Чудите се безшевна срещу заварена тръба коя е по-добра за вашия проект? Това ръководство обхваща всичко, което трябва да знаете - от методите за производство на тръби и механичните свойства до разликите в разходите и приложимите стандарти. Разбирането на разликата между заварена и безшевна тръба е от решаващо значение за вземане на правилното решение в нефтената и газовата промишленост, химическата промишленост, строителството и производството на електроенергия.

1. Въведение

Едно от първите решения във всеки тръбопроводен проект е кога да се използва безшевна тръба срещу заварена тръба. Изборът влияе върху цената на системата, номиналното налягане, метода на монтаж, изискванията за инспекция и дългосрочната надеждност.

Безшевната тръба се произвежда без заваръчен шев, докато заварената тръба се формира от стоманена плоча или рулон и се съединява по надлъжен или спирален шев. И двата вида имат различни предимства в зависимост от приложението.

Това ръководство предоставя безпристрастно, технически обосновано сравнение между безшевни и заварени тръби, за да помогне на инженери, специалисти по доставки и ръководители на проекти да направят правилния избор.

2. Какво е безшевна тръба?

Безшевната тръба се произвежда чрез пробиване на масивна стоманена заготовка и след това валцуване или изтегляне в куха тръба. Тъй като няма заваръчен шев, тръбата има еднаква дебелина на стената и металургична структура по цялата си дължина. За по-задълбочено разглеждане на производството на безшевни тръби, класовете и стандартите, вижте нашето специално ръководство: Какво е безшевна стоманена тръба? Производство, стандарти и ръководство за закупуване.

Производствен процес

1. Нагряване на заготовката - Масивна цилиндрична стоманена заготовка се нагрява до приблизително 1200°C (2190°F).

2. Пробиване - Заготовката се пробива с дорн в ротационна пробивна мелница, за да се създаде куха черупка.

3. Удължаване - Кухата черупка се удължава чрез дорнова мелница, тапа мелница или непрекъсната валцова мелница, за да се постигне желаният диаметър и дебелина на стената.

4. Калибриране и изправяне - Тръбата се калибрира до крайните размери и се изправя.

5. Термична обработка - Нормализация, закаляване и темпериране, както се изисква от спецификацията.

6. Тестване - Хидростатично, ултразвуково, вихровотоково или други методи за неразрушителен контрол съгласно приложимия стандарт.

Диапазон на размерите

Параметър Диапазон Външен диаметър 1/8" до 36" (DN6 до DN900) Дебелина на стената Sch 5S до Sch 160 Дължина До 12 метра (по поръчка)

Основни характеристики

• Няма заваръчен шев - елиминира заваръчния шев като потенциална точка на отказ

• Еднородна зърнена структура и механични свойства

• По-високо номинално налягане от заварената тръба от същия клас и дебелина

• По-добра производителност при циклично натоварване и екстремни температури

• По-висока цена поради по-сложно производство и по-нисък добив

3. Какво е заварена тръба?

Заварената тръба се произвежда чрез формоване на стоманена плоча или рулон в цилиндрична форма и заваряване на надлъжния или спиралния шев. Съвременната заваръчна технология значително стесни разликата в производителността между заварените и безшевните тръби.

Видове заварени тръби

ERW тръба (електросъпротивително заваряване)

ERW тръбата се произвежда чрез студено формоване на стоманена рулона в тръба и заваряване на шева чрез високочестотно електрическо съпротивление. След това заваръчният шев се отстранява и зоната на заваряване се подлага на термична обработка, за да се възстанови пластичността. При сравняване на ERW тръба срещу безшевна, ERW предлага по-ниска цена и по-тесни допустими отклонения в размерите, докато безшевната осигурява по-високи номинални налягания и без заваръчен шев като потенциална точка на отказ. За пълни подробности вижте нашето специално ръководство: ERW стоманена тръба: Пълно ръководство за електросъпротивително заварени тръби.

• Диапазон на размерите: 1/2" до 24"

• Стандарти: ASTM A53 клас B, ASTM A252, API 5L

• Приложения: Транспорт на вода, конструктивни опори, обслужване при ниско до средно налягане

LSAW тръба (надлъжно заваряване под флюс)

LSAW тръбата се произвежда от стоманена плоча, която се оформя в U-образна форма, след това се пресова в O-образна (UOE процес) и се заварява по единичен надлъжен шев чрез заваряване под флюс. Заваръчният шев е с изключително качество поради контролирания процес на заваряване под флюс. Решението LSAW срещу безшевна обикновено се свежда до размера - безшевната тръба рядко се предлага над 24", което прави LSAW стандартния избор за тръбопроводи с голям диаметър за пренос под високо налягане. За пълен преглед вижте нашето специално ръководство: LSAW стоманена тръба: Пълно ръководство за надлъжно заварени тръби под флюс.

