Suvirinti plieniniai vamzdžiai yra nepakeičiama medžiaga šiuolaikinėje pramonės infrastruktūroje, plačiai naudojama naftos ir dujų transportavimui, komunalinių vandenų projektams, tiltų inžinerijai, jūrų projektams, vėjo jėgainių statybai ir kt.
Pagal skirtingus suvirinimo ir formavimo metodus suvirinti plieniniai vamzdžiai daugiausia skirstomi į tiesiosios siūlės suvirintus plieninius vamzdžius ir spiralinius suvirintus plieninius vamzdžius. Tarp jų tiesia siūle suvirinti plieniniai vamzdžiai apima atsparų suvirinimą(ERW) plieniniai vamzdžiaiir išilginis povandeninis lankinis suvirinimas(LSAW) plieniniai vamzdžiai. Šio tipo plieninių vamzdžių suvirinimo siūlės yra išilginės suvirinimo siūlės, kurios yra tiesios išilgai vamzdžio korpuso. Priešingai, spiraliniu būdu suvirinti plieniniai vamzdžiai (SSAW) naudoja nepertraukiamo spiralės formavimo ir povandeninio lankinio suvirinimo technologiją, formuodami spiralės -formos suvirinimo siūles, kurios yra nuožulnios į vamzdžio korpuso paviršių.
Nors abiejų tipų plieniniai vamzdžiai gaminami taikant lakštų formavimo ir suvirinimo procesus ir gali atitikti skysčių transportavimo ir konstrukcinių apkrovų -laikymo reikalavimus, jie turi esminių formavimo principų, suvirinimo siūlių pasiskirstymo, gamybos procesų, mechaninių įtempių charakteristikų, dydžio charakteristikų ir taikomų darbo sąlygų skirtumų. Realiai atliekant inžinerinį ir medžiagų pirkimą labai svarbu atskirti esminius skirtumus tarp tiesiosios siūlės ir spiralinio suvirinimo, o tai padeda išvengti neteisingo pasirinkimo ir iš to kylančios eksploatacinės rizikos.
Pagrindiniai apibrėžimai ir formavimo principų skirtumai
1. Išilginės siūlės suvirinimo principas
Tiesiosios siūlės suvirinimas reiškia suvirinimo procesą, kai išilgine plieninio vamzdžio kryptimi formuojama ištisinė tiesi siūlė. Tiesių siūlių plieninių vamzdžių žaliava yra fiksuoto-pločio plieno plokštė arba plieninė juosta. Gaminant plieninius vamzdžius, plokščias plienas lenkiamas ir per kelis formavimo volelius susukamas į cilindrinius vamzdžių ruošinius. Du lygiagretūs plieninės juostos kraštai išlygiuoti išilgine vamzdžio korpuso kryptimi, o tada tarpas suvirinamas ir sulydomas, kad susidarytų tvarkinga išilginė tiesi siūlė. Vidutinio ir mažo skersmens tiesių siūlių vamzdžiams naudojamas aukšto -dažnio atsparumo suvirinimas (ERW), kai plieninės juostelės kraštai šildomi aukšto-dažnio srove, kad būtų galima akimirksniu išspausti ir išsilydyti, nereikalaujant metalo užpildo. Didelio skersmens storio{8}}sienių tiesių siūlių vamzdžiams naudojamas išilginis panardinamasis lankinis suvirinimas (LSAW), naudojant suvirinimo laidą ir srautą, skirtą skvarbiam suvirinimui. Nepriklausomai nuo to, kuris procesas naudojamas, suvirinimo siūlė tęsiasi per visą vamzdžio korpuso ilgį.
2. Spiralinis suvirinimasPrincipas
Spiralinis suvirinimas yra specialus vamzdžių gamybos procesas, kuriame derinamas nuožulnusis nepertraukiamas formavimas ir povandeninis lankinis suvirinimas. Skirtingai nuo tiesių siūlių plieninių vamzdžių lenkimo, plieninė juosta fiksuotu kampu tiekiama į formavimo įrenginį ir spiraliniu valcavimu nuolat susukama į cilindrinį vamzdžio ruošinį, sukuriant vienodus spiralinius tarpus. Vėliau povandeninio lankinio suvirinimo sistema atlieka nepertraukiamą suvirinimą spiraliniu keliu, galiausiai suformuodama lygią ir tankią spiralinę siūlę. Spiralinės siūlės yra pasvirusios tam tikru kampu, o siūlės ilgis viršija vamzdžio ilgį. Pagrindinis spiralinio suvirinimo principas yra fiksuoto -pločio plieninės juostos apdorojimas į skirtingo skersmens plieninius vamzdžius, reguliuojant kampą, kad būtų pasiektas lankstus skersmuo, kurio neįmanoma pasiekti suvirinant tiesiąja siūle.
