Сталёвая труба, звараная пад флюсамз'яўляецца ключавым прадуктам у сучасных прамысловых трубаправодах. Яго разнастайныя вытворчыя працэсы і сцэнарыі прымянення дэманструюць глыбокую інтэграцыю матэрыялазнаўства і тэхналогіі зваркі. Двухбаковая дугавая зварка пад флюсам з прамым швом сталёвай трубы, дзякуючы сваім унікальным структурным уласцівасцям і перавагам працэсу, займае незаменнае месца ў такіх галінах, як трубаправоды на вялікія адлегласці і апорныя канструкцыі будынкаў. Працэс вытворчасці гэтага тыпу сталёвых труб аб'ядноўвае аўтаматызаваную тэхналогію зваркі з працэсамі дакладнага фармавання. Двухбаковая дугавая зварка пад флюсам дасягае высокай трываласці і герметычнасці зварнога шва, што робіць яе ключавым матэрыялам для забеспячэння бяспекі перадачы энергіі.
Па-першае, аналіз асноўнага працэсу двухбаковай дугавой зваркі сталёвых труб з прамым швом
Вытворчасць двухбаковых прамашоўных сталёвых труб, звараных пад флюсам, пачынаецца з дакладнай апрацоўкі высакаякаснага гарачакатанага сталёвага ліста. Спачатку сталёвы ліст фрэзеруецца да патрэбнай шырыні з дапамогай фрэзернага станка, а затым выконваецца некалькі этапаў паступовага прэсавання на фармовачным станку JCOE для фарміравання трубнай нарыхтоўкі з адкрытым канцом. На этапе зваркі стрыжня выкарыстоўваецца двухбаковая дугавая зварка пад флюсам: спачатку да ўнутранай сценкі трубнай нарыхтоўкі прыварваецца папярэдні зварны шов, затым зварваецца пад флюсам вонкавая сценка для завяршэння асноўнага зварнога шва, і, нарэшце, на ўнутранай сценцы выконваецца рамонтны зварны шов. Гэты метад шматслаёвай зваркі дасягае праварвання шва, якое перавышае 70% таўшчыні ліста, што значна паляпшае трываласць злучэння. Падчас зваркі дуга, пакрытая пластом флюсу, плавіць метал пры высокай тэмпературы 1600°C. Утвораны шлакавы экран эфектыўна ізалюе паветра, прадухіляючы такія дэфекты, як сітаватасць і шлакавыя ўключэнні. У параўнанні са звычайнымі прамымі зварнымі трубамі, двухбаковая дугавая зварка пад флюсам стварае дробную ігольчастую ферытную структуру ў зоне зваркі, што прыводзіць да ўдарнай вязкасці, якая больш чым на 30% вышэйшая, чым у звычайных зварных швоў. Ультрагукавыя выпрабаванні ў рэжыме рэальнага часу і рэнтгенаўскі кантроль гарантуюць, што ўнутраная якасць зварнога шва адпавядае міжнародным стандартам, такім як API 5L і 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. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў нацыянальных трубаправодных праектах, такіх як газаправод «Захад-Усход».
Па-другое, параўнанне тэхнічных і эканамічных пераваг двухбакова зварных пад флюсам прамых сталёвых труб і спіральна зварных труб. У той час як двухбакова зварныя пад флюсам спіральныя сталёвыя трубы (напрыклад, маркі L485M у стандарце GB/T 9711) прапануюць перавагі ў бесперапыннай вытворчасці і вялікіх дыяметрах, прамыя зварныя трубы адрозніваюцца стабільнасцю ціску і дакладнасцю памераў. З-за спіральнага размеркавання зварных швоў у спіральна зварных трубах, раскладанне кальцавых напружанняў можа прывесці да ўтварэння слабых месцаў ва ўмовах высокага ціску. Наадварот, падоўжны зварны шов прамых зварных труб падвяргаецца напружанню, выраўнаванаму з асноўным напружаннем, у выніку чаго ціск разрыву звычайна на 10%-15% вышэй. Параўнальныя выпрабаванні на праекце нафтаправода паказалі, што тэрмін службы прамых зварных труб той жа спецыфікацыі дасягнуў 2 мільёнаў цыклаў, што прыкладна ў 1,5 разы вышэй, чым у спіральных труб. Што тычыцца вытворчых выдаткаў, прамыя зварныя трубы дыяметрам менш за 1420 мм могуць дасягнуць каэфіцыента выкарыстання матэрыялу 96%, у той час як спіральныя трубы пакутуюць ад страты лому прыкладна 5% з-за абмежаванняў шырыні ліста. Аднак пры выкарыстанні спіральна зварных труб звышвялікім дыяметрам (напрыклад, больш за 3000 мм) адсутнічае неабходнасць у вырабленых на заказ звышшырокіх сталёвых пласцінах, і пачынаюць праяўляцца іх эканамічныя перавагі. Прыкметна, што прамашвоўныя зварныя трубы лягчэй аўтаматызаваць пашырэнне. Механічнае пашырэнне дазваляе падтрымліваць адхіленне круглявасці ў межах 0,5%D, што з'яўляецца ключавым фактарам для забеспячэння дакладнага злучэння труб.