• Диапазон на размерите: 16" до 60"

• Стандарти: API 5L PSL1/PSL2, ASTM A671, EN 10208

• Приложения: Газопроводи и нефтопроводи за пренос под високо налягане, офшорни

SSAW тръба (спирално заваряване под флюс)

SSAW тръбата, известна още като спирално заварена тръба, се произвежда чрез спирално навиване на стоманена рулона и заваряване на спиралния шев чрез заваряване под флюс. Спиралният шев позволява производството на големи диаметри от по-тесни рулони. За пълни подробности вижте нашето специално ръководство: SSAW стоманена тръба: Пълно ръководство за спирално заварени тръби под флюс.

• Диапазон на размерите: 20" до 120"

• Стандарти: API 5L, ASTM A252, EN 10219

• Приложения: Водопроводи с голям диаметър, фундаментни пилоти, структурни

Диапазон на размерите по вид

Тип Диапазон на външния диаметър Дебелина на стената ERW 1/2" – 24" Sch 10 – Sch 80 LSAW 16" – 60" 6mm – 40mm SSAW 20" – 120" 6mm – 25mm

4. Безшевна срещу заварена тръба: Директно сравнение

Свойство Безшевна тръба Заварена тръба (ERW / LSAW) Производство Пробита от масивна заготовка, без шев Формована от плоча/рулон, със заваръчен шев Номинално налягане По-високо - няма заваръчен шев, който да се разруши По-ниско - прилага се коефициент на ефективност на заваръчния шев Равномерност на стената Отлична - концентрична стена навсякъде Добра - леко вариране в зоната на заваряване Диапазон на диаметрите 1/8" до 36" 1/2" до 120" (SSAW) Дължина Ограничена от размера на заготовката (макс. ~12m) Безкрайна на теория (захранване с рулони) Повърхностно покритие Добро - може да изисква шлайфане Отлично - последователна студено формована повърхност Издръжливост Висока - еднородна зърнена структура Добра - зоната на заваряване може да се различава Устойчивост на умора Отлична - няма стрес концентратор в шева Добра - зависи от качеството на заваръчния шев и ЗТВ Устойчивост на корозия Еднородна - няма преференциална атака в шева Зоната на заваряване може да корозира преференциално без PWHT Цена По-висока (20-40% надбавка) По-ниска - по-ефективно производство Срок на доставка По-дълъг - сложно планиране на мелницата По-кратък - рулони/плочи налични на склад Допустими отклонения в размерите Добри (ASTM A999) Отлични - студено формовани с тесни допустими отклонения

5. Кога да изберете безшевна тръба

Безшевната тръба е предпочитаният избор в приложения, където заваръчният шев би бил критична уязвимост:

Обслужване при високо налягане (клас 1500 и по-висок)

Безшевната тръба елиминира заваръчния шев като потенциална точка на отказ при екстремно налягане. В парни системи, котелни тръби и хидравлични линии под високо налягане, безшевната тръба често се предписва от кодексите.

Киселинно обслужване (NACE MR0175 / MR0103)

За среди, съдържащи сероводород (H₂S), безшевната тръба е предпочитана, тъй като заваръчната зона на топлинно въздействие (ЗТВ) в заварената тръба може да бъде податлива на сулфидно стрес напукване (SSC). Много проекти, съответстващи на NACE, изискват безшевни тръби за критични линии.

Циклично / уморително натоварване

Системи, подложени на вибрации, термични цикли или пулсации на налягането, се възползват от еднородната структура на безшевната тръба. Няма стрес концентратор на заваръчния шев, където могат да се зародят умористични пукнатини.

Обслужване при висока температура (над 425°C)

При повишени температури, якостта на пълзене на безшевната тръба е по-предвидима от тази на заварената тръба. ASTM A335 (безшевна феритна легирана стоманена тръба) е стандартният избор за производство на електроенергия и нагреватели в рафинерии.

Малки диаметри (≤ 2")

За тръби с малък диаметър (инструментални тръби, хидравлични линии, малки технологични връзки), безшевната тръба е почти универсално предписана. Разликата в цената е минимална при малки диаметри, а ползата от надеждност е значителна.

