การจัดประเภทวัสดุ: เหล็กเหนียว (ERW) กับโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง- (ไร้รอยต่อ)

ในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมวัสดุที่ Hebei Huayang Steel Pipe Co., Ltd. ฉันรู้ว่าประสิทธิภาพของท่อเหล็กเริ่มต้นจากวัสดุ ความแตกต่างอย่างสิ้นเชิงระหว่างแกนกลางของเราท่อเหล็กเชื่อมความต้านทานไฟฟ้า(ERW) และท่อไร้ตะเข็บที่เราจัดหานั้นอยู่ในประเภทวัสดุ ท่อ ERW อาศัยเหล็กอ่อน (เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ-) เพื่อความคุ้มค่า-ประสิทธิภาพและความสามารถในการเชื่อม ในขณะที่ท่อไร้ตะเข็บใช้โลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-เพื่อรับมือกับแรงกดดันที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การแบ่งแยกวัสดุนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเอง-แต่เป็นทางเลือกโดยเจตนาซึ่งเชื่อมโยงกับกระบวนการผลิต ความต้องการของโครงการ และ-ความน่าเชื่อถือในระยะยาว ที่ Huayang เราปรับแต่งการเลือกวัสดุให้เข้ากับท่อแต่ละประเภท เพื่อให้มั่นใจว่า ERW และท่อไร้ตะเข็บที่มาจากแหล่งของเรานั้นตอบสนองความต้องการเฉพาะในการใช้งานได้-ไม่ว่าจะเป็นท่อส่งน้ำในเขตเทศบาล (เหล็กเหนียวของ ERW) หรือท่อส่งน้ำมันในทะเลลึก- (โลหะผสมของท่อไร้รอยต่อนั้นไม่สามารถ-ต่อรองได้) ในบทความนี้ เราจะแจกแจงความแตกต่างในการจำแนกประเภทวัสดุระหว่าง ERW และท่อไร้ตะเข็บ โดยใช้ข้อมูลผลิตภัณฑ์ของ Huayang และกรณีโครงการเพื่อแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติของวัสดุส่งผลต่อประสิทธิภาพของท่ออย่างไร-พร้อมทั้งชี้แจงคำศัพท์ต่างๆ เช่นความหมายท่อเอ่อ, ท่อ erw คืออะไร, และhfw ความหมายระหว่างทาง

องค์ประกอบของวัสดุหลัก: คาร์บอนต่ำ- (ERW) กับโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง- (ไม่มีรอยต่อ)

ความแตกต่างในการจำแนกประเภทขั้นพื้นฐานที่สุดคือองค์ประกอบทางเคมี-เหล็กอ่อนสำหรับ ERW กำหนดโดยคาร์บอนต่ำและโลหะผสมน้อยที่สุด ในขณะที่ท่อไร้ตะเข็บใช้คาร์บอนที่สูงกว่าหรือเติมโลหะผสมโดยเจตนาเพื่อเพิ่มความแข็งแรง

ท่อ ERW: เหล็กอ่อน (0.05%–0.25% C) เป็นฐานราก

ท่อ erw คืออะไรในแง่ของวัสดุ? ERW (ความหมายท่อเอ่อ: ท่อเชื่อมต้านทานไฟฟ้า) จัดอยู่ในประเภทผลิตภัณฑ์เหล็กเหนียวเนื่องจากกระบวนการผลิตขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเฉพาะตัวของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ- ที่ฮวาหยางของเราท่อเหล็กเชื่อมความต้านทานไฟฟ้าใช้แถบเหล็กอ่อนกับ:

ปริมาณคาร์บอน: 0.10%–0.20% (ควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิน 0.25%) ระดับคาร์บอนต่ำนี้รับประกันคุณลักษณะที่สำคัญสองประการ: ความเหนียว (สำหรับการขึ้นรูป) และความสามารถในการเชื่อม (สำหรับการหลอมรวมที่ไร้รอยต่อ)

