Forskjeller, utvalg, fordeler og ulemper med sømløse og sveisede rustfrie stålrør

Rustfritt stål har utmerket generell ytelse og et behagelig overflateutseende, noe som gjør det mye brukt i ulike bransjer. Rustfrie stålrør er intet unntak. Rustfrie stålrør er hule stålmaterialer og er generelt kategorisert i to typer:sømløse og sveisede rør. Deres behandlingsmetoder og ytelse varierer til en viss grad, som følger:

 

 

1. Forskjeller i produksjonsprosessen

Rustfritt stål sveisede rør er laget ved å rulle stålplater eller bånd gjennom en mølle og dyse, og deretter sveise dem. De har typisk en sveisesøm på innerveggen. Sømløse rør, på den annen side, er laget av runde emner, perforerte og deretter produsert gjennom kaldvalsing, kaldtrekking eller varm ekstrudering. De mangler sveiser.

 

2. Forskjeller i utseendet på stålrør

Rustfritt stål sveisede rør er laget ved å rulle stålplater eller bånd gjennom en mølle og dyse, og deretter sveise dem. De har typisk en sveisesøm på innerveggen. Sømløse rør, på den annen side, er laget av runde emner, perforerte og deretter produsert gjennom kaldvalsing, kaldtrekking eller varm ekstrudering. De mangler sveiser.

 

2. Forskjeller i stålrøroverflater

Rustfrie sveisede rør har svært tette veggtykkelsestoleranser, noe som resulterer i en meget jevn tykkelse rundt hele omkretsen. De tilbyr høy presisjon, høyglans finish på både indre og ytre overflater, og kan tilpasses-til ønsket lengde. Tynne-veggede rør er også mulig. Sømløse rør har derimot lavere presisjon, ujevn veggtykkelse, lav glans på både indre og ytre overflater, høye dimensjoneringskostnader og groper og svarte flekker på indre og ytre overflater som er vanskelige å fjerne. Derfor produseres sømløse rør typisk med tykkere vegger.

 

3. Forskjeller i ytelse og pris

Sømløse rør gir betydelig høyere korrosjonsmotstand, trykk- og høy-temperaturmotstand, og andre egenskaper enn sveisede rør. Etter hvert som produksjonsprosessene for sveisede rør forbedres, nærmer deres mekaniske egenskaper seg gradvis de til sømløse rør. Sømløse rør er imidlertid mer komplekse å produsere og er derfor dyrere enn sveisede rør.

Basert på egenskapene og forskjellene mellomsømløse og sveisede rør i rustfritt stål, er det viktig å velge den rette for applikasjonen din for å oppnå økonomiske, estetisk tiltalende og pålitelige resultater:

1. For dekorative rør, produktrør og støtterør, som generelt krever en god overflatefinish, velges typisk sveiset rør i rustfritt stål.

2. For væsketransport med lavt-trykk, som for eksempel vann, olje, gass, luft og oppvarming av varmtvann eller dampsystemer, velges vanligvis et sveiset rør i rustfritt stål.

3. For rør som brukes i industriteknikk og utstyr i stor skala, samt for kjeler i kraftverk og kjernekraftverk som krever høy-temperatur, høyt-trykk og høy-styrke væsketransport, bør sømløse rør i rustfritt stål velges.

4. Sveiset rør i rustfritt stål brukes vanligvis til å transportere væsker under 0,8 MPa, mens sømløse rør kan brukes til å transportere væsker over 0,8 MPa. Hvis trykkkravet er lavt, er sveiset rør mer økonomisk.

 

4. Fordeler og ulemper med sømløse rør i rustfritt stål

Fordeler:
Rask formingshastighet, høyt produksjonsvolum og muligheten til å produseres i en rekke tverrsnitt- for å passe bruksforholdene. Kaldvalsing kan gi betydelig plastisk deformasjon i stålet, og dermed heve flytegrensen. Varmvalsing kan bryte ned støpestrukturen til stålblokken, foredle stålets kornstørrelse og eliminere mikrostrukturelle defekter, noe som resulterer i en tettere stålstruktur og forbedrede mekaniske egenskaper.

