افزایش یکپارچگی سازه: لوله فولادی کربنی جوش داده شده مارپیچی در فرآیند جوشکاری لوله فلزی
معرفی کنید
هنرِجوشکاری لوله فلزیبرای اطمینان از یکپارچگی ساختاری در کاربردهای متنوع، به ترکیبی هماهنگ از مهارت، دقت و مواد باکیفیت نیاز است. در میان انواع مختلف لوله، لوله فولادی کربنی جوش داده شده به روش مارپیچ، مانند لوله X42 SSAW، به دلیل استحکام، دوام و مقرون به صرفه بودن برتر، محبوب است. در این وبلاگ، اهمیت لوله‌های فولادی کربنی جوش داده شده به روش مارپیچ را در فرآیند جوشکاری لوله فلزی بررسی خواهیم کرد و به فرآیند تولید، مزایا و زمینه‌های کاربرد آن خواهیم پرداخت.
خاصیت مکانیکی
| گرید فولاد | حداقل استحکام تسلیم | استحکام کششی | حداقل کشیدگی | حداقل انرژی ضربه | ||||
| مگاپاسکال | % | J | ||||||
| ضخامت مشخص شده | ضخامت مشخص شده | ضخامت مشخص شده | در دمای آزمایش | |||||
| mm | mm | mm | ||||||
| <16 | > 16≤40 | <3 | ≥3≤40 | ≤40 | -20℃ | 0℃ | 20℃ | |
| S235JRH | ۲۳۵ | ۲۲۵ | ۳۶۰-۵۱۰ | ۳۶۰-۵۱۰ | 24 | - | - | 27 |
| S275J0H | ۲۷۵ | ۲۶۵ | ۴۳۰-۵۸۰ | ۴۱۰-۵۶۰ | 20 | - | 27 | - |
| S275J2H | 27 | - | - | |||||
| S355J0H | ۳۶۵ | ۳۴۵ | ۵۱۰-۶۸۰ | ۴۷۰-۶۳۰ | 20 | - | 27 | - |
| S355J2H | 27 | - | - | |||||
| S355K2H | 40 | - | - | |||||
ترکیب شیمیایی
| درجه فولاد | نوع اکسیداسیون a | درصد جرمی، حداکثر | ||||||
| نام فولاد | شماره فولاد | C | C | Si | Mn | P | S | Nb |
| S235JRH | ۱.۰۰۳۹ | FF | ۰.۱۷ | — | ۱.۴۰ | ۰,۰۴۰ | ۰,۰۴۰ | ۰.۰۰۹ |
| S275J0H | ۱.۰۱۴۹ | FF | ۰.۲۰ | — | ۱.۵۰ | ۰,۰۳۵ | ۰,۰۳۵ | ۰,۰۰۹ |
| S275J2H | ۱.۰۱۳۸ | FF | ۰.۲۰ | — | ۱.۵۰ | ۰,۰۳۰ | ۰,۰۳۰ | — |
| S355J0H | ۱.۰۵۴۷ | FF | ۰.۲۲ | ۰.۵۵ | ۱.۶۰ | ۰,۰۳۵ | ۰,۰۳۵ | ۰,۰۰۹ |
| S355J2H | ۱.۰۵۷۶ | FF | ۰.۲۲ | ۰.۵۵ | ۱.۶۰ | ۰,۰۳۰ | ۰,۰۳۰ | — |
| S355K2H | ۱.۰۵۱۲ | FF | ۰.۲۲ | ۰.۵۵ | ۱.۶۰ | ۰,۰۳۰ | ۰,۰۳۰ | — |
| الف) روش دی‌اکسیداسیون به شرح زیر تعیین می‌شود: | ||||||||
| FF: فولاد کاملاً آرام حاوی عناصر اتصال نیتروژن به مقدار کافی برای اتصال نیتروژن موجود (مثلاً حداقل 0.020٪ کل آلومینیوم یا 0.015٪ محلول آلومینیوم). | ||||||||
| ب. اگر ترکیب شیمیایی حداقل مقدار کل آلومینیوم 0.020٪ با حداقل نسبت Al/N 2:1 را نشان دهد، یا اگر سایر عناصر اتصال دهنده N به مقدار کافی وجود داشته باشند، حداکثر مقدار برای نیتروژن اعمال نمی‌شود. عناصر اتصال دهنده N باید در سند بازرسی ثبت شوند. | ||||||||
فرآیند تولید
لوله جوش داده شده مارپیچی، که با نام لوله SSAW (جوش قوسی زیرپودری مارپیچی) نیز شناخته می‌شود، با استفاده از تکنیک‌های شکل‌دهی مارپیچی و جوشکاری قوسی زیرپودری تولید می‌شود. این فرآیند با پرداخت لبه نوار فولادی کلاف شده آغاز می‌شود و سپس نوار به شکل مارپیچ خم می‌شود. سپس از جوشکاری قوسی زیرپودری اتوماتیک برای اتصال لبه‌های نوارها به یکدیگر استفاده می‌شود و یک جوش پیوسته در امتداد طول لوله ایجاد می‌شود. این روش تضمین می‌کند که اتصال قوی و بادوام باشد و در عین حال نقص‌ها را به حداقل برساند و یکپارچگی ساختاری را حفظ کند.
