ความแตกต่างระหว่าง ERW และการเชื่อมแบบไม่มีรอยต่อคืออะไร?

ท่อเหล็กเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ใช้ในการขนส่งน้ำมันและก๊าซ วิศวกรรมเทศบาล อุตสาหกรรมเคมี อุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักรกล วิศวกรรมพลังงาน และโครงสร้างพื้นฐานนอกชายฝั่ง

ตามกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน ท่อเหล็กอุตสาหกรรมส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภท: ท่อเหล็กไร้ตะเข็บและรอยต้านทาน(ERW)ท่อเหล็ก. แม้ว่าท่อทั้งสองจะสามารถตอบสนองความต้องการของการขนส่งของเหลวและการรับน้ำหนักของโครงสร้าง- แต่หลักการขึ้นรูป กระบวนการผลิต คุณลักษณะทางโครงสร้าง สมบัติทางกล ความแม่นยำของมิติ และขอบเขตการใช้งานมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ในระหว่างการจัดซื้อและการออกแบบท่อจริง วิศวกรหลายคนอาจมีความเข้าใจผิดบางประการเกี่ยวกับขอบเขตประสิทธิภาพของท่อเหล็ก ERW และท่อเหล็กไร้ตะเข็บ ซึ่งอาจนำไปสู่การเลือกวัสดุที่ไม่เหมาะสม อันตรายด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น หรือการสิ้นเปลืองต้นทุน

ท่อเหล็กไร้ตะเข็บผลิตโดยการเจาะและการรีดโดยไม่มีตะเข็บเชื่อม ในขณะที่ท่อเหล็ก ERW ทำด้วยแถบเหล็กดัดเย็นแล้วเชื่อมด้วยความต้านทานความถี่สูง- ความแตกต่างพื้นฐานในกระบวนการผลิตทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านโครงสร้างจุลภาค กำลังรับแรงอัด และความเสถียรของอายุการใช้งาน ดังนั้นบทความนี้จึงเปรียบเทียบท่อทั้งสองประเภทนี้จากแง่มุมที่แตกต่างกันเพื่อเป็นพื้นฐานที่เหมาะสมสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมและการเลือกใช้วัสดุทางวิศวกรรม

ความแตกต่างในคำจำกัดความพื้นฐานและหลักการก่อตัว

1. หลักการของท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

ท่อเหล็กไร้ตะเข็บเป็นท่อเหล็กกลวงที่ผลิตผ่านกระบวนการขึ้นรูปแบบร้อนอย่างต่อเนื่อง พวกเขาไม่ต้องการการเชื่อมในระหว่างกระบวนการผลิต หลักการผลิตหลักคือการเจาะด้วยความร้อนและการรีดอย่างต่อเนื่อง ท่อไร้ตะเข็บถูกสร้างขึ้นจากแท่งเหล็กแข็งที่ถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง จากนั้นจึงเจาะ รีด ปรับขนาด และระบายความร้อน ภายใต้สภาวะพลาสติกที่มีอุณหภูมิสูง- เหล็กแท่งกลมตันจะถูกเจาะด้วยเครื่องเจาะเพื่อสร้างแท่งท่อกลวง จากนั้นใช้การรีดหลายรอบเพื่อควบคุมความหนาของผนังและเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกอย่างแม่นยำ เนื่องจากไม่มีกระบวนการตัด ประกบ หรือเชื่อมในระหว่างกระบวนการผลิต ตัวท่อจึงคงโครงสร้างเส้นใยโลหะที่ต่อเนื่องของวัตถุดิบไว้อย่างสมบูรณ์ ไม่มีจุดอ่อนทางโครงสร้าง เช่น รอยเชื่อม ดังนั้น คุณลักษณะนี้กำหนดว่าท่อเหล็กไร้ตะเข็บมีความสมบูรณ์ของโครงสร้างโดยรวมสูงและมีความสามารถในการรับน้ำหนัก-สม่ำเสมอ

