انتخاب بین لوله های بدون درز و لوله های جوش داده شده یکی از رایج ترین تصمیمات خرید در مهندسی خط لوله است - و یکی از رایج ترین تصمیمات بر اساس معیارهای ناقص است. 'بی درز قوی تر است' و 'جوش داده شده ارزانتر است' هر دو تا حدی درست هستند اما هیچ کدام مبنای کافی برای مشخصات نیستند. پاسخ درست به قطر لوله، ضخامت دیوار، فشار عملیاتی، محیط سرویس، روش نصب و کد طراحی قابل اجرا بستگی دارد - و در بسیاری از موارد، تصمیم در واقع به جای هزینه، بر اساس محدوده اندازه یا کد خط لوله است.
ZC Steel Pipe هر چهار نوع لوله خطی - بدون درز، ERW، LSAW و SSAW - تا API 5L را در درجههای درجه B تا X80، PSL1 و PSL2 تولید میکند. این راهنما چارچوب کامل انتخاب را طی می کند تا بتوانید از همان ابتدا نوع مناسب پروژه خود را مشخص کنید.
مطالب
انواع لوله های چهار خطی تولید
مقایسه سر به سر
چارچوب تصمیم گیری انتخاب
مقایسه هزینه
الزامات فراساحل و زیر دریا
ملاحظات خدمات ترش
ماتریس انتخاب برنامه
سوالات متداول
1. انواع لوله های چهار خطی تولید
بدون درز (SMLS)
فرآیند:
سوراخ کردن دوار داغ + نورد - بدون جوش
محدوده OD:
21.3 میلی متر - 508 میلی متر (¾' - 20')
ضخامت دیوار:
حداکثر 50 میلی متر
نمرات:
درجه B تا X80
تحمل دیوار:
-12.5٪ روی اسمی
شاخص هزینه:
بالاترین
بهترین برای: HPHT، OD کوچک، قرقره، ترش
ERW (جوش داده شده با مقاومت الکتریکی)
فرآیند:
رول سیم پیچ، جوش الکتریکی HF - بدون پرکننده
در عمل، انتخاب بین بدون درز و جوش داده شده اغلب توسط قطر و ضخامت دیواره قبل از هر ملاحظه دیگری محدود می شود. این نقاط تصمیم را به ترتیب زیر کار کنید:
مرحله 1 - OD مورد نیاز چیست؟
زیر 168 میلی متر (6'):
فقط بدون درز - لوله جوش داده شده از نظر اقتصادی در OD کوچک تولید نمی شود.
168-406 میلی متر (6'–16'): ERW یا بدون درز - قطر در هر دو محدوده است؛ به معیارهای بعدی بروید.
406–610 میلی متر (16'–24'): ERW بدون معیار حرکت به بعد، بدون حرکت به LS.
610 میلی متر (24'):
فقط LSAW یا SSAW — بدون درز و ERW در این قطرها موجود نیست.
مرحله 2 - ضخامت دیوار مورد نیاز چقدر است؟
بیش از 25 میلی متر:
بدون درز یا فقط LSAW - ERW و SSAW حداکثر به حدود 25 میلی متر محدود می شوند.
زیر 25 میلی متر: هر چهار نوع به طور بالقوه در دسترس هستند - به معیارهای بعدی بروید.
مرحله 3 - محیط سرویس چیست؟
سرویس ترش (H2S موجود):
بدون درز ترجیح داده می شود . ERW/LSAW با ضمیمه H + درز جوش HIC امکان پذیر است. SSAW به طور کلی استفاده نمی شود.
فراساحل / زیر دریا:
LSAW یا بدون درز ؛ ERW به صلاحیت درز جوش اضافی برای DNV-ST-F101 نیاز دارد. SSAW به طور کلی مستثنی شده است.
HPHT:
بدون درز برای بالاترین یکپارچگی تحت بارهای ترکیبی ترجیح داده می شود.
سرویس شیرینی استاندارد خشکی: هر نوع مطابق با الزامات OD/دیوار قابل قبول است.
مرحله 4 - روش نصب چیست؟
قرقره گذاری (در آب عمیق):
فقط بدون درز - خستگی درز جوش LSAW تحت خمش چرخه ای مانعی است که اکثر پروژه ها از آن اجتناب می کنند.
