) |
|
سمك الجدار |
SCH 5S إلى SCH 80S |
3 مم – 60 مم (يمكن تحقيق جدران أثقل) |
|
الانتهاء من السطح |
التماس اللحام السلس والمسطح؛ التحمل OD أكثر إحكاما |
تعزيز اللحام الداخلي/الخارجي؛ التماس أوسع قليلا |
|
التكلفة النسبية |
أقل (إنتاج مستمر عالي السرعة-) |
أعلى (تشكيل اللوحة،-تمرير اللحام المزدوج، فحص RT/UT) |
|
خطر عيوب اللحام |
قليل؛ فقط اللحام المستقيم / عيوب الأسلاك -الخطوط - التي يسهل اكتشافها |
تنوع أعلى قليلاً (إدراج الخبث، المسامية) لكن دروع التدفق تقوس |
|
خدمة الضغط |
منخفض-إلى-متوسط؛ محدودة بجدران رقيقة ولا يوجد حشو |
متوسط-إلى-مرتفع؛ حشو مصمم هندسيًا يتيح -مفاصل اختراق كاملة |
|
الكفاءة المشتركة (ASME B31.3) |
0.85 (A312 WLD، مع RT) |
0.85–1.00 (A358 الفئة 1 مع 100% RT) |
|
الدرجات المشتركة |
TP304/304L، TP316/316L، TP321، TP347 |
TP304L، TP316L، TP317L، TP321H، TP347H، 904L، 2205، 2507 |
|
التطبيقات النموذجية |
العمليات العامة، التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، الأغذية/الأدوية، المواد الكيميائية الخفيفة، الهندسة المعمارية |
المواد الكيميائية الثقيلة والبتروكيماويات ومولدات الطاقة والبنية التحتية ذات القطر الكبير-. |
الجدول 1: المتفجرات من مخلفات الحرب مقابل أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ SAW - المقارنة الرئيسية. المصدر: ASTM A312/A358، ASME B31.3، ASME B36.19M.
كيف يتم تصنيع كل نوع من الأنابيب
أنابيب ERW (ملحومة بالمقاومة الكهربائية).
يتم إنتاج أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب (ERW) من خلال عملية تشكيل متواصلة وعالية السرعة-. يتم لف شريط مسطح من لفائف الفولاذ المقاوم للصدأ تدريجيًا-وتشكيله على شكل أنبوب أسطواني. يطبق قطبان من الأقراص النحاسية تيارًا عالي التردد-على الحافتين الحرتين للشريط. يؤدي تأثير الجلد وتأثير القرب للتيار عالي التردد- إلى تركيز الحرارة الشديدة عند الحواف المتاخمة، مما يرفعها إلى درجة حرارة اللحام. ثم تقوم مجموعة من بكرات الضغط بدفع الحواف الساخنة معًا تحت ضغط متحكم فيه، مما يؤدي إلى تشكيل التماس.
النقطة الفنية الحاسمة: المتفجرات من مخلفات الحرب هي لحام حدادة، وليس لحام اندماجي. لا تتم إضافة أي معدن حشو. يتكون خط اللحام بالكامل من شريط الفولاذ المقاوم للصدأ الأصلي، مما يعني أن التركيب الكيميائي للحام مطابق للمادة الأساسية - ولكن هيكل الحبوب والمنطقة المتأثرة بالحرارة - (HAZ) تختلف عن جسم الأنبوب. بعد اللحام، يخضع الأنبوب للتليين بالمحلول لتطبيع بنية حبيبات HAZ، يليه التخليل أو التلدين اللامع لاستعادة طبقة الأكسيد السلبي.
بموجب ASTM A312 (تصنيف WLD)، لا تسمح عملية اللحام الأوتوماتيكية بإضافة معدن الحشو. وهذا يجعل أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب (ERW) فعالة من حيث التكلفة-بالأقطار القياسية ولكنها بطبيعتها تحد من سمك الجدار وإمكانية الضغط. بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ، تتراوح أحجام المتفجرات من مخلفات الحرب الأكثر شيوعًا من NPS 1/8" إلى NPS 24"، في التعيينات المجدولة من 5S إلى 80S.
SAW (الأنابيب الملحومة بالقوس المغمور).
ينتمي أنبوب SAW - المنتج إما على شكل SAW طولي (LSAW) أو منشاري حلزوني (SSAW) - إلى عائلة اللحام بالصهر الكهربائي (EFW). والفرق الأساسي هو الاندماج: يتم تغذية قطب سلكي مستهلك بشكل مستمر في القوس، كما تحمي بطانية التدفق الحبيبي حوض اللحام المنصهر من التلوث الجوي. والنتيجة هي -اندماج اللحام العميق باستخدام علم المعادن الهندسي.
