Сортамент электросварные трубы: Трубы электросварные | ГОСТы и ТУ компании МЕТАЛЛСЕРВИС
alexxlab | 23.02.2023 | 0 | Разное
Сварка высокопрочных труб
Abstract
Сегодня существует множество способов сварки высокопрочных труб в полевых условиях. Необходимо понимать эти различные процессы, чтобы убедиться, что выбранный процесс соответствует требованиям качества и производительности трубопроводного проекта. Обсуждаются несколько процессов, с акцентом на дуговую сварку металлическим электродом в защитных газах с целлюлозными электродами и дуговую сварку с самозащитной проволокой.
Введение
В современном мире магистральным трубопроводам приходится решать множество проблем, включая более высокое рабочее давление, высокосернистые продукты, новые высокопрочные стали, более суровые условия эксплуатации, ужесточение регулирующих норм и множество экологических проблем. Эти условия должны быть уравновешены потребностями подрядчика по строительству трубопровода в контроле затрат и своевременном завершении проекта при одновременном соблюдении более строгих требований к качеству.
Несколько процессов и комбинаций процессов, используемых в настоящее время для сварки в полевых условиях труб для магистральных трубопроводов. К ним относятся дуговая сварка в среде защитного газа (SMAW), дуговая сварка с самозащитной проволокой с флюсовой проволокой (FCAW-S) и дуговая сварка в среде защитного газа (GMAW). В режиме переноса GMAW также необходимо учитывать короткую дугу, контролируемую короткую дугу, как в режиме поверхностного натяжения Transfer®, распыление и шаровидное. Внимание будет обращено на те процессы, которые обеспечивают высокое качество и высокую производительность сварки в полевых условиях при консервативных капиталовложениях.
Обзор трубной стали
Современные стали для труб имеют более высокую прочность, чем те, которые использовались ранее, и в настоящее время разрабатываются с учетом свариваемости.
Наиболее распространенные стали, используемые для нефте- и газопроводов по пересеченной местности, соответствуют стандарту API 5LX или аналогичным стандартам.
Таблица 1. Сводные требования к прочности API 5L | ||||||||
Х42 | Х46 | Х52 | Х60 | Х65 | Х70 | Х80 | ||
Растяжение (тыс. | 60 | 63 | 66 | 71 | 75 | 77 | 82 | 90-120 |
Производительность (тыс.фунтов на кв. дюйм) | 42 | 46 | 52 | 56 | 60 | 65 | 70 | 80 |
фунтов на кв. дюйм)
Уровни прочности могут быть достигнуты несколькими методами, включая грубую химию, микролегирование и холодное расширение трубы при ее производстве на трубопрокатном заводе.
В более высоких классах прочности тенденция заключается в использовании холодного расширения и микролегирования, так что углерод и марганец могут поддерживаться на относительно низком уровне, что снижает твердость зоны термического влияния и помогает уменьшить, хотя и не устранить проблемы, связанные с водородом в металле сварного шва. Например, содержание углерода обычно составляет менее 0,05% в современных сталях X70 и X80, а некоторые стали X80 имеют значения Pcm менее 0,20.
Сварочные процессы
Очевидно, что первым этапом сварки труб является выполнение корневого прохода. Это, пожалуй, самый важный проход при сварке труб по нескольким причинам. Во-первых, это самый сложный проход для сварки труб, требующий хороших навыков оператора для ручных процессов, хорошего контроля процесса в сочетании с хорошей центровкой. Автоматически применяемые процессы требуют от операторов высокой степени технических навыков в сочетании с хорошими системами выравнивания и поддержки.
При использовании опорных колец существует вероятность недопустимого скопления меди в корневом проходе. Для систем внутренней сварки существует минимальный диаметр трубы, ниже которого такие системы нецелесообразны. Идеальный процесс сварки должен обеспечивать сварку корневого валика без опорных колец и внутренних систем, а корневой валик должен иметь прочный металл шва и достаточное количество наростов, чтобы обеспечить сварку по всей толщине. Этот сварной шов также не будет иметь внутренних подрезов, непроваров, пористости и хороших механических свойств.
