มาตรฐานการใช้งานท่อเหล็กตะเข็บตรงและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี

ท่อเหล็กเชื่อม หรือที่รู้จักกันในชื่อท่อเชื่อม คือท่อเหล็กที่ทำจากแผ่นเหล็กหรือแผ่นเหล็กหลังจากการจีบและเชื่อม ท่อเหล็กเชื่อมมีกระบวนการผลิตที่เรียบง่าย ประสิทธิภาพการผลิตสูง มีความหลากหลายและคุณสมบัติที่หลากหลาย และการลงทุนด้านอุปกรณ์ที่น้อยลง แต่ความแข็งแรงโดยรวมต่ำกว่าท่อเหล็กไร้ตะเข็บ นับตั้งแต่ทศวรรษที่ 1930 เป็นต้นมา ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการผลิตแบบรีดแผ่นเหล็กอย่างต่อเนื่องและความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการเชื่อมและการตรวจสอบ รอยเชื่อมจึงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ความหลากหลายและคุณสมบัติของท่อเหล็กเชื่อมก็เพิ่มขึ้นทุกวัน และเข้ามาแทนที่ท่อเหล็กไร้ตะเข็บในหลากหลายสาขา ท่อเหล็กเชื่อมแบ่งออกเป็นท่อเชื่อมแบบตะเข็บตรงและท่อเชื่อมแบบเกลียวตามรูปทรงของรอยเชื่อม

กระบวนการผลิตของท่อเชื่อมตะเข็บตรงเรียบง่าย ประสิทธิภาพการผลิตสูง ต้นทุนต่ำ และพัฒนาอย่างรวดเร็ว ความแข็งแรงของท่อเชื่อมเกลียวโดยทั่วไปสูงกว่าท่อเชื่อมตะเข็บตรง ท่อเชื่อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าสามารถผลิตได้ด้วยแท่งเหล็กที่แคบกว่า และท่อเชื่อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันสามารถผลิตได้ด้วยแท่งเหล็กที่มีความกว้างเท่ากัน แต่เมื่อเทียบกับท่อตะเข็บตรงที่มีความยาวเท่ากัน ความยาวของรอยเชื่อมจะเพิ่มขึ้น 30-100% และความเร็วในการผลิตก็ต่ำกว่า ดังนั้น ท่อเชื่อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าส่วนใหญ่จึงใช้การเชื่อมตะเข็บตรง ส่วนท่อเชื่อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ส่วนใหญ่ใช้การเชื่อมเกลียว

1. ท่อเหล็กเชื่อมสำหรับการขนส่งของเหลวแรงดันต่ำ (GB/T3092-1993) เรียกอีกอย่างว่าท่อเชื่อมทั่วไป หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าท่อคลาริเน็ต เป็นท่อเหล็กเชื่อมที่ใช้สำหรับขนส่งน้ำ แก๊ส อากาศ น้ำมัน ไอน้ำร้อน และของเหลวแรงดันต่ำทั่วไปอื่นๆ รวมถึงวัตถุประสงค์อื่นๆ ความหนาของผนังท่อเหล็กแบ่งออกเป็นท่อเหล็กธรรมดาและท่อเหล็กหนา ส่วนรูปทรงของปลายท่อแบ่งออกเป็นท่อเหล็กไม่มีเกลียว (ท่อเบา) และท่อเหล็กเกลียว รายละเอียดของท่อเหล็กแสดงด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนด (มม.) และเส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนดเป็นค่าโดยประมาณของเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน โดยทั่วไปจะแสดงเป็นนิ้ว เช่น 1 1/2 เป็นต้น นอกจากจะใช้ขนส่งของเหลวโดยตรงแล้ว ท่อเหล็กเชื่อมสำหรับการขนส่งของเหลวแรงดันต่ำยังถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเป็นท่อดิบสำหรับท่อเหล็กเชื่อมชุบสังกะสีสำหรับการขนส่งของเหลวแรงดันต่ำ
2. ท่อเหล็กชุบสังกะสีสำหรับการขนส่งของเหลวแรงดันต่ำ (GB/T3091-1993) หรือที่เรียกว่าท่อเหล็กชุบสังกะสีแบบเชื่อมไฟฟ้า หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อท่อสีขาว เป็นท่อเหล็กชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (เชื่อมด้วยเตาเผาหรือเชื่อมด้วยไฟฟ้า) ใช้สำหรับขนส่งน้ำ แก๊ส อากาศ น้ำมัน ไอน้ำร้อน น้ำอุ่น และของเหลวแรงดันต่ำทั่วไปอื่นๆ หรือวัตถุประสงค์อื่นๆ ความหนาของผนังท่อเหล็กแบ่งออกเป็นท่อเหล็กชุบสังกะสีธรรมดาและท่อเหล็กชุบสังกะสีแบบหนา ส่วนรูปทรงของปลายท่อแบ่งออกเป็นท่อเหล็กชุบสังกะสีแบบไม่มีเกลียวและท่อเหล็กชุบสังกะสีแบบมีเกลียว รายละเอียดของท่อเหล็กแสดงด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนด (มม.) และเส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนดเป็นค่าโดยประมาณของเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน โดยทั่วไปจะแสดงเป็นนิ้ว เช่น 1 1/2 เป็นต้น
3. ปลอกลวดเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา (GB3640-88) เป็นท่อเหล็กที่ใช้ป้องกันสายไฟในโครงการติดตั้งไฟฟ้า เช่น อาคารอุตสาหกรรมและโยธา และการติดตั้งเครื่องจักรและอุปกรณ์
4. ท่อเหล็กเชื่อมไฟฟ้าแบบตะเข็บตรง (YB242-63) คือท่อเหล็กที่มีตะเข็บเชื่อมขนานกับแนวยาวของท่อเหล็ก โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นท่อเหล็กเชื่อมไฟฟ้าแบบเมตริก ท่อผนังบางเชื่อมไฟฟ้า ท่อน้ำมันหล่อเย็นหม้อแปลง และอื่นๆ
5. ท่อเหล็กเชื่อมอาร์กจมใต้ตะเข็บเกลียว (SY5037-2000) สำหรับการขนส่งของเหลวแรงดันต่ำทั่วไป ผลิตจากเหล็กแผ่นรีดร้อนชนิดม้วนขึ้นรูปเกลียวที่อุณหภูมิปกติ ผลิตโดยการเชื่อมอาร์กจมใต้ตะเข็บอัตโนมัติสองด้านหรือการเชื่อมแบบด้านเดียว ท่อเหล็กเชื่อมอาร์กจมใต้ตะเข็บสำหรับการขนส่งของเหลวแรงดันต่ำทั่วไป เช่น น้ำ ก๊าซ อากาศ และไอน้ำ
6. ท่อเหล็กเชื่อมเกลียวสำหรับเสาเข็ม (SY5040-2000) ผลิตจากเหล็กแผ่นรีดร้อนชนิดม้วนขึ้นรูปเกลียวที่อุณหภูมิปกติ ผลิตโดยการเชื่อมอาร์กใต้น้ำแบบสองด้านหรือการเชื่อมความถี่สูง ใช้สำหรับโครงสร้างโยธา ท่าเรือ ท่อเหล็กสำหรับเสาเข็ม เช่น สะพาน

ความก้าวหน้าทางเทคนิคของการรีดท่อเหล็กตะเข็บตรง:
1) เพิ่มอุณหภูมิการชาร์จความร้อนและอัตราส่วนการชาร์จความร้อน: การเพิ่มอุณหภูมิการชาร์จความร้อนและอัตราส่วนการชาร์จความร้อนเป็นมาตรการสำคัญสำหรับการประหยัดพลังงานและลดการปล่อยมลพิษ และได้รับความสนใจอย่างมาก ปัจจุบันอุณหภูมิการชาร์จความร้อนเฉลี่ยในประเทศของฉันอยู่ที่ 500-600°C และอุณหภูมิสูงสุดอาจสูงถึง 900°C อัตราส่วนการชาร์จความร้อนเฉลี่ยอยู่ที่ 40% และสายการผลิตสูงถึงมากกว่า 75% อัตราการชาร์จความร้อนของโรงงานรีดเหล็กแผ่นรีดร้อนขนาด 1780 มม. ที่โรงงาน Fukuyama Works ของญี่ปุ่น Steel Tube อยู่ที่ 65% อัตราการรีดโดยตรงอยู่ที่ 30% และอุณหภูมิการชาร์จความร้อนสูงถึง 1000°C อัตราการชาร์จความร้อนอยู่ที่ 28% ในอนาคต ประเทศของฉันควรเพิ่มอัตราส่วนการชาร์จความร้อนของแผ่นเหล็กหล่อต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูงกว่า 650°C และมุ่งมั่นที่จะประหยัดพลังงาน 25% ถึง 35%
2) เทคโนโลยีการให้ความร้อนที่หลากหลายของเตาเผาความร้อน: เทคโนโลยีการให้ความร้อนประกอบด้วยการให้ความร้อนแบบรีเจนเนอเรทีฟ การควบคุมการเผาไหม้อัตโนมัติ การเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีค่าความร้อนต่ำ เทคโนโลยีการให้ความร้อนแบบออกซิเดชันต่ำหรือไม่ออกซิเดชัน เป็นต้น จากสถิติพบว่าเตาเผาความร้อนแบบรีดเหล็กมากกว่า 330 แห่งในประเทศของผมได้นำเทคโนโลยีการเผาไหม้แบบรีเจนเนอเรทีฟมาใช้ และสามารถประหยัดพลังงานได้ 20% ถึง 35% การใช้พลังงานสามารถลดลงได้อีกโดยการปรับปรุงการเผาไหม้ให้เหมาะสม ซึ่งจำเป็นต้องอาศัยการใช้เชื้อเพลิงที่มีค่าความร้อนต่ำ และเพิ่มการใช้ก๊าซเตาหลอมและก๊าซคอนเวอร์เตอร์ เทคโนโลยีการให้ความร้อนแบบออกซิเดชันต่ำในการควบคุมบรรยากาศและเทคโนโลยีการให้ความร้อนแบบไม่ใช้ออกซิเดชันในการป้องกันก๊าซ เป็นมาตรการสำคัญในการลดการสูญเสียจากการเผาไหม้จากออกซิเดชันและเพิ่มผลผลิต เทคโนโลยีนี้ยังช่วยลดความจำเป็นในการดองเหล็ก ปัจจุบัน ปริมาณออกไซด์ที่เกิดขึ้นในกระบวนการรีดเหล็กอยู่ที่ 3-3.5 กิโลกรัมต่อตัน และคาดการณ์ว่าการสูญเสียเหล็กต่อปีอยู่ที่ประมาณ 1.5 ล้านตัน (ประมาณ 7.5 พันล้านหยวน)