يتكون أنبوب LSAW من لوح فولاذي ثقيل واحد (مصدره ASTM A240). يتم ضغط اللوحة أو دحرجتها - في شكل أسطوانة (عادةً عبر تشكيل الضغط UOE أو JCOE)، ثم يتم لحامها على خط التماس الداخلي أولاً، متبوعًا بممر خارجي - يُعرف باسم لحام القوس المغمور المزدوج (DSAW). يعمل أسلوب التمرير المزدوج - هذا على زيادة سلامة اللحام إلى الحد الأقصى ويتيح كفاءة المفاصل من الفئة 1 بموجب ASTM A358.
يتم تشكيل أنبوب SSAW عن طريق فك ملف ملفوف على الساخن-وتغذية الشريط بزاوية حلزونية في قفص التشكيل، مما يؤدي إلى إنشاء وصلة حلزونية. الزاوية الحلزونية (عادةً 50-75 درجة) تعني أن خط اللحام لا يعمل بشكل عمودي على محور الأنبوب، مما يعطي نوعًا محددًا من ميزة توزيع الضغط تحت الضغط الداخلي. يعد SSAW أكثر اقتصادًا للأقطار الكبيرة جدًا (أعلى من NPS 24") ولكنه يقتصر عمومًا على خدمة الضغط المنخفض - (مناطق API Class 3/4 في تصميم خطوط الأنابيب) نظرًا لطول التماس الأطول.
جدول ملخص عملية التصنيع
|
خطوة |
أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب |
الأنابيب المنشارية (LSAW) |
|
مادة البداية |
شريط/ملف غير قابل للصدأ ملفوف على الساخن (ASTM A240) |
صفيحة فولاذية ثقيلة (ASTM A240، مقاييس أكثر سمكًا عادةً) |
|
تشكيل |
تشكيل لفة مستمرة من خلال لفات الزعانف |
تشكيل بالضغط UOE أو JCOE (عملية الدفعات) |
|
لحام |
تيار HF - رابط تشكيلي، بدون معدن حشو |
ممر SAW الداخلي → ممر SAW الخارجي؛ سلك حشو + تدفق |
|
ما بعد-المعالجة الحرارية للحام |
الصلب الحل (الأنبوب بأكمله)؛ إخماد الماء أو التبريد السريع |
الصلب الحل. قد تكون مترجمة أو أنبوب كامل حسب الفئة |
|
التشطيب السطحي |
صلب ومخلل (AP) أو صلب مشرق (BA) |
AP، أو تخليل، أو رقم. 4، أو مصقول كهربائيًا لكل تطبيق |
|
تجربة الاقتراب من الموت / التفتيش |
إيدي-اختبار التيار (ECT) أو الاختبار الهيدروستاتيكي؛ UT اختياري |
100% RT (الفئة 1/3) أو بقعة RT (الفئة 2/5)؛ يوت + الهيدروستاتيكي |
الجدول 2: مقارنة عملية تصنيع المتفجرات من مخلفات الحرب مقابل المنشار المنشاري. المصدر: ASTM A312، ASTM A358، ASME B36.19M؛ ملخص فني لـ EETA.
المعايير الحاكمة: ASTM A312 مقابل ASTM A358
يعد فهم المعيار الذي يحكم نوع الأنبوب الخاص بك أمرًا ضروريًا للمواصفات الصحيحة وضمان الجودة والامتثال للتعليمات البرمجية. المعياران السائدان للأنابيب الملحومة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ هما ASTM A312/ASME SA312 وASTM A358/ASME SA358.
أستم A312 / أسمي SA312
ASTM A312 هي المواصفات الأساسية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في الضغط والخدمات الصناعية العامة. ويغطي ثلاثة أنواع من التصنيع: غير الملحومة (SMLS)، والملحومة (WLD - والتي تتضمن أنابيب ERW)، والأشغال الباردة الثقيلة (HCW). بالنسبة للأنابيب الملحومة تحت A312، يلزم اللحام التلقائي بدون إضافة معدن الحشو. هذه هي طريقة إنتاج المتفجرات من مخلفات الحرب.