При сварке корневого шва также необходимо учитывать скорость сварки.
Темп укладки труб определяется тем, насколько быстро можно сделать корневой проход. Хотя можно выиграть некоторое время, поставив на этот проход больше операторов, у этого подхода есть практический предел. Поэтому важна высокая скорость движения. Скорость необходима для соблюдения графиков и контроля расходов на аренду оборудования.
Большая часть сварки трубопроводов, выполняемой сегодня, осуществляется в странах с развивающейся экономикой, часто в отдаленных суровых климатических условиях, и сварщики должны привлекаться местными трудовыми ресурсами. Это означает, что используемый процесс должен выдерживать неблагоприятные погодные условия, включая ветер, экстремальные температуры и влажность. Необходимые навыки должны либо существовать в местном резерве рабочей силы, либо их можно легко освоить. Необходимое сварочное оборудование также должно быть прочным, надежным и долговечным.
При рассмотрении всех вышеперечисленных факторов в качестве ведущих процессов выделяются два сварочных процесса: дуговая сварка в среде защитного металла и дуговая сварка с самозащитной проволокой.
В случае дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (рис. 1) преимущества использования целлюлозных электродов в вертикальном направлении вниз вместо использования электродов с низким содержанием водорода даже при сварке высокопрочных сталей. Поскольку целлюлозные электроды при использовании выделяют значительное количество защитных газов и имеют сфокусированную мощную дугу, эти электроды, как правило, имеют лучшие свойства корневого прохода и лучший контроль корневого прохода. Высокое усилие дуги помогает поддерживать контроль над лужей и шлаком при вертикальном движении вниз, а также обеспечивает высокую скорость перемещения. В электродах с низким содержанием водорода в первую очередь используется шлак для защиты сварочной ванны, и это может привести к загрязнению сварочной ванны с обратной стороны валика, ухудшению свойств сварного шва и увеличению вероятности пористости. Относительно низкое проплавление электродов с низким содержанием водорода по сравнению с электродами из целлюлозы также означает, что необходимо использовать более широкие корневые зазоры, что увеличивает время сварки и замедляет процесс сварки.
Проблемы, связанные с растрескиванием целлюлозных электродов, решаются с помощью надлежащего предварительного нагрева и контроля температуры между проходами, а также с помощью процедур, обеспечивающих адекватную связку в корневом проходе. Температуры предварительного нагрева и межпроходного периода определяются химическим составом стали, который сегодня более щадящий, чем раньше. Использование правильного размера электрода, проходящего от середины до нижней части диапазона для этого электрода, помогает обеспечить правильную связку. Растрескивание корневого валика также можно свести к минимуму, если не перемещать зажим для выравнивания до завершения второго прохода.
Дуговая сварка флюсовой проволокой с самозащитой, рис. 2, имеет преимущества дуговой сварки защищенным металлом целлюлозными электродами, включая высокое усилие дуги, высокое проплавление и превосходный контроль над сварочной ванной при сварке с вертикальным продвижением вниз.
Кроме того, этот процесс имеет преимущества автоматизированных процессов, включая высокую скорость осаждения, высокую скорость перемещения, большое время включения дуги и контролируемые уровни водорода. Часто самозащитный слой используется поверх корневых швов, выполненных с помощью дуговой сварки защищенным металлом. Это один из подходов к сварке X80, при котором водородное растрескивание в основной стали не является проблемой для корневого прохода, но водородное растрескивание металла сварного шва может быть проблемой при последующих проходах.
При дуговой сварке с защитным металлом защитная оболочка образуется в результате разложения флюса на дуге. При дуговой сварке с самозащитной проволокой непрерывный трубчатый электрод содержит стабилизаторы и материалы сердцевины, которые создают экран при достижении дуги. Оба процесса работают на открытом воздухе в суровых погодных условиях, включая экстремальные температуры и сильный ветер. Точно так же как дуговая сварка в среде защитного газа с целлюлозными электродами, так и дуговая сварка с самозащитной проволокой с флюсовой проволокой легко осваиваются сварщиками, уже имеющими опыт в других видах дуговой сварки в среде защитного металла.
