لوله های فولادی جوش داده شده اکثر زیرساخت های خط لوله جهان را تشکیل می دهند - از شبکه های توزیع گاز با قطر کوچک تا کریدورهای انتقال بین کشوری 48 اینچی. سه فرآیند تولید مجزا، سه نوع لوله مجزا را تولید میکنند که هر کدام محدوده قطر، قابلیت فشار، مشخصات هزینه و کاربرد مناسب خود را دارند: ERW (جوش داده شده با مقاومت الکتریکی)، LSAW (جوش داده شده با قوس زیردریایی طولی)، و SSAW (جوش داده شده با قوس زیردریایی مارپیچی). انتخاب نوع نامناسب برای یک پروژه فقط بر هزینه تأثیر نمی گذارد - می تواند بر انطباق کد، الزامات بازرسی و یکپارچگی طولانی مدت تأثیر بگذارد.
ZC Steel Pipe هر سه نوع لوله خط جوش داده شده را به API 5L PSL1 و PSL2 در گریدهای X52 تا X80 با گزینه های پوشش FBE، 3LPE و 3LPP تولید و صادر می کند. ما پروژه های خط لوله را در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی تامین می کنیم. این راهنما توضیح میدهد که هر نوع چگونه ساخته میشود، برای چه چیزی مناسب است و چگونه میتوان بین آنها برای پروژه خود انتخاب کرد.
مطالب
سه نوع لوله فولادی جوش داده شده
لوله ERW - فرآیند، مشخصات و کاربردها
لوله LSAW - فرآیند، مشخصات و کاربردها
لوله SSAW - فرآیند، مشخصات و کاربردها
ERW در مقابل LSAW در مقابل SSAW - مقایسه کامل
لوله جوش داده شده در مقابل لوله بدون درز
نمرات API 5L برای لوله های خط جوش داده شده
گزینه های پوشش برای لوله های خط جوش داده شده
نحوه انتخاب: انتخاب بر اساس برنامه
سوالات متداول
1. سه نوع لوله فولادی جوش داده شده
تمام لوله های فولادی جوش داده شده از فولاد مسطح شروع می شود - اعم از سیم پیچ / نوار یا صفحه سنگین - که به شکل یک استوانه در آمده و در امتداد درز جوش داده می شود. سه فرآیند تولید در نحوه تشکیل فولاد، نحوه جهت گیری درز جوش، و قطر و محدوده ضخامت دیواره آنها متفاوت است.
ERW - مقاومت الکتریکی جوش داده شده
مواد اولیه:
کویل / نوار نورد گرم
جهت درز:
طولی (مستقیم)
روش جوش:
مقاومت الکتریکی با فرکانس بالا
محدوده OD:
½' - 24' (21-610 میلی متر)
ضخامت دیوار:
تا 16 میلی متر
درجات API 5L:
X42 – X70
LSAW - جوش داده شده با قوس زیردریایی طولی
مواد اولیه:
صفحه سنگین
جهت درز:
طولی (مستقیم)
روش جوش:
جوشکاری زیرپوستی (SAW) - داخل + خارج
محدوده OD:
16 '-56' (406-1422 میلی متر)
ضخامت دیوار:
6 تا 40 میلی متر
درجات API 5L:
X52 – X80
SSAW - جوش داده شده با قوس زیردریایی مارپیچی
مواد اولیه:
کویل / نوار نورد گرم
جهت درز:
حلزونی (مارپیچ)
روش جوش:
جوشکاری زیرپوستی (SAW) - داخل + خارج
محدوده OD:
16' - 100'+ (406-2540 میلی متر)
ضخامت دیوار:
6 تا 25 میلی متر
درجات API 5L:
X42 – X70
2. ERW Pipe - فرآیند، مشخصات و کاربردها
2.1 فرآیند تولید
لوله ERW در آسیاب شکل دهی پیوسته تولید می شود. فولاد نوار نورد گرم بدون سیم پیچ می شود و به تدریج از طریق یک سری پایه های رول به صورت مقطع دایره ای شکل می گیرد. دو لبه نوار با استفاده از مقاومت الکتریکی با فرکانس بالا به هم نزدیک شده و جوش داده می شود - از فلز پرکننده استفاده نمی شود. جریان الکتریکی گرمای موضعی شدیدی را در رابط درز ایجاد میکند و لبهها تحت فشار مکانیکی به هم میپیوندند تا جوش را تشکیل دهند.