3) เทคโนโลยีการรีดที่อุณหภูมิต่ำและการหล่อลื่นแบบรีด: ผู้ผลิตลวดความเร็วสูงในประเทศบางรายได้นำเทคโนโลยีการรีดที่อุณหภูมิต่ำมาใช้ โดยอุณหภูมิเตาเผาโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 950°C และอุณหภูมิต่ำสุดอยู่ที่ 910°C กำลังไฟได้รับการออกแบบและผลิตตามอุณหภูมิการรีดที่ 850°C การใช้พลังงานทั้งหมดของการรีดที่อุณหภูมิต่ำลดลงประมาณ 10% ถึง 15% เมื่อเทียบกับการรีดแบบเดิม จากสถิติของโรงงานรีดร้อน Kashima Iron Works ในประเทศญี่ปุ่น การลดอุณหภูมิของแท่งเหล็กลง 8°C จะช่วยประหยัดพลังงานได้ 4.2kJ/t และประหยัดพลังงานได้ 0.057% อย่างไรก็ตาม การรีดที่อุณหภูมิต่ำมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับความสม่ำเสมอของอุณหภูมิความร้อนของแท่งเหล็ก และความแตกต่างของอุณหภูมิตลอดความยาวทั้งหมดของแท่งเหล็กขนาด 130-150 มม. ไม่ควรเกิน 20-25°C เทคโนโลยีการหล่อลื่นแบบรีดสามารถลดแรงรีดได้ 10% ถึง 30% ลดการใช้พลังงานได้ 5% ถึง 10% ลดตะกรันออกไซด์ของเหล็กได้ประมาณ 1 กิโลกรัมต่อตัน ส่งผลให้ผลผลิตเพิ่มขึ้น 0.5% ถึง 1.0% และยังช่วยลดกรดกัดกร่อนได้อีกด้วย โดยมีการใช้ประมาณ 0.3-1.0 กิโลกรัมต่อตัน โรงงานรีดเหล็กในประเทศหลายแห่งได้นำเทคโนโลยีนี้ไปประยุกต์ใช้ในการผลิตสเตนเลสและเหล็กกล้าไฟฟ้า ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม ในอนาคต นอกจากจะส่งเสริมการหล่อลื่นแบบรีดอย่างจริงจังแล้ว เราควรเสริมสร้างการวิจัยและพัฒนาสารหล่อลื่นแบบรีดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีการหล่อลื่น และเทคโนโลยีการรีไซเคิลอีกด้วย
4) เทคโนโลยีการรีดและระบายความร้อนแบบควบคุมและอุปกรณ์: เทคโนโลยีการรีดและระบายความร้อนแบบควบคุมเป็นวิธีการสำคัญสำหรับการประหยัดพลังงาน ผลิตภัณฑ์ประสิทธิภาพสูง และการผลิต วัสดุเหล็กที่ใช้แทนได้ เช่น เหล็ก DP, เหล็ก TRIP, เหล็ก TWIP, เหล็ก CP, เหล็ก AHSS, เหล็ก UHSS, เหล็กท่ออื่นๆ, เหล็กโครงสร้างอาคาร, เหล็กเกรน และเหล็กปลอดความร้อน ล้วนผลิตโดยเทคโนโลยีการรีดและระบายความร้อนแบบควบคุม เทคโนโลยีการรีดและระบายความร้อนแบบควบคุมไม่ได้อาศัยเพียงการพัฒนาทางโลหะวิทยาเชิงกายภาพเท่านั้น แต่ยังได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีและอุปกรณ์ใหม่ๆ เช่น โรงงานรีดแรงดันสูงที่สามารถทำอุณหภูมิต่ำและแรงดันสูงได้ โรงงานรีดขนาดกะทัดรัดพิเศษ และการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วพิเศษ (UltraFastCooling), อุปกรณ์ระบายความร้อนแบบออนไลน์ (Super-OLAC), อุปกรณ์เครื่องจักรลดขนาดและปรับขนาด เป็นต้น ในอนาคต การพัฒนาเทคโนโลยีการรีดและระบายความร้อนแบบควบคุมจะต้องอาศัยอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่ๆ เป็นอย่างมาก ซึ่งถือเป็นคุณสมบัติสำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีการรีดและระบายความร้อนแบบควบคุม ซึ่งจำเป็นต้องให้ความสำคัญ