Сталёвыя трубы, звараныя пад флюсам, як важны прадукт у сучаснай галіне прамысловых трубаправодаў, дэманструюць глыбокую інтэграцыю матэрыялазнаўства і тэхналогій зваркі праз свае разнастайныя вытворчыя працэсы і сцэнарыі прымянення. Сярод іх, двухбакова звараныя пад флюсам прамашоўныя сталёвыя трубы, з іх унікальнымі структурнымі характарыстыкамі і тэхналагічнымі перавагамі, займаюць незаменнае месца ў магістральных транспартных трубаправодах і апорных канструкцыях будынкаў. Працэс вытворчасці гэтага тыпу сталёвых труб аб'ядноўвае аўтаматызаваную тэхналогію зваркі і працэсы дакладнага фармавання, дасягаючы высокай трываласці і высокай герметычнасці зварнога шва дзякуючы двухбаковай зварцы пад флюсам, што робіць іх ключавым матэрыялам для забеспячэння бяспекі перадачы энергіі.
Па-першае, аналіз асноўных працэсаў двухбакова зварных пад флюсам сталёвых труб з прамым швом.
Вытворчасць двухбакова зварных пад флюсам прамых сталёвых труб пачынаецца з дакладнай апрацоўкі высакаякасных гарачакатаных сталёвых лістоў. Спачатку сталёвы ліст апрацоўваецца да патрэбнай шырыні з дапамогай фрэзернага станка, а затым падвяргаецца некалькім паступовым працэсам прэсавання на фармовачным станку JCOE для фарміравання адкрытай трубы. Этап зваркі стрыжня выкарыстоўвае двухбаковы працэс дугавой зваркі пад флюсам: спачатку да ўнутранай сценкі трубы нарыхтоўкі прыварваецца папярэдне звараны шов, затым асноўны зварачны шов выконваецца з дапамогай дугавой зваркі пад флюсам на вонкавай сценцы і, нарэшце, на ўнутранай сценцы выконваецца дадатковы зварны шов. Гэты метад шматслаёвай зваркі дазваляе праварваць шво больш за 70% ад таўшчыні ліста, што значна паляпшае трываласць злучэння. Падчас зваркі дуга пад пластом флюсу плавіць метал пры высокай тэмпературы 1600℃, утвараючы ахоўны пласт шлаку, які эфектыўна ізалюе паветра, прадухіляючы сітаватасць і ўключэнні шлаку.
У параўнанні са звычайнымі сталёвымі трубамі з прамым швом, двухбаковая дугавая зварка пад флюсам стварае ў зоне зваркі дробную ігольчастую ферытавую структуру, што павялічвае яе ўдарную вязкасць больш чым на 30%. Ультрагукавыя выпрабаванні ў рэжыме рэальнага часу і рэнтгенаўскі кантроль гарантуюць, што ўнутраная якасць зварнога шва адпавядае міжнародным стандартам, такім як API 5L або GB/T 9711. Тыповыя вырабы, такія як сталёвыя трубы маркі X80, маюць мяжу цякучасці да 555 МПа і могуць вытрымліваць ціск перадачы, які перавышае 15 МПа, шырока выкарыстоўваюцца ў нацыянальных трубаправодных праектах, такіх як газаправод «Захад-Усход».
Па-другое, тэхніка-эканамічнае параўнанне са спіральна зварнымі сталёвымі трубамі.
Нягледзячы на тое, што двухбаковыя спіральна-зварныя сталёвыя трубы пад флюсам (напрыклад, маркі сталі L485M у адпаведнасці са стандартам GB/T 9711) маюць перавагі ў бесперапыннай вытворчасці і вялікім дыяметры, прамашовныя сталёвыя трубы маюць лепшыя ўстойлівасць да ціску і дакладнасць памераў. Паколькі зварны шов спіральных сталёвых труб размеркаваны па спіралі, раскладанне акружных напружанняў ва ўмовах высокага ціску можа прывесці да з'яўлення слабых месцаў, у той час як падоўжны зварны шов прамашовных сталёвых труб напружаны ў тым жа кірунку, што і асноўнае напружанне, і ціск разрыву звычайна на 10%-15% вышэй. Параўнальныя выпрабаванні ў праекце нафтаправода паказалі, што тэрмін службы прамашовных сталёвых труб той жа спецыфікацыі дасягнуў 2 мільёнаў цыклаў, што прыкладна ў 1,5 разы вышэй, чым у спіральна-зварных сталёвых труб. З пункту гледжання вытворчых выдаткаў, каэфіцыент выкарыстання матэрыялу прамашовных сталёвых труб дыяметрам менш за 1420 мм можа дасягаць 96%, у той час як спіральна-зварныя сталёвыя трубы маюць каля 5% страты металалому з-за абмежаванняў шырыні ліста. Аднак у галіне звышвялікага дыяметра (напрыклад, 3000 мм і больш) спіральныя сталёвыя трубы не патрабуюць спецыялізаваных звышшырокіх сталёвых лістоў, і пачынаюць праяўляцца іх эканамічныя перавагі. Варта адзначыць, што прамыя сталёвыя трубы лягчэй аўтаматызаваць з дапамогай працэсаў пашырэння дыяметра. Механічнае пашырэнне дазваляе кантраляваць адхіленні круглявасці ў межах 0,5%D, што мае вырашальнае значэнне для забеспячэння дакладнасці злучэння труб.