Корозивно / ерозивно обслужване

Където се очаква вътрешна корозия или ерозия, еднородната дебелина на стената на безшевната тръба означава липса на преференциална атака в заваръчния шев. Това е критично в химическата промишленост и транспортирането на суспензии.

Офшорни и подводни приложения

Подводните тръбопроводи и райзери са почти винаги безшевни или LSAW с пълен неразрушителен контрол. Последствията от повреда са твърде тежки, за да се рискува с дефект в шева.

6. Кога да изберете заварена тръба

Заварената тръба предлага значителни предимства в цена, наличност и диапазон на размерите за подходящите приложения:

Тръбопроводи с голям диаметър (≥ 24")

Безшевната тръба не е икономически достъпна над 36". За тръбопроводи за пренос на нефт и газ с голям диаметър, водопроводи и системи за охлаждаща вода, LSAW и SSAW тръбите са единствените практически възможни избори. Заваръчните шевове в съвременните LSAW тръби (UOE процес) са с изключително качество, с коефициенти на ефективност на заваръчния шев, приближаващи 1.0.

Проекти, чувствителни към разходи

За некритично обслужване с умерено налягане и температура, заварената тръба предлага 20-40% икономия на разходи в сравнение с безшевната. Това включва структурни приложения, противопожарни линии и технологични тръбопроводи с ниско налягане.

Структурни приложения

Заварената тръба се използва широко за пилоти, кесони, структурни колони и преносни кули. Съотношението якост/тегло е отлично, а ценовото предимство е значително при големи диаметри.

Вода и отпадни води

Градски водопроводи, тръбопроводи в заводи за обезсоляване и системи за охлаждаща вода са идеално подходящи за ERW, LSAW или SSAW тръби. Изискванията за налягане обикновено са ниски до умерени, а диаметрите са големи.

Дълги непрекъснати участъци

Тъй като заварената тръба може да бъде произведена под формата на рулони (за ERW), са възможни много дълги непрекъснати дължини - намалявайки броя на полевите заварки.

Стандартно обслужване под налягане (клас 150-600)

За по-голямата част от индустриалните тръбопроводи, работещи при клас 150 до клас 600, съвременните ERW и LSAW тръби осигуряват надеждна работа при по-ниска цена. API 5L PSL2 клас X42-X70 заварени тръби се използват в хиляди километри преносни тръбопроводи по целия свят.

7. ASTM и API стандарти за безшевни и заварени тръби

Стандарт Материал Безшевна Заварена Типично приложение ASTM A106 Въглеродна стомана ✓ - Обслужване при висока температура ASTM A53 Въглеродна стомана ✓ ✓ (ERW) Общи тръбопроводи, структурни API 5L Въглеродна стомана ✓ ✓ (ERW, LSAW, SSAW) Пренос на нефт и газ ASTM A312 Неръждаема стомана (304, 316 и др.) ✓ ✓ Корозивно обслужване, висока температура ASTM A333 Въглеродна / легирана стомана ✓ - Обслужване при ниска температура ASTM A335 Феритна легирана стомана (P5, P9, P11, P22, P91) ✓ - Производство на електроенергия при висока температура ASTM A358 Неръждаема стомана - ✓ (LSAW) Корозивно обслужване с голям диаметър ASTM A672 Въглеродна стомана - ✓ (LSAW) Електрозаварени средно налягане ASTM A252 Въглеродна стомана - ✓ (ERW, SSAW) Структурни пилоти EN 10216 Въглеродна / легирана / неръждаема ✓ - Европейска безшевна тръба за налягане EN 10217 Въглеродна / легирана / неръждаема - ✓ Европейска заварена тръба за налягане

8. Сравнение на разходите: Безшевна срещу заварена тръба

Разликата в цената между безшевни и заварени тръби варира в зависимост от класа на материала, размера, дебелината и пазарните условия:

Тип тръба Индекс на разходите (Заварена = 1.0) Цена за тон (приблизително) ERW (ASTM A53 Gr. B) 1.0 (базова) $800 – $1,200 LSAW (API 5L X52) 1.2 – 1.4 $1,000 – $1,500 Безшевна (ASTM A106 Gr. B) 1.3 – 1.5 $1,100 – $1,600 Безшевна (ASTM A312 TP316L) 1.4 – 1.6 $4,500 – $6,500 Безшевна (ASTM A335 P91) 1.5 – 1.8 $6,000 – $9,000

Защо безшевната струва повече:

• По-нисък производствен добив (повече материал се губи при пробиване)

• По-бавна скорост на производство

• По-висока консумация на енергия за тон

• По-сложна логистика (ограничени размери на заготовките)

Въпреки това, ценовата разлика се стесни с напредъка на ERW и LSAW технологиите. За много приложения трябва да се оценява общата инсталирана цена (тръба + заваряване + инспекция), а не само цената на материала на тръбата.

