Бесшовные трубы из углеродистой стали, сокращенно называемые трубами SMLS в заказах на поставку и заводских сертификатах, являются основной спецификацией для трубопроводов, работающих в условиях критического давления, высоких температур и коррозии. Бесшовные трубы не имеют сварных швов, которые могли бы выступать в качестве потенциального места концентрации напряжений или возникновения коррозии, поэтому они обеспечивают одинаковые механические свойства по всей окружности. Для инженеров, определяющих трубы для нефтеперерабатывающих, нефтехимических заводов, электростанций и подводных систем, бесшовность часто является отправной точкой, а не премиальным обновлением.
ZC Steel Pipe производит бесшовные трубы из углеродистой стали марок ASTM A106, ASTM A53 Type S и API 5L на нашем заводе в городе Хайань. Наш ассортимент бесшовных изделий охватывает размеры от NPS ½ до NPS 24 с толщиной стенок от SCH 20 до XXH, с полной отслеживаемостью материала и сторонней проверкой, доступной для каждого заказа.
СОДЕРЖАНИЕ
Что такое бесшовная труба?
Как изготавливаются бесшовные трубы
Ключевые стандарты для бесшовных труб из углеродистой стали
Сравнение классов — A106, A53, API 5L
Размеры, характеристики и толщина стенок
Допуски — чего ожидать
Бесшовные и сварные (ERW) — когда применим каждый из них
Варианты термообработки
Приложения по отраслям
Часто задаваемые вопросы
1. Что такое бесшовная труба?
ОПРЕДЕЛЕНИЕ Бесшовные трубы из углеродистой стали – это стальные трубы, изготовленные без сварного шва. Его производят путем горячей прошивки сплошной цилиндрической стальной заготовки с помощью оправки для создания полой трубы, которую затем удлиняют и уменьшают до требуемого внешнего диаметра и толщины стенки посредством операций прокатки или волочения. Нет ни стыка, ни сварного шва, ни зоны термического влияния — вся труба представляет собой единый сплошной кусок стали.
Термин «SMLS» (от «бесшовный») появляется как дескриптор материала в технических чертежах, заказах на поставку и отчетах о заводских испытаниях наряду со стандартным обозначением. Когда вы видите «ASTM A106 Gr.B SMLS» или «API 5L X65 SMLS PSL2», SMLS сообщает вам, что это бесшовная труба, а не ERW или LSAW.
2. Как делают бесшовные трубы
Существует два основных способа производства бесшовных труб из углеродистой стали — процесс ротационной прошивки Маннесмана (наиболее распространенный для меньших диаметров) и процесс прессования/толкания (для больших диаметров и толстых стенок):
Роторный пирсинг (процесс Маннесмана)
Подготовка заготовок . Твердые круглые стальные заготовки нагреваются примерно до 1200°C (2200°F) в печи с вращающимся подом.
Прошивка поперечной прокаткой . Заготовка проходит между наклонными валками и оправкой (прошивной оправкой). Действие поперечной прокатки создает в заготовке спиральное напряжение, и оправка разрывает центр, образуя полую оболочку.
Прокатка и калибровка . Полая гильза удлиняется с помощью штангового стана или непрерывного стана с оправкой для уменьшения наружного диаметра и массы. Последующие калибровочные станки доводят его до окончательных размеров.
Выпрямление и резка . Трубу выпрямляют, обрезают по длине и срезают фаски на концах.
Термическая обработка (если требуется) — Нормализация или закалка и отпуск в соответствии с применимым стандартом.
Неразрушающий контроль и гидростатические испытания — ультразвуковой, вихретоковый контроль или контроль утечки потока всего тела трубы, а также гидростатические испытания.
Полевая заметка — допуск WT в бесшовных изделиях.
Процесс ротационной прошивки по своей сути приводит к изменению толщины стенки. Стандартный допуск для бесшовных труб ASTM A106 и A53 составляет −12,5 % по толщине стенки (т. е. стенка может быть на 12,5 % тоньше номинального значения в любой точке). Это означает, что труба со стенкой толщиной 10 мм может иметь законный локальный размер 8,75 мм и при этом соответствовать требованиям. Если в вашем проекте в качестве границы давления используется номинальная толщина стенки, инженерный допуск на этот допуск является частью расчетного запаса. Если ваши расчеты точны, укажите более тяжелый график или добавьте допуск на коррозию MT.
