Metinātās tērauda caurules ir neaizstājams materiāls mūsdienu industriālajā infrastruktūrā, ko plaši izmanto naftas un gāzes transportēšanā, pašvaldību ūdensapgādes projektos, tiltu inženierijā, jūras projektos un vēja enerģijas iekārtu celtniecībā.
Atbilstoši dažādām metināšanas un formēšanas metodēm metinātās tērauda caurules galvenokārt iedala taisnās šuves metinātās tērauda caurulēs un spirālmetinātās tērauda caurulēs. Starp tiem taisnās šuves metinātās tērauda caurules ietver pretestības metināšanu(ERW) tērauda caurulesun gareniskā iegremdētā loka metināšana(LSAW) tērauda caurules. Šāda veida tērauda cauruļu metinātās šuves ir garenvirziena šuves, kas ir taisnas gar caurules korpusu. Turpretim spirālmetinātās tērauda caurules (SSAW) izmanto nepārtrauktas spirāles formēšanas un iegremdētās loka metināšanas tehnoloģiju, veidojot spirālveida -metinājuma šuves, kas ir slīpi uz caurules korpusa virsmas.
Lai gan abu veidu tērauda caurules tiek ražotas, izmantojot lokšņu formēšanas un metināšanas procesus, un tās var atbilst šķidruma transportēšanas un konstrukcijas slodzes -nesuma prasībām, tām ir būtiskas atšķirības formēšanas principos, metināšanas šuvju sadalījumā, ražošanas procesos, mehāniskās slodzes raksturlielumos, izmēru veiktspējā un piemērojamos darba apstākļos. Faktiskajā inženiertehniskajā un materiālu iepirkumā ir ļoti svarīgi nošķirt būtiskās atšķirības starp taisnu šuvi un spirālmetinājumu, kas palīdz izvairīties no nepareizas izvēles un no tā izrietošajiem ekspluatācijas riskiem.
Galvenās definīcijas un veidošanas principu atšķirības
1. Garenšuvju metināšanas princips
Metināšana ar taisnu šuvi attiecas uz metināšanas procesu, kurā tiek veidota nepārtraukta taisna metinājuma šuve gar tērauda caurules garenvirzienu. Izejmateriāls taisnu šuvju tērauda caurulēm ir fiksēta-platuma tērauda plāksne vai tērauda sloksne. Tērauda cauruļu ražošanas laikā plakanais tērauds tiek saliekts un velmēts cilindriskās cauruļu sagatavēs caur vairākiem formēšanas veltņiem. Tērauda sloksnes abas paralēlās malas ir izlīdzinātas gar caurules korpusa garenvirzienu, un pēc tam sprauga tiek sametināta un sakausēta, lai izveidotu glītu garenisku taisnu šuvi. Vidēja un maza diametra taisnu šuvju caurulēm tiek izmantota augstas -frekvences pretestības metināšana (ERW), kurā tērauda sloksnes malas tiek uzkarsētas ar augstas-frekvences strāvu, lai panāktu tūlītēju ekstrūzijas un kušanas procesu, neizmantojot pildmetālu. Liela diametra biezu{8}}sienu taisnu šuvju caurulēm tiek izmantota garenvirziena iegremdētā loka metināšana (LSAW), izmantojot metināšanas stiepli un plūsmas caurlaides metināšanai. Neatkarīgi no izmantotā procesa metināšanas šuve stiepjas visā caurules korpusa garumā.
2. SpirālmetināšanaPrincips
Spirālmetināšana ir īpašs cauruļu ražošanas process, kas apvieno slīpu nepārtrauktu formēšanu un iegremdētu loka metināšanu. Atšķirībā no taisnu šuvju tērauda cauruļu taisnas locīšanas, tērauda sloksne tiek ievadīta formēšanas ierīcē fiksētā leņķī un tiek nepārtraukti velmēta cilindriskā caurules sagatavē, izmantojot spirālveida velmēšanu, radot vienotas spirāles spraugas. Pēc tam iegremdētā loka metināšanas sistēma veic nepārtrauktu metināšanu pa spirālveida ceļu, galu galā veidojot gludu un blīvu spirālveida metināšanu. Spirālveida šuves ir slīpi noteiktā leņķī, un metinājuma garums pārsniedz caurules garumu. Spirālmetināšanas pamatprincips ir fiksēta-platuma tērauda sloksnes apstrāde dažāda diametra tērauda caurulēs, pielāgojot leņķi, panākot elastīga diametra ražošanu, ko nevar panākt ar taisnu šuvju metināšanu.