9. Често срещани митове за безшевни и заварени тръби

Мит 1: "Заварената тръба винаги е по-слаба от безшевната"

Невярно. Съвременните ERW и LSAW тръби, направени от висококачествена стомана и с правилно контролирани параметри на заваряване, могат да постигнат ефективност на заваръчния шев от 95-100%. API 5L PSL2 заварени тръби са предписани за някои от тръбопроводите за пренос на газ с най-високо налягане в света. Заваръчният шев, когато е правилно направен и инспектиран, не е слабото място.

Мит 2: "Безшевната тръба винаги е по-добра от заварената"

Невярно. Безшевната тръба има предимства в определени области (високо налягане, умора, киселинно обслужване), но за големи диаметри, дълги участъци или проекти, чувствителни към разходи, заварената тръба е по-добрият избор. "По-добра" зависи изцяло от приложението.

Мит 3: "Безшевната тръба има по-тесни допустими отклонения от заварената"

Невярно. Студено формованата ERW тръба обикновено поддържа по-тесни допустими отклонения в размерите (външен диаметър, дебелина на стената, праволинейност) от горещо формованата безшевна тръба, която може да има повече вариации поради процеса на горещо валцуване.

Мит 4: "Заварената тръба не може да се използва за високо налягане"

Невярно. LSAW тръбите за газопроводи под високо налягане (класове X70, X80) работят при налягания, надвишаващи 1,500 psi. ERW тръбите са квалифицирани по API 5L за класове на налягане до 2,500 psi. Ключът е правилната спецификация, неразрушителен контрол и контрол на качеството.

10. Често задавани въпроси

Въпрос: Безшевната тръба по-здрава ли е от заварената?

Отговор: По отношение на номиналното напрежение в пръстена, да - безшевната тръба не изисква коефициент на ефективност на заваръчния шев (обикновено 0.85-1.0 за заварена тръба съгласно ASME B31.3). Въпреки това, за повечето стандартни класове на налягане, и двата типа могат да бъдат специфицирани да отговарят на същото проектнo налягане. Практическата разлика в якостта е от значение само при екстремни налягания, близки до границата на материала.

Въпрос: Може ли заварена тръба да се използва за обслужване при висока температура?

Отговор: Да, но с ограничения. ERW тръбата е подходяща до приблизително 425°C (граници на ASTM A53/A106). За по-високи температури обикновено се предписва безшевна (ASTM A335 P класове), тъй като заваръчната ЗТВ може да претърпи деградация на пълзене при повишени температури над 500°C.

Въпрос: Как можете да разберете дали една тръба е безшевна или заварена?

Отговор: Визуално, заварената тръба има видим надлъжен или спирален шев на повърхността. Безшевната тръба няма шев. На практика трябва да разчитате на маркировката на тръбата (ASTM A106 = безшевна, ASTM A53 = или - проверете щампа) и придружаващия доклад за изпитване на материала (MTR).

Въпрос: Безшевната тръба струва ли значително повече?

Отговор: Очаквайте 20-40% надбавка за безшевна над ERW тръба от същия клас и размер. За големи диаметри, където е налична само LSAW, надбавката за безшевна просто не се прилага, тъй като безшевна не се произвежда в тези размери.

Въпрос: Надеждна ли е ERW тръбата?

Отговор: Да, съвременната ERW тръба е високонадеждна. Ключовите подобрения бяха: (1) високочестотно заваряване с прецизен контрол на топлинния вход, (2) пост-заваръчна термична обработка на зоната на заваряване, (3) 100% ултразвукова инспекция на заваръчния шев и (4) подобрена химия на стоманата с по-ниско съдържание на сяра и контролирана форма на включенията. ERW тръбите, произведени от реномирани мелници по стандарти API 5L или ASTM A53, имат отлична експлоатационна история.

Въпрос: Какво означава "ефективност на заваръчния шев"?

