На сварные стальные трубы приходится большая часть мировой трубопроводной инфраструктуры — от газораспределительных магистралей малого диаметра до 48-дюймовых транспортных коридоров по пересеченной местности. Три различных производственных процесса производят три различных типа труб, каждый из которых имеет свой собственный диапазон диаметров, допустимое давление, профиль стоимости и соответствующее применение: ERW (электросварка), LSAW (продольная дуговая сварка под флюсом) и SSAW (спиральная дуговая сварка под флюсом). Выбор неправильного типа для проекта влияет не только на стоимость — он может повлиять на соответствие нормам, требованиям проверки и долгосрочную целостность.
ZC Steel Pipe производит и экспортирует все три типа сварных линейных труб в соответствии с API 5L PSL1 и PSL2, марок от X52 до X80, с вариантами покрытия FBE, 3LPE и 3LPP. Мы поставляем трубопроводные проекты в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке. В этом руководстве объясняется, как изготавливается каждый тип, для чего он подходит и как выбрать между ними для вашего проекта.
СОДЕРЖАНИЕ
Три типа сварных стальных труб
Труба ВПВ — процесс, характеристики и применение
Труба LSAW — процесс, характеристики и применение
Труба SSAW — процесс, характеристики и применение
ERW против LSAW против SSAW — полное сравнение
Сварные и бесшовные трубы
Классы API 5L для сварных трубопроводных труб
Варианты покрытия сварных трубопроводных труб
Как выбрать: Выбор по применению
Часто задаваемые вопросы
1. Три типа сварных стальных труб.
Все сварные стальные трубы начинаются с плоской стали — рулонной/полосовой или толстой пластины, — которой придают форму цилиндра и приваривают вдоль шва. Три производственных процесса различаются тем, как формируется сталь, как ориентирован сварной шов и в каком диапазоне диаметров и толщин стенок они могут производиться.
ВПВ — контактная электросварка
Исходный материал:
горячекатаный рулон/полоса.
Ориентация шва:
Продольная (прямая)
Метод сварки:
Высокочастотное электрическое сопротивление
Диапазон наружного диаметра:
½ дюйма – 24 дюйма (21–610 мм)
Толщина стенки:
До ~16 мм
Классы API 5L:
X42 – X70
LSAW — продольная дуговая сварка под флюсом
Исходный материал:
Тяжелая пластина.
Ориентация шва:
Продольная (прямая)
Способ сварки:
Сварка под флюсом (SAW) — внутри + снаружи.
Диапазон наружного диаметра:
16–56 дюймов (406–1422 мм)
Толщина стенки:
6 – 40 мм
Классы API 5L:
X52 – X80
SSAW — спиральная дуговая сварка под флюсом
Исходный материал:
горячекатаный рулон/полоса.
Ориентация шва:
спиральная (спираль)
Способ сварки:
Сварка под флюсом (SAW) — внутри + снаружи.
Диапазон наружного диаметра:
16' – 100'+ (406–2540 мм)
Толщина стенки:
6 – 25 мм
Классы API 5L:
X42 – X70
2. Трубы ВПВ — процесс, характеристики и применение
2.1 Производственный процесс
Трубы ERW производятся на стане непрерывного формования. Горячекатаную стальную полосу разматывают и постепенно формуют через ряд прокатных клетей в круглое поперечное сечение. Два края полосы сводятся вместе и свариваются с использованием высокочастотного электрического сопротивления — присадочный металл не используется. Электрический ток создает интенсивное локализованное тепло на границе раздела швов, и края под механическим давлением сковываются вместе, образуя сварной шов.
Затем зона сварного шва подвергается термообработке (нормализованной или полной термообработке для более высоких марок) для восстановления ударной вязкости в зоне термического влияния. Для марок PSL2 и выше площадь сварного шва подвергается 100% контролю ультразвуковым контролем перед тем, как труба покинет стан.
