이음매 없는 파이프와 나선형 용접 파이프: 제조, 강도 및 응용

짧은 답변

이음매 없는 파이프는 용접 이음새가 없으며 단단한 빌렛을 뚫고 굴려서 생산되므로 균일한 벽 강도를 제공하고 고압 및 고온 서비스에 가장 먼저 선택됩니다. 나선형 용접 파이프는 강판을 나선형으로 형성하고 가장자리를 서브머지드 아크 용접으로 결합하여 만들어지므로 저렴한 비용으로 매우 큰 직경이 가능합니다. 두 가지 유형은 중간 크기 범위에서 중복되며 선택은 압력 등급, 직경, 비용 및 검사 요구 사항에 따라 결정됩니다.

제조공정

이음매 없는 파이프는 가열되고 관통되어 속이 빈 쉘을 형성한 견고한 원통형 빌렛에서 시작되며, 필요한 외경과 벽 두께에 도달하기 위해 맨드릴 위로 열간 압연됩니다. 많은 이음매 없는 파이프는 이후 치수 정확도와 표면 마감을 개선하기 위해 냉간 인발 또는 냉간 압연됩니다. 파이프가 단일 강철 조각으로 구성되기 때문에 검사하거나 약점으로 작용할 용접 이음새가 없습니다.

나선형 용접 파이프는 나선형 수중 아크 용접 공정으로 생산됩니다. 강판은 먼저 가장자리가 준비된 다음 일련의 롤에 의해 나선형으로 형성되고 인접한 가장자리는 입상 플럭스 담요 아래에서 수중 아크 용접에 의해 연속적으로 용접됩니다. 나선형 이음매는 파이프 전체 길이를 따라 이어집니다. 이 공정은 매우 넓은 판을 사용하고 판 두께에 따라 벽 두께를 제어하여 이음매 없는 한계를 훨씬 넘어서는 외경에 도달할 수 있습니다.

크기 및 벽 두께 범위

구조적 특성

용접이 없기 때문에 이음매 없는 파이프는 원주 주위에 균일한 특성을 갖게 되며, 이는 파이프가 내부 압력, 열 순환 또는 피로에 영향을 받는 경우에 중요합니다. 나선형 용접 파이프에는 후프 방향에 대해 비스듬히 놓인 나선형 용접이 있습니다. 이 형상은 실제로 어떤 면에서 유리합니다. 용접은 최대 후프 응력과 정렬되지 않으며 나선 각도는 내부 압력 하에서 세로 용접보다 이음새가 덜 중요하게 만드는 어느 정도의 중복성을 제공합니다. 그럼에도 불구하고 용접부는 여전히 결함이 발생할 가능성이 가장 높은 영역으로 남아 있으며 용접 접합 효율 계수가 설계 코드에 적용됩니다.

강도 및 압력 고려사항

동일한 등급과 벽 두께의 경우, 이음매 없는 파이프는 일반적으로 응력을 집중시키는 용접이 없기 때문에 가장 높은 파열 강도와 최고의 피로 거동을 제공합니다. 나선형 용접 파이프는 표준 및 비파괴 테스트 범위에 따라 일반적으로 0.85 ~ 1.0의 용접 조인트 효율을 염두에 두고 설계되었습니다. 전체 검사를 거쳐 API 5L로 제조된 최신 SSAW 라인 파이프는 전 세계의 고압 가스 전송 라인에 사용되므로 파이프가 올바르게 생산되고 테스트되면 용접이 제한되지 않습니다.

비용 비교

피어싱, 압연 및 마무리 작업은 에너지 집약적이며 최대 크기는 빌렛 직경에 따라 제한되기 때문에 무봉관 파이프는 동일한 등급의 톤당 가격이 더 비쌉니다. 나선형 용접 파이프는 빌렛보다 톤당 가격이 저렴한 판재를 사용하며 공정이 연속적이고 생산성이 높습니다. 직경이 큰 경우 나선형 용접 파이프의 비용 이점이 결정적입니다. 대략 300mm ~ 600mm의 중첩 범위에서 선택은 일반적으로 압력 등급, 검사 요구 사항 및 납품 일정에 따라 이루어집니다.

응용

이음매 없는 파이프는 보일러 및 과열기 튜브, 정유 공정 배관, 유압 실린더, 계측기 라인 및 파이프가 최대 신뢰성으로 고압 또는 고온을 포함해야 하는 모든 서비스에 선호됩니다. 나선형 용접 파이프는 송수 본관, 대구경 석유 및 가스 파이프라인, 구조용 파일, 교각 및 파이프 파일에 주로 사용되며 직경이 크고 톤당 비용이 제어 요소입니다.

선택 방법

고압 또는 고온에서 직경 300mm 미만: 심리스(seamless)를 선택합니다.

직경 600mm 이상: 일반적으로 나선형 용접 파이프가 유일한 실용적인 옵션입니다.

300~600mm 범위: 압력 등급, 용접 검사 수준 및 비용을 비교합니다.

피로가 지배적인 서비스의 경우: 전체 NDT가 포함된 이음매 없는 파이프 또는 용접 파이프를 선호합니다.

직경이 큰 매립 수도 또는 가스 본관의 경우: 3PE 또는 3LPE 코팅이 된 SSAW가 표준입니다.

FAQ

Q: 이음매 없는 파이프는 나선형 용접 파이프보다 강합니까?
동일한 등급 및 벽 두께의 경우 이음매없는 파이프에는 용접 영역이 없으며 일반적으로 파열 및 피로 강도가 더 높습니다. 전체 검사를 갖춘 최신 나선형 용접 파이프는 설계 코드가 용접 조인트 효율성을 설명하기 때문에 여전히 고압에서 사용할 수 있습니다.

Q: 나선형 용접 파이프가 이음매 없는 파이프보다 저렴한 이유는 무엇입니까?
스파이럴 용접 파이프는 강판으로 제작되어 심리스 피어싱에 사용되는 빌렛보다 가격이 저렴하며 연속 성형 및 용접 공정의 생산성이 높습니다. 직경이 클수록 더 효율적인 재료를 사용합니다.

Q: 이음매 없는 파이프의 최대 직경은 얼마입니까?
대부분의 공장에서는 외경이 최대 약 610mm인 이음매 없는 파이프를 생산합니다. 그 외에도 빌렛 및 피어싱 장비로 인해 이음새가 없는 크기가 제한되므로 용접 파이프가 사용됩니다.

Q: 나선형 용접은 모재만큼 강합니까?
적절한 용접 소모품, 열처리 및 비파괴 테스트를 통해 나선형 용접은 모재의 강도 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다. 설계 코드는 검사 수준에 따라 공동 효율성 계수를 적용합니다.

Q: 나선형 용접 파이프를 고압 가스 파이프라인에 사용할 수 있습니까?
예. 대구경 고압 가스 전송 라인은 일반적으로 자동 초음파 및 방사선 촬영 검사 기능을 갖춘 API 5L에 대한 SSAW 파이프로 구축됩니다.

Q: 이음매 없는 파이프와 용접된 파이프를 어떻게 구별합니까?
표면을 검사하십시오. 이음매 없는 파이프에는 이음새가 보이지 않는 반면 나선형 용접 파이프에는 투명한 나선형 용접 비드가 표시됩니다. 초음파 또는 자분탐상 검사를 통해 용접 위치와 건전성을 확인할 수 있습니다.