سپس ناحیه جوش تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد (طبیعی شده یا عملیات حرارتی تمام بدن برای درجه های بالاتر) تا چقرمگی در ناحیه متاثر از گرما بازیابی شود. برای PSL2 و گریدهای بالاتر، قبل از خروج لوله از آسیاب، ناحیه درز جوش 100٪ با آزمایش اولتراسونیک بازرسی می شود.
2.2 مشخصات کلیدی
پارامتر
ERW Pipe
محدوده OD
½' - 24' (21.3 - 610 میلی متر)
ضخامت دیوار
به طور معمول 2.8 - 16 میلی متر
درجه های API 5L
X42، X46، X52، X56، X60، X65، X70
سطوح PSL
PSL1 و PSL2
نوع درز
طولی - درز مستقیم
طول لوله استاندارد
6 متر (R1)، 11-12 متر (R2/R3)
جوش NDE (PSL2)
100٪ UT از درز جوش اجباری است
استاندارد قابل اجرا
API 5L / ISO 3183
2.3 برنامه های کاربردی
خطوط جمع آوری نفت و گاز (2'–12' رایج ترین)
خطوط اصلی و جانبی توزیع گاز
خطوط لوله تامین آب و آبیاری
پوشش و لوله ERW برای چاه های نفت (API 5CT)
لوله های ساختاری و مکانیکی
خطوط انتقال کوتاه مدت با فشار متوسط
نکته تدارکات - عملیات حرارتی درز جوش ERW برای درجه های بالا برای X60 و بالاتر اختیاری نیست ، API 5L به عملیات حرارتی ناحیه درز جوش ERW برای بازیابی چقرمگی پس از جوشکاری نیاز دارد. این یک فرآیند آسیاب است - نمی توان آن را به روز کرد. هنگام تامین منبع لوله ERW در X60 یا X65، همیشه در MTC تأیید کنید که نرمال سازی درز یا عملیات حرارتی تمام بدن انجام شده است. جوش HAZ تصفیه نشده در لوله ERW درجه بالا می تواند به طور قابل توجهی سخت تر و سخت تر از بدنه لوله باشد و یک منطقه شکست ترجیحی در سرویس ایجاد کند. ببینید:
تجزیه و تحلیل حالت شکست: خوردگی ترجیحی جوش و ترک های زیپ ERW →
3. لوله LSAW - فرآیند، مشخصات و کاربردها
3.1 فرآیند تولید
لوله LSAW از ورق فولادی سنگین - نه سیم پیچ - با استفاده از یکی از دو فرآیند شکلدهی تولید میشود: UOE (U-ing، O-ing، Expansion) یا JCOE (J-ing، C-ing، O-ing، Expansion). در هر دو فرآیند، یک صفحه منفرد به تدریج به شکل لوله در می آید و در امتداد درز طولی با استفاده از جوش قوس زیردریایی (SAW) - ابتدا در داخل، سپس در خارج، جوش داده می شود. سپس لوله به صورت مکانیکی منبسط می شود تا به تلورانس های ابعادی دقیق دست یابد.
استفاده از صفحه سنگین به عنوان ماده اولیه به LSAW اجازه می دهد تا ضخامت دیواره های بسیار بیشتری نسبت به ERW یا SSAW بدست آورد. فرآیند SAW دو گذر (داخل + بیرون) جوشی با نفوذ کامل و با کیفیت بالا تولید می کند که 100٪ توسط UT و رادیوگرافی بازرسی می شود.
3.2 مشخصات کلیدی
پارامتر
LSAW Pipe
محدوده OD
16 '- 56' (406 - 1422 میلی متر)
ضخامت دیوار
6-40 میلی متر
درجه های API 5L
X52، X56، X60، X65، X70، X80
سطوح PSL
PSL1 و PSL2
نوع درز
طولی - درز مستقیم
فرآیند شکل گیری
UOE یا JCOE
جوش NDE
100% UT + رادیوگرافی درز جوش
استاندارد قابل اجرا
API 5L / ISO 3183
3.3 برنامه های کاربردی
خطوط لوله انتقال گاز خشکی با فشار بالا
خطوط انتقال نفت خام و فرآورده (قطر بزرگ)
خطوط جریان دریایی و خطوط لوله صادرات
خطوط لوله زیر دریا (با پوشش مناسب)
خطوط لوله دوربرد درجه بازده بالا (X70، X80).
