Заварене челичне цеви су незаменљиви материјали у савременој индустријској инфраструктури, широко се користе у транспорту нафте и гаса, пројектима градских вода, мостоградњи, поморским пројектима и изградњи ветроелектрана, између осталог.
Према различитим методама заваривања и обликовања, заварене челичне цеви се углавном деле на челичне цеви са равним шавом и спирално заварене челичне цеви. Међу њима, челичне цеви заварене са равним шавом укључују отпорно заваривање(ЕРВ) челичне цевии уздужно заваривање под водом(ЛСАВ) челичне цеви. Завари ове врсте челичних цеви су уздужни завари који су равни дуж тела цеви. Насупрот томе, спирално заварене челичне цеви (ССАВ) усвајају технологију континуираног спиралног формирања и заваривања под водом, формирајући заварене спојеве у облику спирале- који су нагнути на површини тела цеви.
Иако се обе врсте челичних цеви производе кроз процесе формирања лимова и заваривања и могу да испуне захтеве транспорта течности и структуралног оптерећења{0}}, оне имају фундаменталне разлике у принципима формирања, расподели завара, производним процесима, карактеристикама механичког напрезања, перформансама величине и применљивим условима рада. У стварној набавци инжењеринга и материјала, веома је важно разликовати суштинске разлике између правог шава и спиралног завара, што помаже да се избегне неправилан избор и резултирајући оперативни ризици.
Основна дефиниција и разлике принципа формирања
1. Принцип заваривања уздужног шава
Заваривање правим шавом се односи на процес заваривања где се континуирани прави заварени шав формира дуж уздужног правца челичне цеви. Сирови материјал за челичне цеви са равним шавом је челична плоча-фиксне ширине или челична трака. Током производње челичних цеви, равни челик се савија и уваљује у цилиндричне цевне бланке кроз више ваљака за формирање. Две паралелне ивице челичне траке су поравнате дуж уздужног правца тела цеви, а затим је размак заварен и спојен да би се формирао уредан уздужни прави шав. За цеви са правим шавом средњег и малог пречника, користи се заваривање са високом фреквенцијом (ЕРВ), где се ивице челичне траке загревају струјом високе -фреквенције да би се постигло тренутно истискивање и топљење, без потребе за додатним металом. За цеви са правим шавом са дебелим -зидовима великог пречника, користи се уздужно заваривање под водом (ЛСАВ), коришћењем жице за заваривање и флукса за заваривање пенетрацијом. Без обзира на то који се процес користи, заварени шав се протеже дуж целе дужине тела цеви.
2. Спирал ВелдингПринцип
Спирално заваривање је посебан процес производње цеви који комбинује континуално обликовање под нагибом и заваривање под водом. За разлику од правог савијања челичних цеви са равним шавом, челична трака се доводи у уређај за формирање под фиксним углом и континуирано се котрља у цилиндрични цевни празан кроз спирално ваљање, стварајући уједначене спиралне празнине. Након тога, систем за заваривање под водом врши континуирано заваривање дуж спиралне путање, формирајући на крају гладак и густ спирални завар. Спирални завари су нагнути под одређеним углом и дужина вара премашује дужину цеви. Основни принцип спиралног заваривања је да се челична трака фиксне ширине-преради у челичне цеви различитих пречника подешавањем угла, постижући производњу флексибилног пречника који се не може постићи заваривањем равног шава.
Разлике у производним процесима
1. Процес заваривања равног шава
Процес производње цеви са равним шавом је једноставан и високо аутоматизован. Цео процес обухвата одмотавање челичних котура, равнање, обрезивање ивица, равнање, уздужно заваривање, завршну обраду завара, хлађење, димензионисање, исправљање и{1}}сечење по дужини. ЕРВ цеви са правим шавом заварене су коришћењем високо-отпорног грејања, уз велику брзину заваривања и високу ефикасност производње. ЛСАВ цеви са правим шавом користе дебелу челичну плочу и вишеструке пролазе заваривања под водом, са строгом контролом тачности прореза и дубине продирања. Параметри формирања линије за производњу правог шава су фиксни, обликовање је стабилно, а тачност димензија је висока. Међутим, његова производна флексибилност је ограничена. Свака ширина челичне траке одговара само једном пречнику цеви, тако да је опсег производње цеви ултра-великог пречника ограничен ширином челичне траке.
2. Процес спиралног заваривања
Процес спиралног заваривања користи континуирано динамичко формирање спирале и двострано-заваривање под водом. Његов процесни ток укључује одмотавање, исправљање траке, прецизно глодање чеоних површина, подесиво-формирање спирале под углом, двострано-заваривање под водом изнутра и споља, полирање шавова, циркулацијско хлађење, корекцију величине, летење-сечење и потпуно испитивање шава без-испитивања. Најистакнутија карактеристика овог процеса је подесиви угао формирања. Променом угла довода челичне траке, произвођачи могу да производе цеви са различитим спољним пречникима користећи исту сировину, значајно повећавајући флексибилност производње. Цео производни процес је континуиран и непрекидан, погодан за-производњу великих{10}}цеви великих{10}}пречника, средње{11}}дебелих-зидова. Међутим, систем за формирање спирале и заваривање има високе захтеве за усклађивање параметара, а прецизна контрола угла формирања, брзине заваривања, струје и напона је неопходна да би се избегло померање завара и деформација формирања.