Па-трэцяе, інавацыйныя працэсы і спецыяльныя прымяненні для двухбаковых прамых сталёвых труб, звараных пад флюсам
У апошнія гады тэхналогія прамашоўных зварных труб пад флюсам працягвае дасягаць прарываў. У праекце падводнага трубаправода ў Паўднёва-Кітайскім моры былі выкарыстаны прамашоўныя трубы са сталі маркі X65 з двухслаёвым антыкаразійным пакрыццём FBE+PP. Дзякуючы даданню 0,06% Nb у якасці мікралегіруючага элемента, іх энергія ўдару пры нізкай тэмпературы пры -40°C дасягнула больш за 220 Дж. Пры будаўніцтве палярных трубаправодаў трубы са сталі маркі X100, вырабленыя з выкарыстаннем тэрмамеханічнага кантрольнага працэсу (TMCP), дасягнулі зніжэння таўшчыні сценкі на 15%, захоўваючы пры гэтым выдатную ўстойлівасць да расколін. Трубы для спецыялізаванага прымянення, такіх як атамныя электрастанцыі, патрабуюць выканання характарыстык Z-кірунку стандарту RCC-M. У прамашоўных трубах, якія выкарыстоўваюцца ў герметычнай абалонцы атамнай электрастанцыі, выкарыстоўваюцца спецыяльна падрыхтаваныя сталёвыя пласціны з нізкім утрыманнем серы і фосфару (S ≤ 0,002%). У спалучэнні з шматпраходным працэсам зваркі ў вузкую шчыліну гэта дазваляе дасягнуць зніжэння таўшчыні папярочнага сячэння больш за 75%. У сектары транспарціроўкі вугальнай пульпы кампазітныя прамыя швовыя трубы, футраваныя керамічным пластом таўшчынёй 6 мм, забяспечваюць у восем разоў большую зносаўстойлівасць, чым звычайныя сталёвыя трубы.
Па-чацвёртае, тэндэнцыі развіцця галіны і праблемы двухбаковых прамых сталёвых труб, звараных пад флюсам
З развіццём інтэлектуальнай вытворчасці вядучыя айчынныя кампаніі алічбавалі ўвесь працэс вытворчасці прамашвовых зварных труб. Адзін завод укараніў сістэму MES, якая дазваляе кантраляваць у рэжыме рэальнага часу больш за 200 параметраў, у тым ліку зварачны ток (ваганні кантралююцца ў межах ±15 А) і энергію лініі (18-22 кДж/см), павялічыўшы ўзровень кваліфікацыі прадукцыі да 99,92%. Аднак высакаякасная трубаправодная сталь усё яшчэ залежыць ад імпарту сыравіны. Напрыклад, 80% сталёвых лістоў маркі X90/X100 павінны пастаўляцца ў такіх кампаній, як Nippon Steel. Патрабаванні аховы навакольнага асяроддзя таксама стымулююць тэхналагічныя інавацыі. Выкарыстанне новага пакалення флюсу з нізкім утрыманнем дыму знізіла канцэнтрацыю пылу ў зварачных цэхах з 15 мг/м³ да 3 мг/м³. Па меры росту попыту на будаўніцтва вадародных трубаправодаў ключавым прыярытэтам стануць даследаванні і распрацоўкі прамашвовых зварных труб, устойлівых да вадароднай охрупченнасці. У цяперашні час былі выраблены айчынныя вырабы са сталі маркі L415H з індэксам адчувальнасці да расколін, выкліканых вадародам (HIC), ≤2%. Аднак для глыбакаводных трубаправодаў даўжынёй больш за 1500 метраў застаецца праблема кантролю рэшткавага напружання зварнога шва ў таўстасценных прамых швоўных 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 трансфармацыю вытворчасці ў Кітаі ад пашырэння маштабаў да павышэння якасці і абвяшчае бясконцыя магчымасці, якія адкрываюцца дзякуючы інтэграцыі новых матэрыялаў і працэсаў. У кантэксце вугляроднай нейтральнасці гэтыя высокатрывалыя і даўгавечныя трубаправодныя вырабы, несумненна, будуць адыгрываць яшчэ больш важную ролю ў рэканструкцыі глабальнай энергетычнай інфраструктуры.
Час публікацыі: 10 верасня 2025 г.