هنگام انتخاب لولههای فولادی ضد زنگ برای پروژههای صنعتی یا تجاری، خریداران اغلب با یک سوال مهم روبرو میشوند: لولههای فولادی ضد زنگ جوش داده شده یا بدون درز- کدام بهتر است؟لوله های فولادی ضد زنگ بدون درزاز شمشهای فولادی جامد ساخته میشوند که سوراخ شده و سپس به صورت گرم یا سرد در لولههای توخالی کار میکنند، بدون هیچ گونه جوشکاری.لوله های فولادی ضد زنگ جوش داده شدهاز نوارها یا صفحات فولادی ضد زنگ که به شکل لوله در می آیند و سپس در جهت طولی یا مارپیچی جوش داده می شوند، تشکیل می شوند. درک تفاوتها در فرآیندهای تولید، عملکرد، هزینه و برنامههای کاربردی به شما کمک میکند انتخاب درستی داشته باشید و از بیش از حد-طراحی یا کمتر{2}}تعیین پروژه خود اجتناب کنید.
جوش داده شده در مقابل بدون درز: تفاوت های اصلی
لوله های جوش داده شده از جنس استنلس استیل و لوله های بدون درز فولادی ضد زنگ در روش های پردازش، ویژگی های سطح و عملکرد متفاوت هستند.
1. تفاوت در فرآیند تولید
لوله های جوشی فولاد ضد زنگ از صفحات یا نوارهای فولادی ساخته می شوند که قبل از جوشکاری با استفاده از ماشین آلات و قالب ها نورد شده و شکل می گیرند. دیواره داخلی لوله به طور کلی دارای یک درز جوش قابل مشاهده است. لولههای جوشی با کیفیت بالا تحت عملیات بازپخت، سنگ زنی و محافظت داخلی نیتروژن قرار میگیرند تا خواص درز جوش نزدیک به ماده پایه باشد.
لوله های بدون درز از جنس استنلس استیل از بیلت های لوله گرد به عنوان مواد خام برای سوراخ کردن استفاده می کنند و از طریق نورد سرد، کشش سرد یا فرآیندهای اکستروژن گرم تولید می شوند. هیچ نقطه جوشی روی لوله وجود ندارد. با این حال، فرآیند پیچیده ساخت اغلب منجر به ضخامت دیواره ناهموار و سطح پایین تر در مقایسه با لوله های جوشی با کیفیت بالا می شود.
2. تفاوت در ظاهر لوله های فولادی
لوله های جوش داده شده از جنس استنلس استیل از نظر یکنواختی ضخامت دیواره دارای مزایایی هستند، با تلورانس های کنترل شده در ± 8%-10% (حتی کوچکتر پس از{4}}نورد سرد پس از جوش). ضخامت دیوار در کل محیط بسیار یکنواخت است. لوله های فولادی دارای دقت بالا، روشنایی بالا در سطوح داخلی و خارجی هستند و می توانند در هر اندازه ای سفارشی شوند. آنها همچنین می توانند به لوله های جدار نازک تبدیل شوند.
از سوی دیگر، لوله های بدون درز دقت کمتر، ضخامت دیواره ناهموار، روشنایی کمتر در سطوح داخلی و خارجی و هزینه بالاتر برای اندازه سفارشی دارند. به دلیل فرآیند شکل دهی گرم، سطح ممکن است دارای حفره، لکه های سیاه و سایر عیوب باشد که به سختی از بین می روند. بنابراین لوله های بدون درز معمولا با دیواره های ضخیم تری تولید می شوند.
3. تفاوت در عملکرد و قیمت
لولههای بدون درز نسبت به لولههای جوشی دارای مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت فشار و مقاومت در برابر حرارت بالا هستند. با بهبود تکنولوژی ساخت لوله های جوشی، خواص مکانیکی آنها به تدریج به لوله های بدون درز نزدیک می شود. لوله های بدون درز فرآیند ساخت پیچیده تری دارند و قیمت آنها نسبتاً بالاتر از لوله های جوشی است.
با این حال، اگر لوله های جوش داده شده به عملیات اضافی مانند پرداخت سطح (Ra کمتر یا مساوی 0.4μm) یا عملیات حرارتی ویژه نیاز داشته باشند، ممکن است هزینه افزایش یابد، بنابراین شکاف قیمت با لوله های بدون درز با قطر کوچک-کاهش خواهد شد.
