ประการแรก ลักษณะของวัสดุและการวิเคราะห์มาตรฐานของท่อเหล็กตะเข็บตรง X52N
ท่อเหล็กตะเข็บตรง X52N เป็นเหล็กท่อเกรด PSL2 ตามมาตรฐาน API 5L ในชื่อ “X52” หมายถึงค่าความแข็งแรงครากขั้นต่ำที่ 52,000 psi (ประมาณ 358 MPa) และคำต่อท้าย “N” บ่งชี้ว่าผ่านการปรับสภาพแล้ว กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนนี้ช่วยให้เหล็กมีโครงสร้างที่ละเอียดและสม่ำเสมอ ช่วยปรับปรุงความเหนียวต่อแรงกระแทกและประสิทธิภาพการเชื่อมได้อย่างมีนัยสำคัญ ตามข้อกำหนดการรับรองมาตรฐานสองมาตรฐานของ GB/T9711-2017 และ API5L องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กต้องควบคุมค่าคาร์บอนเทียบเท่า (Ceq≤0.43%) ได้อย่างแม่นยำ และปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสต้องน้อยกว่า 0.015% และ 0.025% ตามลำดับ ทำให้มั่นใจได้ว่าพลังงานกระแทกแบบชาร์ปี (Charpy impact energy) มากกว่า 27J จะถูกรักษาไว้ที่อุณหภูมิต่ำ -20°C ในด้านคุณสมบัติเชิงกล นอกจากจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดความแข็งแรงครากขั้นพื้นฐานแล้ว ความแข็งแรงดึงของท่อเหล็ก X52N ต้องสูงถึง 460-760 MPa และการยืดตัวต้องมากกว่า 23% รายงานการทดสอบจากบุคคลที่สาม แสดงให้เห็น (อ้างอิงจากข้อมูลห้องปฏิบัติการของ BMLink) ว่าค่าความแข็งแรงครากเฉลี่ยของผลิตภัณฑ์จริงสูงถึง 375 MPa ซึ่งสูงกว่าค่ามาตรฐาน 5% และความแข็งในแนวรัศมีของตัวท่อควบคุมได้ภายใน 190HV10 ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความเหนียวนี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการก่อสร้างท่อในพื้นที่ที่มีกิจกรรมทางธรณีวิทยาบ่อยครั้ง
ประการที่สอง กระบวนการผลิตขั้นสูงของท่อเหล็กตะเข็บตรง X52N
ท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง X52N ที่ทันสมัยใช้กระบวนการขั้นสูงที่ผสมผสานการขึ้นรูป JCOE และการเชื่อมความถี่สูง (HFW) ยกตัวอย่างเช่น สายการผลิตของบริษัทชั้นนำ กระบวนการผลิตของท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง X52N ประกอบด้วย 6 ขั้นตอนสำคัญ ดังนี้
1. การเตรียมแผ่นคอยล์ล่วงหน้า: เลือกคอยล์รีดร้อนเกรด X52N หนา 18-25 มม. และให้ได้ความสะอาด Sa2.5 ผ่านการพ่นทรายและการกำจัดสนิม รวมถึงการชุบทองแดงสองด้านเพื่อลดความเสี่ยงของการเกิดออกซิเดชันจากการเชื่อม
2. การขึ้นรูปแม่นยำ: ใช้การกด JCO แบบก้าวหน้าสามขั้นตอน และค่อยๆ ดัดแผ่นแบนให้เป็นท่อเปล่าแบบเปิดผ่านการขึ้นรูปด้วยไฮดรอลิก 32 ครั้ง และควบคุมข้อผิดพลาดของความรีได้ภายใน 0.6%D
3. การเชื่อมความถี่สูง: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าความถี่สูง 400 กิโลวัตต์สร้างกระแสไฟฟ้า 100-400 กิโลเฮิรตซ์ ซึ่งทำให้ขอบท่อมีความร้อนสูงถึง 1,350-1,400 องศาเซลเซียสในทันที และสามารถเชื่อมโลหะในระดับโมเลกุลได้ภายใต้การทำงานของลูกกลิ้งรีดขึ้นรูป ระบบตรวจจับกระแสวนออนไลน์ของโรงงานสามารถระบุข้อบกพร่องที่ไม่ได้หลอมรวมที่มีขนาดใหญ่กว่า 0.3 มิลลิเมตรได้แบบเรียลไทม์
4. การขยายตัวโดยรวม: ท่อเหล็กเชื่อมมีการขยายตัวในแนวรัศมี 1.2-1.5% ผ่านเครื่องจักรขยายตัวทางกล 24 แม่พิมพ์ เพื่อขจัดความเค้นตกค้าง และให้ได้ความแม่นยำของมิติที่แถบความคลาดเคลื่อน +0.5/-0.3 มม. ตามที่กำหนดใน API5L
5. กระบวนการอบชุบด้วยความร้อน: ตัวท่อทั้งหมดได้รับการปรับอุณหภูมิให้ปกติที่ 920±10℃ แล้วจึงทำการระบายความร้อนด้วยอากาศให้ต่ำกว่า 300℃ การตรวจสอบโลหะวิทยาแสดงให้เห็นว่าขนาดเกรนหลังการอบชุบถึงมาตรฐาน ASTM No.8 หรือสูงกว่า
