مقایسه فرآیندهای ساخت لوله های فولادی جوش داده شده با قوس طولی و لوله های جوش مارپیچی

1. مقایسه کلی فرآیندهای تولید

1.1. تفاوت های اساسی در روش های شکل دهی

لوله های فولادی جوش داده شده با قوس غوطه وری طولی (LSAW) با شکل دادن مستقیم صفحات فولادی در طول آنها تشکیل می شوند. صفحات از قبل خم- شکل داده شده و جوش داده شده اند و درز جوش در امتداد همان خط مستقیم لوله قرار دارد. این روش مسیر شکل دهی کوتاه، آزادسازی یکنواخت تنش در صفحه فولادی و دقت هندسی بالا را تضمین می کند. در مقابل، لوله های جوش مارپیچی با نورد مداوم نوارهای فولادی در یک زاویه مارپیچی خاص و سپس جوش دادن آنها تشکیل می شوند. درز جوش به صورت مارپیچی در اطراف سطح لوله پخش می شود. این فرآیند پیوسته تر است، اما ممکن است منجر به انحرافات هندسی تقویت شده، به ویژه با قطرهای بزرگتر شود.

1.2. تفاوت در مواد اولیه: صفحات فولادی در مقابل نوارهای فولادی

لوله های فولادی LSAW معمولاً از صفحات فولادی عریض و ثابت-ضخامت متوسط- استفاده می کنند که خواص مواد پایدارتر و کنترل ضخامت را فراهم می کند. از طرف دیگر، لوله‌های مارپیچی جوش داده شده از نوارهای فولادی سیم پیچی ساخته می‌شوند که باید از سیم پیچ باز شوند، صاف شوند و به اندازه برش داده شوند که منجر به تغییرات جزئی در قوام مواد بین دسته‌ها می‌شود. در نتیجه، لوله های فولادی LSAW در ابتدای تولید با درجه سازگاری ابعادی بالاتری شروع می شوند.

2. تفاوت در فرآیندهای جوشکاری

2.1. توزیع درز جوش و ورودی انرژی

لوله های فولادی LSAW دارای یک درز طولی تک یا دوتایی با طول جوش کوتاه و انرژی متمرکز است که امکان کنترل دقیق بر فرآیند جوشکاری و ساختار جوش را فراهم می کند. لوله های مارپیچی جوش داده شده دارای درزهای جوش طولانی تری هستند که انرژی ورودی را در یک منطقه بزرگتر توزیع می کند و نیاز به توجه بیشتر به مدیریت منطقه تحت تأثیر گرما{1}} دارد. هرچه درز جوش طولانی‌تر باشد، احتمال نقص بیشتر می‌شود و باعث می‌شود لوله‌های LSAW از نظر کیفیت جوش قابل اعتمادتر باشند.

2.2. تجهیزات جوشکاری و ساختار درز جوش

لوله‌های فولادی LSAW از جوشکاری زیردریایی داخلی و خارجی برای جوشکاری تک پاس- استفاده می‌کنند که سطح بالایی از اتوماسیون و نفوذ مداوم جوش را تضمین می‌کند. جوش ها به طور کلی یکنواخت و عمیق هستند. در مقایسه، در حالی که لوله های مارپیچ جوش داده شده می توانند از جوشکاری زیردریایی خودکار نیز استفاده کنند، زاویه و موقعیت جوش به طور مداوم با مارپیچ شدن درز در اطراف لوله تغییر می کند و در نتیجه پایداری کمی کمتر می شود. لوله‌های LSAW به دلیل یکنواختی جوش‌هایشان در محیط‌های{4}}فشار و فشار بالا{5}} قابل اعتمادتر هستند.

3. تفاوت در شکل گیری دقت و پایداری ابعادی

3.1. دقت هندسی

لوله‌های فولادی LSAW با استفاده از چند غلتک قبل از خم شدن و فشار دادن شکل می‌گیرند و مسیر کوتاهی را تضمین می‌کنند که امکان کنترل دقیق گردی، صافی و صافی لبه را فراهم می‌کند. لوله های مارپیچی جوش داده شده، شامل نورد نوارهای فولادی در زوایای مختلف است که می تواند منجر به امواج خفیف یا انحراف گردی شود. برای لوله‌های با قطر بزرگ، خطای تجمعی در فرآیند شکل‌دهی ممکن است در جهت طول مشخص‌تر شود.

3.2. کیفیت پایان

انتهای لوله های LSAW قبل از شکل گیری از صفحات فولادی بریده می شود که منجر به صافی زیاد در انتهای آن می شود. لوله های جوش مارپیچی که به طور مداوم نورد می شوند، پس از برش درزهای مارپیچی را نشان می دهند که ممکن است بر پایداری انتهایی تأثیر بگذارد. کیفیت پایان مستقیماً بر کارایی جوشکاری بعدی، اتصالات فلنج و نصب میدانی تأثیر می گذارد.

4. تفاوت در فرآیندهای آزمایش غیر مخرب (NDT).