2. หลักการของท่อเหล็กเชื่อม ERW

ท่อเหล็ก ERW เป็นท่อเหล็กเชื่อมตามยาวทั่วไป ซึ่งผลิตผ่านกระบวนการเชื่อมด้วยความต้านทานความถี่สูง- หลักการพื้นฐานคือการใช้แผ่นเหล็กรีดร้อน-เป็นวัตถุดิบ จากนั้นใช้ลูกกลิ้งขึ้นรูปหลายตัวเพื่อม้วนแผ่นเหล็กแบนให้เป็นรูปท่อกลวงทรงกระบอกอย่างต่อเนื่อง จากนั้น ด้วยการใช้ประโยชน์จากผลกระทบที่ผิวหนังและผลกระทบที่ใกล้เคียงของกระแสความถี่สูง- ขอบของท่อที่ว่างเปล่าจะถูกให้ความร้อนอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นสถานะพลาสติก ภายใต้ผลกระทบจากการอัดขึ้นรูปเชิงกลของลูกกลิ้งขึ้นรูป ขอบที่หลอมละลายหลังจากการให้ความร้อนจะถูกอัดและขึ้นรูป ทำให้เกิดรอยเชื่อมตามยาวที่แน่นหนา ท่อเหล็ก ERW ต่างจากกระบวนการขึ้นรูปท่อไร้ตะเข็บโดยการผสมผสานระหว่าง "การขึ้นรูป + การเชื่อม" โดยมีตะเข็บเชื่อมอยู่ในตัวท่อ แม้ว่าเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยความถี่สูง-สมัยใหม่จะทำให้กำลังการเชื่อมใกล้เคียงกับความแข็งแรงของวัสดุฐาน แต่พื้นที่เชื่อมยังคงเป็นโซนดัดแปลงทางโลหะวิทยา และโครงสร้างจุลภาคของมันก็แตกต่างจากวัสดุฐาน นี่คือความแตกต่างทางโครงสร้างที่ชัดเจนที่สุดระหว่างท่อเหล็ก ERW และท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

ความแตกต่างในกระบวนการผลิต

1. กระบวนการผลิตของท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

การผลิตท่อเหล็กไร้ตะเข็บเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน กระบวนการทั้งหมดประกอบด้วยการตรวจสอบเหล็กแท่งเล็ก การทำความร้อนที่อุณหภูมิสูง- การเจาะแบบหมุน การรีดอย่างต่อเนื่อง การยืดขนาด การทำความเย็น การตัดความยาว- การตรวจจับข้อบกพร่อง และการตรวจสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ขั้นแรก เหล็กแท่งกลมแข็งจะถูกให้ความร้อนในเตาให้ความร้อนที่สูงกว่า 1200 องศา จุดประสงค์คือเพื่อให้สามารถมีความสามารถในการเปลี่ยนรูปพลาสติกได้เพียงพอ จากนั้นเครื่องเจาะจะเจาะเหล็กแท่งเล็กจนกลายเป็นเปลือกท่อกลวง จากนั้น เปลือกท่อจะเข้าสู่โรงรีดและผ่านการลดขนาดและการแก้ไขเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกหลายครั้ง เพื่อให้มั่นใจว่าความหนาของผนังสม่ำเสมอและตรงตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำของมิติ ในที่สุด ท่อเหล็กก็จะถูกทำให้เย็นลง ยืดตรง และตัดเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป กระบวนการทั้งหมดอาศัยการรีดร้อนและการเสียรูปพลาสติก โดยไม่มีขั้นตอนการเชื่อมใดๆ ดังนั้นวงจรการผลิตท่อเหล็กไร้ตะเข็บจึงยาวนาน การใช้พลังงานสูง และประสิทธิภาพการผลิตค่อนข้างต่ำ ดังนั้น ข้อเสียเหล่านี้จะเห็นได้ชัดเจนมากขึ้นเมื่อผลิตข้อกำหนดเฉพาะที่มีผนัง-เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่และบาง-ของท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