6. การตรวจจับอัจฉริยะ: การทดสอบอัลตราโซนิกแบบอาร์เรย์เฟส (PAUT) ใช้เพื่อทดแทนการตรวจจับข้อบกพร่องทางรังสีวิทยาแบบดั้งเดิม และด้วยเครื่องตรวจจับการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็ก 16 ช่อง จึงสามารถระบุรอยแตกร้าวลึก 0.5 มม. ได้ครอบคลุมเต็ม 100%
ประการที่สาม การประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมและข้อได้เปรียบทางเทคนิคของท่อเหล็กตะเข็บตรง X52N
ในโครงการท่อส่งก๊าซธรรมชาติสายที่ 4 ระหว่างส่านซี-ปักกิ่ง ท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรงรุ่น X52N แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับตัวทางวิศวกรรมที่ยอดเยี่ยม ท่อเหล็กขนาด Φ1016×14.6 มม. ที่ใช้ในโครงการนี้ผ่านการทดสอบแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ -30℃ และมีค่าความเหนียวแตกหัก CTOD มากกว่า 0.25 มม. เมื่อเปรียบเทียบกับท่อเหล็กเชื่อมเกลียว โครงสร้างตะเข็บตรงมีข้อดีสามประการที่โดดเด่นเป็นพิเศษ ได้แก่
1. ความแม่นยำของมิติ: การเชื่อมแบบตรงทำให้การกลึงปลายท่อง่ายขึ้น และสามารถควบคุมการจัดตำแหน่งที่ไม่ตรงแนวของการเชื่อมแบบเส้นรอบวงได้ภายใน 1 มม. ซึ่งต่ำกว่าท่อแบบเกลียวมากกว่า 60%
2. การกระจายความเค้น: การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์แสดงให้เห็นว่าการกระจายความเค้นรอบทิศทางของท่อตะเข็บตรงมีความสม่ำเสมอมากขึ้นภายใต้แรงดันภายใน และปัจจัยความเข้มข้นของความเค้นสูงสุดอยู่ที่ 1.08 เท่านั้น ซึ่งต่ำกว่า 1.23 ของท่อเหล็กเกลียวอย่างมีนัยสำคัญ
3. ความน่าเชื่อถือในการตรวจจับ: รอยเชื่อมแบบตรงสะดวกกว่าสำหรับอุปกรณ์ตรวจจับข้อบกพร่องอัตโนมัติในการติดตามและสแกน ข้อมูลทางสถิติของโครงการหนึ่งแสดงให้เห็นว่าอัตราการตรวจจับข้อบกพร่องสูงกว่ารอยเชื่อมแบบเกลียว 15 จุดเปอร์เซ็นต์
เมื่อใช้ในปลอกหุ้มแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง ท่อเหล็ก X52N มักใช้สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อน 3LPE ร่วมกับขั้วบวกสังกะสี-อะลูมิเนียมอัลลอยด์ขนาด 1200 ไมโครเมตร ซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานได้มากกว่า 30 ปี ข้อควรระวังคือในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) จะต้องควบคุมความแข็งอย่างเข้มงวดไม่ให้เกิน 22HRC เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวจากความเค้นซัลไฟด์ (SSCC)
ประการที่สี่ การพัฒนาตลาดและวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของท่อเหล็กตะเข็บตรง X52N
รายงานประจำปี 2567 ของสมาคมท่อเหล็กจีน ระบุว่า ส่วนแบ่งตลาดท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง X52N ในตลาดท่อส่งน้ำมันและก๊าซภายในประเทศเพิ่มขึ้นเป็น 38% และมีกำลังการผลิตต่อปีเกิน 4.5 ล้านตัน ขณะนี้มีการส่งเสริมการพัฒนาทางเทคนิคสองประการ ได้แก่
1. การเชื่อมแบบดิจิทัล: นำเสนอระบบปรับพารามิเตอร์การเชื่อมที่อิงตามอินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม โดยใช้คลื่นมิลลิเมตรเพื่อตรวจสอบสถานะของแอ่งหลอมเหลวแบบเรียลไทม์ เพิ่มความเร็วในการเชื่อมเป็น 1.8 ม./นาที ในขณะที่ลดอัตรารูพรุนให้ต่ำกว่า 0.2%
2. การผลิตสีเขียว: ใช้ความร้อนเหนี่ยวนำแทนการบำบัดด้วยเตาแก๊ส การใช้พลังงานของสายการผลิตลดลง 27% และลดการปล่อยคาร์บอนต่อท่อเหล็กหนึ่งตันเหลือ 1.8tCO2e ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดของคำสั่ง CPD ของสหภาพยุโรป
เวลาโพสต์: 21 ก.ค. 2568