مزایای لوله فولادی کربنی جوش داده شده مارپیچی
۱. استحکام و دوام:لوله فولادی کربنی جوش داده شده مارپیچیبه دلیل استحکام و دوام برتر خود شناخته شده است و آن را برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر فشار بالا و عملکرد طولانی مدت دارند، مناسب می‌سازد.
۲. مقرون به صرفه بودن: این لوله‌ها به دلیل فرآیند تولید کارآمد، هزینه مواد اولیه کمتر و نیاز کمتر به نیروی کار در مقایسه با سایر انواع لوله‌ها، یک راه حل مقرون به صرفه ارائه می‌دهند.
۳. تطبیق‌پذیری: تطبیق‌پذیری لوله فولادی کربنی جوش داده شده مارپیچی امکان استفاده از آن را در طیف وسیعی از کاربردها، از جمله حمل و نقل آب، حمل و نقل نفت و گاز، سازه‌های شمع‌بندی، سیستم‌های فاضلاب و فرآیندهای صنعتی مختلف فراهم می‌کند.
۴. دقت ابعادی: فرآیند شکل‌دهی مارپیچی می‌تواند اندازه و ضخامت دیواره لوله را به طور دقیق کنترل کند و دقت و یکنواختی تولید را تضمین نماید.
زمینه‌های کاربرد
۱. صنعت نفت و گاز طبیعی: لوله‌های فولادی کربنی جوش داده شده با جوش مارپیچی به طور گسترده در صنعت نفت و گاز طبیعی، به ویژه در حمل و نقل نفت خام، گاز طبیعی و فرآورده‌های نفتی استفاده می‌شوند. استحکام و توانایی آنها در تحمل محیط‌های پرفشار، آنها را برای خطوط لوله با مسافت طولانی ایده‌آل می‌کند.
۲. انتقال آب: چه برای اهداف آبرسانی شهری و چه برای آبیاری، لوله‌های فولادی کربنی جوش داده شده مارپیچی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، استحکام و سهولت نصب، راه حل بسیار خوبی ارائه می‌دهند.
۳. تکیه‌گاه سازه‌ای: این نوع لوله به طور گسترده در صنعت ساخت و ساز برای تأمین تکیه‌گاه سازه‌ای ساختمان‌ها، پل‌ها، اسکله‌ها و سایر پروژه‌های زیرساختی مورد استفاده قرار می‌گیرد. دوام و مقاومت آنها در برابر عناصر خارجی، آنها را در چنین کاربردهایی قابل اعتماد می‌کند.
۴. کاربردهای صنعتی: لوله‌های فولادی کربنی جوش داده شده مارپیچی به دلیل توانایی آنها در تحمل دما، فشار و محیط‌های خورنده بالا، در زمینه‌های مختلف صنعتی مانند فرآوری شیمیایی، نیروگاه‌ها و عملیات استخراج معدن مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در نتیجه،
لوله فولادی کربنی جوش داده شده مارپیچی، مانندلوله SSAW X42، فرآیند جوشکاری لوله‌های فلزی را متحول کرده و مزایای زیادی را برای صنایع مختلف به ارمغان آورده است. استحکام، دوام، مقرون به صرفه بودن و دقت ابعادی آنها، یکپارچگی ساختاری را در کاربردهای مختلف تضمین می‌کند. توانایی مقاومت در برابر فشارهای شدید، دما و محیط‌های خورنده، آن را برای انتقال نفت و گاز، آبرسانی و سایر بخش‌های صنعتی ایده‌آل می‌کند. بنابراین، وقتی صحبت از جوشکاری لوله‌های فلزی می‌شود، استفاده از لوله‌های فولادی کربنی جوش داده شده مارپیچی همچنان یک راه حل قابل اعتماد و کارآمد برای تضمین زیرساخت‌های بادوام و مقاوم است.
تست هیدرواستاتیک
هر طول لوله باید توسط سازنده تا فشار هیدرواستاتیکی آزمایش شود که در دیواره لوله تنشی ایجاد کند که کمتر از 60٪ از حداقل استحکام تسلیم مشخص شده در دمای اتاق نباشد. فشار باید با معادله زیر تعیین شود:
P=2St/D
تغییرات مجاز در وزن و ابعاد
هر طول لوله باید جداگانه وزن شود و وزن آن نباید بیش از 10٪ بیشتر یا 5.5٪ کمتر از وزن نظری آن، که با استفاده از طول و وزن واحد طول آن محاسبه می‌شود، تغییر کند.
قطر خارجی نباید بیش از ±1% از قطر خارجی اسمی مشخص شده متفاوت باشد.
ضخامت دیواره در هر نقطه نباید بیش از 12.5٪ کمتر از ضخامت دیواره مشخص شده باشد
