Жіксіз және дәнекерленген құбыр: дұрыс типті қалай таңдауға болады
Жіксіз және дәнекерленген құбырлар арасындағы таңдау құбырларды жобалаудағы ең көп таралған сатып алу шешімдерінің бірі болып табылады және толық емес критерийлер бойынша жиі қабылданатын шешімдердің бірі. 'Жіксіз мықтырақ' және 'дәнекерленген арзанырақ' екеуі де ішінара дұрыс, бірақ екеуі де спецификация үшін жеткілікті негіз емес. Дұрыс жауап құбырдың диаметріне, қабырғасының қалыңдығына, жұмыс қысымына, қызмет көрсету ортасына, орнату әдісіне және қолданылатын дизайн кодына байланысты - және көп жағдайда шешім шын мәнінде құнына емес, өлшем ауқымына немесе құбыр коды бойынша қабылданады.
ZC Steel Pipe барлық төрт желілік құбыр түрін шығарады - жіксіз, ERW, LSAW және SSAW - API 5L-ге дейін B сыныбынан X80, PSL1 және PSL2 сорттары бойынша. Бұл нұсқаулық толық таңдау шеңберін аралайды, осылайша жобаңыздың дұрыс түрін басынан бастап көрсете аласыз.
1. Төрт желілік құбыр өндірісінің түрлері
Үздіксіз (SMLS)
Процесс:
Ыстық айналмалы пирсинг + прокат — дәнекерлеу жоқ
OD диапазоны:
21,3 мм – 508 мм (¾' – 20')
Қабырғасының қалыңдығы:
50+ мм дейін
Бағалар:
В дәрежесінен X80 дейін
Қабырғаға төзімділік:
номиналды −12,5%
Шығын индексі:
Ең жоғары
Ең жақсысы: HPHT, шағын OD, катушкалар, қышқыл
ERW (дәнекерленген электр кедергісі)
Процесс:
орам орамы, HF электр дәнекерлеуі — толтырғыш жоқ
OD диапазоны:
168 мм – 610 мм (6' – 24')
Қабырғасының қалыңдығы:
4,8 мм – 25,4 мм
Бағалар:
В дәрежесінен X70 дейін
Қабырғаға төзімділік:
−0% (төмен төзімділік жоқ)
Шығын индексі:
Ең төменгі (20–40% төмен)
Ең қолайлысы: Құрлықтағы газды тарату, жинау
LSAW (бойлық SAW)
Процесс:
UOE/JCOE пластинасын қалыптастыру + Ішінде және сыртында SAW
OD диапазоны:
406 мм – 1,626 мм (16' – 64')
Қабырғасының қалыңдығы:
6,4 мм – 50+ мм
Бағалар:
В дәрежесінен X80 дейін
Қабырғаға төзімділік:
−0% (пластиналық басқарылатын)
Шығындар индексі:
Орташа (10–25% төмен)
Ең қолайлысы: теңіздегі магистральдық желілер, үлкен OD ауыр қабырға
SSAW (спиральді аралау)
Процесс:
орам/пластинка спираль тәріздес + екі жағын да аралады
OD диапазоны:
508 мм – 2,236 мм (20' – 88')
Қабырғасының қалыңдығы:
6,4 мм – 25,4 мм
Бағалар:
В дәрежесінен X70 дейін
Қабырғаға төзімділік:
−0% (ораммен басқарылатын)
Шығын индексі:
Үлкен диаметр үшін ең төмен.