2. กระบวนการผลิตท่อ ERW

ท่อ ERW ผลิตขึ้นบนสายการผลิตการดัดและเชื่อมเย็นอย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ กระบวนการหลัก ได้แก่ การคลายขดลวดเหล็ก การทำให้วัสดุแถบเรียบ การตัดขอบ การรีดและการขึ้นรูปอย่างต่อเนื่อง การเชื่อมด้วยความต้านทานความถี่สูง- การกำจัดตะเข็บเชื่อม การระบายความร้อน การกำหนดขนาด การยืดตรง การฟลาย-การตัด และ-การทดสอบแบบไม่ทำลาย วัตถุดิบสำหรับท่อ ERW คือเหล็กม้วนรีดร้อน- ซึ่งสามารถป้อนและผลิตได้อย่างต่อเนื่อง ขั้นตอนการผลิตหลักคือการเชื่อมด้วยความถี่สูง-โซลิดสเตต- ซึ่งสามารถบรรลุการเชื่อมฟิวชั่นโดยไม่ต้องใช้ลวดเชื่อมและฟลักซ์ ลักษณะของสายการผลิตทั้งหมดคือสามารถดำเนินงานได้อย่างต่อเนื่อง วงจรการผลิตสั้น และมีประสิทธิภาพสูง เมื่อเทียบกับการผลิตท่อไร้ตะเข็บ กระบวนการ ERW มีการใช้พลังงานน้อยกว่า ระดับระบบอัตโนมัติที่สูงขึ้น และกำลังการผลิตที่แข็งแกร่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ถูกจำกัดด้วยความกว้างของวัสดุแถบและกระบวนการขึ้นรูป และมีข้อจำกัดบางประการในการผลิตข้อกำหนดเฉพาะของท่อที่มีผนัง-หนาพิเศษ-และมี-เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่พิเศษ-

ความแตกต่างทางโครงสร้างและกล้องจุลทรรศน์

1. ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง

ท่อเหล็กไร้รอยต่อมีโครงสร้างโดยรวมที่สม่ำเสมอโดยไม่มีรอยเชื่อมหรือจุดอ่อนในตัวท่อ โครงสร้างเส้นใยโลหะภายในมีความต่อเนื่องและสม่ำเสมอในทุกทิศทาง และการกระจายความเค้นจะสม่ำเสมอเมื่อทนทานต่อแรงกดดันภายในและแรงภายนอก ความแตกต่างก็คือท่อเหล็ก ERW มีรอยเชื่อมที่ชัดเจน บริเวณรอยเชื่อมผ่านกระบวนการหลอม การตกผลึกซ้ำ และการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้โครงสร้างของเกรนแตกต่างกัน ดังนั้นความสม่ำเสมอของโครงสร้างของท่อเหล็ก ERW จึงต่ำกว่าท่อเหล็กไร้ตะเข็บเล็กน้อย และการเชื่อมเป็นส่วนตรวจสอบที่สำคัญเสมอและตัวท่อเชื่อมต่อค่อนข้างอ่อนแอ

2. ความแตกต่างระหว่างความแม่นยำของมิติและคุณภาพพื้นผิว

วัสดุท่อ ERW มีความแม่นยำของมิติที่สูงขึ้นและคุณภาพพื้นผิวที่เสถียรยิ่งขึ้น เนื่องจากใช้เทคโนโลยีการรีดแถบและการปรับขนาดที่แม่นยำ ความทนทานต่อความหนาของผนัง ความกลม และความตรงของวัสดุท่อ ERW จึงได้รับการควบคุมอย่างดี ผนังด้านในและด้านนอกเรียบ และการเบี่ยงเบนมิติมีขนาดเล็ก ท่อไร้ตะเข็บเกิดขึ้นจากการเจาะและการรีดที่อุณหภูมิสูง- และความสม่ำเสมอของความหนาของผนังจะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิความร้อนและเสถียรภาพในการกลิ้งได้ง่าย ดังนั้นความทนทานต่อความหนาของผนังและความขรุขระของพื้นผิวของท่อไร้รอยต่อจึงค่อนข้างสูงกว่า

ความแตกต่างด้านสมรรถนะทางกลและความปลอดภัย

ความทนทานต่อแรงกดและความเสถียรของโครงสร้าง

ท่อเหล็กไร้ตะเข็บมีความต้านทานแรงอัดและแรงกระแทกโดยรวมดีเยี่ยม เนื่องจากไม่มีตะเข็บเชื่อม จึงสามารถหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในการเชื่อมทั่วไป เช่น รอยแตกขนาดเล็กได้อย่างสมบูรณ์ ภายใต้ความดันสูงพิเศษ- อุณหภูมิต่ำ และสภาวะการทำงานกระแทกที่รุนแรง ท่อเหล็กไร้ตะเข็บยังคงสามารถรักษาคุณสมบัติทางกลที่มั่นคงและมีโอกาสน้อยที่จะแตกหักกะทันหัน ท่อเหล็ก ERW สามารถตอบสนองความต้องการแรงดันใช้งานของท่อธรรมดาส่วนใหญ่ แต่พื้นที่เชื่อมจะไวต่อแรงล้าและผลกระทบต่ออุณหภูมิต่ำ-มากกว่า