สิ่งเจือปน: ซัลเฟอร์ (S) และฟอสฟอรัส (P) น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.05%-องค์ประกอบเหล่านี้ทำให้เกิดความเปราะ ซึ่งอาจนำไปสู่การแตกร้าวระหว่างการม้วนตัวของ ERW- หรือขั้นตอนการเชื่อม

ติดตามโลหะผสม: แมงกานีส (0.30%–0.60%) เพื่อเพิ่มความสามารถในการขึ้นรูป แต่ไม่มีการเติมโครเมียม โมลิบดีนัม หรือนิกเกิลโดยเจตนา (ซึ่งจะเพิ่มต้นทุนและลดความสามารถในการเชื่อม)

เราจัดหาแถบเหล่านี้จาก Baosteel และ Wuhan Iron and Steel โดยเฉพาะ โดยปฏิเสธแบทช์ใดๆ ที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 0.22%- ซึ่งเป็นมาตรฐานที่เข้มงวดซึ่งทำให้อัตราการผ่านการเชื่อม ERW ของเราอยู่ที่ 99.5% ตัวอย่างเช่น ท่อ NPS 4 SCH 40 ERW ของเรา (วัสดุหลักสำหรับเทศบาล) ใช้เหล็กอ่อน C 0.15%- ส่วนประกอบของท่อมีความแข็งแรง (แรงดึง 335 MPa) และความเหนียว (การยืดตัว 28%) เหมาะสำหรับการโค้งงอสิ่งกีดขวางใต้ดินระหว่างการติดตั้ง

โดยเฉพาะอย่างยิ่งของเราท่อเหล็ก hfw(HFW:hfw ความหมาย: High-การเชื่อมด้วยความถี่) เป็นรูปแบบ ERW เฉพาะทาง โดยใช้เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง- (0.25%–0.45% C) ที่มีความแข็งแรงสูงกว่าเล็กน้อย-แต่ยังคงจัดอยู่ในหมวดหมู่ "โลหะผสมต่ำ-ที่สามารถเชื่อมได้" ซึ่งแตกต่างจากโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-แบบไร้รอยต่อ

ท่อไร้รอยต่อ: เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมสูง-เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด

ท่อไร้รอยต่อจัดประเภทตามองค์ประกอบของคาร์บอนหรือโลหะผสมสูง- ซึ่งออกแบบมาเพื่อรับมือกับความเครียดที่อาจล้นเหล็กเหนียว ท่อไร้ตะเข็บที่เราจัดหา (จากพันธมิตรที่ผ่านการรับรอง) แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก:

คาร์บอนสูง-ไร้รอยต่อ: 0.30%–0.80% C โดยไม่มีการเติมโลหะผสมที่สำคัญ ความต้านทานแรงดึงอยู่ระหว่าง 600–900 MPa แต่ความเหนียวลดลงเหลือ 12%–18% (ต่ำเกินไปสำหรับกระบวนการขึ้นรูปของ ERW)

โลหะผสมไร้รอยต่อ: คาร์บอนต่ำ- (0.10%–0.20% C) โดยเติมโลหะผสมโดยตั้งใจ:

โครเมียม (1%–10%): เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งแกร่งของอุณหภูมิสูง-

โมลิบดีนัม (0.5%–2%): เพิ่มความต้านทานการคืบ (สำคัญอย่างยิ่งสำหรับไอน้ำแรงดันสูง-)

นิกเกิล (2%–8%): ปรับปรุงความแข็งแกร่งในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น

สำหรับโครงการน้ำมันซินเจียงปี 2023 เราได้จัดหาท่อไร้รอยต่อ NPS 8 API 5L X70-ส่วนประกอบของท่อเหล่านี้ (0.18% C + 1.5% Mn + 0.2% Cr) ให้ความต้านทานแรงดึง 485 MPa และการยืดตัว 21% เพียงพอที่จะทนต่อแรงดันน้ำมันดิบ 40 MPa และ -30 องศา ฤดูหนาว ปริมาณโลหะผสมนี้เป็นไปไม่ได้ในท่อ ERW: โครเมียมจะสร้างคาร์ไบด์เปราะในบริเวณรอยเชื่อม ทำให้เกิดรอยแตกร้าวระหว่างการเชื่อมด้วยความถี่ต่ำของ ERW