S-lay یا J-lay: LSAW استاندارد است. بدون درز برای خطوط جریان OD کوچک.
دفن زمینی معمولی یا بالای زمین: همه انواع قابل قبول در صورت رعایت مرحله 1-3.
مرحله 5 - بهینه سازی هزینه چه چیزی را پیشنهاد می کند؟
اگر مراحل 1-4 اجازه انتخاب را می دهد: ERW برای OD متوسط در خشکی ارزان ترین است. SSAW برای OD بزرگ در خشکی ارزان ترین است. LSAW بهترین تعادل را برای OD بزرگ در فراساحل فراهم می کند. بدون درز گرانترین است اما برای OD کوچک، دیواره ضخیم یا حلقهگذاری غیرقابل اجتناب است.
نکته تدارکات - رایج ترین اشتباه مشخصات تعیین بدون درز برای لوله های خط با قطر بزرگ (24'+ OD) زمانی که LSAW از نظر فنی معادل و به طور قابل توجهی ارزان تر است - یا برعکس، مشخص کردن ERW برای یک خط جمع آوری خدمات ترش برای صرفه جویی در هزینه و سپس کشف درز جوش در مرحله آزمایش اولیه و آزمایش اولیه نقشه درز باعث کاهش هزینه بیشتر می شود. OD، دیوار، و محیط خدمات پروژه در برابر چارچوب تصمیم بالا قبل از درخواست نقل قول گران است.
4. مقایسه هزینه
تفاوت هزینه بین انواع لوله نشان دهنده پیچیدگی تولید، کارایی مواد خام و توان تولید است - نه کیفیت. لوله مدرن LSAW و ERW از آسیاب های واجد شرایط کمتر از یکپارچه نیست. این به سادگی یک مسیر تولید متفاوت با محدودیت های مختلف است.
OD Range
Seamless
ERW
LSAW
SSAW
Notes
کوچک (<168 میلی متر / <6')
پایه
در دسترس نیست
در دسترس نیست
در دسترس نیست
بدون انتخاب هزینه - فقط بدون درز
متوسط (168–406 میلیمتر / 6'–16')
پایه
-20 تا -40٪
برای این محدوده معمولی نیست
در دسترس نیست
ERW انتخاب مقرون به صرفه ای است
بزرگ (406–610 میلیمتر / 16'–24')
پایه
-15 تا -25٪
-10 تا -20٪
معمولی نیست
ERW ارزان تر؛ LSAW برای دیوار سنگین
بسیار بزرگ (> 610 میلی متر / > 24')
در دسترس نیست
در دسترس نیست
پایه
-15 تا -25٪ در مقابل LSAW
SSAW برای فشار کمتر؛ LSAW برای خدمات حیاتی
بینش مهندسی - جایی که شکاف تحمل دیوار بیشترین اهمیت را دارد لوله بدون درز دارای تحمل کمتر از 12.5٪ دیوار است. لوله های مبتنی بر صفحه ERW و LSAW تحمل دیواره منفی (یا نزدیک به صفر) ندارند. برای لوله های دیوار نازک (نسبت دیوار به OD زیر 0.05)، این شکاف تحمل 12.5٪ تأثیر معنی داری بر محاسبات فشار ترکیدگی دارد - یک لوله بدون درز که با دیوار اسمی 8 میلی متر سفارش داده می شود باید به گونه ای طراحی شود که گویی 7 میلی متر است. این تا حدی مزیت هزینه بدون درز را در برنامه های کاربردی دیوار نازک جبران می کند زیرا مهندسان برای حفظ حداقل طراحی باید کمی ضخیم تر سفارش دهند. در لوله های بدون درز دیوار سنگین (بالاتر از 20 میلی متر)، درصد تاثیر تلرانس کمتر است و مسئله تحمل دیوار کمتر قابل توجه می شود.
5. الزامات فراساحلی و زیر دریا
طراحی خط لوله فراساحلی توسط DNV-ST-F101 (سیستم های خط لوله زیردریایی) یا کدهای ملی معادل آن کنترل می شود. این کدها الزاماتی را در مورد نوع لوله و شرایط درز جوش تحمیل می کنند که به طور قابل توجهی انتخاب را برای کاربردهای دریایی محدود می کند.