3. Ключевые стандарты для бесшовных труб из углеродистой стали.
| Стандартный |
эквивалент ASME |
Тип |
Макс. температура эксплуатации |
Основное использование |
| ASTM A106 Гр.Б |
СА-106 Гр.Б |
Только бесшовные |
1000°Ф (538°С) |
Нефтеперерабатывающие заводы, электростанции, технологические трубопроводы |
| ASTM A53 Тип S |
СА-53 Тип С |
Только бесшовные |
450°Ф (232°С) |
Общие механические и давление |
| ASTM A333 гр.6 |
СА-333 Гр.6 |
Бесшовные + сварные |
-50°F (-46°C) мин. |
Низкотемпературное обслуживание |
| АСТМ А335 П11/П22 |
СА-335 П11/П22 |
Только бесшовные |
1100–1200 °F (593–649 °C) |
Очень жаропрочная легированная сталь |
| API 5L СМЛС |
— |
Только бесшовные |
~300°F (149°C) |
Нефте- и газопроводы |
4. Сравнение классов — A106, A53, API 5L.
| Марка |
прочности на растяжение (мин) |
Предел текучести (мин) |
Углерод (макс) |
Кремний (мин) |
Основная характеристика |
| А106 Класс А |
330 МПа |
205 МПа |
0,25% |
0,10% |
Высокая пластичность при формовке |
| А106 Класс Б |
415 МПа |
240 МПа |
0,30% |
0,10% |
Стандартный высокотемпературный класс |
| А106 Класс С |
485 МПа |
275 МПа |
0,35% |
0,10% |
Бесшовный CS высочайшей прочности |
| A53 Класс B (Тип S) |
415 МПа |
240 МПа |
0,30% |
0,10% |
Общее давление, нижний предел температуры |
| API 5L, класс Б |
415 МПа |
245 МПа |
0,28% |
— |
Трубопроводный сервис, PSL1/PSL2 |
| API 5L X52 СМЛС |
460 МПа |
360 МПа |
0,28% |
— |
Трубопровод среднего давления |
| API 5L X65 СМЛС |
535 МПа |
450 МПа |
0,28% |
— |
Передача газа под высоким давлением |
5. Размеры, характеристики и толщина стенок
Размеры бесшовных труб из углеродистой стали соответствуют стандарту ASME B36.10M. Полный диапазон расписаний от SCH 10 до Schedule 160 и XXH (Double Extra Heavy) доступен в бесшовном исполнении. Не все графики коммерчески доступны во всех размерах — тяжелые графики (SCH 120, 160, XXH) более доступны в меньших диаметрах (от NPS 1 до NPS 8).
| NPS |
НД (мм) |
SCH 40 WT (мм) |
SCH 80 WT (мм) |
SCH 160 WT (мм) |
XXH WT (мм) |
| 1 ' |
33.4 |
3.38 |
4.55 |
6.35 |
9.09 |
| 1½ дюйма |
48.3 |
3.68 |
5.08 |
7.14 |
10.16 |
| 2' |
60.3 |
3.91 |
5.54 |
8.74 |
11.07 |
| 3' |
88.9 |
5.49 |
7.62 |
11.13 |
15.24 |
| 4 дюйма |
114.3 |
6.02 |
8.56 |
13.49 |
17.12 |
| 6 дюймов |
168.3 |
7.11 |
10.97 |
18.26 |
21.95 |
| 8 дюймов |
219.1 |
8.18 |
12.70 |
23.01 |
22.23 |
| 10 дюймов |
273.1 |
9.27 |
12.70 |
28.58 |
25.40 |
| 12 дюймов |
323.9 |
9.53 |
12.70 |
33.32 |
25.40 |
6. Допуски — чего ожидать
Бесшовные трубы имеют более широкие допуски, чем ERW, из-за характера процесса горячей прошивки. Понимание этих допусков необходимо для проектирования давления и планирования проверок:
| Параметр |
ASTM A106/A53 Бесшовные |
ВПВ (ссылка) |
| Допуск по наружному диаметру (NPS ≥ 1½) |
±0,75% от указанного OD |
±0,75% от указанного OD |
| Толщина стенки (мин) |
−12,5% номинальной массы |
−10% номинального веса |
| Прямолинейность |
Макс. 1/8 дюйма на 10 футов (3,2 мм на 3 м) |
Такой же |
| Эксцентриситет (вариант WT) |
Значительный — присущий процессу |
Минимальный — управляемый мельницей |
Критический инженерный момент — допуск по массе -12,5%
Недостаточный допуск по толщине стенки бесшовной трубы -12,5% не является дефектом — это ожидаемая производственная характеристика, записанная в стандарте. Это необходимо учитывать в расчетах по давлению, в которых используется номинальная толщина стенки. ASME B31.3 решает эту проблему с помощью допуска фрезерного стана в уравнении расчета давления. Если в вашем проекте используется минимальная толщина стенки, укажите ее в заказе на поставку в качестве минимального гарантированного размера, что потребует от поставщика заказа более толстой номинальной стенки для обеспечения минимальной толщины.