جوش داده شده در مقابل بدون درز: مزایا و معایب
1. مزایا و محدودیت های لوله های بدون درز
مزایا:
سرعت تشکیل سریع و عملکرد بالا؛ را می توان به شکل های مقطعی مختلف-برای رفع نیازهای برنامه های مختلف ساخت. نورد سرد می تواند باعث تغییر شکل پلاستیک قابل توجهی در فولاد شود و در نتیجه نقطه تسلیم فولاد را افزایش دهد. نورد گرم می تواند ساختار ریخته گری شمش فولاد را از بین ببرد، اندازه دانه فولاد را اصلاح کند و عیوب ریزساختاری را از بین ببرد، بنابراین ساختار فولادی را متراکم تر کرده و خواص مکانیکی آن را بهبود می بخشد.
معایب:
لایه لایه شدن فلز– در طول نورد سرد، اجزای غیرفلزی (عمدتاً سولفیدها و اکسیدها، و همچنین سیلیکاتها) در داخل فولاد به شکل ورقهای نازک فشرده میشوند که منجر به پدیده لایهبرداری (بینلایهای) میشود. لایه لایه شدن به طور قابل توجهی خواص مکانیکی فولاد را در جهت ضخامت بدتر می کند و ممکن است باعث پارگی بین لایه در طول انبساط جوش شود.
ضخامت دیوار ناهموار– همانطور که می دانیم، فلزات هنگام گرم شدن منبسط می شوند و در صورت سرد شدن منقبض می شوند. حتی اگر لولههای فولادی{1}سرد نورد شده استانداردهای طول و ضخامت را در پایان فرآیند نورد برآورده کنند، باز هم تحمل منفی مشخصی پس از سرد شدن ظاهر میشود. هر چه این تلرانس منفی بزرگتر باشد، یکنواختی ضخامت دیوار بدتر است.
استرس پسماند- لوله های فولادی با مقاطع متقاطع مختلف به دلیل خنک شدن ناهموار، تنش پسماند دارند. هر چه اندازه مقطع{2}}فولاد بزرگتر باشد، تنش پسماند بیشتر است، که تأثیر خاصی بر عملکرد تحت نیروهای خارجی دارد. به عنوان مثال، ممکن است اثرات نامطلوبی بر تغییر شکل، پایداری و مقاومت در برابر خستگی داشته باشد.
پرداخت سطحی ضعیف– سطح داخلی لوله فولادی دارای خراشهای طولی است که چینهای متقارن یا تک خطی را نشان میدهد که برخی از آنها پیوسته هستند، در حالی که برخی دیگر موضعی هستند.
2. مزایا و محدودیت های لوله های جوش داده شده
مزایا:
- ضخامت دیوار یکنواخت- مواد پایه از فولاد نواری تشکیل شده است که منجر به یکپارچگی ضخامت دیوار عالی و سطح بالایی می شود و به کیفیت سطح صنعتی- درجه 2B می رسد.
- استرس پسماند کم- لوله های فولادی ضد زنگ پس از شکل گیری، در دمای بالای 1040 درجه سانتیگراد تحت بازپخت روشن قرار می گیرند تا استرس را کاهش دهند.
- استحکام جوش بالا- در جوشکاری از جوشکاری ذوبی استفاده می شود که ترکیب مواد را حفظ می کند. پس از عملیات حرارتی در دمای بالا، درز جوش و مواد پایه ساختار بین دانه ای یکسانی دارند. آزمایشات مخرب مانند صاف شدن، خمش معکوس و شعله ور شدن باعث ایجاد ترک، شکافتن یا سوراخ شدن درز جوش نمی شود. علاوه بر این، آزمایش جریان گردابی و آزمایش هیدرواستاتیک یا پنوماتیک برای اطمینان از کیفیت لوله انجام می شود.
- قوام عالی- لوله ها از نظر قطر بیرونی، ضخامت دیواره، طول و صافی سازگاری بسیار خوبی با دقت پردازش بالا نشان می دهند.
معایب:
- خطرات احتمالی جوشکاری– جوش ها نقاط ضعف هسته ای لوله های جوشی هستند. تکنیک های جوشکاری نامناسب (مثلاً همجوشی ناقص، تخلخل، یا ترک) می تواند منجر به نشتی، خوردگی یا کاهش مقاومت فشار شود.