نوع لوله DNV-ST-F101 قابل قبول است
نوع لوله
در فراساحل پذیرفته شده است؟
الزامات اضافی در مقابل
استفاده معمولی در خشکی
بدون درز
بله - بدون محدودیت
PSL2 استاندارد + NDE ویژه پروژه
خطوط جریان زیردریایی، رایزرها، پشتیبان های کوچک OD
LSAW
بله - استاندارد برای OD بزرگ
100٪ AUT از درز جوش، RT، درز جوش CVN
خطوط تنه دریایی، لوله در لوله آبهای عمیق
ERW
مشروط - صلاحیت جوش اضافی
درز کامل جوش AUT + RT + CVN، در صورت ترش بودن، آزمایش HIC اضافی درز جوش
محدود - گاهی اوقات برای خطوط داخلی کوچک OD
SSAW
به طور کلی پذیرفته نمی شود
هندسه درز مارپیچی حالت تنش پیچیده ای را تحت خمش و فشار ترکیبی ایجاد می کند
برای خدمات دریایی یا زیر دریا استفاده نمی شود
نقطه مهندسی بحرانی - درز جوش ERW تحت بارگذاری ترکیبی لوله ERW از یک منطقه متاثر از حرارت (HAZ) بدون فلز پرکننده استفاده می کند - جوش با اتصال حالت جامد تحت فشار تشکیل می شود. در حالی که این یک اتصال صوتی به تنهایی تحت کشش و فشار داخلی ایجاد می کند، ویژگی های HAZ تحت بارگذاری ترکیبی خمش + فشار + دما (که در هنگام نصب و بهره برداری از خطوط لوله دریایی رخ می دهد) نیاز به آزمایش صلاحیت خاص فراتر از آنچه استاندارد API 5L PSL2 الزامی می کند، دارد. بسیاری از پیمانکاران EPC فراساحلی ERW را به طور کامل برای خدمات دریایی حذف میکنند تا از این بار صلاحیت اجتناب کنند، حتی زمانی که کد از نظر فنی اجازه میدهد.
6. ملاحظات خدمات ترش بر اساس نوع لوله
ترک خوردگی ناشی از هیدروژن (HIC) در سرویس ترش عمدتاً توسط شیمی فولاد هدایت می شود - به ویژه محتوای گوگرد و مورفولوژی گنجاندن. اگر فولاد به درستی مشخص نشده باشد، همه انواع لوله حساس هستند. با این حال، وجود درز جوش یک خطر اضافی را ایجاد می کند: منطقه جوش و منطقه متاثر از حرارت (HAZ) ممکن است حساسیت ریزساختاری متفاوتی نسبت به HIC نسبت به بدنه لوله داشته باشند.
نوع لوله
بدنه HIC خطر
جوش درز HIC خطر
ضمیمه H قابل اجرا است؟
ترش مورد نیاز اضافی
بدون درز
کنترل شده توسط ضمیمه H شیمی
هیچ - بدون درز جوش
بله
ضمیمه H شیمی + تست HIC بدن فقط
ERW
کنترل شده توسط ضمیمه H شیمی
بله - ساختار HAZ با بدن متفاوت است
بله
ضمیمه H شیمی + بدنه HIC + تست HIC درز جوش (NACE TM0284)
LSAW
کنترل شده توسط ضمیمه H شیمی
متوسط - پرکننده SAW فلز پایه را رقیق می کند. HAZ موجود است
بله
ضمیمه H شیمی + بدنه HIC + تست HIC درز جوش (NACE TM0284)
SSAW
کنترل شده توسط ضمیمه H شیمی
بله - درز مارپیچ سطح بیشتری را در واحد طول پوشش می دهد
از نظر فنی بله
ضمیمه H + درز جوش HIC، اما به ندرت برای ترش مشخص می شود - بدون درز یا LSAW ترجیح داده می شود
قابلیت دیوار سنگین، DNV پذیرفته شده با بازرسی جوش AUT