نقاط البيانات الرئيسية A312 للأنابيب غير القابلة للصدأ ERW:
- نطاق القطر: NPS 1/8" إلى NPS 30" (لكل ASME B36.19M)
- سمك الجدار: SCH 5S إلى SCH 80S (مع SCH 10S و40S الأكثر شيوعًا)
- الدرجات: TP304، TP304L، TP316، TP316L، TP321، TP347، TP310S، وغيرها
- حالة التسليم: صلب ومخلل (AP) أو صلب مشرق (BA)
- الاختبار: اختبار هيدروستاتيكي أو -اختبار كهربائي غير مدمر (ECT) حسب اختيار الشركة المصنعة
- كفاءة المفصل: 0.85 للأنابيب الملحومة مع الفحص الشعاعي (ASME B31.3)
أستم A358 / أسمي SA358
يحكم ASTM A358 أنابيب -الانصهار- الكهربائية الملحومة (EFW) المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي - أنابيب SAW/LSAW المستخدمة في تطبيقات -القطر الكبير والضغط العالي-. على عكس A312، يستخدم الأنبوب A358 معدن الحشو ويستخدم بشكل عام اللوحة (ASTM A240) بدلاً من الملف كمواد البداية. تحدد A358 خمس فئات تحدد متطلبات اللحام والفحص الصارمة بشكل متزايد:
|
فصل |
طريقة اللحام |
اختبار التصوير الشعاعي |
الكفاءة المشتركة (هـ) |
|
الفئة 1 |
-ملحوم بشكل مزدوج، ومعدن حشو في جميع الممرات |
100% RT (كاملة) |
1.00 |
|
الفئة 2 |
-ملحوم بشكل مزدوج، ومعدن حشو في جميع الممرات |
لا شيء مطلوب |
0.85 |
|
الفئة 3 |
-معدن حشو ملحوم فردي في جميع الممرات |
100% RT (كاملة) |
0.90 |
|
الفئة 4 |
فردي-ملحوم؛ قد يكون التمرير الداخلي بدون حشو |
100% RT (كاملة) |
0.85 |
|
الفئة 5 |
-ملحوم بشكل مزدوج، ومعدن حشو في جميع الممرات |
بقعة RT فقط |
0.80 |
الجدول 3: تعريفات فئة ASTM A358 وعوامل الكفاءة المشتركة. المصدر: ASTM A358/A358M (المواصفات الرسمية)؛ ASME B31.3 القسم 302.3.5.
بالنسبة لحسابات التصميم الهندسي بموجب ASME B31.3 (أنابيب المعالجة)، تؤثر كفاءة الوصلة E بشكل مباشر على الضغط الداخلي المسموح به الذي يمكن أن يتحمله الأنبوب. تحديد A358 الفئة 1 (E=1.00) يمكن أن يسمح بسمك جدار أصغر لنفس تصنيف الضغط مقارنة بالفئة 5 (E=0.80)، مما يقلل بشكل مباشر من تكلفة المواد على طلبات القطر الكبيرة - - التي تعد رافعة شراء رئيسية.
نطاق الحجم تحت A358: ASTM A358 مناسب بشكل خاص للأنابيب ذات القطر الأكبر، عادةً من NPS 8 "إلى NPS 72" وما بعدها، بسمك جدار من 3 مم إلى 60 مم. لا يمكن تحقيق هذه الأبعاد من خلال إنتاج المتفجرات من مخلفات الحرب، وهو السبب الأساسي لوجود أنبوب A358 EFW/SAW.
مقارنة الأداء: خمسة أبعاد حاسمة
يكمن الاختلاف الأساسي في الأداء بين أنابيب ERW وSAW في علم المعادن اللحام. تعتمد أنابيب ERW على الترابط المطروق - حيث يتم تسخين المعدن الأصلي وضغطه معًا بدون أي حشو. والنتيجة هي خط لحام ضيق ومتدفق مع إجهاد متبقي منخفض. تؤكد الدراسات أن أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب تظهر عادةً إجهادًا متبقًا أقل من أنابيب SAW لأن التشكيل المستمر للدلفنة وعمليات التحجيم اللاحقة (تسلسلات تشوه بيضاوية - إلى - دائرية) تخفف الضغوط الداخلية تدريجيًا.
على النقيض من ذلك، يستخدم أنبوب SAW سلك حشو وتدفق مستهلكين. يتيح ذلك هندسة كيمياء اللحام: من خلال تحديد مجموعات معينة من الأسلاك/التدفق، يمكن للمصنع الماهر صياغة رواسب لحام تتطابق مع - أو تتجاوز فعليًا - الخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل للدرجة الأصلية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. وهذا هو السبب في أن SAW هي العملية الوحيدة القابلة للتطبيق لأنابيب الجدران-الحرجة والثقيلة-. يحتاج المهندس الذي يحدد API 5L X65 أو درجة الفولاذ الأوستنيتي لخط كيميائي عالي الضغط- إلى الثقة بأن وصلة اللحام لن تكون أضعف رابط - SAW يوفر هذا الضمان.
جودة السطح ودقة الأبعاد
تتمتع أنابيب ERW بميزة واضحة في تشطيب السطح. نظرًا لعدم ترسيب أي معدن حشو، فإن وصلة اللحام ERW تكون مسطحة، ناعمة، ومسطحة تقريبًا مع سطح الأنبوب. تؤدي إزالة خرزة اللحام بعد- إلى إنتاج خط التماس يصعب اكتشافه بصريًا، وهو أمر مهم للتطبيقات الصحية (الأغذية والأدوية والمعالجة الحيوية) حيث تكون نظافة السطح الداخلي مهمة.