Ең қолайлысы: Үлкен диаметрлі құрлық, су құбырлары
2. Бір-бірін салыстыру
| Criterion |
Seamless (SMLS) |
ERW |
LSAW |
SSAW |
| Дәнекерлеу тігісі |
Жоқ |
1 түзу тігіс (толтырғышсыз) |
1 түзу тігіс (SAW толтырғыш) |
1 спиральды тігіс (SAW толтырғыш) |
| Максималды OD |
~508 мм (20') |
~610 мм (24') |
~1,626 мм (64') |
~2,236 мм (88') |
| Максималды қабырға қалыңдығы |
50+ мм |
~25 мм |
50+ мм |
~25 мм |
| Қабырға қалыңдығының біркелкілігі |
±12,5% төзімділік |
Ең тығыз (ораммен басқарылатын) |
Тығыз (пластиналық басқарылатын) |
Тығыз (ораммен басқарылатын) |
| OD дөңгелектілігі/сопақтығы |
Орташа (ыстық илектелген) |
Өте жақсы |
Өте жақсы (кеңейтілген) |
Орташа |
| Шаршауға төзімділік (циклдік иілу) |
Ең жоғары - тігіс жоқ |
Жақсы - тігіс - шаршау орны |
Жақсы - тігіс - шаршау орны |
Төменгі - иілу астындағы спиральды тігіс |
| Қышқыл қызмет (H₂S) |
Ең жақсысы – тігіссіз HIC қаупі |
Мүмкін — дәнекерлеу тігісі қосымша HIC сынағы қажет |
Мүмкін — дәнекерлеу жігінің HIC біліктілігі қажет |
Қышқылға сирек тағайындалады |
| Теңіз / DNV-ST-F101 |
Толық қабылданды |
Қосымша дәнекерлеу біліктілігімен қабылданады |
Оффшорлық магистральдық желілер үшін стандарт |
Әдетте оффшорға қабылданбайды |
| Роликті орнату |
Таңдаулы |
Ұсынылмайды |
Мүмкін — жобаға қатысты біліктілік |
Қолайсыз |
| B–X52 дәрежесінің қолжетімділігі |
Жақсы |
Өте жақсы |
Жақсы |
Жақсы |
| X65–X80 қолжетімділігі |
Жақсы |
X65 иә, X80 шектеулі |
Өте жақсы |
X65 иә, X80 шектеулі |
| Салыстырмалы құны (бірдей OD/сынып/қабырға) |
Ең жоғары |
Ең төменгі (-20-дан -40%) |
Орташа (-10-25%) |
Үлкен OD үшін ең төменгі |
| Тоқтау |
Орташа – ұзақ |
Ең қысқа |
Орташа |
Орташа |
3. Таңдау шешімдерінің негізі
Іс жүзінде, жіксіз және дәнекерленген арасындағы таңдау жиі диаметрі мен қабырғасының қалыңдығымен шектеледі, кез келген басқа ойларды қолданбас бұрын. Осы шешім нүктелерін ретімен орындаңыз:
1-қадам — Қажетті ОД дегеніміз не?
168 мм (6') төмен:
тек жіксіз — дәнекерленген құбыр шағын OD кезінде үнемді өндірілмейді.
168–406 мм (6'–16'): ERW немесе жіксіз — диаметрі екі диапазонда; келесі критерийге көшіңіз.
406–610 мм (16'–24'): AW, теңізге жылжытыңыз, барлығы бар; критерийлері
610 мм (24') жоғары:
тек LSAW немесе SSAW — жіксіз және ERW бұл диаметрлерде жоқ.
2-қадам — Қажетті қабырға қалыңдығы қандай?
25 мм-ден жоғары:
тек жіксіз немесе LSAW — ERW және SSAW шамамен 25 мм максимуммен шектелген.
25 мм-ден төмен: барлық төрт түрі ықтимал қол жетімді — келесі критерийлерге өтіңіз.
3-қадам — Қызмет көрсету ортасы дегеніміз не?
Қышқыл қызмет (H₂S бар):
Үздіксіз артықшылық ; ERW/LSAW Н қосымшасымен мүмкін + дәнекерлеу жігінің HIC біліктілігі; SSAW әдетте пайдаланылмайды.
Теңіз / су асты:
LSAW немесе жіксіз ; ERW DNV-ST-F101 бойынша дәнекерлеу тігісінің қосымша біліктілігін талап етеді; SSAW әдетте алынып тасталды.
HPHT:
біркелкі таңдалады . Біріккен жүктемелер кезінде ең жоғары тұтастық үшін
Құрлықтағы стандартты тәтті қызмет: OD/қабырға талаптарына сәйкес келетін кез келген түрі қолайлы.
4-қадам — Орнату әдісі қандай?
Роликті төсеу (терең су):
Тек біркелкі емес — циклдік иілу кезіндегі LSAW дәнекерлеу жігінің шаршауы көптеген жобалардан аулақ болатын біліктілік кедергісі болып табылады.
S-lay немесе J-lay: LSAW стандартты болып табылады; шағын OD ағындары үшін біркелкі.
