تعریف سریع: لوله خط بدون درز در مقابل. LSAW : انتخاب نهایی برای انتقال گاز طبیعی با فشار بالا
بدون درز (SMLS) یک لوله بدون جوش است که از سوراخ کردن چرخشی تشکیل شده است، در حالی که LSAW (Longitudinal Submerged Arc Welded) از صفحه نورد با یک درز طولی تشکیل شده است. بر اساس استانداردهای API 5L PSL2 و ISO 3183 ، SMLS برای فشارهای شدید و قطرهای کوچکتر (<16') ترجیح داده می شود، در حالی که LSAW بر انتقال از راه دور با قطر بزرگ (> 20') غالب است. SMLS معمولاً در طول ساخت و ساز به دلیل مسائل مربوط به تناسب هندسی (غیر مرکزی) از کار می افتد، در حالی که حالت های خرابی LSAW بر روی سختی درز جوش و شکنندگی ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) متمرکز است.
مشخصات 'کاغذ' در مقابل واقعیت میدانی
در یک دیتاشیت، API 5L PSL2 SMLS و LSAW از نظر مکانیکی معادل هستند. هر دو دارای نقاط قوت تسلیم (X60، X65، X70)، محدودیت های شیمیایی، و الزامات چقرمگی هستند. با این حال، مهندسان با تجربه خط لوله می دانند که در این زمینه، مانند دو ماده کاملاً متفاوت رفتار می کنند.
بدون درز (SMLS) استاندارد طلای نظری برای مهار است زیرا فاقد درز جوش است، اما اغلب کابوس سرکارگر جوشکاری است. به دلیل خارج از مرکز هندسی، برعکس، LSAW پادشاه هندسی برای تناسب کامل است، اما یک پیوند ضعیف متالورژیکی دائمی - درز جوش و HAZ آن - را معرفی می کند که نیاز به تأیید آزمایش غیر مخرب تهاجمی (NDT) دارد.
شفاف کننده فنی: چرا فقط از Seamless برای همه چیز استفاده نمی کنید؟
پاسخ: فراتر از هزینه نجومی برای قطرهای >24، فرآیند تولید SMLS ضخامت دیواره های غیرعادی ایجاد می کند. در جوشکاری خودکار، این امر باعث ناهماهنگی داخلی می شود که اغلب از معیارهای پذیرش برای سرهای جوشکاری با سرعت بالا فراتر می رود.
1. نقص 'مخفی': غیرعادی بودن SMLS و ناهماهنگی زیاد و کم
رایج ترین شکایت میدانی در مورد لوله بدون درز عدم ترکیدگی فشار است - تناسب است . SMLS از طریق سوراخ کردن چرخشی تولید می شود، جایی که یک شمش گرم شده روی یک نقطه سوراخ کننده فشار داده می شود. اگر دمای شمش ناهموار باشد یا سوراخ کننده منحرف شود، سوراخ کاملاً در مرکز قرار ندارد.
لوله به دست آمده دارای یک قطر بیرونی کامل (OD) است که توسط اندازه رول ها محدود شده است، اما قطر داخلی (ID) نسبت به مرکز سرگردان است. تلورانس های API 5L برای ضخامت دیوار به طور شگفت انگیزی ضعیف است (+15.0٪ / -12.5٪). یک لوله می تواند مطابق با مشخصات باشد اما یک طرف دیوار 12 درصد ضخیم تر از طرف دیگر باشد.
چگونه خروج از مرکز SMLS برنامه های جوشکاری را از بین می برد؟
هنگام جوشکاری لب به لب دو چوب SMLS، احتمال همراستایی طرف 'ضخیم' لوله A با طرف 'ضخیم' لوله B کم است. این باعث ایجاد ناهماهنگی داخلی بالا و پایین می شود.
ضربه خودکار: هدهای جوشکاری مداری خودکار (GMAW) تحمل بسیار کم برای کم (معمولاً کمتر از 0.5 میلی متر) دارند. بالا-پایین قابل توجه باعث عدم همجوشی (LOF) یا سوختگی در عبور ریشه می شود.
راه حل: شما باید برای متقابل کردن فیلد بودجه داشته باشید — ماشینکاری کنید که انتهای ID کاملا دایره ای و متحدالمرکز باشد. این زمان و هزینه قابل توجهی را به نرخ تخمگذار اضافه می کند.