Структурне разлике
1. Карактеристике структуре заваривања
За цеви заварене са правим шавом, постоји само један уздужни заварени шав у целокупној структури, са кратким путем заваривања и равном линијом. Микроструктура шава је стабилна. Зона погођена топлотом је концентрисана и уска, а укупна структурна униформност тела цеви је добра. За спирално заварене цеви користе се континуирани заварени шавови у облику спирале-. У поређењу са цевима са равним шавом исте спецификације, дужина шава је дужа. Дужи заварени шав повећава укупну површину заваривања и теоретски такође повећава могућност постојећих дефеката заваривања. Међутим, континуирани спирални заварени шав избегава локалне празнине у завареним спојевима. Поред тога, спирални заварени шав има карактеристике преклапања и континуитета, чиме се побољшава укупни структурни интегритет тела цеви.
Тачност димензија и флексибилност производње
Заварена цев са правим шавом има бољу тачност димензија и квалитет површине. Процес формирања је стабилан, са малим толеранцијама за спољашњи пречник, дебљину и заобљеност зида, глатке унутрашње и спољашње зидове и равномерну равност. Стандардизовани параметри обликовања чине цев са равним шавом погоднијом за прецизну уградњу и пројекте цевовода са високим{2}}подударним захтевима. Међутим, недостатак је што је флексибилност производње лоша, ограничена ширином челичне траке и не може се флексибилно мењати у пречницима цеви током процеса производње. Насупрот томе, спирално заварена цев има нешто нижу тачност димензија од цеви са равним шавом, са мањом толеранцијом елиптичности, али има изузетно високу флексибилност производње. Подешавањем угла спирале, једна спецификација челичне траке може да произведе десетине различитих спецификација пречника цеви, значајно смањујући трошкове калупа и скраћујући производни циклус за прилагођене цеви великог -пречника.
Техничке предности и ограничења
1. Предности и недостаци заваривања равног шава
Заваривање правим шавом има предности велике брзине заваривања, високе ефикасности производње, високе стопе квалификације производа, редовног формирања завара, уске зоне утицаја топлоте и стабилних механичких својстава. Углавном се примењује у процесу производње цевних материјала средњег{1}}пречника, танких-и средње{3}}дебелих- материјала. Мањи број заварених спојева може смањити вероватноћу појаве дефекта и олакшати свеобухватну инспекцију и одржавање. Његови главни недостаци леже у слабој флексибилности, ограниченом производном капацитету за велике пречнике и слабој способности дисперзије напона. Под ултра-условима промене притиска и оптерећења, заваривање равним шавом је склоније смањењу концентрације напона.
2. Предности и недостаци спиралних завара
Основне предности спиралног заваривања леже у његовој способности флексибилног подешавања пречника, одличним перформансама дисперзије напона, јаким производним капацитетима за цевоводе великог{0}}пречника и високој структурној сигурности. Спирални заварени спојеви могу ефикасно да спрече ширење пукотина и погодни су за-преношење под високим{3}}односом на велике удаљености. Главни недостаци су дуже време заваривања, нижа ефикасност производње једне{5}}машине, већи ризик од мањих дефеката како се дужина завара повећава и нешто нижа тачност димензија.
Разлике у индустријској примени
Због својих специфичних карактеристика перформанси, заварене цеви са равним шавом и спирално заварене цеви су успоставиле јасне границе примене у индустријском инжењерству. Заварене цеви са правим шавом се широко користе у градском водоснабдевању и одводњавању, цевоводима за заштиту од пожара, грађевинским конструкцијским цевним шиповима, транспорту гаса ниског{1}}притиска и цевоводима који подржавају механичку опрему. Због високе прецизности димензија и стабилног квалитета заваривања, високо{3}}квалитетне ЕРВ и ЛСАВ цеви са правим шавом су такође погодне за пројекте цевовода на кратким{4}}раздаљинама-под високим притиском. Док се спирално заварене цеви углавном користе за попречне-регионалне магистралне цевоводе за нафту и гас, општинске цевоводе за пренос воде великог-пречника, цевне шипове за поморске инжењеринге, инфраструктуру за енергију ветра и цевоводе за хидраулички притисак, који су-пројекти за транспорт на велике удаљености.
Основна разлика између заваривања правим шавом и спиралног заваривања лежи у различитим путањама формирања, обрасцима дистрибуције завара итд. Право шавно заваривање карактерише линеарни завари, висока тачност димензија, висока ефикасност производње и једноставна структура и погодно је за стандардизоване пројекте цевовода средњег до малог пречника и високе{1}}прецизности. Спирално заваривање користи нагнуте спиралне заваре и може флексибилно подесити пречник. Неопходан је у изградњи цевовода великог-пречника, дугих{5}}односа и високог{6}}притиска. Ниједан од два процеса заваривања нема апсолутну супериорност или инфериорност. Вредност њихове примене зависи од стварних инжењерских услова, нивоа притиска, спецификација пречника цеви и буџета трошкова. Уз континуирану надоградњу аутоматизације заваривања и интелигентних технологија детекције, јаз у перформансама између њих се постепено сужава. У будућности, префињена и диференцирана примена технологија заваривања равног шава и спиралног заваривања ће даље промовисати-развој високог квалитета у индустрији производње челичних цеви и инжењеринга цевовода.