تحتوي أنابيب SAW، وخاصة LSAW، على تقوية لحام داخلية وخارجية (تاج حبة اللحام) الذي يمتد فوق سطح اللوحة. تحدد المعايير الحد الأقصى لارتفاعات تاج اللحام، ولكن التعزيز متأصل في عملية الدمج. بالنسبة لتطبيقات حمل السوائل-، قد يحتاج التعزيز الداخلي إلى أن يكون متدفقًا إذا كانت خصائص التدفق أو النظافة أمرًا بالغ الأهمية - مما يضيف التكلفة والمدة الزمنية.
فيما يتعلق بدقة الأبعاد، فإن أنابيب ERW المنتجة من لفائف ملفوفة دقيقة - تحقق عادةً تفاوتات أكثر إحكامًا للقطر الخارجي واستدارة أفضل من أنابيب LSAW - المكونة من لوحة. وهذا يُترجم إلى ملاءمة أسهل-وإحكام أفضل للحشية عند الوصلات ذات الحواف.
تصنيف الضغط والقدرة على سمك الجدار
يعد تصنيف الضغط هو العامل الأكثر حسماً في اختيار المتفجرات من مخلفات الحرب مقابل SAW لمهندسي العمليات. إن أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب، التي يتم إنتاجها من شريط ملفوف وبدون معدن حشو، محدودة في سمك الجدار الذي يمكن تحقيقه. في الدرجات غير القابلة للصدأ، تكون المتفجرات من مخلفات الحرب عملية حتى SCH 80S تقريبًا؛ وبعد ذلك، تصبح العملية غير اقتصادية أو مقيدة من الناحية الفنية.
يمكن لأنابيب SAW، بدءًا من الصفائح الثقيلة، تحقيق سماكة للجدار تصل إلى 60 مم وما فوق، وأقطار تصل إلى NPS 72 بوصة (LSAW) أو أكبر (SSAW). بالاشتراك مع تعدين اللحام الهندسي والفحص الكامل لـ RT في الفئة 1، يمكن لأنبوب A358 SAW تحقيق كفاءة مشتركة تبلغ 1.00، مما يجعلها مساوية للأنابيب غير الملحومة لحسابات الضغط. وهذا هو السبب في أن أنبوب SAW هو الاختيار القياسي للضغط ذو القطر الكبير-. فوهات الأوعية، ورؤوس نقل المواد الكيميائية السائبة، وخطوط البخار لمحطات الطاقة، والخدمات المماثلة ذات المتطلبات العالية.
أنواع العيوب والفحص غير المدمر (NDE)
يحتوي أنبوب ERW على أوضاع عيب أقل من أنبوب SAW. تقتصر عيوب اللحام المتفجرات من مخلفات الحرب على عيوب اللحام المستقيم وعيوب خط الأسلاك - - وكلاهما يقع على طول خط اللحام ويكونان قابلين بدرجة كبيرة للاختبار بالموجات فوق الصوتية (UT) واختبار التيار الدوامي - (ECT). إن هندسة العيوب في المتفجرات من مخلفات الحرب واضحة ومباشرة، ويمكن لأنظمة UT الحديثة عبر الإنترنت فحص خط اللحام الكامل بسرعات الإنتاج.
تشتمل أنابيب SAW على نطاق أوسع من العيوب المحتملة: بالإضافة إلى عيوب الأسلاك-واللحام المستقيم، فإن رواسب التدفق تمثل خطر وجود شوائب الخبث، والمسامية، والعيوب الحجمية الأخرى. ومع ذلك، يوفر درع التدفق نفسه حماية كبيرة ضد تلوث الغلاف الجوي - ولهذا السبب تنتج SAW دائمًا لحامات عالية الجودة-على الرغم من مفردات العيوب الأكثر ثراءً. تعتبر تجربة الاقتراب من الموت لأنابيب SAW تحت A358 أكثر شمولاً، مع 100% RT المطلوبة في الفئتين 1 و3.
خلاصة القول للمهندس: إذا قمت بتحديد أنبوب SAW من الفئة 1 A358 مع RT بنسبة 100%، فستتلقى أنبوبًا تم التحقق من وصلة اللحام بالكامل إشعاعيًا - وهو مستوى ضمان أعلى من مستوى ERW القياسي بموجب A312.
