Ống thép không gỉ liền mạch và hàn: Mối hàn là một biến thể trong thiết kế, không phải là khiếm khuyết

"Liền mạch là mạnh mẽ hơn" là một nửa sự thật đắt tiền nhất trong việc mua tẩu. Trong đường ống quy trình ASME B31.3, sự khác biệt thực sự giữa ống liền mạch và ống hàn không phải là khoảng cách về chất lượng vật liệu - đó là một số thiết kế duy nhất, hệ số chất lượng mối nối dọc E và mức độ kiểm tra chụp X quang mà người mua sẵn sàng mua.

Hướng dẫn này giải thích sự khác biệt trong sản xuất, số mã chi phối thiết kế áp suất và các trường hợp ống hàn là sự lựa chọn đúng về mặt kỹ thuật - và đôi khi vượt trội -.

Hai quá trình thực sự tạo ra những gì

Ống liền mạch được sản xuất bằng cách xuyên qua một phôi rắn và cán nó ra - không có đường nối dọc vì không có khớp dọc. Ống hàn được hình thành từ tấm hoặc dải và đường nối dọc được hàn bằng một trong một số quy trình: hàn điện trở (ERW), hàn nhiệt hạch điện (EFW) hoặc hàn hồ quang chìm (SAW).

Hai sản phẩm này có thể đáp ứng các giới hạn về tính chất cơ học và hóa học giống nhau trong cùng thông số kỹ thuật ASTM - A312 liệt kê cả ống không gỉ liền mạch và hàn dưới một cấp - và quá trình luyện kim của kim loại cơ bản là giống hệt nhau. Điều khác biệt là đường may và mã thiết kế thực hiện với nó như thế nào.

Con số quyết định áp suất thiết kế: E

ASME B31.3 chỉ định hệ số chất lượng mối nối dọc E cho các sản phẩm ống. Nó không phải là một hệ số an toàn và nó không phải là một hình phạt về độ bền - nó là một sự cho phép cho mức độ tin cậy của mã trong mối nối dọc và nó đi trực tiếp vào phương trình độ dày của tường. Các giá trị được sử dụng trên đường ống không gỉ là:

Hiệu quả thực tế là khoảng 15% đối với thiết kế áp suất: tại E=0.85, tường yêu cầu cho cùng áp suất thiết kế dày hơn khoảng 15% so với tại E=1.0 và tường dày hơn có nghĩa là trọng tải lớn hơn và chi phí cao hơn. Đó là lý do tại sao việc so sánh giá giữa ống liền mạch và ống hàn không bao giờ hoàn thiện nếu không có yếu tố E và yêu cầu chụp X quang kèm theo nó.

Ống hàn ở đâu thắng

• Đường kính lớn và thời gian dài:ống liền mạch có đường kính giới hạn sản xuất, trong khi ống hàn được sản xuất từ ​​48 inch trở lên
• Dòng tường mỏng và dòng nhẹ:quá trình hàn giữ dung sai trên các bức tường mỏng mà việc xuyên thấu liền mạch phải vật lộn để duy trì
• Thép không gỉ song công và siêu song công:ống hàn thường được chỉ định vì lịch trình tạo hình và hàn mang lại cho cấu trúc vi mô song công sự cân bằng pha cần thiết của nó - trong các hợp kim này, ống hàn là lựa chọn đầu tiên về mặt kỹ thuật, không phải là sự thỏa hiệp về chi phí
• Chi phí và thời gian thực hiện:ống hàn thường tiết kiệm 10-20% chi phí vật liệu và rút ngắn thời gian sản xuất ở đường kính lớn
• Chất lượng nhất quán:Các dây chuyền ERW và EFW hiện đại kiểm tra đường nối nội tuyến và với ảnh chụp X quang 100% được mua, hệ số E đạt đến 1.0 - khiến mã ống hàn trở thành liền mạch