شفافکننده فنی: آیا میتوانیم تلورانسهای API را تشدید کنیم؟
پاسخ: بله. اگر از SMLS >12' برای جوشکاری خودکار استفاده میکنید، باید تلورانسهای سختتر از API ضخامت دیوار (مثلاً 8±٪) را در سفارش خرید اجباری کنید، در غیر این صورت صرفهجویی در هزینه SMLS به دلیل ماشینکاری صحرایی از بین میرود.
2. حالت های شکست LSAW: اوج گرفتن و HAZ
LSAW از صفحه (از طریق فرآیندهای JCOE یا UOE) ساخته شده است. ضخامت دیواره کاملاً یکنواخت است زیرا صفحه نورد یکنواخت است. با این حال، فرآیند شکل دهی باعث ایجاد نقص های هندسی در درز می شود.
چرا 'اوج' یک نقص مهم برای LSAW است؟
'پیک شدن' در جایی اتفاق میافتد که درز جوش کمی بالاتر میایستد یا به سمت بیرون میرود و از دایره کامل منحرف میشود. این دو شکست فیلد خاص ایجاد می کند:
نقاط کور AUT: در صورت استفاده از تست خودکار اولتراسونیک (AUT) برای جوش های دور، اوج گرفتن بیش از حد، کاوشگر AUT را از سطح خارج می کند و یک 'منطقه مرده' ایجاد می کند که در آن نقص قابل مشاهده نیست.
تعطیلات پوشش: آستینهای پوشش مفاصل مزرعه (FJC) اغلب در اوج شکستگی به دلیل نازک شدن روکش روی برجستگی تیز است.
API 5L معمولاً حداکثر تا 1.6 میلی متر را امکان پذیر می کند. برای خطوط مهم خدمات دریایی یا ترش، باید این را تا حداکثر 1.0 میلی متر کاهش دهید..
چه چیزی LSAW HAZ را به 'سخت ترین اینچ' تبدیل می کند؟
در گاز پرفشار، منطقه متاثر از حرارت (HAZ) درز طولی LSAW محل اولیه برای شروع شکستگی شکننده است. حتی اگر فلز پایه X70 باشد، یک روش جوشکاری ضعیف در آسیاب می تواند HAZ را شکننده یا بیش از حد سخت کند (بیش از 250 HV10). به همین دلیل است که PSL2 اجباری است . برای اطمینان از باز نشدن زیپ درز در طول یک رویداد فشرده سازی، تست پارگی وزنی (DWTT) را اعمال می کند.
روشنگر فنی: آیا ERW در اینجا جایگزینی برای LSAW است؟
پاسخ: به طور کلی خیر. برای انتقال گاز با فشار بالا (بیش از 100 بار)، ERW (جوش داده شده با مقاومت الکتریکی) اغلب به دلیل 'جوش های سرد' و خوردگی انتخابی درز به عنوان خطر بالاتر در نظر گرفته می شود، اگرچه HFI مدرن (القایی فرکانس بالا) این شکاف را برای قطرهای کوچکتر از بین می برد.
سوالات میدانی رایج درباره لوله های بدون درز در مقابل LSAW: انتخاب نهایی برای انتقال گاز طبیعی با فشار بالا
چرا در SMLS عیوب روت پاس را می بینیم اما LSAW را نمی بینیم؟
این تقریباً یک مسئله هندسه است، نه یک مسئله مهارت جوشکار. عدم هم ترازی SMLS ID جوشکار را مجبور می کند تا یک شکاف (بالا-کم) را که در اطراف محیط متفاوت است، پر کند. LSAW، که از صفحه ساخته شده است، دارای ضخامت دیواره ثابتی است که منجر به تراز تقریباً کامل ID و عبور ریشه پایدار می شود.
آیا می توان از LSAW با خیال راحت در خدمات ترش (H2S) استفاده کرد؟
بله، اما با کنترل های دقیق. در حالی که SMLS هیچ درز جوش ندارد (از بین بردن خوردگی جوش ترجیحی)، اگر ضمیمه H API 5L را مشخص کنید LSAW قابل قبول است. باید اطمینان حاصل کنید که صفحه 'مقاوم در برابر HIC' (ترک ناشی از هیدروژن) است و آسیاب از درمان کلسیم برای کنترل شکل داخل استفاده می کند. خطر در LSAW جداسازی خط مرکزی در دال است که به درز جوش ختم می شود.
آیا SMLS همیشه قوی تر از LSAW است؟
شماره 'استحکام' (تسلیم/کشش) با درجه فولاد (مثلاً X65) تعریف می شود، نه روش ساخت. یک لوله X65 LSAW دارای همان قدرت تسلیم لوله X65 SMLS است. تفاوت همگنی است . SMLS همگن است. LSAW دارای یک ناپیوستگی متالورژیکی (جوش) است که باید مدیریت شود.