7. Бесшовные или сварные (ERW) — когда применим каждый из них
| Фактор, |
указывающий, что бесшовные |
ВПВ являются приемлемыми |
| Рабочая температура |
Выше 400°F (204°C) |
Ниже 400°F (204°C) |
| Рабочее давление |
Очень высокое давление, критическое обслуживание |
Умеренное давление, служба распределения |
| H₂S / кислый сервис |
Предпочтительно для критического кислого обслуживания |
PSL2 нормализованные ВПВ — приемлемо |
| Циклическая загрузка |
Сильная вибрация или усталостная нагрузка |
Умеренная/статическая нагрузка |
| Требования к спецификации проекта |
Кодекс или спецификации обеспечивают безупречную работу |
Код или спецификация допускают сварку |
| Малый диаметр (NPS ≤ 2 дюйма) |
Зачастую более экономично, чем ВПВ |
ВПВ доступны, но конкурентоспособны |
| Большой диаметр (NPS ≥ 16 дюймов) |
LSAW (не SMLS) для больших ОД |
LSAW или SSAW для большого наружного диаметра |
| Расходы |
Выше (15–35 % надбавка к ВПВ) |
Ниже |
Engineering Insight — бесшовные трубы малого диаметра по умолчанию.
Для номинального диаметра трубы 2 и ниже бесшовные трубы часто являются выбором по умолчанию не из-за требований к давлению, а из-за стоимости. При малых диаметрах ценовая премия за бесшовные изделия по сравнению с ВПВ значительно снижается, а простота закупок при заказе всего бесшовного материала (одна спецификация материала, один поставщик) часто перевешивает предельную экономию затрат при переходе на ВПВ для линий низкого давления. Многие подрядчики EPC по умолчанию используют бесшовную систему для всех NPS ≤ 2 на перерабатывающих предприятиях, независимо от класса давления.
8. Варианты термообработки
| лечения |
от процесса |
Эффект |
, когда указывать |
| Горячая обработка (HF) |
После прокатки с чистового стана при температуре выше температуры трансформации |
Стандартное состояние согласно A106 |
По умолчанию, если не указано иное |
| Нормализованный (Н) |
Разогреть выше Ac3, охладить на воздухе |
Равномерное зерно, снижение остаточного напряжения |
Кислый сервис, тяжелая стена, низкая температура |
| Закалка и отпуск (QT) |
Быстрая закалка + отпуск до заданной температуры |
Более высокая прочность и жесткость |
API 5L более высоких классов (X52+) |
| Снятие стресса (SR) |
Субкритический отжиг — нагрев, затем медленное охлаждение. |
Снижает остаточное напряжение без изменения зерна. |
Прецизионная труба, холоднотянутая труба |
9. Применение по отраслям
Трубопроводы нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов
Бесшовные трубы ASTM A106 класса B являются основой технологических трубопроводов при перегонке сырой нефти, установках гидроочистки, установках FCC и установках риформинга. Температуры от 300°F до 900°F и давления от 150 до более 3000 фунтов на квадратный дюйм требуют однородных свойств и допустимых высокотемпературных напряжений бесшовных труб из углеродистой стали.