خطوط لوله خدمات ترش (PSL2 + ضمیمه H)
بینش مهندسی - UOE در مقابل JCOE برای LSAW Pipe UOE و JCOE لولههای معادل عملکردی تولید میکنند اما در تجهیزات سرمایه و ترتیب شکلگیری متفاوت هستند. UOE یک فرآیند سریعتر و با حجم بالاتر است و توسط بزرگترین کارخانه های LSAW در سطح جهان استفاده می شود. JCOE انعطافپذیرتر است - میتواند طیف وسیعتری از قطرها و ضخامت دیوارهها را روی همان تجهیزات تولید کند، که آن را برای سفارشهای تخصصی از جمله دیوارهای بسیار سنگین یا قطرهای غیر استاندارد، به فرآیند ترجیحی تبدیل میکند. برای اکثر مشخصات پروژه، UOE و JCOE قابل تعویض هستند و هر دو تحت API 5L پذیرفته می شوند. اگر مشخصات پروژه شما بین آنها تمایز قائل است، قبل از سفارش، قابلیت آسیاب را بررسی کنید.
لوله SSAW با تشکیل مارپیچی فولاد نوار گرم نورد شده در یک زاویه مارپیچ کنترل شده و جوشکاری درز مارپیچ حاصل با استفاده از جوشکاری قوس زیردریایی - دوباره، در داخل و خارج از گذرها تولید می شود. از آنجایی که قطر لوله به جای عرض نوار با زاویه مارپیچ تعیین می شود، یک عرض نوار می تواند طیفی از قطر لوله را با تنظیم زاویه شکل دهی ایجاد کند. این انعطاف پذیری SSAW را به مقرون به صرفه ترین مسیر برای رسیدن به قطرهای بسیار بزرگ تبدیل می کند.
درز مارپیچی طولانی تر از یک درز طولی برای همان طول لوله است، که به معنای طول جوش بیشتر در هر لوله است - و NDE بیشتری برای هر لوله در سفارشات PSL2 مورد نیاز است. هندسه مارپیچ همچنین به این معنی است که تنش حلقه در دیواره لوله عمود بر درز جوش نیست، که بر رفتار خستگی در مقایسه با لوله درز طولی تأثیر می گذارد.
4.2 مشخصات کلیدی
پارامتر
SSAW Pipe
محدوده OD
16' – 100'+ (406 - 2540 میلی متر)
ضخامت دیوار
6 - 25 میلی متر
درجه های API 5L
X42، X46، X52، X56، X60، X65، X70
سطوح PSL
PSL1 و PSL2
نوع درز
حلزونی (مارپیچ)
جوش NDE (PSL2)
100% UT + رادیوگرافی درز مارپیچ
استاندارد قابل اجرا
API 5L / ISO 3183
4.3 برنامه های کاربردی
شبکه انتقال آب (قطر بزرگ)
توزیع گاز با فشار کم تا متوسط
خطوط لوله نفت خشکی با قطر بزرگ
خطوط لوله دوغاب
زیرساخت و شمع بندی (کاربرد سازه ای)
سیستم های آبیاری و زهکشی
نقطه مهندسی بحرانی - محدودیتهای SSAW برای گاز پرفشار برخی از کدهای طراحی خط لوله و مشخصات پروژه IOC، لوله SSAW را برای انتقال گاز با فشار بالا محدود یا ممنوع میکنند - بهویژه بالای آستانههای خاص MAOP یا برای کاربردهای حیاتی خستگی مانند بالابرهای دریایی و خطوط لوله زیر دریا. هندسه درز مارپیچی به این معنی است که تنش عمود بر جوش در اطراف محیط لوله متفاوت است، که بر محاسبات عمر خستگی متفاوت از لوله درز طولی تأثیر می گذارد. همیشه کد خط لوله قابل اجرا خود (ASME B31.8، DNV-ST-F101، یا مشخصات شرکت) را از نظر محدودیت های SSAW قبل از تعیین آن برای سرویس گاز فشار بالا بررسی کنید. ببینید:
LSAW در مقابل SSAW: استرس حلقه و انتقال فشار بالا →
5. ERW در مقابل LSAW در مقابل SSAW - مقایسه کامل
املاک
ERW
LSAW
SSAW
محدوده OD
½ ' - 24'
16 ' - 56'
16 ' - 100' +
حداکثر ضخامت دیواره
~ 16 میلی متر
تا 40 میلی متر
~ 25 میلی متر
جهت درز
طولی
طولی
حلزونی / مارپیچی
مواد اولیه
کلاف نورد گرم
بشقاب سنگین
کلاف نورد گرم
حداکثر درجه API 5L
X70
X80
X70
دقت ابعادی
عالی
عالی (پس از گسترش)
خوب - بیضی کمی ممکن است
انتقال گاز با فشار بالا
بله - OD کوچک/متوسط
بله - برای OD بزرگ ترجیح داده می شود
در برخی مشخصات محدود شده است
مناسب بودن فراساحل / زیر دریا
محدود - فقط OD کوچک
انتخاب استاندارد
به طور کلی استفاده نمی شود
سرویس ترش (PSL2 + ضمیمه H)
بله
بله
بله - مشخصات پروژه را تأیید کنید
انتقال آب
قطر کوچک
قطر متوسط-بزرگ
قطر بسیار بزرگ - ترجیح داده می شود
هزینه نسبی (همان OD/WT)
پایین ترین
بالاتر - حق بیمه بشقاب سنگین
متوسط
انعطاف پذیری زمان سرب
کوتاه — در دسترس بودن ذخایر کویل
طولانی تر - منبع بشقاب
متوسط
6. لوله جوش داده شده در مقابل لوله بدون درز
انتخاب بین جوش و بدون درز یکی از رایج ترین سوالات در تهیه لوله های خطی است. برای اکثر کاربردهای خط لوله بالاتر از OD 4 '، لوله جوش داده شده پیش فرض است - نه به این دلیل که بدون درز در دسترس نیست، بلکه به این دلیل که لوله جوش داده شده اقتصادی تر است، در قطرهای بزرگ در دسترس است و کاملاً با کد مطابقت دارد.