محدودیت های منفی: چه زمانی باید متوقف شود و دوباره ارزیابی شود
SMLS را برای خطوط لوله با قطر بزرگ (> 24') در مسافت های طولانی مشخص نکنید مگر اینکه کاملاً ضروری باشد. حق بیمه هزینه و مسائل مربوط به تنظیم بودجه شما را از بین می برد.
. اگر از AUT برای بازرسی میدانی استفاده میکنید، تلورانسهای استاندارد API 5L 'Peaking' (1.6mm) برای LSAW را نپذیرید مشخص کنید . حداکثر قله 1.0 میلی متری را برای جلوگیری از بلند شدن پروب
نکنید . شما برای هیچ خط انتقال گازی که بیش از 30% SMYS کار می کند از لوله PSL1 استفاده دارید . صفر با PSL1 تضمینی برای چقرمگی شکست (Charpy/DWTT)
راه حل های مهندسی برای لوله های بدون درز در مقابل LSAW: انتخاب نهایی برای انتقال گاز طبیعی با فشار بالا
تهیه لوله مناسب مستلزم متعادل کردن هزینه مواد در برابر هزینه ساخت و خطر خرابی است. برای گاز فشار بالا، انتخاب معمولاً در علامت قطر 20 اینچ تقسیم می شود. زیر 16-20 اینچ، SMLS امنیت مهاری را ارائه می دهد. بالای 20 اینچ، LSAW هندسه و کارایی هزینه را ارائه می دهد.
مشخصات محصول پیشنهادی:
برای قطر کوچک / رایزر / هوای ابزار: انتخاب کنید لوله بدون درز (API 5L PSL2). اگر جوشکاری خودکار در نظر گرفته شده است، اطمینان حاصل کنید که تلورانس های ضخامت دیوار را مشخص کرده اید.
برای انتقال / خطوط لوله با قطر بزرگ: انتخاب کنید لوله خط LSAW (JCOE/UOE). از NDT دقیق جوش درز اطمینان حاصل کنید و مقاومت HIC را برای محیط های ترش مشخص کنید.
برای برنامه های Downhole: اگر پروژه به استخراج گسترش می یابد، از درجه بالا استفاده کنید پوشش و لوله سازگار با API 5CT.
سوالات متداول (سؤالات متداول)
قطع قطر برای انتخاب SMLS در مقابل LSAW چقدر است؟
'نقطه شکست' اقتصادی و تولیدی معمولاً 20 تا 24 اینچ است . زیر 16 اینچ، SMLS فراوان و قیمت رقابتی دارد. بالاتر از 24 اینچ، SMLS به طور تصاعدی گران می شود و منبع آن سخت می شود و LSAW را به گزینه استاندارد برای خطوط انتقال تبدیل می کند.
چرا DWTT برای LSAW گاز فشار بالا اجباری است؟
آزمایش قطرهای وزن (DWTT) توانایی فولاد را در مهار ترک در حال انتشار اندازهگیری میکند. در خطوط لوله گاز پرفشار، اگر مواد شکننده باشد، پارگی می تواند تا کیلومترها لوله را باز کند. DWTT تضمین می کند که ریزساختار به اندازه کافی انعطاف پذیر است تا شکستگی را متوقف کند، الزامی که به شدت در API 5L PSL2 اعمال می شود.
آیا SMLS نیاز به سوراخ کردن میدان دارد؟
اغلب، بله. اگر تغییر ضخامت دیوار (خروج از مرکز) ناهماهنگی زیاد و کم بیش از 1.6 میلی متر (یا سخت تر برای جوشکاری خودکار) ایجاد کند، انتهای لوله باید در داخل زمین ماشین کاری شود (مقابله) تا از تطابق کامل با جوش پاس ریشه اطمینان حاصل شود.
کدام نوع لوله برای کاربردهای دریایی در آب های عمیق بهتر است؟
برای افزایشدهندههای آبهای عمیق و خطوط جریانی که مقاومت در برابر فروپاشی حیاتی است، معمولاً بدون درز (SMLS) به دلیل استحکام حلقه بالا و عدم وجود درز ترجیح داده میشود. با این حال، LSAW به دلیل حجم زیاد و قطر مورد نیاز به طور گسترده برای خطوط صادراتی بستر دریا استفاده می شود.