สมรรถนะทางกล: ความเหนียว (ERW) กับความแข็งแกร่ง (ไร้รอยต่อ)

องค์ประกอบของวัสดุกำหนดคุณสมบัติทางกลโดยตรง-เหล็กเหนียวของ ERW จัดลำดับความสำคัญของความเหนียวสำหรับการผลิตและการติดตั้ง ในขณะที่โลหะผสมของไร้รอยต่อให้ความสำคัญกับความแข็งแกร่งในสภาวะที่รุนแรง

ERW Mild Steel: ความเหนียวและความสามารถในการเชื่อมถือเป็นเรื่องสำคัญ

เหล็กอ่อน ERW ของ Huayang จำแนกตามตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่ปรับให้เหมาะกับความต้องการของท่อเชื่อม:

ความต้านทานแรงดึง: 335–450 MPa (เพียงพอสำหรับแรงดันต่ำ-ถึง-ปานกลาง: น้อยกว่าหรือเท่ากับ 10 MPa) ท่อ NPS 6 SCH 80 ERW (0.20% C) ของเรามีแรงดันถึง 410 MPa-เพียงพอสำหรับน้ำหล่อเย็นอุตสาหกรรมที่ 8 MPa

การยืดตัว: มากกว่าหรือเท่ากับ 25% (สำคัญมากสำหรับการม้วน-) เราทดสอบแถบ 5 เส้นต่อชุดโดยการดัดงอ 180 องศา -ความเหนียวของเหล็กเหนียวทำให้ไม่เกิดการแตกร้าว ซึ่งเป็นการทดสอบว่าเหล็กคาร์บอนไร้ตะเข็บสูง-จะล้มเหลว

ความแข็งแรงในการเชื่อม: เท่ากับโลหะฐาน (ไม่มี "จุดอ่อน") การเชื่อม ERW ของเราผ่านการทดสอบแรงดึง โดย 99% ของตัวอย่างแตกหักในโลหะฐาน (ไม่ใช่รอยเชื่อม)- พิสูจน์ได้ว่ามีการหลอมรวมที่ไร้รอยต่อ

โปรไฟล์ด้านประสิทธิภาพนี้เป็นเหตุให้ท่อ ERW ของเราครองโครงการเทศบาล: โครงการน้ำชานเมืองปักกิ่งปี 2024 ใช้ท่อ NPS 4–12 ERW ของเราจำนวน 18,000 ตัน โดยที่ความเหนียวของท่อนั้นยอมให้-ไซต์โค้งงอ (สูงสุด 5 องศา ) เพื่อหลีกเลี่ยงรากของต้นไม้และสายสาธารณูปโภค-สิ่งที่ท่อไร้รอยต่อ (ที่มีการยืดตัว 12%–18%) ไม่สามารถทำได้โดยไม่แตกร้าว

โลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-ไร้รอยต่อ: ความแข็งแกร่งและความทนทานเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก

ท่อไร้รอยต่อจัดประเภทตามเมตริกประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานที่มีความเครียดสูง-:

ความต้านทานแรงดึง: 450–1,200 MPa (ขึ้นอยู่กับโลหะผสม) ท่อไร้รอยต่อ API 5L X80 ที่มาจากแหล่งของเรา (0.17% C + 2.0% Mn + 0.3% Cr) มีความแข็งแกร่งถึง 625 MPa-1.5× ซึ่งแข็งแกร่งกว่าเหล็กเหนียวของ ERW

