เทคโนโลยีการผลิตท่อเหล็กเชื่อมแบบจุ่มอาร์คตามแนวยาวขนาดใหญ่

ท่อเหล็กเชื่อมแบบอาร์คใต้น้ำตะเข็บตรงขนาดใหญ่โดยหลักแล้วมีหน้าที่รับผิดชอบในการขนส่งน้ำมันและก๊าซทางทะเลและทางบก น้ำมันและก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน และแร่บดผ่านทางท่อ

วิธีการและลักษณะเฉพาะของเทคโนโลยีการผลิตท่อในระดับสากล รวมถึงวิธีการขึ้นรูปท่อเหล็กเชื่อมแบบจุ่มอาร์คยาวขนาดใหญ่ในต่างประเทศ ได้แก่ วิธีการขึ้นรูปด้วยลูกกลิ้ง UOE, วิธีการขึ้นรูปด้วยลูกกลิ้ง CFE, วิธีการขึ้นรูปด้วยลูกกลิ้ง RBE, วิธีการขึ้นรูป JCOE, วิธีการขึ้นรูป C, วิธีการดัดขึ้นรูปทีละขั้นตอน PFP เป็นต้น โดยมีรายละเอียดโดยสังเขปดังนี้:

1. วิธีการ UOE เริ่มต้นด้วยการอัดแผ่นเหล็กดัดโค้งไว้ให้เป็นรูปตัว U ในแม่พิมพ์ขึ้นรูปของเครื่องอัดรูปตัว U จากนั้นจึงอัดให้เป็นรูปตัว O ในแม่พิมพ์ขึ้นรูปของเครื่องอัดรูปตัว O แล้วเชื่อมเป็นท่อ จากนั้นจึงขยายเส้นผ่านศูนย์กลางโดยรวม วิธีการ UOE เป็นวิธีการขึ้นรูปที่ทันสมัยที่สุดในโลกในปัจจุบัน จนถึงปัจจุบัน มีเครื่องจักรผลิตท่อเชื่อมขึ้นรูปด้วยวิธีนี้เกือบ 30 ชุดทั่วโลก วิธีการ UOE มีชื่อเสียงในด้านประสิทธิภาพการผลิตสูงและคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ดี แต่มีต้นทุนต่ำและมีขนาดการลงทุนไม่ใหญ่

2. เครื่องขึ้นรูปเหล็กด้วยวิธี CFE ประกอบด้วยโครงทำงาน โครงรีดแบน โครงรีดดัดขอบ และโครงรีดขนาดเล็ก เนื่องจากมีการติดตั้งรีดขนาดเล็กที่เหมือนกันจำนวนมาก ทำให้แนวขอบของแผ่นเหล็กในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปเกือบจะเป็นเส้นตรงและหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์ “การยืดตัวของขอบ” คุณภาพการขึ้นรูปด้วยวิธี CFE นั้นดี และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ไม่แตกต่างจากวิธี UOF วัตถุดิบของวิธีนี้คือเหล็กแผ่นรีดร้อน ซึ่งแตกต่างจากวิธีการขึ้นรูปอื่นๆ วิธีนี้เหมาะสำหรับการผลิตท่อเหล็กชนิดเดียวปริมาณมากเป็นหลัก แต่ยากที่จะผลิตท่อเหล็กผนังหนาที่มีความแข็งแรงสูงและท่อเหล็กขนาดใหญ่

3. วิธีการขึ้นรูปเหล็กแบบ RBE นั้นใช้การรีดแผ่นเหล็กผ่านลูกกลิ้งสามหรือสี่ตัวหลายครั้ง ท่อเชื่อมที่ผลิตด้วยวิธีนี้มีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือใกล้เคียงกับท่อเชื่อมแบบ UOE วิธี RBE มีข้อดีคือ การลงทุนต่ำ การก่อสร้างโรงงานรวดเร็ว ผลผลิตปานกลาง มีความยืดหยุ่นสูง และปรับตัวเข้ากับตลาดได้ดี ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีนี้ถูกนำไปใช้ในประเทศกำลังพัฒนาบางประเทศ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากขาดการรองรับตรงกลางของลูกกลิ้งด้านบนที่ขึ้นรูปด้วยวิธีนี้ ทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กที่ขึ้นรูปได้ไม่สามารถน้อยกว่า 508 มม. (20 นิ้ว) เนื่องจากข้อจำกัดด้านความแข็งแรง ซึ่งลดส่วนแบ่งการตลาดลง เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจำนวนมากในประเทศของผมจึงต่ำกว่า 508 มม.

4. วิธีการขึ้นรูป JCOE เริ่มจากการนำแผ่นเหล็กมาอัดขึ้นรูปเป็นรูปตัว J ด้วยเครื่องอัดไฮดรอลิก หลังจากอัดทั้งสองด้านแล้ว จะขึ้นรูปเป็นรูปตัว C โดยการปั๊มหลายครั้ง และสุดท้ายจะอัดขึ้นรูปเป็นรูปตัว O โดยใช้แม่พิมพ์ด้านบนรูปตัว O ครึ่งวงกลม คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากวิธีการ JCOE ใกล้เคียงกับท่อเชื่อม UOE และต้นทุนการดำเนินงานต่ำกว่าหน่วย UOE มาก แต่ประสิทธิภาพการผลิตต่ำ

5. วิธีการขึ้นรูปตัว C ใช้เครื่องขึ้นรูปตัว C สองเครื่องแทนเครื่องอัดตัว U และเครื่องอัดตัว O ในหน่วย UOE กระบวนการขึ้นรูปคือ: แผ่นเหล็กดัดโค้งไว้ก่อน จะถูกขึ้นรูปครึ่งหนึ่งบนเครื่องอัดเครื่องแรก จากนั้นจึงนำไปอัดอีกครึ่งหนึ่งบนเครื่องอัดอีกเครื่องหนึ่ง ส่วนอีกครึ่งหนึ่งของแผ่นเหล็กจะถูกขึ้นรูปบนเครื่องอัดอีกเครื่องเพื่อให้ได้ท่อกลมรูปตัว O ท่อเชื่อมที่ผลิตด้วยวิธีการขึ้นรูปตัว C มีขนาดที่เหมาะสม ปริมาณการผลิตปานกลาง และต้นทุนสายการผลิตต่ำ

6. วิธีการขึ้นรูปด้วยการดัดทีละขั้นตอนแบบ PFP คือการดัดแผ่นเหล็กที่ดัดไว้ล่วงหน้าแล้วที่ปลายเครื่องอัด โดยใช้ขนาดขั้นตอนที่เล็กลงและดัดซ้ำหลายครั้ง เพื่อค่อยๆ ดัดแผ่นโลหะ และสุดท้ายขึ้นรูปเป็นท่อกลมโดยใช้เครื่องเชื่อมท่อเหล็ก วิธีการ PFP มีการลดขนาดเพียงเล็กน้อยในแต่ละครั้ง ดังนั้นกำลังของเครื่องอัดจึงไม่มาก และการลงทุนก็ต่ำ วิธีนี้สามารถขึ้นรูปท่อเชื่อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและความหนาของผนังท่อที่แตกต่างกันได้ เส้นผ่านศูนย์กลางที่แปรรูปได้สามารถน้อยกว่า 406 มม. และคุณภาพของท่อเชื่อมที่ผลิตได้จะสูง อย่างไรก็ตาม ผลผลิตอยู่ในระดับปานกลาง