هر سه نوع لوله جوش داده شده بر اساس API 5L / ISO 3183 در درجه های مختلف تولید می شوند. انتخاب درجه توسط فشار عملیاتی مورد نیاز، اقتصاد ضخامت دیوار و محیط سرویس انجام می شود - نه بر اساس نوع لوله. جدول زیر نشان می دهد که کدام نمرات در هر فرم جوش داده شده موجود است.
بیشتر لوله های خط جوش داده شده برای خدمات مدفون یا زیر دریا برای جلوگیری از خوردگی پوشش خارجی دارند. سه سیستم پوشش اصلی FBE، 3LPE و 3LPP هستند که هر کدام برای محدودههای دمایی مختلف و محیطهای خدماتی مناسب هستند.
FBE - اپوکسی پیوندی فیوژن
ضخامت:
400-600 میکرومتر (تک لایه)
حداکثر دمای سرویس:
~80 درجه سانتیگراد مداوم
حفاظت مکانیکی:
محدود - لایه نازک
بهترین برای:
لوله با دمای متوسط مدفون. پرایمر برای 3LPE/3LPP
استاندارد:
CSA Z245.20، DIN 30670
3LPE - پلی اتیلن سه لایه
ضخامت:
2.0-3.5 میلی متر (3 لایه)
حداکثر دمای سرویس:
~80 درجه سانتیگراد مداوم
حفاظت مکانیکی:
عالی
بهترین برای:
خطوط لوله مدفون خشکی - رایج ترین پوشش در سطح جهان
استاندارد:
DIN 30670، ISO 21809-1
3LPP - پلی پروپیلن سه لایه
ضخامت:
2.5-4.5 میلی متر (3 لایه)
حداکثر دمای سرویس:
~110 درجه سانتیگراد مداوم
حفاظت مکانیکی:
برتر
بهترین برای:
خطوط لوله دریایی، زیر دریا، دفن شده با دمای بالا
نکته فیلد - اجازه ندهید نوع لوله انتخاب درجه درایو باشد یک اشتباه رایج در خرید این است که ابتدا نوع لوله را انتخاب می کنیم (مثلاً 'ما LSAW می خواهیم') و سپس درجه را در اطراف آن قرار می دهیم. ترتیب صحیح برعکس است: درجه را بر اساس MAOP طراحی و محاسبه ضخامت دیوار انتخاب کنید، سپس نوع لوله را بر اساس OD خود و مشخصات پروژه قابل اجرا انتخاب کنید. LSAW و SSAW در محدوده 16 '–42' همپوشانی دارند - انتخاب مناسب به کلاس فشار، محدودیتهای مشخصات پروژه، و اینکه آیا شما برای خدمات گاز یا آب تامین میکنید، بستگی دارد. ابتدا مهندسی را درست انجام دهید، سپس مسیر تولید را انتخاب کنید.
10. سوالات متداول
انواع لوله فولادی جوشی چیست؟
سه نوع اصلی عبارتند از ERW (جوش داده شده با مقاومت الکتریکی)، LSAW (جوش داده شده با قوس زیردریایی طولی)، و SSAW (جوش داده شده با قوس زیردریایی مارپیچی). ERW قطرهای کوچک تا متوسط را تا 24' پوشش می دهد. LSAW لوله های فشار قوی با قطر بزرگ را از 16 ' تا 56\' پوشش می دهد. SSAW قطرهای بسیار بزرگ از 16' تا 100'+ را برای سرویس آب و فشار متوسط پوشش می دهد. هر سه با API 5L / ISO 3183 تولید می شوند.