Gamybos procesų skirtumai
1. Tiesios siūlės suvirinimo procesas
Tiesių siūlių vamzdžių gamybos procesas yra paprastas ir labai automatizuotas. Visas procesas apima plieninių ritinių išvyniojimą, lyginimą, kraštų apipjaustymą, tiesinimą, išilginį suvirinimą, suvirinimo užbaigimą, aušinimą, dydžio nustatymą, tiesinimą ir ilgio{1}}pjovimą. ERW tiesių siūlių vamzdžiai suvirinami naudojant aukšto -dažnio atsparumo kaitinimą, pasižymintį dideliu suvirinimo greičiu ir dideliu gamybos efektyvumu. LSAW tiesių siūlių vamzdžiams naudojamas storo plieno plokščių formavimas ir daugkartinis panardinamas lankinis suvirinimas, griežtai kontroliuojant plyšio tikslumą ir įsiskverbimo gylį. Tiesios siūlės gamybos linijos formavimo parametrai yra fiksuoti, formavimas yra stabilus, o matmenų tikslumas yra didelis. Tačiau jo gamybos lankstumas yra ribotas. Kiekvienas plieninės juostos plotis atitinka tik vieną vamzdžio skersmenį, todėl itin-didelio skersmens vamzdžių gamybos asortimentą riboja plieninės juostos plotis.
2. Spiralinio suvirinimo procesas
Spiralinio suvirinimo procese naudojamas nuolatinis dinaminis spiralės formavimas ir dvipusis lankinis suvirinimas-. Proceso eiga apima išvyniojimą, juostelių tiesinimą, tikslų galų frezavimą, reguliuojamą -kampo spiralės formavimą, dvipusį panardintą lankinį suvirinimą tiek viduje, tiek išorėje, suvirinimo siūlių poliravimą, cirkuliacinį aušinimą, dydžio korekciją, skraidinimą{4}}ir pilną suvirinimo siūlių neardomąjį{{5} bandymą. Ryškiausias šio proceso bruožas yra reguliuojamas formavimo kampas. Pakeitę plieninės juostos padavimo kampą, gamintojai gali pagaminti skirtingo išorinio skersmens vamzdžius naudodami tą pačią žaliavą, o tai žymiai padidina gamybos lankstumą. Visas gamybos procesas yra nenutrūkstamas ir nepertraukiamas, tinkamas didelio masto-didelio skersmens{10}}vidutinio storio{12}}vamzdžių gamybai. Tačiau spiralės formavimo ir suvirinimo sistemai keliami aukšti parametrų derinimo reikalavimai, todėl norint išvengti suvirinimo poslinkio ir formavimo deformacijos, būtina tiksliai valdyti formavimo kampą, suvirinimo greitį, srovę ir įtampą.
Struktūriniai skirtumai
1. Suvirinimo konstrukcijos charakteristikos
Tiesia siūle suvirintiems vamzdžiams bendroje konstrukcijoje yra tik viena išilginė suvirinimo siūlė su trumpu suvirinimo keliu ir tiesia linija. Suvirinimo siūlės mikrostruktūra yra stabili. Šilumos paveikta zona yra koncentruota ir siaura, o bendras vamzdžio korpuso struktūrinis vienodumas yra geras. Spiraliniams vamzdžiams naudojamos ištisinės spiralės -formos suvirinimo siūlės. Palyginti su tos pačios specifikacijos tiesių siūlių vamzdžiais, suvirinimo siūlės ilgis yra ilgesnis. Ilgesnė suvirinimo siūlė padidina bendrą suvirinimo plotą ir teoriškai padidina esamų suvirinimo defektų tikimybę. Tačiau ištisinė spiralinė suvirinimo siūlė leidžia išvengti vietinių suvirinimo siūlių tarpų. Be to, spiralinė suvirinimo siūlė turi persidengimo ir tęstinumo ypatybes, taip padidindama bendrą vamzdžio korpuso struktūrinį vientisumą.
Matmenų tikslumas ir gamybos lankstumas
Tiesia siūle suvirintas vamzdis turi geresnį matmenų tikslumą ir paviršiaus kokybę. Formavimo procesas yra stabilus, nedidelis išorinio skersmens, sienelės storio ir apvalumo nuokrypis, lygios vidinės ir išorinės sienos ir vienodas tiesumas. Dėl standartizuotų formavimo parametrų tiesios siūlės vamzdis labiau tinka tiksliam montavimui ir aukštus{2}}reikalavimus atitinkantiems vamzdynų projektams. Tačiau trūkumas yra tas, kad gamybos lankstumas yra menkas, jį riboja plieninės juostos plotis, be to, gamybos proceso metu jos negalima lanksčiai keisti vamzdžių skersmenimis. Priešingai, spiraliniu būdu suvirinto vamzdžio matmenų tikslumas yra šiek tiek mažesnis nei tiesiosios siūlės vamzdis, mažesnis elipsės tolerancija, tačiau pasižymi itin dideliu gamybos lankstumu. Reguliuojant spiralės kampą, naudojant vieną plieno juostos specifikaciją galima pagaminti daugybę skirtingų vamzdžių skersmenų specifikacijų, ženkliai sumažinant formų sąnaudas ir sutrumpinant pritaikytų didelio{6}}skersmens vamzdžių gamybos ciklą.