أداء التآكل
تستفيد كل من أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ERW وSAW من المقاومة الكاملة للتآكل التي تتمتع بها درجة الفولاذ الأوستنيتي الأصلية عندما يتم تلدينها وتخميلها بشكل صحيح. ومع ذلك، هناك فروق مهمة يجب وضعها في الاعتبار:
أنبوب ERW (A312 WLD): لا تتم إضافة أي معدن حشو، وبالتالي فإن تركيبة HAZ مطابقة للشريط الأصلي. بعد التلدين والتخليل المناسبين، يتم استعادة الفيلم السلبي بشكل موحد. يقلل ملف الضغط المتبقي المنخفض لأنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب من التعرض للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC) في البيئات التي تحتوي على الكلوريد-.
أنبوب SAW (A358 EFW): يجب تحديد سلك الحشو ليتناسب مع مقاومة التآكل للمعدن الأصلي أو يتجاوزها. بالنسبة لدرجات مثل TP316L أو دوبلكس 2205، تعد مطابقة كيمياء الحشو أمرًا بالغ الأهمية - تحت - يمكن أن تؤدي حشوة السبائك إلى إنشاء مسار تآكل كلفاني عند خط اللحام. تحدد الشركات المصنعة لـ SAW ذات السمعة الطيبة كيمياء سلك الحشو وفقًا لـ AWS A5.9 وتخضعها لاختبار التآكل وفقًا لمعيار ASTM A262.
مخاطر التحسس: في كلا النوعين من الأنابيب، يُفضل استخدام متغيرات الكربون المنخفض -L (304L، 316L) في البناء الملحوم لتقليل ترسب الكربيد عند حدود الحبوب وتقليل التآكل الحبيبي المرتبط بالحساسية-.
ملاءمة الصف حسب العملية
ليست كل درجة من الفولاذ المقاوم للصدأ مناسبة تمامًا-لكل من إنتاج المتفجرات من مخلفات الحرب والمنشار الجوي المنفصل. يلخص الجدول أدناه مدى ملاءمة الدرجة والاقتران النموذجي للتطبيق.
|
درجة |
المتفجرات من مخلفات الحرب (A312) |
شهد (A358) |
خاصية رئيسية |
تطبيق نموذجي |
|
TP304/304L |
✓ الابتدائية |
✓ |
18Cr-8Ni؛ مقاومة التآكل العامة |
العمليات العامة، الأطعمة/المشروبات، الهندسة المعمارية، التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC). |
|
TP316/316L |
✓ الابتدائية |
✓ |
16Cr-10Ni-2Mo؛ مقاومة الكلوريد والحفر |
البحرية والصيدلانية والمعالجة الكيميائية والبنية التحتية الساحلية |
|
TP321 / TP347 |
✓ |
✓ |
استقرت Ti/Nb؛ خدمة -درجة حرارة عالية |
أنظمة العادم والمبادلات الحرارية والأفران البتروكيماوية |
|
TP317L |
محدود |
✓ المفضل |
3-4% مو؛ مقاومة فائقة للكلوريد والأحماض |
اللب/الورق، خدمة كيميائية حمضية قوية |
|
904L |
المكانة |
✓ المفضل |
سبائك عالية مقاومة حمض الكبريتيك |
محطات حامض الكبريتيك، حامض الفوسفوريك، تحلية مياه البحر |
|
2205 دوبلكس |
ممكن |
✓ قياسي |
~2× قوة الخضوع مقابل 316L؛ مقاومة SCC |
النفط/الغاز البحري، تحلية المياه، ناقلات المواد الكيميائية |
|
2507 سوبر دوبلكس |
نادر |
✓ قياسي |
برين ~ 42؛ مقاومة الكلوريد القصوى |
خطوط الأنابيب تحت سطح البحر، FPSO، تحلية المياه العميقة |
|
TP310S / TP310H |
محدود |
✓ المفضل |
25Cr-20Ni; أكسدة درجة حرارة عالية |
بطانات الفرن، معدات المعالجة الحرارية، تكسير الإيثيلين |
الجدول 4: درجة ملاءمة الفولاذ المقاوم للصدأ لإنتاج المتفجرات من مخلفات الحرب مقابل إنتاج المنشار. المصدر: ASTM A312، ASTM A358، ASTM A240.
دليل اختيار التطبيق
يعتمد نوع الأنبوب الصحيح على أربعة متغيرات أساسية: القطر المطلوب، وضغط التشغيل، وقوة الوسائط، والميزانية. توفر المصفوفة التالية إرشادات واضحة.