Ražošanas procesu atšķirības
1. Taisnas šuves metināšanas process
Taisnu šuvju cauruļu ražošanas process ir vienkāršs un ļoti automatizēts. Viss process ietver tērauda spoļu attīšanu, saplacināšanu, malu apgriešanu, iztaisnošanu, garenvirziena metināšanu, metināšanas apdari, dzesēšanu, izmēru noteikšanu, iztaisnošanu un garuma{1}}griešanu. ERW taisnu šuvju caurules tiek metinātas, izmantojot augstas-frekvences pretestības sildīšanu, kas nodrošina ātru metināšanas ātrumu un augstu ražošanas efektivitāti. LSAW taisnu šuvju caurulēs tiek izmantota bieza tērauda plākšņu veidošana un vairākkārtēja iegremdētā loka metināšana, stingri kontrolējot spraugas precizitāti un iespiešanās dziļumu. Taisnas šuves ražošanas līnijas formēšanas parametri ir fiksēti, formēšana ir stabila, un izmēru precizitāte ir augsta. Tomēr tā ražošanas elastība ir ierobežota. Katrs tērauda sloksnes platums atbilst tikai vienam caurules diametram, tāpēc īpaši-liela diametra cauruļu ražošanas diapazonu ierobežo tērauda sloksnes platums.
2. Spirālmetināšanas process
Spirālmetināšanas procesā tiek izmantota nepārtraukta dinamiska spirālveida formēšana un divpusēja iegremdētā loka metināšana. Tā procesa plūsmā ietilpst attīšana, sloksnes iztaisnošana, precīza gala malas frēzēšana, regulējama-leņķa spirāles formēšana, divpusēja iegremdētā loka metināšana gan iekšpusē, gan ārpusē, metināto šuvju pulēšana, cirkulācijas dzesēšana, izmēra korekcija, spārnā{4}}griešana un pilnīga metināšanas šuves nesagraujoša{{5}. Visredzamākā šī procesa iezīme ir regulējams formēšanas leņķis. Mainot tērauda sloksnes padeves leņķi, ražotāji var ražot caurules ar dažādu ārējo diametru, izmantojot vienu un to pašu izejmateriālu, ievērojami uzlabojot ražošanas elastību. Viss ražošanas process ir nepārtraukts un nepārtraukts, piemērots liela mēroga-liela-diametra, vidēji{11}}biezu{12}}sienu cauruļu ražošanai. Tomēr spirālveida formēšanas un metināšanas sistēmai ir augstas prasības parametru saskaņošanai, un ir nepieciešama precīza formēšanas leņķa, metināšanas ātruma, strāvas un sprieguma kontrole, lai izvairītos no metināšanas nobīdes un formēšanas deformācijas.
Strukturālās atšķirības
1. Metināšanas struktūras raksturojums
Taisnās šuves metinātām caurulēm kopējā konstrukcijā ir tikai viena gareniskā metinājuma šuve ar īsu metinājuma ceļu un taisnu līniju. Metinātās šuves mikrostruktūra ir stabila. Siltuma ietekmētā zona ir koncentrēta un šaura, un caurules korpusa vispārējā struktūras viendabīgums ir labs. Spirāli metinātām caurulēm tiek izmantotas nepārtrauktas spirālveida -metinātās šuves. Salīdzinot ar tādas pašas specifikācijas taisnu šuvju caurulēm, metināšanas šuves garums ir garāks. Garāka metināšanas šuve palielina kopējo metināšanas laukumu un teorētiski palielina arī esošo metināšanas defektu iespējamību. Tomēr nepārtrauktā spirālveida metinājuma šuve novērš lokālu metināto savienojumu spraugas. Turklāt spirālveida metinājuma šuvei ir pārklāšanās un nepārtrauktības īpašības, tādējādi uzlabojot caurules korpusa vispārējo strukturālo integritāti.
Izmēru precizitāte un ražošanas elastība
Taisnās šuves metinātajai caurulei ir labāka izmēru precizitāte un virsmas kvalitāte. Veidošanas process ir stabils, ar nelielām ārējā diametra, sienu biezuma un apaļuma pielaidēm, gludām iekšējām un ārējām sienām un vienmērīgu taisnumu. Standartizēti formēšanas parametri padara taisnu šuvju cauruli piemērotāku precīzai uzstādīšanai un augstas -prasības cauruļvadu projektiem. Tomēr trūkums ir tāds, ka ražošanas elastība ir slikta, to ierobežo tērauda sloksnes platums, un to nevar elastīgi mainīt cauruļu diametrā ražošanas procesā. Turpretim spirālveida metinātajai caurulei ir nedaudz zemāka izmēru precizitāte nekā taisnās šuves caurulei, ar mazāku eliptiskuma pielaidi, taču tai ir ārkārtīgi augsta ražošanas elastība. Pielāgojot spirāles leņķi, viena tērauda sloksnes specifikācija var radīt desmitiem dažādu cauruļu diametru specifikācijas, ievērojami samazinot veidņu izmaksas un saīsinot ražošanas ciklu pielāgotām liela diametra caurulēm.