Кәдімгі жер көму немесе жер үсті: 1-3-қадам орындалса, барлық түрлер қолайлы.
5-қадам – Шығындарды оңтайландыру нені ұсынады?
Егер 1–4 қадамдар таңдауға мүмкіндік берсе: ERW құрлықтағы орташа OD үшін ең арзан; SSAW құрлықтағы үлкен OD үшін ең арзан; LSAW теңіздегі үлкен OD үшін ең жақсы теңгерімді қамтамасыз етеді; жіксіз - ең қымбат, бірақ шағын OD, қалың қабырға немесе катушка үшін сөзсіз.
Сатып алу туралы ескертпе — Техникалық сипаттаманың ең көп тараған қатесі LSAW техникалық тұрғыдан баламалы және айтарлықтай арзан болған кезде үлкен диаметрлі (24'+ OD) құбыр құбырын біркелкі көрсету немесе керісінше, шығындарды үнемдеу үшін қышқыл қызмет көрсетуді жинау желісі үшін ERW-ді көрсету, содан кейін дәнекерлеу тігісінің HIC сынау сатысында анықтау сіздің жобаның бастапқы уақытын үнемдейтінін және картаның бастапқы құнын үнемдейтінін анықтау. Баға ұсыныстарын сұрамас бұрын OD, қабырға және қызмет көрсету ортасы жобаның ортасын өзгерту қымбатқа түседі.
4. Шығындарды салыстыру
Құбыр түрлерінің арасындағы құн айырмашылығы сапаны емес, өндірістің күрделілігін, шикізат тиімділігін және өндіріс өнімділігін көрсетеді. Білікті диірмендердің заманауи LSAW және ERW құбырлары жіксізден кем түспейді; бұл жай ғана әртүрлі шектеулері бар басқа өндіріс жолы.
| OD ауқымы |
Жіксіз |
ERW |
LSAW |
SSAW |
ескертпесі |
| Шағын (<168 мм / <6') |
Базалық |
Жоқ |
Жоқ |
Жоқ |
Шығынды таңдау жоқ - тек біркелкі |
| Орташа (168–406 мм / 6'–16') |
Базалық |
−20 - 40% |
Бұл диапазонға тән емес |
Жоқ |
ERW - үнемді таңдау |
| Үлкен (406–610 мм / 16'–24') |
Базалық |
−15 - 25% |
−10 - 20% |
Типтік емес |
ERW арзанырақ; Ауыр қабырғаға арналған LSAW |
| Өте үлкен (>610 мм / >24') |
Жоқ |
Жоқ |
Базалық |
LSAW-ге қарсы −15-тен −25% |
Төмен қысымға арналған SSAW; Критикалық қызмет үшін LSAW |
Engineering Insight — Қабырғаға төзімділік саңылауының ең маңыздысы Жіксіз құбыр қабырғаның −12,5% төмен төзімділігін көтереді; ERW және LSAW пластина негізіндегі құбыр қабырғаға теріс төзімділікке ие емес (немесе нөлге жақын). Қабырғасы жұқа құбыр үшін (қабырға мен сыртқы қатынас арақатынасы 0,05-тен төмен) бұл 12,5% төзімділік аралығы жарылу қысымын есептеуге маңызды әсер етеді - 8 мм номиналды қабырғаға тапсырыс берілген жіксіз құбыр 7 мм болатындай жобалануы керек. Бұл жұқа қабырғалы қолданбалардағы жіксіз құнының артықшылығын ішінара өтейді, өйткені дизайн минимумын сақтау үшін инженерлер сәл қалыңырақ тапсырыс беруі керек. Ауыр қабырғалы жіксіз құбырларда (20 мм-ден жоғары) төзімділіктің пайыздық әсері азырақ және қабырғаға төзімділік мәселесі маңыздырақ болады.
5. Теңіз және су асты талаптары
Теңіз құбырының дизайны DNV-ST-F101 (суасты құбыры жүйелері) немесе оған балама ұлттық кодтармен реттеледі. Бұл кодтар теңіздегі қолданбалар үшін таңдауды айтарлықтай тарылтатын құбыр түріне және дәнекерлеу тігісінің біліктілігіне талаптар қояды.