تفاوت بین لوله LSAW و SSAW چیست؟
LSAW دارای یک درز طولی مستقیم است، از صفحه سنگین ساخته شده است و به ابعاد محکمتر و ضخامت دیوارههای بالاتری دست مییابد - که آن را به انتخاب ترجیحی برای انتقال گاز با فشار بالا و کاربردهای دریایی تبدیل میکند. SSAW دارای یک درز مارپیچ است، از فولاد سیم پیچ ساخته شده است و می تواند قطرهای بزرگتر را از نظر اقتصادی به دست آورد - و آن را برای انتقال آب با قطر بسیار بزرگ و توزیع گاز با فشار پایین تر انتخاب ترجیح می دهد. برخی از مشخصات پروژه SSAW را برای خدمات گاز فشار بالا محدود می کند.
آیا می توان از لوله های جوش داده شده برای انتقال گاز با فشار بالا استفاده کرد؟
بله. لوله LSAW به API 5L PSL2 نوع لوله استاندارد برای انتقال گاز خشکی با فشار بالا در سطح جهانی است. ERW PSL2 برای خطوط گاز فشار قوی با قطر کمتر استفاده می شود. SSAW در برخی از برنامههای انتقال گاز استفاده میشود، اما ممکن است توسط کدهای خط لوله یا مشخصات پروژه برای کلاسهای فشار بالاتر محدود شود - همیشه قبل از مشخص کردن SSAW برای گاز فشار بالا، مطابق با کد قابل اجرا (ASME B31.8، DNV، یا مشخصات شرکت) بررسی کنید.
تفاوت بین لوله جوشی و بدون درز چیست؟
لوله بدون درز هیچ درز جوشی ندارد و با سوراخ کردن یک شمش جامد تولید میشود که خواص یکنواخت و در دسترس بودن را در دیوارهای بسیار ضخیم ایجاد میکند. لوله جوشی (ERW، LSAW، SSAW) برای قطرهای بزرگتر و ضخامت دیواره استاندارد مقرون به صرفه تر است و انتخاب استاندارد برای اکثر برنامه های خط لوله بالاتر از OD 4' است. برای اکثر برنامه های کاربردی خط لوله API 5L، لوله PSL2 جوش شده با NDE کامل از نظر انطباق با کد و عملکرد سرویس کاملاً معادل بدون درز است.
چه پوششی روی لوله خط جوش داده شده استفاده می شود؟
سه پوشش خارجی اصلی عبارتند از FBE (اپوکسی تک لایه، تا 80 درجه سانتیگراد)، 3LPE (پلی اتیلن سه لایه، رایج ترین پوشش خط لوله مدفون در خشکی)، و 3LPP (پلی پروپیلن سه لایه، برای دمای بالاتر و خدمات دریایی تا 110 درجه سانتیگراد). انتخاب به دمای عملیاتی، عمق دفن، شرایط خاک و اینکه خط لوله در خشکی یا زیر دریا است بستگی دارد.
چه گریدهای API 5L در لوله های جوشی موجود است؟
ERW در درجه های X42 تا X70 موجود است. LSAW در درجه های X52 تا X80 موجود است - تنها شکل جوش داده شده ای که X80 را تولید می کند. SSAW در کلاس های X42 تا X70 موجود است. هر سه به PSL1 یا PSL2 تولید می شوند، با PSL2 برای انتقال گاز، خدمات ترش و بیشتر مشخصات پروژه IOC مورد نیاز است.
منبع لوله های فولادی جوش داده شده از ZC Steel Pipe
ZC Steel Pipe لوله های خط ERW، LSAW، و SSAW را به API 5L PSL1 و PSL2 در گریدهای X52 تا X80 با گزینه های پوشش FBE، 3LPE و 3LPP تولید و صادر می کند. ما پروژه های خط لوله نفت، گاز و آب را در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی با اسناد کامل MTC و بازرسی شخص ثالث تامین می کنیم.
لوله سرویس ترش (ضمیمه H، آزمایش HIC)، LSAW با عملکرد بالا (X70، X80) و SSAW با قطر بزرگ بر اساس سفارش در دسترس است. ضخامت دیوارهای سفارشی، انتهای اریب، و کنترلهای شیمی خاص پروژه در دسترس است.