Например, один инструктор недавно смог обучить и получить квалификацию по API 1104 более девяноста сварщиков, не знакомых с дуговой сваркой с самозащитной проволокой.
Таблица 2. Электроды для сварки труб вертикально вниз | ||||||||
КЛАСС АВС | Уровень прочности API 5 л | |||||||
Х42 | Х46 | Х52 | Х56 | Х60 | Х65 | Х70 | Х80 | |
КОРЕНЬ | ПРОПУСК |
|
|
|
|
|
|
|
Э6010 | х | х | х |
|
|
|
|
|
Э7010Г |
|
| х | х | х | х |
|
|
Э8010Г |
|
|
| х | х | х | х | х |
Э71Т-13Х8 | х | х | х | х | х | х | х | х |
ГОРЯЧИЙ | ЗАПОЛНИТЬ | И | КРЫШКА | ПРОПУСКА |
|
|
|
|
Э6010 | х | х | х |
|
|
|
|
|
Э7010Г |
|
| х | х | х | х |
|
|
Э7010Г |
|
| х | х | х | х | х |
|
Э71Т8-К6 | х | х | х | х | х | х | х |
|
Э91Т8-Г |
|
|
|
|
|
|
| х |
Обратите внимание, что в приведенной выше таблице для сварки X80 рекомендуется только дуговая сварка в самозащитной среде после выполнения корневого и горячего проходов.
Оба процесса способны обеспечить свойства, которые соответствуют или превышают минимальные свойства, указанные для исходных сталей, что является всем, что требуется большинством регулирующих норм. Вот несколько результатов испытаний для труб двух марок с типичными деталями соединения труб, показанными на рис. 3.
Таблица 3. Результаты 0,720 дюйма (18 мм) класса 5LX70 | ||
Свойства труб | Растяжение (тыс.фунтов на кв. дюйм) | Производительность (тыс.фунтов на кв. дюйм) |
Указанный | 82 | 70 |
Фактический | 113 | 90 |
Сварка (E8010-G) |
|
|
Фактический | 83 | 77 |
CVN-37 ft-lb при -50°F | ||
Таблица 4. | ||
Свойства труб | Растяжение (тыс.фунтов на кв. дюйм) | Производительность (тыс.фунтов на кв. дюйм) |
Указанный | 90-120 | 80 |
Фактический |
|
|
Сварка (E91T-8-G) |
|
|
Уменьшенное сечение при растяжении | 96 |
|
CVN 76 ft-lb при -40°F | ||
0,70 дюйма (18 мм), сплав 5LX80, результаты
Экономика сварки
Единственный вопрос, который еще не обсуждался, – это вопрос экономики.
На стоимость сварки влияют многие факторы, включая стоимость материалов, стоимость оборудования, оплату труда и множество других факторов, выходящих за рамки данной статьи. В целях сравнения время выполнения сварного соединения будет использоваться как относительный показатель стоимости. Основное допущение состоит в том, что если затраты на оборудование и ставки оплаты труда одинаковы, время, необходимое для выполнения сварного соединения, будет показательным для стоимости, а меньшее время приведет к более низким затратам и более высокой производительности. Все сравнения будут выполняться с использованием типичной совместной детали, использованной выше для упрощения результатов. В действительности подготовка компаунда может сократить общее время на трубе с более толстыми стенками. Для сравнения сварки будет использоваться 0,750 дюйма (19мм) стена, труба диаметром 48 дюймов (1219 мм).