گاز پرفشار خشکی (تنه اصلی)
24 '–56'
LSAW یا SSAW
LSAW برای X65/X70 پرفشار؛ SSAW برای X52/X60 با ضریب طراحی کمتر
توزیع گاز خشکی (فشار متوسط)
6 '–20'
ERW
مقرون به صرفه، مناسب برای سرویس شیرین تحت ASME B31.8
خط جمع آوری گاز ترش
4 '–16'
بدون درز
بدون خطر HIC درز جوش - ساده ترین مسیر صلاحیت پیوست H
خط تنه روغن ترش (OD بزرگ)
16 '–32'
LSAW + ضمیمه H
OD بزرگ نیاز به جوش دارد. LSAW درز جوش HIC صلاحیت به خوبی تثبیت شده است
خط لوله تزریق آب خشکی
16'–48'
SSAW یا LSAW
OD بزرگ، فشار متوسط - SSAW مقرون به صرفه. LSAW برای فشار بالاتر
خط لوله داخلی HPHT
4 '–16'
بدون درز
خواص یکنواخت تحت فشار بالا ترکیبی + بارگذاری دمای بالا
خم، آرنج، اتصالات ویژه
هر
بدون درز
اتصالات همیشه بدون درز بدون توجه به نوع لوله خط اصلی ساخته می شوند
بینش مهندسی - اتصالات همیشه بدون درز هستند صرف نظر از اینکه لوله اصلی ERW، LSAW یا SSAW باشد، همه اتصالات خط لوله - خم، زانو، سه راهی، کاهنده - از لوله یا صفحه بدون درز تولید می شوند. این یک انتخاب نیست. این یک استاندارد صنعتی است. فرآیندهای شکل دهی مورد استفاده برای ساخت اتصالات (خمش القایی، شکل دهی گرم) با درز جوش طولی یا مارپیچی ناسازگار است. هنگام بودجه بندی یک پروژه خط لوله، هزینه های لوله بدون درز را برای همه اتصالات در نظر بگیرید، حتی اگر خط اصلی به عنوان ERW یا SSAW مشخص شده باشد.
8. سوالات متداول
آیا لوله بدون درز قوی تر از لوله جوشی است؟
لوله بدون درز فاقد درز جوش است و بنابراین غلظت تنش ناحیه جوش یا تغییرات ریزساختاری HAZ وجود ندارد. با این حال، لوله های جوش داده شده LSAW مدرن با بازرسی جوش 100٪ AUT، به رتبه های ترکیدگی و فروریختگی قابل مقایسه در ضخامت دیواره مشابه دست می یابد. مزیت عملی بدون درز، استحکام خام نیست، بلکه عدم وجود خطر خستگی درز جوش تحت بارگذاری چرخهای است - به همین دلیل است که برای خطوط لوله قرقرهای و کاربردهایی با کرنشهای خمشی بالا مشخص میشود. برای سرویس فشار داخلی ساکن در یک خط لوله خشکی، LSAW واجد شرایط از نظر عملکردی معادل بدون درز است.
چه زمانی لوله بدون درز به جای جوش مورد نیاز است؟
بدون درز در پنج موقعیت مورد نیاز است یا به شدت ترجیح داده می شود: قطرهای زیر 168 میلی متر که لوله های جوش داده شده از نظر اقتصادی در دسترس نیستند. نصب قرقره در جایی که خستگی درز جوش تحت خمش چرخه ای یک خطر طراحی است. سرویس HPHT که در آن بارگذاری ترکیبی فشار بیشتری را بر مناطق جوش وارد می کند. خدمات ترش که در آن اجتناب از صلاحیت HIC درز جوش، تهیه را ساده می کند. و تمام اتصالات خط لوله (خم، زانو، سه راهی) بدون در نظر گرفتن نوع لوله خط اصلی.