|
سياق التطبيق |
نوع الأنبوب الموصى به |
القياسية والملاحظات |
|
خطوط صيدلانية / معالجة حيوية / صحية للأغذية (صغيرة-قطر متوسط، أسطح نظيفة) |
المتفجرات من مخلفات الحرب (A312 WLD) |
التماس اللحام السلس. تلميع كهربائي سهل؛ ASTM A312 TP316L 10Ra يمكن تحقيقه |
|
التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والمرافق العامة، والمياه الصالحة للشرب (NPS 2 "-12"، ضغط منخفض) |
المتفجرات من مخلفات الحرب (A312 WLD) |
فعالة من حيث التكلفة-؛ أستم A312 TP304L / TP316L؛ مناسب لخدمة درجة الحرارة المحيطة-. |
|
المعالجة الكيميائية - الضغط المعتدل، الوسائط المسببة للتآكل القياسية (الأحماض والقلويات) |
المتفجرات من مخلفات الحرب حتى NPS 12 بوصة؛ SAW للأكبر |
A312 للأحجام الأصغر؛ A358 فئة 3/4 للرؤوس ذات القطر الأكبر؛ TP316L نموذجي |
|
رؤوس المواد السائبة وخطوط المعالجة للبتروكيماويات / المصافي (NPS 12 بوصة - 48 بوصة، ضغط مرتفع) |
إلساو (A358 EFW) |
يوصى بطائرة A358 فئة 1 (100% RT)؛ TP321H أو TP347H لخدمة درجات الحرارة المرتفعة-. |
|
توليد الطاقة - خطوط بخارية وتوصيلات للمبادلات الحرارية |
LSAW (A358 EFW) للخطوط الكبيرة؛ المتفجرات من مخلفات الحرب (A312) للفروع الصغيرة |
تعمل كفاءة المفصل من الفئة 1 (E=1.0) على زيادة الحد المسموح به من الضغط؛ TP321H/347H مشترك |
|
النفط والغاز البحري، وخطوط التدفق تحت سطح البحر (دوبلكس/سوبر دوبلكس) |
إلساو (ASTM A928) |
ASTM A928 للأنابيب الملحومة على الوجهين/سوبر دوبلكس؛ 2205 أو 2507؛ الامتثال NACE MR0175 |
|
بنية تحتية ذات قطر كبير-ضغط منخفض-(نقل المياه، والأساسات، والمنشآت البحرية) |
SSAW (ASTM A358 أو A778) |
الأكثر اقتصادية لـ NPS 24"+ عند الضغط المنخفض؛ تعمل الدرزة الحلزونية على توزيع الضغط الأساسي |
|
معماري / إنشائي ( درابزين، تكسية، ديكور) |
المتفجرات من مخلفات الحرب (ASTM A554) |
ASTM A554 للأنابيب الميكانيكية/الهيكلية؛ التشطيبات المصقولة أو الساتان المتاحة |
الجدول 5: مصفوفة اختيار التطبيق - المتفجرات من مخلفات الحرب مقابل أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ SAW. المصدر: ASTM A312، A358، A554، A928؛ أسم B31.3؛ إرشادات تطبيق EETA.
متطلبات ضمان الجودة والتفتيش
تخضع الأنابيب الملحومة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لفحص الجودة الصارم وفقًا لمعايير ASTM. تنطبق الاختبارات التالية:
|
الاختبار / التفتيش |
المتفجرات من مخلفات الحرب (A312 WLD) |
المنشار (A358 EFW) |
|
التحليل الكيميائي |
مطلوب لكل درجة (تحليل حراري + تحليل المنتج) |
مطلوب؛ تم اختبار سلك الحشو أيضًا وفقًا لـ AWS A5.9 |
|
اختبار الشد |
إلزامي؛ عينة اللحام المستعرض |
إلزامي؛ جميع-لحام-العينات المعدنية والعرضية |
|
اختبار التسطيح |
إلزامي (اختبار سحق سلامة اللحام) |
إلزامي |
|
اختبار الهيدروستاتيكي |
مطلوب أو العلاج بالصدمات الكهربائية (خيار الشركة المصنعة) |
مطلوب؛ الضغط لكل صيغة؛ يحمل الوقت المحدد |
|
-اختبار كهربائي غير مدمر (ECT/UT) |
معيار UT أو ECT عبر الإنترنت لدرز اللحام |
UT وفقًا لإجراءات ASME القسم الخامس المعمول بها |
|
الاختبار الشعاعي (RT) |
غير مطلوب بموجب القاعدة A312 (يمكن للمشتري أن يطلب ذلك) |
100% RT (الفئة 1/3)؛ بقعة RT (الفئة 2/5)؛ لا شيء (الفئة 2 بدون RT) |
|
اختبار التآكل بين الحبيبات |
ASTM A262 الممارسة E (المشتري محدد) |
ASTM A262 (متفق عليه؛ مشترك لـ TP316L) |
|
فحص الأبعاد |
القطر الخارجي، الجدار، الطول، الاستقامة وفقًا لمعيار ASME B36.19M |
OD ، الجدار ± 10٪ ، البيضاوي ، ارتفاع تاج اللحام ؛ لكل A358 |
|
شهادة اختبار المواد (MTC) |
EN 10204 3.1 أو 3.2 كما هو محدد |
EN 10204 3.1 أو 3.2؛ يتضمن تقرير RT للفئة 1/3 |
الجدول 6: متطلبات فحص الجودة - المتفجرات من مخلفات الحرب مقابل أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ SAW. المصدر: ASTM A312، ASTM A358، ASME القسم الخامس، EN 10204؛ إطار الجودة EETA.