Таблица 5. Типовые процедуры Вся прогрессия идет вниз по склону, позиция 5G | ||
Тип электрода | Ток (А) | Ход (дюйм/мин) |
КОРНЕВОЙ ПАСС |
|
|
5/32 EXX10 | 135DC+ | 11 |
. | 190DC- | 7,5 |
ГОРЯЧИЙ ПРОХОД |
|
|
5/32 EXX10 | 170DC+ | 15 |
5/64 Э71Т-8-К6 | 245DC- | 15 |
ЗАПОЛНИТЕЛЬ И КРЫШКА |
|
|
3/16 EXX10 | 200-240DC+ | ПО НЕОБХОДИМОСТИ |
5/64 Э71Т-8-К6 | 300DC- | ПО НЕОБХОДИМОСТИ |
068E71T-13H8
Таблица 6. | ||
Корень процесса | Время прохода (мин) | Общее время (мин) |
Все EXX10 | 13,7 | 241 |
EXX10 ROOT, FCAW-S | 13,7 | 184 |
ВСЕ FCAW-S | 20,2 | 164 |
Время сварки
Это время соответствует человеко-минутам сварки.
Соединение, выполненное с использованием всех самозащитных дуговых сварок с флюсовой проволокой, имеет наименьшее общее время, но сочетание дуговой сварки в защитных газах с самозащитной дуговой сваркой с флюсовой проволокой приведет к наибольшему объему укладки труб в данный день из-за экономии времени. в корневом проходе. Эта комбинация приведет к наилучшему общему компромиссу сокращения общего времени и максимальной укладки трубы за заданный период времени.
Выводы
Как видно, дуговая сварка в среде защитного металла и дуговая сварка с самозащитной проволокой представляют собой экономичные способы получения качественных сварных швов в полевых условиях. Кроме того, лучшим решением для сварки в полевых условиях магистральных трубопроводов часто является использование комбинации сварочных процессов.
Ссылки
Справочник по сварке, 8-е издание, (1991 г.) Американское общество сварщиков, Майами
Справочник по процедурам дуговой сварки, 13-е издание, (1994), Lincoln Electric Company, Кливленд
DOM & HREW Круглые трубы – Горячекатаные круглые трубы
Круглые трубы
Круглые трубы представляют собой полую экструдированную форму с гладкой и бесшовной внутренней частью.
O’Neal Steel поставляет горячекатаные круглые трубы, которые можно использовать в различных областях. Наш ассортимент круглых труб включает в себя как тянутые на оправке (DOM), так и горячекатаные электросварные трубы (HREW), что облегчает вам поиск необходимого металлического материала.Отрасли, которые мы обслуживаем
В зависимости от материала, толщины стенки и метода сварки круглая труба может использоваться в различных бытовых и промышленных целях. Некоторые распространенные области применения круглых труб включают перила, двигатели, металлические леса и вентиляцию. Круглые трубы также широко используются в производстве для различных других отраслей, таких как:
Ваш надежный поставщик круглых труб
Если ваш следующий проект включает в себя производство тяжелого оборудования или строительство прочных конструкций, у O’Neal Steel есть круглая труба, которая вам нужна! Изучите наш обширный ассортимент круглых труб и других металлических изделий в PRONTO® прямо сейчас.
Нужна круглая трубка, адаптированная для конкретного применения? Наша команда обработки здесь, чтобы помочь! Мы предлагаем широкий спектр услуг по обработке металла, чтобы помочь начать ваш проект, поставляя металл, который вам нужен, именно в том виде, в котором он вам нужен! Свяжитесь с нашей командой сегодня, чтобы узнать больше или запросить расчет стоимости обработки.
Круглая трубка Определено
DOM vs HREW
Предлагаем трубы DOM (протянутые на оправке) и HREW (горячекатаные электросварные). Основное различие между ними заключается в их силе.Натянутая на оправку (DOM)
Трубка DOM начинается со сварной трубы, которая затем продавливается через фильеру, чтобы придать ей желаемую форму. В результате получается труба, бесшовная внутри и снаружи, с пределом текучести до 70 тысяч фунтов на квадратный дюйм (килограмм на квадратный дюйм).
Горячекатаный электросварной (HREW)
И наоборот, трубы HREW имеют видимый шов внутри и снаружи трубы и предел текучести 40 тысяч фунтов на кв.