Производство электроэнергии
Бесшовный материал SA-106 класса B (обозначение ASME) является рабочим материалом для паровых коллекторов, дренажных линий и вспомогательных трубопроводов на угольных и газовых электростанциях в соответствии с ASME B31.1. Примерно до 900°F она остается экономичным выбором углеродистой стали, прежде чем хромомолибденовая сталь станет необходимой.
Нефть и газ — буровая площадка и переработка
Бесшовные линейные трубы API 5L (классы от B до X65) предназначены для сборных линий, трубопроводов на буровых площадках и соединений технологических установок, где рабочее давление, содержание H₂S или CO₂ делают ВПВ нежелательными. Бесшовные изделия ASTM A106 или API 5L также используются для производственных коллекторов и соединений приборов высокого давления.
Соединения котла и сосуды под давлением
Бесшовная труба SA-106 указана в разделах II и VIII ASME для патрубков сосудов под давлением и соединений корпуса. Бесшовная конструкция гарантирует отсутствие сварных швов, требующих оценки, проверки или квалификации на границе давления, что упрощает проектирование и проверку резервуара.
OCTG — Обсадные и НКТ
Обсадные трубы и трубы OCTG более высокого качества (N80, L80, P110, C110, Q125) по стандарту API 5CT почти всегда являются бесшовными. Трубы ERW этих марок не могут надежно удовлетворить требования к сочетанию устойчивости к разрушению, растяжению и коррозии при эксплуатации скважин.
10. Часто задаваемые вопросы
Что такое бесшовные трубы из углеродистой стали?
Бесшовные трубы из углеродистой стали — это трубы, изготовленные без сварного шва путем горячей прошивки твердой стальной заготовки с образованием полой трубы. Отсутствие сварного шва означает однородность механических свойств по всей окружности, что делает его предпочтительным выбором для работы при высоком давлении, высокой температуре и коррозии, где сварной шов может оказаться слабым местом.
Какие стандарты ASTM охватывают бесшовные трубы из углеродистой стали?
Основные стандарты включают ASTM A106 (работа при высоких температурах и давлении до 1000°F), ASTM A53 Type S (общая механика и работа под давлением), ASTM A333 (работа при низких температурах) и ASTM A335 (легированная сталь для работы при очень высоких температурах). Для эксплуатации трубопроводов бесшовный стандарт API 5L охватывает классы от B до X80.
Что такое труба SMLS?
SMLS — это отраслевое сокращение, обозначающее бесшовные трубы. Вы увидите это в сертификатах заводов, заказах на поставку и спецификациях проектов. Труба SMLS, бесшовная труба и бесшовная труба из углеродистой стали относятся к одному и тому же продукту — трубе, изготовленной без сварного шва из горячепрошивной заготовки.
Когда следует указывать бесшовную трубу вместо ВПВ?
Укажите бесшовную трубу, если: рабочая температура превышает 400°F, жидкость содержит H₂S или обладает высокой коррозионной активностью, система подвергается сильной циклической нагрузке или вибрации, спецификация вашего проекта требует бесшовной конструкции или труба находится в критическом режиме работы на границе давления. Для распределения умеренного давления, коммунальных услуг и общепромышленных услуг ВПВ технически эквивалентны и значительно дешевле.
Каков допуск на толщину стенки бесшовных труб?
Бесшовные трубы ASTM A106 и A53 имеют допуск по толщине стенки -12,5%. Это означает, что стенка номинальной толщиной 10 мм может быть локально толщиной до 8,75 мм и при этом соответствовать техническим характеристикам. Расчеты по давлению должны учитывать этот допуск. Если ваш проект требует гарантированного минимального размера стены, укажите это в заказе на поставку.
Запросить бесшовные трубы из углеродистой стали — стальные трубы ZC
ZC Steel Pipe производит и экспортирует бесшовные трубы из углеродистой стали в соответствии с ASTM A106, A53 и API 5L с нашего завода в городе Хайань. Размеры от NPS ½ до NPS 24, от SCH 20 до XXH, классы от B до X65. Полные MTR, сертификация термообработки, гидростатические испытания и проверка третьей стороной. Активные проекты в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке.
Связаться с нами: Мэнди. w@zcsteelpipe.com | Вацап: +86-139-1579-1813
→ Запросить цену