ความแข็งแรงของผลผลิต: 355–900 MPa (ทนต่อการเสียรูปถาวรภายใต้แรงกดดัน) สำหรับโครงการนอกชายฝั่ง เราใช้ท่อไร้รอยต่อ X70 ที่มีกำลังรับผลผลิต 485 MPa-ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการทนต่อความเครียดที่เกิดจากคลื่น-

ความต้านทานการกัดกร่อน: การเติมโลหะผสม (โครเมียม, นิกเกิล) ช่วยลดการเกิดสนิม โรงงานเคมีในเซี่ยงไฮ้ปี 2023 ใช้ท่อไร้ตะเข็บ 316L (18% Cr + 10% Ni) สำหรับการขนส่งกรดซัลฟิวริก 98%- อัตราการกัดกร่อนอยู่ที่ 0.01 มม./ปี เทียบกับ. 0.15มม./ปีสำหรับเหล็กเหนียวของ ERW (แม้จะผ่านการชุบสังกะสีก็ตาม)

คุณสมบัติเหล่านี้มาพร้อมกับข้อดีข้อเสีย: เหล็กโลหะผสมไร้รอยต่อมีความเปราะ (การยืดตัว 12%–18%) และขึ้นรูปยาก สำหรับโครงการน้ำมันซินเจียง ท่อไร้รอยต่อที่มาถึงในความยาวตรง 12 ม.-บน-การดัดงอที่ไซต์งานถูกจำกัดไว้ที่ 2 องศา ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์ติดตั้งแบบกำหนดเองมากกว่าการติดตั้งแบบยืดหยุ่นของ ERW

วัสดุ-ความเข้ากันได้ของกระบวนการ: เหตุใด ERW ไม่สามารถใช้โลหะผสมได้ ไร้รอยต่อไม่สามารถใช้เหล็กเหนียวได้

การจำแนกประเภทวัสดุไม่สามารถแยกออกจากกระบวนการผลิตได้-การเชื่อม/การขึ้นรูปของ ERW ต้องใช้เหล็กอ่อน ในขณะที่การเจาะ/การยืดตัวของไร้รอยต่อนั้นใช้ได้กับโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-

ERW: ความเข้ากันได้ของ Mild Steel กับการเชื่อมและการขึ้นรูป

กระบวนการของ ERW (-การขึ้นรูปม้วน + การเชื่อมด้วยความต้านทาน) ใช้งานได้กับเหล็กเหนียวเท่านั้น:

การขึ้นรูป: ความเหนียวของเหล็กเหนียวทำให้โค้งงอเป็นกระบอกสูบได้โดยไม่แตกร้าว เหล็กกล้าโลหะผสมคาร์บอนสูง-จะแตกหักระหว่าง-การขึ้นรูป-ที่เราทดสอบสิ่งนี้ในปี 2022 โดยลองใช้เหล็กกล้า C 0.40% สำหรับ ERW: 30% ของแถบแตกร้าวในการผ่านครั้งแรก

การเชื่อม: คาร์บอนต่ำช่วยป้องกันมาร์เทนไซต์เปราะในบริเวณรอยเชื่อม โลหะผสมเหล็ก (เช่น 1% Cr) จะสร้างรอยเชื่อมที่แข็งและเปราะซึ่งไม่ผ่านการทดสอบอุทกสถิต การเชื่อม ERW ของเราไม่ใช้โลหะเติม-ความเป็นเนื้อเดียวกันของเหล็กเหนียวทำให้แน่ใจได้ว่าจะมีการหลอมรวม โลหะผสมจะทำให้เกิดการหลอมละลายไม่สม่ำเสมอ

ที่ Huayang เราได้ปรับปรุงสาย ERW ของเราสำหรับเหล็กเหนียว: ช่างเชื่อม 50–60 Hz ของเราทำงานที่ 17 kA สำหรับเหล็ก 0.15% C ปรับสมดุลอินพุตความร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงการไหม้-ผ่าน (ร้อนเกินไป) หรือฟิวชั่นที่ไม่สมบูรณ์ (เย็นเกินไป) ความแม่นยำนี้ทำให้การผลิต ERW ของเรามีประสิทธิภาพ 500 ตัน/วัน เร็วกว่าแบบไร้รอยต่อ 5 เท่า