4.1. تمرکز بازرسی درز جوش

لوله‌های فولادی LSAW دارای درزهای جوش متمرکز هستند که روش‌های بازرسی کارآمد و دقیق مانند آزمایش اولتراسونیک خطی یا بازرسی اشعه ایکس- را امکان‌پذیر می‌سازد و کل محدوده جوش را در یک اسکن پوشش می‌دهد. در مقابل، درزهای مارپیچی لوله های جوش مارپیچی طولانی تر هستند و به مسیرهای بازرسی پیچیده تر و طولانی تری نیاز دارند. تغییر زاویه جوش همچنین انعکاس و تضعیف امواج اولتراسونیک را پیچیده می کند و آزمایش را چالش برانگیزتر می کند. بنابراین، لوله های فولادی LSAW کنترل کیفیت پایدارتر و نتایج بازرسی قابل اعتماد را ارائه می دهند.

4.2. پوشش کامل بازرسی اندازه-

در تولید لوله LSAW با قطر بزرگ، 100% درز جوش آزمایشی غیر مخرب معمولاً انجام می‌شود و منطقه بازرسی را می‌توان به دقت محلی‌سازی کرد. در حالی که لوله های جوش مارپیچی نیز تحت بازرسی کامل قرار می گیرند، جوش های مارپیچی متغیرهای بیشتری را در نتایج آزمایش معرفی می کنند. برای پروژه‌هایی با الزامات کیفی دقیق، کاهش ریسک‌های کیفیت بسیار مهم است و باعث می‌شود لوله‌های LSAW از نظر نتایج آزمایش قابل کنترل‌تر باشند.

5. مقایسه کارایی تولید و ثبات فرآیند

5.1. تفاوت در سرعت تولید

لوله‌های فولادی LSAW از صفحات فولادی با طول ثابت- ساخته می‌شوند که هر صفحه مربوط به یک لوله است که منجر به سرعت تولید قابل پیش‌بینی و سازگارتر می‌شود. با این حال، لوله‌های جوشی مارپیچی به‌طور مداوم تولید می‌شوند که برای تولید-مسافت‌های طولانی و حجم{3}} مناسب‌تر است. با این حال، زمانی که تغییرات مکرر در مشخصات مورد نیاز است، لوله های فولادی LSAW انعطاف پذیری و ثبات بیشتری را در تنظیم پارامترها ارائه می دهند.

5.2. ثبات فرآیند

لوله های فولادی LSAW دارای نقاط کنترل متمرکز در فرآیندهای شکل دهی و جوشکاری خود هستند که منجر به پایداری فرآیند بالاتر می شود. در مقابل، لوله های جوش مارپیچی با روش نورد پیوسته خود، ممکن است دچار نوساناتی در کشش نوار فولادی و تغییرات زاویه شوند که می تواند بر کیفیت شکل دهی تأثیر بگذارد. برای پروژه‌های{2}تقاضای بالا، ثبات فرآیند یک نکته کلیدی است.

6. مزایای فرآیند تولید ناشی از تقاضاهای کاربردی

6.1. الزامات تولید برای شرایط فشار بالا{1}

لوله های فولادی LSAW به دلیل درزهای مستقیم جوش، انرژی جوش متمرکز و ساختار جوش یکنواخت برای خطوط لوله-با فشار بالا،{1}}تنش زیاد و مسافت{2} طولانی، مانند لوله های مورد استفاده در شبکه های انتقال نفت و گاز، مناسب ترند. لوله های مارپیچی به دلیل درزهای جوشی طولانی تر، در شرایط فشار شدید نسبتاً کمتر قابل اعتماد هستند.

6.2. مزایا در ساخت دیوارهای بزرگ-قطر و ضخیم-

لوله‌های فولادی LSAW به راحتی می‌توانند به قطرهای بزرگ و مشخصات دیواره‌های ضخیم- دست یابند و قابلیت شکل‌دهی و قابلیت اطمینان جوش را ارائه می‌دهند. در پروژه هایی با دیوارهای فوق-ضخیم و قطرهای بزرگ، ساختار جوش مستقیم-لوله های LSAWاسترس را بهتر توزیع می کند، و آنها را برای مهندسی فراساحل، خطوط لوله آب های عمیق و شبکه های خط لوله فشار شهری مناسب تر می کند.

7. نتیجه گیری

تفاوت های قابل توجهی بین فرآیندهای تولید لوله های فولادی جوش داده شده با قوس غوطه وری طولی و لوله های جوش مارپیچی وجود دارد، به ویژه از نظر روش های شکل دهی، ساختار جوشکاری، دقت هندسی، آزمایش غیر مخرب و پایداری فرآیند. به طور کلی، لوله‌های فولادی LSAW، با درزهای جوش کوتاه‌تر، شکل‌دهی پایدار، آزمایش دقیق و توانایی پاسخگویی به خواسته‌های پروژه‌های-دیواره‌ای ضخیم و قطر{3}}، در زمینه‌های-مهندسی با نیازهای بالا، رقابتی‌تر هستند. لوله های مارپیچی جوش داده شده در تولید مداوم و عرضه دسته ای بزرگ برتر هستند، اما برای کاربردهایی که فشار شدید یا الزامات استحکام بالا حیاتی نیستند، مناسب ترند. انتخاب فرآیند تولید بر اساس نیازهای خاص پروژه انجام می شود، اما برای کاربردهایی که بر قابلیت اطمینان و استحکام بالا تاکید دارند، لوله های فولادی LSAW گزینه ترجیحی باقی می مانند.