Tehniskās priekšrocības un ierobežojumi
1. Taisnās šuves metināšanas priekšrocības un trūkumi
Taisnu šuvju metināšanai ir tādas priekšrocības kā ātrs metināšanas ātrums, augsta ražošanas efektivitāte, augsts produktu kvalifikācijas līmenis, regulāra metinājuma veidošanās, šaura siltuma ietekmes zona un stabilas mehāniskās īpašības. To galvenokārt izmanto vidēja-diametra, plānu-sienu un vidēji-biezu{4}}sienu cauruļu materiālu ražošanas procesā. Jo mazāk metināto šuvju var samazināt defektu rašanās iespējamību un atvieglot visaptverošu pārbaudi un apkopi. Tās galvenie trūkumi ir slikta elastība, ierobežota ražošanas jauda lieliem diametriem un vāja sprieguma izkliedes spēja. Ultra-augsta spiediena un slodzes maiņas apstākļos taisnu šuvju metināšana ir vairāk pakļauta sprieguma koncentrācijas traucējumiem.
2. Spirālmetināto šuvju priekšrocības un trūkumi
Spirālmetināšanas galvenās priekšrocības slēpjas tās spējā elastīgi pielāgot diametru, izcilu sprieguma izkliedes veiktspēju, spēcīgas ražošanas iespējas liela{0}}diametra cauruļvadiem un augstu konstrukcijas drošību. Spirālveida metināšanas šuves var efektīvi kavēt plaisu izplatīšanos un ir piemērotas transportēšanai lielos-attālumos-augstspiedienā. Galvenie trūkumi ir ilgāks metināšanas laiks, zemāka vienas mašīnas ražošanas efektivitāte, lielāks nelielu defektu risks, palielinoties metinājuma garumam, un nedaudz zemāka izmēru precizitāte.
Atšķirības rūpnieciskajā pielietojumā
Pateicoties to atšķirīgajām veiktspējas īpašībām, taisnu šuvju metinātām caurulēm un spirālmetinātām caurulēm ir noteiktas skaidras pielietojuma robežas rūpnieciskajā inženierijā. Taisnās šuves metinātās caurules tiek plaši izmantotas pilsētas ūdensapgādē un kanalizācijā, ugunsdrošības cauruļvados, ēku konstrukciju cauruļu pāļos, zema-spiediena gāzes transportēšanā un mehāniskajās iekārtās, kas atbalsta cauruļvadus. Augstas izmēru precizitātes un stabilas metināšanas kvalitātes dēļ augstas -klases ERW un LSAW taisnu šuvju caurules ir piemērotas arī nelieliem-attālumiem augstspiediena{5}}cauruļvadu projektiem. Lai gan spirālveida metinātās caurules galvenokārt tiek izmantotas šķērs-reģionāliem naftas un gāzes maģistrālajiem cauruļvadiem, pašvaldību liela-diametra ūdens pārvades cauruļvadiem, jūras inženiertehnisko cauruļu pāļiem, vēja enerģijas infrastruktūrai un hidrauliskā spiediena cauruļvadiem, kas ir garu-transporta projekti.
Galvenā atšķirība starp taisnu šuvju metināšanu un spirālmetināšanu slēpjas dažādās formēšanas trajektorijās, metināšanas šuvju sadalījuma shēmās utt. Taisnu šuvju metināšanai ir lineāras šuves, augsta izmēru precizitāte, augsta ražošanas efektivitāte un vienkārša struktūra, un tā ir piemērota standartizētiem, vidēja līdz maza diametra un augstas{1}}precizitātes cauruļvadu projektiem. Spirālmetināšana izmanto slīpas spirālveida šuves un var elastīgi pielāgot diametru. Tas ir neaizstājams liela-diametra, liela-attāluma un augsta spiediena{6}}cauruļvadu būvniecībā. Nevienam no diviem metināšanas procesiem nav absolūta pārākuma vai mazākuma. To pielietojuma vērtība ir atkarīga no faktiskajiem inženiertehniskajiem apstākļiem, spiediena līmeņiem, cauruļu diametra specifikācijām un izmaksu budžeta. Ar nepārtrauktu metināšanas automatizācijas un inteliģento noteikšanas tehnoloģiju modernizāciju, veiktspējas atšķirība starp šīm abām pakāpeniski samazinās. Nākotnē izsmalcināta un diferencēta taisnu šuvju metināšanas un spirālmetināšanas tehnoloģiju pielietošana vēl vairāk veicinās augstas kvalitātes attīstību tērauda cauruļu ražošanas un cauruļvadu inženierijas nozarēs.