ไร้รอยต่อ: ความเข้ากันได้ของโลหะผสมกับการเจาะและการยืดตัว

กระบวนการของ Seamless (การเจาะเหล็กแท่ง + การกลิ้งแมนเดรล) เจริญเติบโตด้วยโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-:

เจาะ: เหล็กแท่งโลหะผสมที่ได้รับความร้อน (1200–1300 องศา ) มีความเหนียวพอที่จะกลวงออก แต่แข็งแรงพอที่จะรักษารูปร่างได้ เหล็กแท่งอ่อนจะยุบตัวระหว่างการเจาะ-เนื่องจากความแข็งแรงต่ำไม่สามารถทนต่อแรงกด 50 MPa ของแมนเดรลได้

การยืดตัว: ความแข็งแรงสูงของโลหะผสมเหล็กต้านทานคอ (บางไม่สม่ำเสมอ) ในระหว่างการรีด ท่อไร้รอยต่อที่ทำจากเหล็กกล้าเหนียวจะมีความหนาของผนังที่ไม่สอดคล้องกัน (±15% เทียบกับโลหะผสม ±5%) ทำให้ไม่เหมาะกับแรงดันสูง

ท่อไร้ตะเข็บที่เราจัดหาได้รับการปรับแต่งให้เหมาะกับกระบวนการนี้: เหล็กแท่ง API 5L X70 ได้รับความร้อนที่ 1250 องศา (ร้อนกว่าการทำความร้อนด้วยแถบของ ERW) เพื่อเพิ่มความเหนียวสูงสุดในระหว่างการเจาะ การให้ความร้อนเพิ่มเติมนี้จะเพิ่มต้นทุน (การใช้พลังงานที่ไร้รอยต่อคือ 2× ERW) แต่จำเป็นสำหรับประสิทธิภาพของโลหะผสมเหล็ก

การใช้งาน-การเลือกใช้วัสดุที่ขับเคลื่อนด้วย: การจัดประเภทที่ตรงกับความต้องการของโครงการ

การจำแนกประเภทวัสดุตอบสนองความต้องการใช้งานในที่สุด-เหล็กเหนียวของ ERW เหมาะกับงาน-ความเครียดต่ำ-ปริมาณมาก ในขณะที่โลหะผสมของไร้รอยต่อเหมาะกับ-ความเครียดสูง หรืองานวิกฤติ

ERW เหล็กอ่อน: เทศบาล อุตสาหกรรมเบา และการเกษตร

ท่อเหล็กเหนียว ERW ของเราจัดประเภทสำหรับโครงการที่มีต้นทุน ปริมาณ และความง่ายในการติดตั้ง:

น้ำ/ก๊าซเทศบาล: 70% ของเอาต์พุต ERW ของเราอยู่ที่นี่ โครงการปักกิ่งปี 2024 ใช้ท่อ NPS 4 SCH 40 ERW (0.15% C) สำหรับแรงดันน้ำ 4 MPa-ต้นทุนเหล็กเหนียว ($700/ตัน) คิดเป็น 60% ของท่อไร้รอยต่อ ซึ่งสำคัญมากสำหรับ-งบประมาณขนาดใหญ่

การระบายน้ำอุตสาหกรรมเบา: ท่อ NPS 3 SCH 20 ERW (0.12% C) ของเราจัดการกับน้ำเสียที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในโรงงานสิ่งทอของมณฑลเจียงซู-ความเหนียวของเหล็กเหนียวทนทานต่อการแตกร้าวจากการกระแทกเล็กน้อย ในขณะที่การชุบสังกะสีช่วยยืดอายุการใช้งานเป็น 15 ปี

เกษตรกรรม: ท่อ NPS 6–12 SCH 20 ERW (0.10% C) ใช้สำหรับการชลประทานเหอหนาน-ท่อขนาดใหญ่ (154 มม. สำหรับ NPS 6) รับประกันว่ามีน้ำไหลสูง และต้นทุนต่ำเหมาะกับงบประมาณของฟาร์ม

โลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-ไร้รอยต่อ: น้ำมัน/ก๊าซ พลังงาน และเคมีภัณฑ์

โลหะผสมไร้ตะเข็บถูกจัดประเภทสำหรับโครงการที่ความล้มเหลวถือเป็นหายนะ:

การสำรวจน้ำมัน/ก๊าซ: สายน้ำมันดิบ 40 MPa ของซินเจียงใช้ท่อไร้รอยต่อ X70- ความแข็งแกร่งของโลหะผสมป้องกันการรั่วไหลที่อาจต้องเสียค่าปรับสิ่งแวดล้อม 10 ล้านดอลลาร์

การผลิตกระแสไฟฟ้า: โรงงานนิวเคลียร์ในเจ้อเจียงใช้ท่อไร้ตะเข็บ 316L (โลหะผสม Cr-Ni) สำหรับไอน้ำ 50 MPa- ความต้านทานการคืบของโลหะผสมเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ท่อแตกที่ 350 องศา

เคมีภัณฑ์: กลุ่มผลิตภัณฑ์กรดซัลฟิวริกในเซี่ยงไฮ้ใช้ท่อไร้รอยต่อ Hastelloy C276 (22% Cr + 13% Mo)- ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมช่วยป้องกันการรั่วไหลของสารพิษ ซึ่งเป็นสิ่งที่เหล็กเหนียวของ ERW ไม่สามารถทำได้แม้จะเคลือบแล้วก็ตาม

สรุป: การจำแนกประเภทวัสดุเป็นแนวทางในการเลือกไปป์ที่เหมาะสมสำหรับงาน

ที่ Hebei Huayang Steel Pipe เราถือว่าการจำแนกประเภทวัสดุเป็นรากฐานของประสิทธิภาพของท่อที่เชื่อถือได้ การจำแนกประเภทเหล็กเหนียวของท่อ ERW (โลหะผสมคาร์บอนต่ำ- โลหะผสมต่ำ- ทำให้ท่อเหล่านี้เป็นตัวขับเคลื่อน-โครงการที่มีประสิทธิภาพและปริมาณสูง-ที่มีต้นทุนสูง- โดยมีความเหนียวและความสามารถในการเชื่อมได้อย่างลงตัวกับความต้องการของเทศบาลและอุตสาหกรรมเบา การจำแนกโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-ของท่อไร้ตะเข็บ (โลหะผสมคาร์บอนสูง-คาร์บอนหรือ Cr-Mo-Ni) ทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับแรงดัน อุณหภูมิ และการกัดกร่อนที่รุนแรง- ความแข็งแกร่งของโลหะผสมเหล่านี้ทำให้ต้นทุนที่สูงขึ้นสำหรับการใช้งานที่สำคัญ

การทำความเข้าใจการจัดหมวดหมู่นี้ช่วยให้ลูกค้าหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่มีค่าใช้จ่ายสูง: การใช้เหล็กเหนียว ERW สำหรับท่อน้ำมันขนาด 40 MPa เสี่ยงต่อความล้มเหลว ในขณะที่การใช้โลหะผสมไร้รอยต่อกับน้ำหลักขนาด 4 MPa จะทำให้เสียเงิน สำหรับเรา เป้าหมายนั้นง่ายมาก: จับคู่แต่ละโครงการกับการจำแนกประเภทวัสดุที่สร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพ ต้นทุน และการใช้งานจริง-ไม่ว่าจะเป็นของเราท่อเหล็กเชื่อมความต้านทานไฟฟ้า(ERW) สำหรับโครงการน้ำในท้องถิ่นหรือแหล่งโลหะผสมไร้ตะเข็บสำหรับแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง ท่อที่ดีที่สุดคือท่อที่สร้างขึ้นด้วยวัสดุที่เหมาะกับงาน