2.2 Основные характеристики
| Параметр |
трубы ВПВ |
| Диапазон наружного диаметра |
½” – 24” (21,3 – 610 мм) |
| Толщина стенки |
Обычно 2,8–16 мм. |
| Классы API 5L |
Х42, Х46, Х52, Х56, Х60, Х65, Х70 |
| уровни PSL |
PSL1 и PSL2 |
| Тип шва |
Продольный — прямой шов |
| Стандартная длина трубы |
6 м (R1), 11–12 м (R2/R3) |
| Неразрушающий контроль сварного шва (PSL2) |
100% УЗ сварного шва обязательно |
| Применимый стандарт |
API 5L/ИСО 3183 |
2.3 Приложения
Линии сбора нефти и газа (чаще всего 2–12 дюймов)
Газораспределительные магистрали и отводы
Трубопроводы водоснабжения и орошения
Обсадные трубы и насосно-компрессорные трубы ERW для нефтяных скважин (API 5CT)
Структурные и механические трубы
Короткие линии электропередачи при умеренном давлении
Примечание о закупке — Термическая обработка сварного шва ERW не является обязательной для высоких марок . Для X60 и выше API 5L требует термической обработки области сварного шва ERW для восстановления ударной вязкости после сварки. Это заводской процесс, его невозможно модернизировать. При покупке труб ERW X60 или X65 всегда подтверждайте на MTC, что была выполнена нормализация шва или термообработка всего тела. Необработанная ЗТВ сварного шва в высококачественных трубах ERW может быть значительно тверже и жестче, чем тело трубы, что создает преимущественную зону разрушения при эксплуатации. Видеть:
Анализ режимов отказов: преимущественная коррозия сварных швов и трещины на молнии ERW →
3. Трубы LSAW — процесс, характеристики и применение
3.1 Производственный процесс
Трубы LSAW производятся из толстого стального листа, а не рулонной стали, с использованием одного из двух процессов формования: UOE (U-образное соединение, O-образное соединение, расширение) или JCOE (J-образное соединение, C-образное соединение, O-образное соединение, расширение). В обоих процессах одной пластине постепенно придают форму трубы и приваривают вдоль продольного шва с помощью дуговой сварки под флюсом (SAW) — сначала внутри, затем снаружи. Затем труба механически расширяется для достижения точных допусков по размерам.
Использование толстого листа в качестве исходного материала позволяет LSAW достигать гораздо большей толщины стенок, чем ERW или SSAW. Двухпроходной процесс SAW (внутри + снаружи) позволяет получить высококачественный сварной шов с полным проваром, который на 100% контролируется ультразвуковым и рентгенографическим методами.
3.2 Основные характеристики
| Параметр |
LSAW Труба |
| Диапазон наружного диаметра |
16' – 56' (406 – 1422 мм) |
| Толщина стенки |
6 – 40 мм |
| Классы API 5L |
Х52, Х56, Х60, Х65, Х70, Х80 |
| уровни PSL |
PSL1 и PSL2 |
| Тип шва |
Продольный — прямой шов |
| Процесс формирования |
UOE или JCOE |
| Сварной неразрушающий контроль |
100% УЗК + рентгенография сварного шва |
| Применимый стандарт |
API 5L/ИСО 3183 |
3.3 Приложения
Береговые газопроводы высокого давления
Линии передачи сырой нефти и нефтепродуктов (большого диаметра)
Морские выкидные трубопроводы и экспортные трубопроводы
Подводные трубопроводы (с соответствующим покрытием)
Магистральные трубопроводы повышенной прочности (Х70, Х80)
Трубопроводы для кислых продуктов (PSL2 + Приложение H)
Инженерный взгляд — UOE и JCOE для труб LSAW UOE и JCOE производят функционально эквивалентные трубы, но различаются капитальным оборудованием и последовательностью формовки. UOE — это более быстрый и объемный процесс, который используется крупнейшими заводами LSAW по всему миру. JCOE более гибок — он может производить более широкий диапазон диаметров и толщин стенок на одном и том же оборудовании, что делает его предпочтительным процессом для специализированных заказов, включая очень толстые стенки или нестандартные диаметры. Для большинства спецификаций проекта UOE и JCOE взаимозаменяемы, и оба принимаются в соответствии с API 5L. Если в спецификации вашего проекта есть различия между ними, перед заказом проверьте возможности мельницы.
