Тръба от въглеродна стоманае един от най-широко използваните тръбни материали в индустриалния сектор. Състои се главно от желязо (Fe) и въглерод (C), като съдържанието на въглерод обикновено варира от 0,05% до 2,0%. Той се допълва от малко количество силиций, манган, сяра и фосфор и др.
Благодарение на високата си якост, висока -ефективност на разходите и отличната производителност на обработка, тръбите от въглеродна стомана се използват широко в множество основни индустрии като нефт и газ, строителство, машини, опазване на водата и енергия, и са се превърнали в незаменим основен материал в промишленото производство и инфраструктурното строителство.
В зависимост от разликите в производствените процеси, съдържанието на тръбите от въглеродна стомана и сценариите на приложение, тръбите от въглеродна стомана могат да бъдат разделени на различни типове. Сред тях ERW въглеродна стоманена тръба (съпротивителна заварена тръба от въглеродна стомана) е основната категория заварени тръби от въглеродна стомана и със своите ефективни и икономични характеристики заема значителен дял от световния пазар на тръби от въглеродна стомана.
Класификационни основи и категории
Основните методи за класификация са както следва: единият се основава на съдържанието на въглерод, а другият се основава на производствения процес. Тези два метода са взаимосвързани и заедно определят производителността и сценариите на приложение на тръбите.
По класификация на съдържанието на въглерод: може да се раздели на ниско-въглеродна стомана (C По-малко или равно на 0,25%), средно-въглеродна стомана (0,25% < C По-малко или равно на 0,6%) и високо-въглеродна стомана (C > 0,6%). Сред тях ниско{8}}въглеродната стомана има добра пластичност и е лесна за заваряване, което е основната суровина за ERW тръба от въглеродна стоманаи се използва широко в структурни компоненти и транспортиране на течности със средно-ниско налягане; средно-въглеродната стомана има по-висока якост и се използва най-вече в производството на механични части; високо-въглеродната стомана има висока твърдост и добра устойчивост на износване и се използва главно в инструменти, пружини и други специални сценарии.
Според производствения процес: може да бъде разделен на заварени тръби от въглеродна стомана и безшевни тръби от въглеродна стомана. Заварените тръби от въглеродна стомана използват основно три процеса: ERW (електро-формоване на ролка), LSAW (надлъжно заваряване под флюс) и SSAW (спирално заваряване под флюс). Сред тях процесът ERW е най-широко използваният тип в заварени тръби от въглеродна стомана поради високата си производствена ефективност и контролируеми разходи; безшевните тръби от въглеродна стомана се произвеждат чрез процеси на горещо валцуване или студено изтегляне, без заваръчни шевове и имат по-добри-поносими характеристики, подходящи за сценарии с висока-температура и високо-налягане, но производствените разходи са значително по-високи от тези на ERW тръбите от въглеродна стомана.
Tразликите между ERW тръба от въглеродна стомана и безшевна тръба от въглеродна стомана
За по-добро разбиране на индустриалното позициониране на ERW тръбите от въглеродна стомана, по-долу се сравняват основните разлики между тях и безшевните тръби от въглеродна стомана, както и LSAW/SSAW заварени под флюс тръби от въглеродна стомана:
|
Сравнително измерение |
ERW тръба от въглеродна стомана |
Безшевна тръба от въглеродна стомана |
LSAW/SSAW тръба от въглеродна стомана |
|
Производствен процес |
Навиване на стоманена лента + високо{1}}честотно електросъпротивително заваряване, бързо формоване и висока ефективност |
Горещо валцуване/студено изтегляне на твърди заготовки, без заварки, сложен процес |
Навиване на стоманена лента + електродъгово заваряване под флюс, дълги заварки, средна ефективност |
|
Състояние на заваръчния шев |
С надлъжни заварки, малка зона-засегната от топлина и стабилно качество |
Без заварки, оптимална структурна цялост |
С надлъжни/спирални заварки, голяма зона-засегната от топлина |
|
Механични свойства |
Якостта на заваръчния шев е близка до тази на основния метал, подходяща за сценарии със средно и ниско налягане |
Висока якост и издръжливост, подходящи за сценарии с висока температура и високо налягане |
Висока якост на заваръчния шев, подходящ за сценарии с голям-диаметър, средно и високо налягане |
|
Производствени разходи |
Ниска, 20%-30% по-ниска от безшевните тръби, оптимална цена |
Висок, сложен процес и висока консумация на енергия |
Среден, по-висок от ERW, по-нисък от безшевни тръби |
Основни характеристики и предимства в индустрията
Причината, поради която тръбите от въглеродна стомана са се превърнали в основния материал за тръби в индустрията, се крие в техните всеобхватни характеристики, които са подходящи за различни сценарии:
- Отлични механични свойства: Умерена здравина и издръжливост. Свойствата могат да се регулират чрез топлинна обработка (като отгряване и нормализиране) според изискванията, отговаряйки на изискванията за-поносимост на различни сценарии. Особено за ниско{3}}въглеродна стомана, производителността на заваряване е отлична, осигурявайки основа за приложения на заваръчни процеси като ERW.