Па-трэцяе, інавацыйныя працэсы і спецыяльныя сцэнарыі прымянення.
У апошнія гады тэхналогія дугавой зваркі пад флюсам з прамым швом зрабіла пастаянны прарыў: у праекце падводнага трубаправода ў Паўднёва-Кітайскім моры прамыя сталёвыя трубы маркі X65 з двухслаёвым антыкаразійным пакрыццём FBE+PP, дзякуючы даданню 0,06% мікралегіруючага элемента Nb, дасягнулі энергіі ўдару больш за 220 Дж пры -40℃. У палярным будаўніцтве трубаправода сталёвыя трубы маркі X100, вырабленыя з выкарыстаннем TMCP (тэрмамеханічнага кантрольнага працэсу), дазволілі знізіць таўшчыню сценкі на 15%, захоўваючы пры гэтым выдатную ўстойлівасць да расколін.
Спецыяльныя галіны, такія як трубы для атамных электрастанцый, патрабуюць выканання паказчыкаў эфектыўнасці ў напрамку Z у стандарце RCC-M. У прамых сталёвых трубах герметычнай абалонкі атамнай электрастанцыі выкарыстоўваліся спецыяльна распрацаваныя сталёвыя лісты з нізкім утрыманнем серы і фосфару (S ≤ 0,002%) у спалучэнні з шматпраходным працэсам зваркі ў вузкую шчыліну, што дазволіла дасягнуць каэфіцыента скарачэння плошчы ў напрамку таўшчыні, які перавышае 75%. У галіне транспарціроўкі вугальнай пульпы кампазітныя прамыя сталёвыя трубы з керамічнай футроўкай таўшчынёй 6 мм праяўляюць зносаўстойлівасць у восем разоў вышэйшую, чым у звычайных сталёвых труб, дасягаючы тэрміну службы 15 гадоў на вуглеабагачальнай фабрыцы ў правінцыі Шаньсі.
Па-чацвёртае, тэндэнцыі і праблемы развіцця галіны.
Дзякуючы развіццю інтэлектуальнай вытворчасці вядучыя айчынныя прадпрыемствы дасягнулі поўнай лічбавізацыі працэсаў вытворчасці прамых сталёвых труб. Сістэма MES на заводзе можа кантраляваць больш за 200 параметраў у рэжыме рэальнага часу, у тым ліку зварачны ток (ваганні кантралююцца ў межах ±15 А) і лінейную энергію (18-22 кДж/см), што павялічвае ўзровень якасці прадукцыі да 99,92%. Аднак, што тычыцца сыравіны, высакаякасная трубаправодная сталь усё яшчэ залежыць ад імпарту; напрыклад, 80% сталёвых лістоў маркі X90/X100 даводзіцца закупляць у іншых кампаній.
Экалагічныя патрабаванні таксама стымулююць тэхналагічныя інавацыі. Ужыванне новага пакалення зварачнага флюсу з нізкім утрыманнем дыму дазволіла знізіць канцэнтрацыю пылу ў зварачных цэхах з 15 мг/м³ да 3 мг/м³. У будучыні, з ростам попыту на будаўніцтва вадародных энергетычных трубаправодаў, ключавым напрамкам стануць даследаванні і распрацоўкі прамашвовых сталёвых труб, устойлівых да вадароднай охрупченнасці. У цяперашні час у краіне праводзяцца выпрабаванні вырабаў са сталі маркі L415H з індэксам адчувальнасці да расколін, выкліканых вадародам (HIC), ≤2%. Аднак у галіне глыбакаводных трубаправодаў глыбінёй больш за 1500 метраў усё яшчэ патрабуецца вырашыць праблему кантролю рэшткавых напружанняў пры зварцы ў тоўстасценных прамашвовых сталёвых трубах (≥40 мм).
Ад сушы да мора, ад традыцыйнай энергетыкі да новых спосабаў перадачы энергіі, двухбакова звараныя пад флюсам прамашоўныя сталёвыя трубы працягваюць дэманстраваць сваю асноўную каштоўнасць як крыніца жыццёвай сілы прамысловасці. Іх тэхналагічная эвалюцыя адлюстроўвае як трансфармацыю кітайскай вытворчасці ад пашырэння маштабаў да паляпшэння якасці, так і прадказвае бясконцыя магчымасці, якія адкрываюцца дзякуючы інтэграцыі новых матэрыялаў і працэсаў. У кантэксце вугляроднай нейтральнасці гэты трубаправодны прадукт, які спалучае ў сабе высокую трываласць і працяглы тэрмін службы, несумненна, будзе гуляць яшчэ больш важную ролю ў рэструктурызацыі глабальнай энергетычнай інфраструктуры.
Час публікацыі: 18 лістапада 2025 г.