Глубокое погружение: LSAW в сравнении с бесшовными для высокопроизводительных проектов большого диаметра → | LSAW для морской и морской среды → | LSAW JCOE против спиральной трубы для подводных стояков →
4. Труба SSAW — процесс, характеристики и применение
4.1 Производственный процесс
Труба SSAW производится путем спирального формования горячекатаной стальной полосы под контролируемым углом спирали и сварки полученного винтового шва с использованием дуговой сварки под флюсом — опять же, внутренний и внешний проходы. Поскольку диаметр трубы определяется углом спирали, а не шириной полосы, при использовании одной ширины полосы можно получить трубы разного диаметра, регулируя угол формовки. Такая гибкость делает SSAW наиболее экономичным способом обработки очень больших диаметров.
Спиральный шов длиннее, чем продольный шов для той же длины трубы, что означает большую длину сварного шва на трубу и больший объем неразрушающего контроля, требуемый на трубу для заказов PSL2. Спиральная геометрия также означает, что окружное напряжение в стенке трубы не перпендикулярно сварному шву, что влияет на усталостные характеристики по сравнению с трубой с продольным швом.
4.2 Основные характеристики
| Параметр |
SSAW Труба |
| Диапазон наружного диаметра |
16” – 100”+ (406 – 2540 мм) |
| Толщина стенки |
6 – 25 мм |
| Классы API 5L |
Х42, Х46, Х52, Х56, Х60, Х65, Х70 |
| уровни PSL |
PSL1 и PSL2 |
| Тип шва |
Геликоид (спираль) |
| Неразрушающий контроль сварного шва (PSL2) |
100% УЗТ + рентгенография спирального шва |
| Применимый стандарт |
API 5L/ИСО 3183 |
4.3 Приложения
Водопроводные магистрали (большого диаметра)
Распределение газа от низкого до среднего давления
Береговые нефтепроводы большого диаметра
Шламопроводы
Инфраструктура и сваи (структурное использование)
Ирригационные и дренажные системы
Критический инженерный момент — ограничения SSAW для газа высокого давления Некоторые нормы проектирования трубопроводов и спецификации проектов IOC ограничивают или запрещают использование труб SSAW для транспортировки газа под высоким давлением — особенно при превышении определенных пороговых значений MAOP или для приложений, требующих критической усталости, таких как морские стояки и подводные трубопроводы. Геометрия спирального шва означает, что напряжение, перпендикулярное сварному шву, меняется по окружности трубы, что влияет на расчет усталостной долговечности иначе, чем на трубу с продольным швом. Всегда проверяйте применимый код трубопровода (ASME B31.8, DNV-ST-F101 или спецификацию компании) на предмет ограничений SSAW, прежде чем указывать его для работы с газом под высоким давлением. Видеть:
LSAW против SSAW: окружное напряжение и передача высокого давления →
5. ERW против LSAW против SSAW — полное сравнение
| Недвижимость |
ERW |
LSAW |
SSAW |
| Диапазон наружного диаметра |
½” – 24” |
16' – 56' |
16» – 100»+ |
| Максимальная толщина стенки |
~16 мм |
До 40 мм |
~25 мм |
| Ориентация шва |
Продольный |
Продольный |
Винтовой / спиральный |
| Исходный материал |
Горячекатаный рулон |
Тяжелая пластина |
Горячекатаный рулон |
| Макс. класс API 5 л. |
Х70 |
х80 |
Х70 |
| Точность размеров |
Отличный |
Отлично (после расширения) |
Хорошо — возможна небольшая овальность |
| Передача газа под высоким давлением |