- Изключително съотношение на разходите-ефективност:Изобилните запаси от суровини (с водещите световни запаси от железни елементи), зрелият производствен процес и производствените разходи са много по-ниски от тези на тръбите от неръждаема стомана и тръбите от легирана стомана. При средно и ниско налягане, не-силно корозивни сценарии, това е най-рентабилният{2}}избор за тръбни материали. Това е и една от основните причини, поради които тръбите от въглеродна стомана ERW са широко популяризирани.
- Гъвкави възможности за обработка:Може да изпълнява различни методи на обработка като рязане, заваряване, огъване и щамповане, отговаряйки на персонализираните нужди на различни проекти. Сред тях, процесът на формоване на студено огъване на тръби от въглеродна стомана ERW може да произвежда тръби с различни структурни форми, като допълнително разширява обхвата на приложение на тръбите от въглеродна стомана.
- Ограничения:Податлив на корозия. В корозивни среди като влага, киселини и алкали е необходима анти{1}}корозионна обработка (като горещо поцинковане, епоксидно покритие); Лоша-нискотемпературна издръжливост. В среда под -20 градуса е необходимо да се изберат специални нискотемпературни тръби от въглеродна стомана, за да се избегне крехко счупване. Тази характеристика трябва да се отбележи особено при външни и заровени приложения на ERW тръби от въглеродна стомана.
Международни стандарти за въглеродна стомана
Производството и тестването на тръби от въглеродна стомана трябва да отговарят на глобалните унифицирани индустриални стандарти, за да се гарантира последователност на качеството на продукта. Основните стандарти включват:
- Amерикански стандарт (ASTM/API): ASTM A53 (обикновени заварени и безшевни тръби от въглеродна стомана), ASTM A106 (безшевни тръби от въглеродна стомана при висока температура), API 5L (тръби от въглеродна стомана за транспортиране на нефт и газ, ERW тръби от въглеродна стомана, използвани в сценарии за нефт и газ, трябва да отговарят на този стандарт), API Spec 5CT (тръби от въглеродна стомана за нефтени кладенци).
- Национален стандарт (GB): GB/T 3091-2015 (Заварени тръби от въглеродна стомана за транспортиране на флуиди с ниско{4}}налягане, ясно определящи производствените изисквания за тръби от въглеродна стомана ERW), GB/T 8163 (Безшевни тръби от въглеродна стомана за транспортиране на течности), GB 5310 (Безшевни тръби от въглеродна стомана за високо-налягане Котли), GB 6479 (Тръби от въглеродна стомана за нискотемпературни тръбопроводи).
- Спецификация (JIS):JIS G 3452 (Тръба от въглеродна стомана за общи цели), JIS G 3454 (Тръба от въглеродна стомана за приложения с високо-налягане). Сред тях класове като STKM11A и STPG370 обикновено се използват в производството на ERW тръби от въглеродна стомана.
Приложенията
Тръбата от въглеродна стомана ERW, със своите ефективни, икономични и стабилни качествени характеристики, идеално съответства на цялостния обхват на приложение на тръбите от въглеродна стомана. Той също така се фокусира върху средно и ниско налягане, широкомащабни-сценарии на търсене. Основните области на приложение включват:
В областта на транспортирането на нефт и газ: Това е основният тръбен материал за петролни и газови разклонения, градски тръбопроводи за природен газ и тръбопроводи за събиране и транспортиране на петролни находища. Класовете стомана са предимно X56 - X80. След анти{3}}корозионна обработка може да се използва за подземни, студени райони и дори подводни транспортни тръбопроводи (в съответствие със стандартите API 5L), но не е подходящ за главни нефтопроводи и газопроводи; в същото време може да се използва за производство на тръби за нефтени кладенци, подходящи за сценарии за добив на нефтени находища.
- Строителна инженерна област:Използва се за поддържане на строителни конструкции (като скелета, подпорни колони), водопроводни и дренажни тръби, отоплителни тръби. Обикновено се използват ERW тръби от въглеродна стомана от степени Q235B, 20# и т.н. С предимствата на ниска цена и лесна обработка, той помага за намаляване на разходите за строителни проекти.
- В областта на машиностроенето:Използва се за производство на механични компоненти, опори за оборудване и автомобилни рамки. Може да се формира чрез студено огъване в различни форми като квадратни и правоъгълни, отговарящи на структурните изисквания на различно оборудване.
-В областта на опазването на водата и захранването:Използва се за напояване на земеделски земи, градски дренажни тръбопроводи и циркулационни водопроводи на електроцентрали. При сценарии със средно и ниско налягане той може напълно да замени безшевните тръби от въглеродна стомана, като по този начин намалява инженерните инвестиции.
- Други полета:Използва се в тръбопроводи за противопожарна защита, тръбопроводи за транспортиране на мини (за сценарии с не{0}}корозия и не-високо-налягане), както и в граждански приложения като мебели и предпазни огради. Това е най-широко използваният тип заварени тръби от въглеродна стомана.