Trường hợp liền mạch là không thể thương lượng

• Đường ống cao áp có lỗ khoan nhỏ: 1/2" đến 2" NPS ở áp suất thiết kế cao, trong đó mức phạt E=0.85 là có thật và ống hàn có đường kính nhỏ là không thực tế
• Các dịch vụ không chấp nhận mối hàn dọc - một số dịch vụ năng lượng, khí đốt và hydro ghi nó vào thông số kỹ thuật
• Các hệ thống tuần hoàn hoặc dễ bị rung trong đó đường nối dọc sẽ tập trung sự mệt mỏi
• Mã và thông số kỹ thuật của khách hàng bắt buộc phải liền mạch theo chính sách

Câu chuyện thất bại không ai kể

Dữ liệu lỗi hiện trường trên đường ống không gỉ hiếm khi đổ lỗi cho đường nối máy nghiền. Các lỗi ăn mòn phổ biến trong dịch vụ đường ống không gỉ - rỗ dưới lớp cặn, kẽ hở tấn công ở mặt đệm, nứt do ăn mòn ứng suất clorua và các khuyết tật mối hàn tại hiện trường - xảy ra ở cùng một vị trí trên cả ống liền mạch và ống hàn.

Đường nối dọc của ống hàn hiện đại, được chế tạo trong điều kiện nhà máy được kiểm soát và được kiểm tra nội tuyến, thường là bề mặt được kiểm tra nhiều nhất và đáng tin cậy nhất trên dây chuyền. Do đó, quyết định giữa liền mạch và hàn phải được đưa ra dựa trên đường kính, áp suất, tính kinh tế và mã - không dựa trên giả định rằng đường may vốn đã yếu.

Bảng quyết định

Những gì cần chỉ định

• Tiêu chuẩn và cấp độ: ví dụ "ASTM A312 TP316L, liền mạch" hoặc "hàn + EFW"
• Mức độ kiểm tra nếu hàn: chụp X quang 100% hoặc chỉ thủy tĩnh - điều này đặt ra hệ số E
• Áp suất thiết kế và nhiệt độ theo yêu cầu: tính toán tường phụ thuộc vào chúng
• Kích thước, lịch trình và độ dài
• Chứng chỉ: EN 10204 3.1 với hồ sơ kiểm tra hóa học, độ bền kéo và mối hàn cho ống hàn

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Ống liền mạch có luôn bền hơn ống hàn không?
Trả lời: Không. Kim loại cơ bản là cùng một loại vật liệu có cùng thông số kỹ thuật. Sự khác biệt về mã là hệ số chất lượng mối nối E: 1,0 đối với mối hàn hai mặt liền mạch và đối với mối hàn hai mặt được chụp X quang đầy đủ, 0,85 đối với mối hàn ERW và mối hàn không chụp X quang. Khoảng cách là một khoản trợ cấp thiết kế, không phải là khoảng cách về sức mạnh vật chất.

Q: Tại sao ống song công hàn thường được chỉ định?
Trả lời: Bởi vì cấu trúc vi mô song công cần sự cân bằng được kiểm soát của austenite và ferrite, và lịch trình tạo hình và hàn của ống hàn có thể mang lại sự cân bằng đó một cách chính xác. Trong dịch vụ song công, ống hàn là một lựa chọn kỹ thuật chứ không phải là sự thỏa hiệp về chi phí.

Câu hỏi: Chụp X quang 100% có làm cho mã ống hàn trở nên liền mạch không?
Đáp: Có, đối với hệ số E: mối hàn EFW hai mặt với chụp X quang đầy đủ lấy E=1.0 theo ASME B31.3, do đó thiết kế chịu áp lực giống hệt như liền mạch.

Hỏi: Khi nào tôi không bao giờ nên sử dụng ống hàn?
Đáp: Khi công suất áp suất cao lỗ khoan nhỏ làm cho hệ số 0,85 trở nên đắt đỏ, khi tải trọng mỏi theo chu kỳ phản đối đường nối dọc hoặc khi mã khách hàng hoặc thông số kỹ thuật bắt buộc phải liền mạch theo chính sách.

Hỏi: Ống hàn có rẻ hơn không?
A: Thông thường khoảng 10-20% chi phí vật liệu, với thời gian thực hiện ngắn hơn ở đường kính lớn. Sự so sánh tổng thể phải bao gồm hiệu ứng độ dày thành của hệ số E và chi phí của bất kỳ máy chụp X quang nào được mua.

Liên hệ ngay