Да — малый/средний ОД |
Да — предпочтительнее для больших ОД |
Ограничено в некоторых спецификациях |
| Морская/подводная пригодность |
Limited — только небольшой ОД |
Стандартный выбор |
Обычно не используется |
| Кислое обслуживание (PSL2 + Приложение H) |
Да |
Да |
Да — проверьте спецификацию проекта |
| Передача воды |
Малый диаметр |
Средний-большой диаметр |
Очень большой диаметр — желательно |
| Относительная стоимость (тот же наружный диаметр/вес) |
Самый низкий |
Высшее — тяжёлый пластинчатый премиум |
Умеренный |
| Гибкость времени выполнения |
Короткий вариант — наличие катушек на складе |
Длиннее — поиск пластин |
Умеренный |
6. Сварные и бесшовные трубы
Выбор между сварными и бесшовными – один из самых частых вопросов при закупке трубопроводных труб. Для большинства трубопроводов с наружным диаметром более 4 дюймов сварные трубы используются по умолчанию — не потому, что бесшовные трубы недоступны, а потому, что сварные трубы более экономичны, более доступны в больших диаметрах и полностью соответствуют нормам для данного применения.
| Фактор |
бесшовной |
сварки (ERW/LSAW/SSAW) |
| Риск сварного шва |
Нет — нет шва |
Наличие шва — обязательный неразрушающий контроль (PSL2) |
| Доступный диапазон наружного диаметра |
Обычно до 24 дюймов. |
До 100'+ (SSAW) |
| Возможность использования тяжелых стен |
Улучшенный — до 60+ мм WT |
LSAW до 40 мм; Меньше ВПВ/SSAW |
| Размерные допуски |
Более широкий допуск WT, чем у сварного шва |
Более жесткий допуск WT (особенно LSAW) |
| Стоимость (тот же внешний вид, аналогичный вес) |
Выше — обычно надбавка 20–40 %. |
Ниже |
| Требования кода (некоторые) |
Требуется в некоторых спецификациях HPHT / Sour. |
Принято в большинстве кодов трубопроводов |
| Лучшее приложение |
Малый внешний диаметр, толстые стенки, HPHT, отсутствие швов |
Большой внешний диаметр, стандартная рабочая масса, большинство трубопроводов |
Связанный: Бесшовные или сварные линейные трубы: как выбрать → | Бесшовность против ВПВ: когда премия оправдана? → | Бесшовные и LSAW для передачи газа высокого давления →
7. Марки API 5L для сварных трубопроводных труб.
Все три типа сварных труб производятся в соответствии с API 5L/ISO 3183 в различных марках. Выбор марки определяется требуемым рабочим давлением, экономичностью толщины стенок и условиями эксплуатации, а не типом трубы. В таблице ниже показано, какие марки доступны в каждой сварной форме.
| Класс API 5L |
Минимальный предел текучести (МПа) |
ERW |
LSAW |
SSAW |
Типичное применение |
| Х52 |
359 |
Да |
Да |
Да |
Сбор, транспортировка воды, кислый сервис |
| Х56 |
386 |
Да |
Да |
Да |
Сбор и передача умеренного давления |
| Х60 |
414 |
Да |
Да |
Да |
Транспортировка газа, морские выкидные трубопроводы |
| х65 |
448 |
Да |
Да |
Да |
Передача газа и нефти на дальние расстояния |
| Х70 |
483 |
Ограниченные мельницы |
Да |
Избранные мельницы |
Передача высокого давления на большие расстояния |
| х80 |
552 |
Не стандартный |
Да — только PSL2 |
Не стандартный |
Трансмиссия сверхвысокого давления и большого диаметра |
Руководство по оценкам: Линейная труба API 5L X52 → | Линейная труба API 5L X60 → | Линейная труба API 5L X65 → | Линейная труба API 5L X70 → | Линейная труба API 5L X80 →
8. Варианты покрытия сварных труб.