DNV-ST-F101 Құбыр түрін қабылдау мүмкіндігі
| Құбыр түрі |
теңізде қабылданады ма? Құрлықтағы |
салыстырғанда қосымша талаптар |
типтік теңізде пайдаланумен |
| Үздіксіз |
Иә - шектеу жоқ |
Стандартты PSL2 + жобаға тән NDE |
Су асты ағындары, көтергіштер, шағын OD байлаулары |
| LSAW |
Иә — үлкен OD үшін стандартты |
Дәнекерлеу тігісінің 100% AUT, RT, дәнекерлеу тігісі CVN |
Теңіз магистральдық желілері, терең су құбыры |
| ERW |
Шартты түрде — қосымша дәнекерлеу біліктілігі |
Толық дәнекерлеу тігісі AUT + RT + CVN, қышқыл болса, қосымша дәнекерлеу тігісінің HIC сынағы |
Шектеулі — анда-санда кішігірім ішкі өріс желілері үшін |
| SSAW |
Жалпы қабылданбайды |
Спиральды тігістің геометриясы иілу және қысым біріктірілген кезде күрделі кернеу жағдайын жасайды |
Теңізде немесе су астындағы қызмет үшін пайдаланылмайды |
Критикалық инженерлік нүкте — Біріктірілген жүктеудегі ERW дәнекерлеу тігісі ERW құбыры толтырғыш металы жоқ жылу әсер ететін аймақты (HAZ) пайдаланады — дәнекерлеу тігісі қысыммен қатты күйдегі байланыстыру арқылы қалыптасады. Бұл тек қана кернеу мен ішкі қысым кезінде дыбыстық қосылыс туғызғанымен, біріктірілген иілу + қысым + температуралық жүктеме кезіндегі (теңіз құбырларын орнату және пайдалану кезінде пайда болатын) HAZ қасиеттері API 5L PSL2 стандартының мандаттарынан тыс арнайы біліктілік сынақтарын талап етеді. Көптеген оффшорлық EPC мердігерлері код техникалық рұқсат етсе де, бұл біліктілік ауыртпалығын болдырмау үшін ERW-ті толығымен оффшорлық қызметке қоспайды.
6. Құбыр түрі бойынша қышқылдық қызмет көрсетуді қарастыру
Қышқыл қызметтегі сутегімен индукцияланған крекинг (HIC) ең алдымен болат химиясына, атап айтқанда күкірттің мазмұнына және инклюзия морфологиясына негізделген. Егер болат дұрыс көрсетілмесе, құбырлардың барлық түрлері сезімтал болады. Дегенмен, дәнекерленген тігістің болуы қосымша қауіп тудырады: дәнекерлеу аймағы мен жылу әсер ететін аймақтың (HAZ) құбыр корпусына қарағанда HIC микроқұрылымдық сезімталдығы әртүрлі болуы мүмкін.
| Құбыр түрі |
Корпус HIC тәуекелі |
Дәнекерленген жік HIC тәуекелі |
Қосымша H Қолданылады ма? |
Қосымша қышқылға қойылатын талаптар |
| Үздіксіз |
Химия Н қосымшасы бойынша бақыланады |
Ешбір — дәнекерлеу тігісі жоқ |
Иә |
Н қосымшасы химия + дененің HIC сынағы ғана |
| ERW |
Химия Н қосымшасы бойынша бақыланады |
Иә — HAZ микроқұрылымы денеден ерекшеленеді |
Иә |
Қосымша H химия + корпус HIC + дәнекерлеу тігісі HIC сынағы (NACE TM0284) |
| LSAW |
Химия Н қосымшасы бойынша бақыланады |
Орташа — SAW толтырғышы негізгі металды сұйылтады; HAZ бар |
Иә |
Қосымша H химия + корпус HIC + дәнекерлеу тігісі HIC сынағы (NACE TM0284) |
| SSAW |
Химия Н қосымшасы бойынша бақыланады |
Иә — спираль тігісі ұзындық бірлігіне көбірек бетті қамтиды |
Техникалық тұрғыдан иә |