- سازگاری محدود با محیط های شدید– در محیطهای با فشار-بالا (بالاتر از 6 مگاپاسکال) و دمای{2} بالا، لولههای جوشی نسبت به لولههای بدون درز قابل اعتمادتر هستند. جوش ها ممکن است تحت شرایط شدید طولانی مدت تخریب شوند و برای انتقال سیالات سمی، قابل اشتعال یا دمای بالا در سیستم های صنعتی حیاتی (مانند لوله کشی نیروگاه هسته ای و دیگ های{{5} فشار بالا) نامناسب شوند.
- وابستگی به کیفیت ساخت– عملکرد لوله های جوشی ارتباط نزدیکی با استانداردهای ساخت دارد. لولههای جوش داده شده ضعیف ممکن است دارای جوشهایی باشند که صیقلی یا غیرفعال نشده باشند که منجر به خوردگی موضعی و طول عمر کوتاهتر میشود.
- محدودیتها برای برنامههای کوچک-قطر- حداقل قطر لوله های جوش داده شده معمولاً بزرگتر یا مساوی 6 میلی متر است، که نمی تواند الزامات دقت کاربردهای کوچک-قطر (کمتر از 0.5 میلی متر) مانند دستگاه های پزشکی و تولید نیمه هادی را برآورده کند. در این زمینه ها، لوله های بدون درز ضروری هستند.
جوش داده شده در مقابل بدون درز: کاربرد
کاربردهای تزئینی: برای لوله های تزئینی، لوله های محصول و لوله های پایه، که در آنها کیفیت سطح بالایی لازم است، معمولاً از لوله های جوشی فولاد ضد زنگ استفاده می شود. این به این دلیل است که لوله های جوش داده شده دارای تحمل ضخامت دیواره کمتر، ضخامت دیواره یکنواخت در اطراف محیط و روشنایی بالایی در هر دو سطح داخلی و خارجی هستند. آنها را می توان در هر اندازه ای تولید کرد و می توان آنها را با دیواره های نازک ساخت و در نتیجه ظاهری زیبا تری به دست آورد.
برنامه های کاربردی حمل و نقل مایعات: حمل و نقل کم-فشار: برای سیستمهای فشار کم-که آب، نفت، گاز، هوا و گرمایش آب یا بخار را انتقال میدهند، معمولاً از لولههای جوشی فولاد ضد زنگ استفاده میشود. لولههای جوشی فولاد ضد زنگ معمولاً برای حمل و نقل مایع کمتر از 0.8 مگاپاسکال استفاده میشوند که نیازهای انتقال سیال با فشار کم- را با هزینه نسبتاً کم برآورده میکند.
حمل و نقل با فشار بالا-: برای خطوط لوله انتقال سیالات در مهندسی صنایع و تجهیزات بزرگ و همچنین خطوط لوله در نیروگاه ها و بویلرهای نیروگاه هسته ای که نیاز به دمای بالا، فشار بالا و استحکام بالا دارند، باید از لوله های بدون درز فولادی ضد زنگ استفاده شود. لوله های بدون درز را می توان برای مقاومت در برابر حمل و نقل مایع بالای 0.8 مگاپاسکال استفاده کرد و مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت فشار و مقاومت در برابر حرارت بالا نسبت به لوله های جوش داده شده برتری دارد.
کاربردهای سازه مکانیکی: برای مصالح سازه ای مکانیکی که نیاز به استحکام و دقت بالا دارند، مانند اجزای تجهیزاتی که به استحکام و پایداری بسیار بالایی نیاز دارند، لوله های بدون درز انتخاب بهتری هستند. از آنجایی که لوله های بدون درز نقطه جوش ندارند، ساختار کلی یکنواخت تر، قوی تر است و بهتر می تواند تنش های مختلف را تحمل کند.
نتیجه گیری
در شرایط شدید که ایمنی و دوام در اولویت هستند، لوله های بدون درز غالب باقی می مانند. در حالی که در کاربردهای معمولی، لوله های جوش داده شده به دلیل هزینه{0} و انعطاف پذیری بی نظیرشان برجسته می شوند. بهترین انتخاب به متعادل کردن الزامات عملکرد، بودجه و مشخصات اندازه بستگی دارد-انتخاب بر اساس برنامه خاص به جای ترجیح کور، نتایج بهینه و صرفه جویی در هزینه را تضمین می کند.