Большинство сварных линейных труб для подземных или подводных работ имеют внешнее покрытие для предотвращения коррозии. Три основные системы покрытия — FBE, 3LPE и 3LPP, каждая из которых подходит для разных температурных диапазонов и условий эксплуатации.
FBE — эпоксидная смола, связанная методом плавления
Толщина:
400–600 мкм (один слой)
Максимальная рабочая температура:
~80°C непрерывно.
Механическая защита:
Ограниченная — тонкая пленка
Лучше всего подходит для:
заглубленных труб средней температуры; грунтовка для 3LPE/3LPP
Стандарт:
CSA Z245.20, DIN 30670.
3LPE — Трехслойный полиэтилен
Толщина:
2,0–3,5 мм (3 слоя)
Максимальная рабочая температура:
~80°C непрерывно.
Механическая защита:
Отличная
Лучше всего подходит для:
Береговых подземных трубопроводов — наиболее распространенное покрытие в мире.
Стандарт:
DIN 30670, ISO 21809-1.
3ЛПП — Полипропилен трехслойный
Толщина:
2,5–4,5 мм (3 слоя)
Максимальная рабочая температура:
~110°C непрерывно.
Механическая защита:
Улучшенная
Лучше всего подходит для:
морских, подводных, высокотемпературных подземных трубопроводов.
Стандарт:
DIN 30678, ISO 21809-1.
Полное руководство по нанесению покрытия: Покрытие для труб 3LPE, FBE или 3LPP: как выбрать → | Стандарт покрытия 3LPE DIN 30670 →
9. Как выбрать: выбор по применению
| Применение |
Рекомендуемый тип |
Типичный класс |
Уровень PSL |
| Сбор газа (2”–12”) |
ВПВ |
Х52/Х60 |
PSL2 |
| Сбор сернистого газа |
ВПВ или бесшовные |
X52 PSL2 + Приложение H |
PSL2 |
| Береговая транспортировка газа (высокое давление) |
ЛСАВ |
Х65/Х70 |
PSL2 |
| Береговая транспортировка газа (умеренное давление) |
LSAW или SSAW |
Х60/Х65 |
PSL2 |
| Передача сырой нефти (большого диаметра) |
ЛСАВ / ССАВ |
Х60/Х65 |
PSL1 или PSL2 |
| Морские выкидные трубопроводы |
LSAW или бесшовный |
Х60/Х65 |
PSL2 |
| Подводные трубопроводы |
ЛСАВ |
Х65/Х70 |
PSL2 |
| Водопровод (средний диаметр) |
ЛСАВ или ВПВ |
Х52/Х60 |
PSL1 |
| Водопровод (большого диаметра) |
ССАВ |
Х52/Х60 |
PSL1 |
| Сверхвысокое давление на большие расстояния |
ЛСАВ |
Х70/Х80 |
PSL2 |
| Трубопроводы смешения водорода |
LSAW или бесшовный |
Х52/Х60 ПСЛ2 |
PSL2 |
Примечание к полю: не позволяйте типу трубы влиять на выбор марки. Распространенной ошибкой при закупках является сначала выбор типа трубы (например, «мы хотим LSAW»), а затем соответствие марки трубе вокруг него. Правильная последовательность обратная: выберите марку на основе вашего проекта MAOP и расчета толщины стенки, затем выберите тип трубы на основе вашего наружного диаметра и применимых спецификаций проекта. LSAW и SSAW перекрываются в диапазоне 16–42 дюйма — правильный выбор зависит от класса давления, ограничений спецификаций проекта, а также от того, используете ли вы газ или воду. Сначала разработайте правильно проект, а затем выберите маршрут производства.
10. Часто задаваемые вопросы
Какие бывают сварные стальные трубы?