ความแตกต่างขอบเขตแอปพลิเคชัน

1. การใช้ท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

ท่อเหล็กไร้ตะเข็บส่วนใหญ่จะใช้ในสภาพการทำงานที่มีความต้องการอย่างมาก ตัวอย่างเช่น สถานการณ์การใช้งานหลักได้แก่ ท่อส่งหม้อไอน้ำแรงดันสูง- ท่อส่ง-อุณหภูมิสูงและ-แรงดันสูงสำหรับปิโตรเคมี -ท่อส่งก๊าซธรรมชาติแรงดันสูง ท่อส่งก๊าซธรรมชาติแรงดันสูง ท่อส่งพลังงานไฮดรอลิก วิศวกรรมการแช่แข็งที่อุณหภูมิต่ำ- และอุปกรณ์การผลิตทางกลที่มีความแม่นยำสูง- เป็นต้น สาขาเหล่านี้มีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับความปลอดภัยของโครงสร้าง โดยจำเป็นต้องมีอัตราข้อบกพร่องเป็นศูนย์ และความสามารถในการปรับตัวที่ยอดเยี่ยมกับสภาวะที่รุนแรง สภาพแวดล้อม ดังนั้นจึงควรใช้ท่อเหล็กไร้ตะเข็บในการใช้งานเหล่านี้

2. การใช้ท่อ ERW

ท่อ ERW ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์ทั่วไปที่มีแรงดันปานกลางและต่ำ เช่น ท่อประปาและระบายน้ำในเมือง ท่อป้องกันอัคคีภัย การสร้างเสาเข็มท่อโครงสร้างเหล็ก ท่อขนส่งรองสำหรับน้ำมันและก๊าซในอุตสาหกรรมทั่วไป ท่อขนส่งในอุตสาหกรรมเบาและภาคเคมี ตลอดจนท่อสนับสนุนทางกลทั่วไป

ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างท่อเหล็กเชื่อม ERW และท่อเหล็กไร้ตะเข็บอยู่ที่หลักการผลิตและกลไกการขึ้นรูปที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ท่อเหล็กไร้ตะเข็บผลิตขึ้นผ่านกระบวนการเจาะและรีดที่อุณหภูมิสูง-โดยรวม โดยไม่มีการเชื่อม โครงสร้างโลหะที่สม่ำเสมอ คุณสมบัติทางกลโดยรวมที่ดีเยี่ยม และความสามารถในการปรับตัวที่แข็งแกร่งกับสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการผลิตสูง ประสิทธิภาพต่ำ และขนาดที่ยอมรับได้มีขนาดใหญ่

ในทางกลับกัน ท่อเหล็ก ERW ผลิตขึ้นผ่านการขึ้นรูปเย็นของวัสดุแผ่นและการเชื่อมด้วยความต้านทานความถี่สูง- มีข้อดีคือประสิทธิภาพการผลิตสูง ต้นทุนต่ำ ความแม่นยำของมิติสูง และพื้นผิวเรียบ อย่างไรก็ตามข้อเสียคือความแตกต่างทางโครงสร้างระหว่างรอยเชื่อมและวัสดุฐาน

เมื่อเลือกวัสดุสำหรับงานวิศวกรรม ควรคำนึงถึงแรงดันใช้งานจริง อุณหภูมิสภาพแวดล้อม และต้นทุนงบประมาณ และเลือกประเภทวัสดุท่อที่เหมาะสมตามนั้น ท่อเหล็กไร้ตะเข็บเหมาะสำหรับสถานการณ์ทางอุตสาหกรรมที่มีแรงดันสูง อุณหภูมิต่ำ มีความเสี่ยงสูง และมีความน่าเชื่อถือสูง ในขณะที่ท่อเหล็ก ERW เป็นตัวเลือกที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการขนส่งทางท่อแรงดันต่ำและปานกลาง-แบบเดิมๆ และวิศวกรรมโครงสร้าง ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการเชื่อมและการบำบัดความร้อน ช่องว่างด้านประสิทธิภาพระหว่างท่อเหล็ก ERW คุณภาพสูง-และท่อเหล็กไร้ตะเข็บจะค่อยๆ ลดลง ซึ่งจะยิ่งส่งเสริมการพัฒนาในอนาคตของอุตสาหกรรมการผลิตท่อเหล็กไปสู่ความหลากหลายและการปรับแต่ง