Techniniai pranašumai ir apribojimai
1. Tiesiosios siūlės suvirinimo privalumai ir trūkumai
Tiesios siūlės suvirinimo privalumai yra greitas suvirinimo greitis, didelis gamybos efektyvumas, aukštas gaminio kvalifikavimo greitis, reguliarus suvirinimo formavimas, siaura šilumos poveikio zona ir stabilios mechaninės savybės. Jis daugiausia naudojamas gaminant vidutinio-dydžio skersmens, plonasienių-ir vidutinio storio{3}}sienių Kuo mažiau suvirintų siūlių, gali sumažėti defektų atsiradimo tikimybė ir palengvinti visapusišką patikrinimą ir priežiūrą. Pagrindiniai jo trūkumai yra menkas lankstumas, riboti didelio skersmens gamybos pajėgumai ir silpnas įtempių sklaidos gebėjimas. Esant itin-aukšto slėgio ir apkrovos kaitos sąlygoms, tiesiosios siūlės suvirinimas yra labiau linkęs į įtampos koncentracijos sutrikimą.
2. Spiralinių suvirinimo siūlių privalumai ir trūkumai
Pagrindiniai spiralinio suvirinimo pranašumai yra jo galimybė lanksčiai reguliuoti skersmenį, puikus įtempių sklaidos našumas, didelės{0}}skersmens vamzdynų gamybos galimybės ir aukšta konstrukcijos sauga. Spiralinės suvirinimo siūlės gali veiksmingai slopinti plyšių plitimą ir yra tinkamos dideliam-atstumui-gabenti aukštu slėgiu. Pagrindiniai trūkumai yra ilgesnis suvirinimo laikas, mažesnis vienos mašinos gamybos efektyvumas, didesnė smulkių defektų rizika didėjant suvirinimo ilgiui ir šiek tiek mažesnis matmenų tikslumas.
Pramoninio pritaikymo skirtumai
Dėl savo išskirtinių eksploatacinių savybių tiesia siūle suvirinti vamzdžiai ir spiraliniai vamzdžiai nustatė aiškias taikymo ribas pramonės inžinerijoje. Tiesia siūle suvirinti vamzdžiai plačiai naudojami miesto vandentiekyje ir kanalizacijoje, priešgaisriniuose vamzdynuose, pastatų konstrukcinių vamzdžių polių, žemo slėgio{1}}dujų transportavimo ir vamzdynus laikančios mechaninės įrangos srityse. Dėl didelio matmenų tikslumo ir stabilios suvirinimo kokybės aukštos -klasės ERW ir LSAW tiesių siūlių vamzdžiai taip pat tinkami trumpo-atstumo aukšto slėgio{5}} vamzdynų projektams. Nors spirale suvirinti vamzdžiai daugiausia naudojami kryžminiams-regioniniams magistraliniams naftos ir dujų vamzdynams, savivaldybių didelio-skersmens vandens perdavimo vamzdynams, jūrų inžinerijos vamzdynams, vėjo energijos infrastruktūrai ir hidrauliniams slėginiams vamzdynams, kurie yra ilgo{9}}transporto projektai.
Pagrindinis skirtumas tarp tiesiosios siūlės suvirinimo ir spiralinio suvirinimo yra skirtingose formavimo trajektorijose, suvirinimo siūlių pasiskirstymo modeliuose ir kt. Tiesiosios siūlės suvirinimas pasižymi linijinėmis siūlėmis, dideliu matmenų tikslumu, dideliu gamybos efektyvumu ir paprasta struktūra, tinka standartizuotoms, vidutinio ir mažo skersmens bei didelio{1}}tikslumo vamzdynų projektams. Spiralinis suvirinimas naudoja pasvirusias spiralines siūles ir gali lanksčiai reguliuoti skersmenį. Jis yra būtinas statant didelio-skersmens, ilgo{5}}atstumo ir aukšto{6}}slėgio vamzdynus. Nė vienas iš dviejų suvirinimo procesų neturi absoliutaus pranašumo ar prastumo. Jų taikymo vertė priklauso nuo faktinių inžinerinių sąlygų, slėgio lygių, vamzdžių skersmens specifikacijų ir išlaidų biudžetų. Nuolat atnaujinant suvirinimo automatizavimą ir pažangias aptikimo technologijas, atotrūkis tarp jų pamažu mažėja. Ateityje patobulintas ir diferencijuotas tiesių siūlių suvirinimo ir spiralinio suvirinimo technologijų taikymas toliau skatins aukštos kokybės plieninių vamzdžių gamybos ir vamzdynų inžinerijos pramonės plėtrą.