Қосымша H + дәнекерлеу тігісі HIC, бірақ сирек қышқыл — жіксіз немесе LSAW үшін көрсетілген. |
Толық қышқыл қызмет көрсету талаптарын қараңыз: API 5L PSL2 шегінен тыс: шикі газға арналған металлургия Н міндетті қосымшасы →
7. Қолданбаны таңдау матрицасы
| Қолдану |
Типтік OD |
Ұсынылатын түрі |
Неліктен |
| Су асты ағыны (терең су, катушка) |
4'–12' |
Үздіксіз |
Тігіс жоқ — циклдік катушка иілу кезінде шаршамайды |
| Теңіз магистральдық желі (S-lay / J-lay) |
16'–36' |
LSAW |
Ауыр қабырғаға қабілеттілік, AUT дәнекерлеу тексеруімен DNV-қабылданған |
| Құрлықтағы жоғары қысымды газ (негізгі магистраль) |
24'–56' |
LSAW немесе SSAW |
X65/X70 жоғары қысымға арналған LSAW; Төменгі дизайн коэффициентінде X52/X60 үшін SSAW |
| Құрлықтағы газ тарату (орташа қысым) |
6'–20' |
ERW |
ASME B31.8 бойынша үнемді, тәтті қызмет көрсетуге барабар |
| Шикі газды жинау желісі |
4'–16' |
Үздіксіз |
Дәнекерленген жік жоқ HIC тәуекелі — H қосымшасының ең қарапайым біліктілік жолы |
| Қышқыл май магистральдық желісі (үлкен ОД) |
16'–32' |
LSAW + H қосымшасы |
Үлкен OD дәнекерлеуді қажет етеді; LSAW дәнекерлеу тігісінің HIC біліктілігі жақсы бекітілген |
| Құрлықтағы су айдау құбыры |
16'–48' |
SSAW немесе LSAW |
Үлкен ОД, орташа қысым — SSAW үнемді; Жоғары қысым үшін LSAW |
| HPHT егістік құбыры |
4'–16' |
Үздіксіз |
Біріктірілген жоғары қысым + жоғары температура жүктемесі кезінде біркелкі қасиеттер |
| Иілу, шынтақ, арнайы фитингтер |
Кез келген |
Үздіксіз |
Фитингтер магистральдық құбыр түріне қарамастан әрқашан жіксіз жасалған |
Engineering Insight — Фитингтер әрқашан тігіссіз Магистральдық құбырдың ERW, LSAW немесе SSAW екеніне қарамастан, барлық құбыр фитингтері - иілу, шынтақ, ілмек, редукторлар - тігіссіз құбырдан немесе пластинадан жасалған. Бұл таңдау емес; бұл салалық стандарт. Арматура жасау үшін қолданылатын қалыптау процестері (индукциялық иілу, ыстық қалыптау) бойлық немесе спиральды дәнекерлеу тігісімен үйлеспейді. Құбыр жобасын бюджеттеу кезінде магистральдық желі ERW немесе SSAW ретінде көрсетілген болса да, барлық арматура үшін жіксіз құбыр шығындарын есепке алыңыз.
8. Жиі қойылатын сұрақтар
Жіксіз құбыр дәнекерленген құбырдан күштірек пе?
Жіксіз құбырда дәнекерлеу тігісі жоқ, сондықтан дәнекерлеу аймағының кернеуінің концентрациясы немесе HAZ микроқұрылымының өзгеруі жоқ. Дегенмен, 100% AUT дәнекерлеу тексерісі бар заманауи LSAW дәнекерленген құбыр бірдей қабырға қалыңдығында салыстырмалы жарылу және құлау көрсеткіштеріне қол жеткізеді. Жіксіздің практикалық артықшылығы шикі беріктік емес, циклдік жүктеме кезінде дәнекерленген жік тігісінің шаршау қаупінің болмауы болып табылады - сондықтан ол катушка төсеу құбырлары мен иілу штаммдары жоғары қолданбаларға арналған. Құрлықтағы құбырдағы статикалық ішкі қысым қызметі үшін білікті LSAW функционалды түрде жіксізге тең.
Қай кезде дәнекерлеу орнына жіксіз құбыр қажет?