Тремя основными типами являются ERW (электросварка сопротивлением), LSAW (продольная дуговая сварка под флюсом) и SSAW (спиральная дуговая сварка под флюсом). ERW охватывает малые и средние диаметры до 24 дюймов. LSAW охватывает трубы высокого давления большого диаметра от 16 дюймов до 56 дюймов. SSAW охватывает очень большие диаметры от 16 дюймов до 100 дюймов + для воды и среднего давления. Все три производятся в соответствии с API 5L / ISO 3183.
В чем разница между трубами LSAW и SSAW?
LSAW имеет прямой продольный шов, изготовлен из толстого листа, имеет более узкие размеры и большую толщину стенок, что делает его предпочтительным выбором для транспортировки газа под высоким давлением и морского применения. SSAW имеет спиральный шов, изготовлен из рулонной стали и позволяет более экономично достигать больших диаметров, что делает его предпочтительным выбором для транспортировки воды очень большого диаметра и распределения газа при более низком давлении. Некоторые спецификации проекта ограничивают SSAW для работы с газом высокого давления.
Можно ли использовать сварную трубу для транспортировки газа под высоким давлением?
Да. Труба LSAW, соответствующая API 5L PSL2, является стандартным типом труб для транспортировки газа под высоким давлением на суше во всем мире. ERW PSL2 используется для газопроводов высокого давления меньшего диаметра. SSAW используется в некоторых приложениях транспортировки газа, но может быть ограничен нормами трубопроводов или спецификациями проекта для более высоких классов давления — всегда проверяйте соответствие применимому коду (ASME B31.8, DNV или спецификациям компании), прежде чем указывать SSAW для газа высокого давления.
В чем разница между сварной и бесшовной трубой?
Бесшовные трубы не имеют сварных швов и производятся путем прошивки цельной заготовки, что обеспечивает однородные свойства и возможность использования в очень толстых стенках. Сварные трубы (ERW, LSAW, SSAW) более экономичны для больших диаметров и стандартной толщины стенок и являются стандартным выбором для большинства трубопроводов с наружным диаметром более 4 дюймов. Для большинства трубопроводов API 5L сварная труба PSL2 с полным неразрушающим приводом полностью эквивалентна бесшовной с точки зрения соответствия нормам и эксплуатационных характеристик.
Какое покрытие используется на сварной трубопроводной трубе?
Тремя основными внешними покрытиями являются FBE (однослойное эпоксидное покрытие, до ~80°C), 3LPE (трехслойный полиэтилен, наиболее распространенное покрытие наземных подземных трубопроводов) и 3LPP (трехслойный полипропилен, для более высоких температур и эксплуатации на море до ~110°C). Выбор зависит от рабочей температуры, глубины залегания, состояния почвы, а также от того, прокладывается ли трубопровод на суше или под водой.
Какие марки API 5L доступны для сварных труб?
ВПВ доступны в классах от X42 до X70. LSAW доступен в марках от X52 до X80 — единственная сварная форма, из которой получается X80. SSAW доступен в классах от X42 до X70. Все три производятся в соответствии с PSL1 или PSL2, при этом PSL2 требуется для транспортировки газа, работы с сероводородом и большинства спецификаций проектов МОК.
Источник сварной стальной трубы из стальной трубы ZC
ZC Steel Pipe производит и экспортирует линейные трубы ERW, LSAW и SSAW в соответствии с API 5L PSL1 и PSL2, классов от X52 до X80, с вариантами покрытия FBE, 3LPE и 3LPP. Мы поставляем проекты нефте-, газо- и водопроводов в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке с полной документацией MTC и сторонней проверкой.
Трубы для эксплуатации в кислых средах (приложение H, испытания HIC), высокопроизводительная LSAW (X70, X80) и SSAW большого диаметра доступны под заказ. Доступны нестандартная толщина стенок, скошенные концы и химический контроль для конкретного проекта.
Мэнди. w@zcsteelpipe.com
WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Запросить цену