الأسئلة المتداولة
إن الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ ERW ليست مكافئة للأنابيب غير الملحومة من حيث سلامة الضغط، ولكنها مناسبة تمامًا للعديد من التطبيقات. بموجب ASME B31.3، تحمل الأنابيب الملحومة المنتجة وفقًا لمعيار ASTM A312 (WLD) كفاءة مشتركة تبلغ 0.85 عند فحصها شعاعيًا، مما يعني أنه يجب تخفيض الضغط المسموح به بنسبة 15% مقابل ما يعادله بدون خياطة. بالنسبة لخدمات الضغط المنخفض-إلى-المتوسطة - والتي تمثل الغالبية العظمى من التطبيقات -، يمكن استيعاب هذا التخفيض بسهولة من خلال تحديدات الجدول الزمني القياسية. يتم تحديد الأنابيب غير الملحومة عمومًا فقط لتطبيقات الضغط العالي-أو الخدمة-الحرجة أو تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة جدًا-حيث تكون التكلفة الإضافية (20-40% علاوة على المتفجرات من مخلفات الحرب) مبررة.
س2: ما هو الفرق بين أنابيب ERW وEFW وSAW؟
ERW (اللحام بالمقاومة الكهربائية) عبارة عن لحام بالطرق - يتم تسخين حواف الأنابيب بواسطة تيار عالي التردد- ويتم ضغطها معًا بدون معدن حشو. EFW (اللحام الكهربائي الملحوم) هي الفئة الأوسع لعمليات اللحام بالصهر القوسي. SAW (اللحام القوسي المغمور) هو الأسلوب الأكثر شيوعًا وتقدمًا في EFW، وذلك باستخدام قطب سلكي وتدفق حبيبي لإنتاج - لحام انصهار كامل الاختراق. في لغة المواصفات اليومية، يعتبر أنبوب SAW (LSAW أو SSAW) نوعًا فرعيًا من أنابيب EFW ويغطيه ASTM A358.
Q3: هل يمكنني استخدام أنابيب ERW للتطبيقات الصيدلانية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
نعم - يعتبر أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ ERW هو الاختيار القياسي لأنابيب الأدوية والمعالجة الحيوية. إن وصلة لحام المتفجرات من مخلفات الحرب (ERW) المتدفقة والسلسة تتناسب مع التلميع الكهربائي الداخلي، ويعتبر ASTM A312 TP316L (أو TP316) في SCH 10S هو شكل المادة القياسي -في الصناعة لخطوط المعالجة المعقمة. بعد التلميع الكهربائي، يمكن للسطح الداخلي تحقيق قيم Ra أقل بكثير من 0.5 ميكرون، مما يلبي المعايير الصحية الأكثر صرامة. يتم إنتاج أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب تحت ASTM A270 (معيار الأنابيب الصحية) خصيصًا لتطبيقات الأغذية ومنتجات الألبان والأدوية.
س4: ماذا يعني ASTM A358 Class 1 ومتى يجب أن أحدده؟
ASTM A358 الفئة 1 تعني أن أنبوب SAW ملحوم بشكل مزدوج - (الممرات الداخلية والخارجية)، وجميع ممرات اللحام تستخدم معدن الحشو، ويتم إجراء اختبار شعاعي بنسبة 100% (RT) على خط اللحام الكامل. تحقق الفئة 1 كفاءة مشتركة قدرها 1.00 بموجب ASME B31.3، أي ما يعادل الأنابيب غير الملحومة لحسابات الضغط. حدد الفئة 1 عندما: (أ) يكون الأنبوب في خدمة ضغط حرج (أعلى من 50% من الضغط المسموح به)، (ب) تشتمل الخدمة على هيدروجين، أو سوائل سامة، أو خدمة مميتة لكل فئة B31.3 M، أو (ج) ترغب في تحقيق أنحف جدار ممكن لتصنيف ضغط معين على أنبوب كبير-قطره.
س 5: هل LSAW أو SSAW أفضل لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات القطر الكبير؟
بالنسبة لمعظم الخدمات الصناعية حيث تكون سلامة الضغط وجودة اللحام ذات أهمية قصوى، يفضل LSAW (Longitudinal SAW). التماس المستقيم أقصر من التماس الحلزوني الخاص بـ SSAW، مما يؤدي إلى إجمالي عدد أقل من عدادات اللحام التي يجب فحصها، وفحص إشعاعي أسهل، وانخفاض إجمالي حجم اللحام إلى حالة خالية من العيوب-. يعد أنبوب SSAW خيارًا فعالاً من حيث التكلفة-لتطبيقات الضغط المنخفض- مثل أنابيب نقل المياه الرئيسية أو الأساسات أو أنابيب المصب البحري - بأقطار كبيرة جدًا (أعلى من NPS 36") حيث تصبح أحجام ألواح LSAW محدودة أو غير اقتصادية.