Отговор: В тръбопроводния кодекс ASME B31.3, коефициентът на ефективност на заваръчния шев (Ej) намалява допустимото напрежение на заварената тръба в сравнение с безшевната. Типичен Ej за ERW тръба е 0.85, докато за безшевна е 1.0. Това означава, че за същия клас материал и дебелина на стената, безшевната тръба има ~15% по-високо допустимо налягане. Това обаче може да се компенсира чрез специфициране на по-дебела тръба за заварената.

Въпрос: Може ли да се заварява безшевна тръба към заварена?

Отговор: Да, безшевни и заварени тръби от същия клас материал и дебелина на стената могат да бъдат заварени заедно с помощта на стандартни квалифицирани процедури за заваряване. Изискванията за подготовка на шева, добавъчен материал и PWHT са същите.

Въпрос: Кой тип тръба е по-добър за подводни приложения?

Отговор: За подводни тръбопроводи и райзери, безшевната тръба (API 5L PSL2, SMLS) е предпочитана поради липсата на заваръчен шев, превъзходната устойчивост на смачкване и по-добрата устойчивост на умора. За подводни тръбопроводи с голям диаметър (24"+), LSAW тръба с 100% неразрушителен контрол и строги изпитвания за CTOD (отваряне на върха на пукнатината) се използва успешно.

11. Защо да изберете Gangyou за стоманени тръби?

Henan Gangyou Intelligent Technology Co., Ltd. е доверен производител и доставчик на стоманени тръби от 1999 г. Ние предлагаме както безшевни тръби, така и заварени тръби в широк диапазон от материали, размери и спецификации. За по-подробна информация за всеки тип тръба, вижте нашите специални ръководства за безшевна стоманена тръба, ERW тръба, LSAW тръба и SSAW тръба.

Нашите възможности

Стандарти за продукти Материали Безшевна тръба - Прочетете ръководството ASTM A106, A53, A312, A333, A335, API 5L Въглеродна стомана, неръждаема стомана (304, 316, 321, 310S), легирана стомана (P5, P9, P11, P22, P91) Заварена тръба (ERW) - Прочетете ръководството ASTM A53, API 5L, ASTM A252 Въглеродна стомана, поцинкована Заварена тръба (LSAW) - Прочетете ръководството API 5L PSL1/PSL2, ASTM A671, A672 Въглеродна стомана, неръждаема стомана Заварена тръба (SSAW) - Прочетете ръководството API 5L, ASTM A252, EN 10219 Въглеродна стомана

Защо да партнирате с Gangyou?

• Доставка на едно гише - Стоманени тръби, тръбни фитинги, фланци, крепежни елементи и вентили от един източник, опростявайки доставките и гарантирайки съвместимост на материалите

• Пълна сертификация - ISO 9001:2015, API Q1, PED 97/23/EC и възможност за инспекция от трета страна (SGS, Bureau Veritas)

• Пълна проследимост - EN 10204 3.1 MTR с проследимост на номер на плавка при всяка поръчка

• Персонализирани размери - Нестандартни диаметри, дебелини и дължини при поискване

• Глобален експорт - Доставка до Северна Америка, Европа, Близкия изток, Югоизточна Азия и Африка

• Конкурентни цени - Директни цени от завода без надценки от посредници

12. Заключение

И така - безшевна срещу заварена тръба коя е по-добра? Отговорът зависи от вашите конкретни работни условия, бюджет и кодови изисквания. Ето кратък справочник за кога да използвате безшевна тръба срещу заварена тръба:

• Изберете безшевна тръба за високо налягане, висока температура, киселинно обслужване, критични приложения с умора и малки диаметри (< 6").

• Изберете заварена тръба (ERW) за общо обслужване, структурни приложения, водни системи и тръбопроводи със средно налягане при най-икономична цена.

• Изберете заварена тръба (LSAW/SSAW) за преносни тръбопроводи с голям диаметър, офшорни платформи и приложения, където безшевната не е налична в необходимия размер.

И безшевните, и заварените тръби имат своето място в съвременните индустриални тръбопроводи. Ключът е да съобразите вида на тръбата с условията на обслужване - а не да приемате по подразбиране, че "безшевната е по-добра" или "заварената е по-евтина". Правилно специфицирана тръба от който и да е тип, доставена от квалифициран производител, ще осигури надеждна работа в продължение на десетилетия.

За по-задълбочена техническа информация за всеки тип тръба, разгледайте нашата пълна поредица от ръководства: Безшевна стоманена тръба, ERW тръба, LSAW тръба и SSAW тръба.

Нуждаете се от помощ при избора на правилната тръба за вашия проект? Свържете се с нашия инженерен екип за безплатна техническа консултация и оферта.