تفاوت بین لوله های جوش داده شده ERW، LSAW و SSAW چیست؟
ERW از جریان الکتریکی با فرکانس بالا برای فیوز کردن لبه های لوله بدون فلز پرکننده استفاده می کند - سریع، مقرون به صرفه، مناسب برای OD متوسط تا حدود 610 میلی متر با ضخامت دیواره متوسط. LSAW یک صفحه نورد را در امتداد یک درز طولی مستقیم با استفاده از جوشکاری قوس زیردریایی با فلز پرکننده - با قابلیت دیواره سنگین و قطر بزرگ تا 1626 میلیمتر، که استاندارد خطوط تنه دریایی است، جوش میدهد. SSAW لوله را از سیم پیچ یا صفحه به صورت مارپیچ تشکیل می دهد و هر دو طرف را جوش می دهد - قطرهای بسیار بزرگ تا 2236 میلی متر را با هزینه کم امکان پذیر می کند که عمدتاً برای خطوط لوله بزرگ خشکی با فشار طراحی کمتر استفاده می شود. همچنین ببینید: ERW در مقابل لوله فولادی SAW →
آیا لوله خط جوش داده شده برای خطوط لوله دریایی قابل قبول است؟
لوله های جوش داده شده LSAW به طور گسترده برای خطوط تنه دریایی استفاده می شود و تحت DNV-ST-F101 به طور کامل پذیرفته شده است، مشروط به آزمایش 100٪ خودکار اولتراسونیک (AUT) و آزمایش رادیوگرافی درز جوش، به علاوه تست ضربه Charpy منطقه جوش. ERW به صورت مشروط در خارج از ساحل با شرایط درز جوش اضافی پذیرفته می شود. SSAW به طور کلی برای خدمات دریایی پذیرفته نمی شود. برای لولهکشی قرقرهشده در آبهای عمیق، بدون درز معمولاً مشخص میشود، زیرا درز جوش LSAW یک خطر خستگی تحت خمش چرخهای است که توسط نصب قرقره ایجاد میشود.
لوله خط جوشی در مقایسه با بدون درز چقدر ارزانتر است؟
ERW معمولاً 20 تا 40٪ ارزانتر از لوله بدون درز در OD، درجه و ضخامت دیواره معادل است. LSAW 10-25٪ کمتر از بدون درز برای قطرهای بزرگ کار می کند. SSAW کم هزینه ترین گزینه برای لوله های با قطر بسیار بزرگ است. شکاف برای دیوارهای سنگین (بالاتر از 25 میلی متر) و گریدهای بالا (X70/X80) که در آن تولید بدون درز نسبت به جوشکاری کارآمدتر می شود، باریک می شود. تحمل دیوار منفی صفر ERW همچنین تا حدی قیمت اسمی پایینتر آن را در مقایسه با بدون درز جبران میکند، زیرا بدون درز به یک دیوار سفارشی کمی ضخیمتر نیاز دارد تا 12.5% زیرتلرانس را به خود اختصاص دهد.
آیا می توان از لوله ERW برای سرویس ترش استفاده کرد؟
لوله ERW می تواند تحت API 5L ضمیمه H برای سرویس ترش واجد شرایط باشد، اما به آزمایش HIC بدنه و آزمایش HIC صریح درز جوش بر اساس NACE TM0284 نیاز دارد - زیرا منطقه متاثر از حرارت ERW دارای ساختار متفاوتی با بدنه لوله است و باید به طور مستقل واجد شرایط باشد. بسیاری از مهندسان خطوط بدون درز را برای جمع آوری ترش مشخص می کنند تا از این مرحله صلاحیت اضافی اجتناب کنند. اگر ERW به دلایل هزینه در سرویس ترش انتخاب شود، سفارش خرید باید صراحتاً الزامات شیمی ضمیمه H، آزمایش HIC بدنه، و آزمایش HIC درز جوش را ذکر کند - هر سه مورد نیاز هستند.
منبع خط لوله از ZC Steel Pipe
ZC Steel Pipe هر چهار نوع لوله خطی - بدون درز، ERW، LSAW و SSAW - تا API 5L را در درجه های درجه B تا X80، PSL1 و PSL2 از جمله صلاحیت خدمات ترش ضمیمه H تولید می کند. خواه پروژه شما به خطوط جریان بدون درز OD کوچک برای یک لوله کشی در آبهای عمیق یا LSAW با قطر بزرگ برای یک خط تنه دریایی نیاز داشته باشد، ما اسناد کامل MTC، پشتیبانی بازرسی شخص ثالث و مشاوره فنی در مورد نوع لوله و انتخاب درجه را ارائه می دهیم. پروژه های تکمیل شده در آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی.