س 6: ما هو الحد الأقصى للقطر وسمك الجدار المتوفر في أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ERW؟
تتوفر أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ERW تجاريًا حتى NPS 24 بوصة (610 مم OD) تقريبًا في الدرجات القياسية، مع سمك جدار من SCH 5S (رفيع جدًا) حتى SCH 80S. فوق NPS 16 بوصة - 20، تصبح عملية المتفجرات من مخلفات الحرب متطلبة تقنيًا وأقل اقتصادية بالنسبة للدرجات غير القابل للصدأ، وتنتقل معظم المواصفات في هذه الأحجام إلى أنابيب LSAW/A358 EFW. بالنسبة للأحجام التي تزيد عن NPS 24 بوصة، SAW هو عملية ملحومة قياسية
س7: كيف يمكنني تحديد أنابيب ERW أو SAW المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل صحيح في أمر الشراء؟
يجب أن تتضمن المواصفات الكاملة للأنابيب الملحومة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ما يلي: (1) معيار وإصدار ASTM (على سبيل المثال، ASTM A312-23 أو ASTM A358-21)؛ (2) الدرجة (على سبيل المثال، TP316L)؛ (3) NPS والجدول الزمني (على سبيل المثال، NPS 8" SCH 40S) أو OD × سمك الجدار؛ (4) الطول (عشوائي، أو مزدوج عشوائي، أو طول القطع)؛ (5) نوع الأنبوب: سلس، ملحوم (A312)، أو فئة EFW (A358 الفئة 1–5)؛ (6) التشطيب (AP، BA، رقم . 4 تلميع، وما إلى ذلك)؛ (7) متطلبات الفحص والاختبار (الاختبار الهيدروستاتيكي، ECT، RT) المستوى، ASTM A262 إذا لزم الأمر)؛ (8) شهادة اختبار المواد (EN 10204 3.1 أو 3.2) و(9) أي متطلبات تكميلية (اختبار التأثير، مؤشر مديري المشتريات (PMI)، اختبار الصلابة).
خاتمة
إن الاختيار بين الأنابيب الملحومة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ERW وSAW لا يتعلق بتفوق أحدهما على الآخر -، بل يتعلق بمطابقة عملية التصنيع الصحيحة مع متطلبات التطبيق الصحيحة.
تعتبر أنابيب ERW (ASTM A312 WLD) العمود الفقري للأنابيب الصناعية اليومية: فهي فعالة من حيث التكلفة، ودقيقة الأبعاد، ومتوفرة بسهولة، ومناسبة تمامًا للغالبية العظمى من العمليات العامة والتطبيقات الصحية والمعمارية والمرافق حتى NPS 24". إن وصلة اللحام المتساطح، وملف الضغط المتبقي المنخفض، والتوافق مع الصقل الكهربائي والتشطيب الصحي يجعلها الخيار المفضل لخدمات الأدوية والأطعمة والمشروبات.
إن الأنابيب SAW - LSAW وSSAW بموجب ASTM A358 - هي الحل الهندسي عندما يتجاوز الحجم أو الضغط أو خطورة الخدمة ما يمكن أن تقدمه مخلفات الحرب القابلة للانفجار. إن تعدين اللحام المندمج، وكيمياء الحشو الهندسية، وتكامل اللحام-المزدوج، وقدرة RT بنسبة 100% (الفئة 1) تجعله معيارًا لرؤوس الضغط ذات القطر الكبير-، وخطوط معالجة البتروكيماويات، والبنية التحتية لتوليد الطاقة، والتطبيقات البحرية/تحت سطح البحر حيث لا يكون فشل وصلة اللحام- خيارًا.
من الناحية العملية، تستخدم العديد من المشروعات كلا النوعين من الأنابيب: SAW للرؤوس الرئيسية ذات القطر الكبير- وERW للتوصيلات الفرعية الأصغر حجمًا، وتركيبات الأجهزة-، وخطوط المرافق - التي يحقق كل منها وظيفة التصميم الخاصة به بتكلفة مثالية. إن فهم الفرق الفني بين هذين النوعين من الأنابيب هو أساس هندسة الأنابيب السليمة.
هل تحتاج إلى أنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ ERW أو SAW لمشروعك؟
سبائك JN / شركة جيني تكنولوجي (جيانغسو) المحدودة|www.jnalloys.com
أستم A312|أستم A358|TP304L|TP316L|TP321|2205|2507|904 لتر