Бес жағдайда жіксіз талап етіледі немесе қатты ұнайды: диаметрі 168 мм-ден төмен, дәнекерленген құбыр экономикалық тұрғыдан қолжетімді емес; циклдік иілу кезіндегі дәнекерлеу жігінің шаршауы жобалық тәуекел болып табылатын катушка төсеу; Біріктірілген жүктеме дәнекерлеу аймақтарына қосымша күш түсіретін HPHT қызметі; қышқылдық қызмет, мұнда дәнекерленген жік тігісінің HIC біліктілігін болдырмау сатып алуды жеңілдетеді; және магистральдық құбыр түріне қарамастан барлық құбырлы арматура (иілу, шынтақ, трос).
ERW, LSAW және SSAW дәнекерленген құбырларының айырмашылығы неде?
ERW құбыр жиектерін толтырғыш металсыз балқыту үшін жоғары жиілікті электр тогын пайдаланады — жылдам, үнемді, орташа қабырға қалыңдығымен шамамен 610 мм-ге дейінгі орташа OD үшін қолайлы. LSAW прокат пластинаны түзу бойлық тігіс бойымен дәнекерлейді, бұл ауыр қабырғаға қабілетті және үлкен диаметрі 1626 мм-ге дейін, теңіз магистральдық желілері үшін стандартты толтырғыш металмен доғалық дәнекерлеуді пайдаланады. SSAW құбырды катушкадан немесе пластинадан спираль түрінде жасайды және екі жағын дәнекерлейді — төмен бағамен 2236 мм-ге дейінгі өте үлкен диаметрлерді жасауға мүмкіндік береді, негізінен төменірек жобалық қысымда құрлықтағы үлкен құбырлар үшін қолданылады. Сондай-ақ қараңыз: ERW vs SAW Steel Pipe →
Дәнекерленген желілік құбыр теңіз құбырлары үшін жарамды ма?
LSAW дәнекерленген құбыры теңіз магистральдық желілері үшін кеңінен қолданылады және 100% автоматтандырылған ультрадыбыстық сынауға (AUT) және дәнекерленген тігістің радиографиялық сынауына, сонымен қатар дәнекерлеу аймағының Charpy соққы сынауына сәйкес DNV-ST-F101 бойынша толығымен қабылданады. ERW қосымша дәнекерлеу тігісінің біліктілігімен теңізде шартты түрде қабылданады. SSAW әдетте оффшорлық қызметке қабылданбайды. LSAW дәнекерлеу тігісі катушка орнату арқылы туындайтын циклдік иілу кезінде шаршау қаупі болып табылатындықтан, терең судағы катушкалы құбырлар үшін жіксіз әдетте белгіленеді.
Дәнекерленген құбыр тігіссіз салыстырғанда қаншалықты арзан?
ERW әдетте эквивалентті OD, сорт және қабырға қалыңдығы бойынша жіксіз құбырға қарағанда 20–40% арзанырақ. LSAW үлкен диаметрлер үшін жіксіз жұмыс істейтіннен 10–25% аз жұмыс істейді. SSAW - өте үлкен диаметрлі құбырлар үшін ең арзан опция. Ауыр қабырға (25 мм-ден жоғары) және жоғары сорттар (X70/X80) үшін саңылау тарылады, мұнда біркелкі өндіру дәнекерленгенге қарағанда тиімдірек болады. ERW-тің нөлдік теріс қабырғаға төзімділігі жіксіз салыстырғанда төмен номиналды бағасын ішінара өтейді, өйткені жіксіз -12,5% төмен төзімділікті есепке алу үшін сәл қалыңырақ тапсырыс қабырғасын қажет етеді.
ERW құбырын қышқыл қызмет үшін пайдалануға бола ма?
ERW құбыры API 5L H қосымшасы бойынша қышқыл қызмет көрсетуге жарамды, бірақ NACE TM0284 стандартына сәйкес дененің HIC сынағы мен анық дәнекерленген жік тігісінің HIC сынағы қажет, өйткені ERW жылу әсер ететін аймақ құбыр корпусынан басқа микроқұрылымға ие және тәуелсіз білікті болуы керек. Көптеген инженерлер осы қосымша біліктілік қадамын болдырмау үшін қышқыл жинау желілері үшін жіксіз көрсетеді. Егер ERW қышқыл қызметтегі шығындарға байланысты таңдалса, сатып алу тапсырысында Н қосымшасының химиялық талаптары, дененің HIC сынағы және дәнекерлеу жігінің HIC сынағы анық көрсетілуі керек — үшеуі де қажет.
