Трубы ВПВ — что это такое, типы, характеристики и применение

Труба ERW — труба, сваренная сопротивлением, — является наиболее широко производимой формой стальных труб в мире. Это трубы, проходящие под улицами вашего города, несущие газ и воду, сборные линии на береговых нефтяных месторождениях и обсадные колонны в тысячах скважин. Понимание того, что означает ВПВ, как они производятся, а также когда это правильный выбор, а когда нет, является фундаментальным знанием для любого, кто закупает или специфицирует стальные трубы.

ZC Steel Pipe производит трубы ERW в соответствии со стандартами API 5L (PSL1 и PSL2) и ASTM A53, поставляя линейные трубы и обсадные трубы в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке. Наши возможности ERW охватывают диаметры от 21,3 до 508 мм (от NPS ½ до NPS 20) классов от B до X80.

1. Что означает ВПВ?

«Сопротивление» в ВПВ относится к физике процесса: электрическое сопротивление на границе соединения генерирует тепло, необходимое для сварки. Поскольку присадочный металл не добавляется, зона сварного шва имеет тот же состав, что и основная сталь, а современная высокочастотная ERW (HF-ERW) обеспечивает сварной шов, который отвечает тем же давлению и механическим требованиям, что и само тело трубы.

2. Как изготавливаются трубы ВПВ

Процесс производства ВПВ следует последовательной последовательности независимо от размера трубы:

1. Подготовка стального рулона (заготовки)  . Горячекатаный или холоднокатаный рулон разматывается, выравнивается и обрезается по краям до точной ширины, необходимой для целевого внешнего диаметра.

2. Холодная формовка  . Полоса проходит через ряд формовочных валков, которые постепенно сгибают ее до круглого поперечного сечения. На этом этапе подогрев не применяется.

3. Высокочастотная сварка  . По мере приближения трубы к сварочной станции ее края соединяются под давлением. Подается высокочастотный ток (обычно 350–450 кГц), нагревающий кромки до температуры ковки за миллисекунды. Прижимные валки сжимают расплавленные края вместе, удаляя оксиды и создавая твердотельный ковочный сварной шов.

4. Удаление сварного валика  . Внутренние и внешние сварочные наплавки (высаженный материал) удаляются для восстановления гладкого профиля наружного и внутреннего диаметра.

5. Калибровка и правка  . Труба проходит через калибровочные валки для достижения окончательных допусков по диаметру и выпрямляется.

6. Термическая обработка (при необходимости)  . Для API 5L PSL2 и некоторых стандартов ASTM сварной шов или все тело трубы нормализуется для снятия остаточных напряжений и восстановления ударной вязкости в ЗТВ.

7. Неразрушающий контроль  . Ультразвуковой контроль сварного шва по всему телу (UT) является стандартом API 5L PSL2; гидростатические испытания являются стандартными для всех марок.

8. Обрезка по длине  — труба разрезается на произвольную или заданную длину, скашивается на концах трубы и маркируется в соответствии с применимым стандартом.

3. ERW и HFW — они одинаковые?

Технически HFW (высокочастотная сварка) является разновидностью ERW. В старых трубах ERW использовался низкочастотный ток (LF-ERW, 60 Гц), который приводил к нестабильному распределению тепла и проблемам с качеством сварки, в частности к чувствительности к «крючковым трещинам» в ЗТВ сварного шва в кислых условиях. В современной трубе ERW используется исключительно ток высокой частоты, и ее правильнее называть HF-ERW или просто HFW.

4. Стандарты, охватывающие трубы ВПВ

5. Спецификации и марки труб ВПВ

API 5L ERW (линейная труба)

API 5L является основным стандартом для труб ERW в нефтегазовой отрасли. Он определяет два уровня спецификации продукта:

Механические свойства класса API 5L ERW

6. ВПВ против бесшовных труб

7. ВПВ против LSAW против SSAW

Подробное сравнение всех трех типов сварных труб см. в нашем руководстве: Сварные стальные трубы — типы ERW, LSAW и SSAW, характеристики и руководство по выбору →

8. Диапазон размеров и размеры

Размеры труб ERW соответствуют стандарту ASME B36.10M для труб из углеродистой стали. Коммерчески доступные размеры составляют от NPS ½ до NPS 20, с допуском на наружный диаметр обычно ±0,75% от указанного наружного диаметра (плотнее, чем у бесшовных). Допуск на толщину стенки составляет ±10% для большинства размеров.

9. Приложения

Трубопроводы для сбора нефти и газа

Труба API 5L ERW (PSL1 и PSL2) является стандартом для наземных сборных линий, собирающих сырую нефть и газ от устьев скважин до перерабатывающих предприятий. Рабочее давление обычно умеренное (500–2000 фунтов на квадратный дюйм), что делает экономическое преимущество ERW значительным по сравнению с бесшовным в проектах большого диаметра.

Распределение природного газа

В муниципальных и промышленных газораспределительных сетях, включая подземные магистрали, питающие жилых и коммерческих потребителей, преимущественно используются трубы ASTM A53 Type E (ERW) и API 5L Grade B ERW. Постоянные наружные размеры ERW упрощают фитинговые соединения и герметизацию швов.

Передача воды

Трубы ERW (ASTM A53, класс B, часто оцинкованные) используются для водопроводов, систем противопожарной защиты (согласно NFPA 13) и ирригационной инфраструктуры. Жесткие допуски по внешнему диаметру ERW облегчают использование механических муфт и соединений с пазами на концах, обычных в системах пожаротушения.

Нефтяная трубная продукция (OCTG)

Обсадная колонна API 5CT ERW (классы K55 и J55) используется для наземных и промежуточных обсадных колонн в скважинах, где повышенная коррозионная стойкость и прочность не являются первоочередными задачами. ERW OCTG значительно дешевле, чем бесшовные марки премиум-класса, и подходит для многих программ наземных скважин.

Структурные и механические

Трубы ASTM A500 ERW и полые конструкционные профили (HSS) используются для колонн, ферм, конвейерных рам и механических компонентов в строительстве и производстве. Жесткие допуски и гладкая поверхность ERW являются преимуществами при изготовлении и нанесении покрытий.

10. Часто задаваемые вопросы