Ulemper:
1. Metalldelaminering - Under kaldvalsing blir ikke-metalliske inneslutninger (primært sulfider, oksider og silikater) i stålet komprimert til tynne plater, noe som forårsaker delaminering (mellomlag). Delaminering forringer stålets mekaniske egenskaper betydelig langs tykkelsesretningen og kan forårsake interlaminær riving under sveiseekspansjon.

2. Ujevn veggtykkelse - Som vi alle vet, utvider metaller seg og trekker seg sammen med varme. Selv om et kald-valset stålrør oppfyller den nødvendige lengden og tykkelsen ved slutten av valseprosessen, vil det fortsatt ha en viss negativ forskjell etter avkjøling. Jo større denne negative forskjellen er, jo mindre jevn er veggtykkelsen. Derfor er nøyaktig presisjon i veggtykkelse, lengde, retthet og ovalitet til kaldvalsede sømløse stålrør ikke ønskelig.

3. Restspenning - På grunn av ujevn kjøling utviser stålrør i alle tverrsnitt restspenning. Jo større-tverrsnittsstørrelsen er på stålet, desto større blir gjenværende spenning. Dette kan negativt påvirke ytelsen under eksterne krefter, og potensielt påvirke deformasjon, stabilitet og utmattelsesmotstand negativt.

4. Dårlig overflatefinish - Strekkmerker på den indre overflaten av stålrøret er fordelt i lengderetningen, og presenterer symmetriske eller enkle lineære folder. Noen forekommer i hele lengden, mens andre er lokaliserte.

 

Konklusjon:
På grunn av den komplekse produksjonsprosessen, viser sømløse rør ujevn veggtykkelse og dårlig overflateruhet på både inner- og yttervegger. Under faktisk drift kan klorid (eller svovel) ionholdige stoffer (som organisk materiale) lett feste seg til rørveggen av rustfritt stål, og skape et lokalt hypoksisk, surt miljø. Dette løser opp den indre veggens passive film, og gjør den ineffektiv for å beskytte metallet. Ved direkte kontakt med det sure mediet, fungerer metallet som en anode, mister elektroner og danner hydroksyder med vann. Hydroksidene i hydroksidene erstattes av klorider, som løses opp i vannet og reduserer den anodiske passiveringseffekten. Bindemidlet fungerer som en katode, og fanger opp hydrogenioner generert av den indre veggen for å danne hydrogengass, som deretter frigjøres utover sammen med reaksjonsproduktene fra metallet i den indre veggen. Ettersom reaksjonen skrider frem, korroderes metallveggen kontinuerlig, og danner gropkorrosjon, som gradvis blir dypere og større. Pitting-korrosjon akselererer når temperaturen stiger over 50 grader, og jo høyere temperatur, desto raskere blir gropdannelseshastigheten. Under høye spenningsforhold kan spenningskorrosjon også forekomme, som viser karakteristikker av utvidet spenningskorrosjon. Videre kan sveiseprosessen for sømløse rør introdusere ulike ustabiliteter, noe som gjør det vanskelig å sveise sikkert og grundig.

4. Fordeler med sveisede rør i rustfritt stål

Sveisede rustfrie stålrør – rustfrie stålstrimler med jevn veggtykkelse sveises i en enkelt rull-til-rulleprosess under et dekkgassskjold uten å tilsette loddemetall.

Fordeler:
1. Ensartet veggtykkelse – Grunnmaterialet er en formet stripe, noe som resulterer i jevn veggtykkelse og en høy overflatefinish, som når industriell klasse 2B.

2. Lav restspenning – Etter forming blir de rustfrie stålrørene blankglødet ved temperaturer over 1040 grader for å avlaste stress.

3. Høy sveisestyrke - Fusjonssveising brukes, noe som sikrer at materialsammensetningen forblir uendret. Etter varmebehandling med høy-temperatur har sveisen og grunnmetallet den samme intergranulære strukturen. Destruktive tester som utflating, omvendt bøyning og fakling viser ingen sprekker, sprekker eller grader. Virvelstrømtesting og hydrostatisk eller gasstrykktesting utføres også for å sikre rørkvaliteten.

4. Høy konsistens - Rørets ytre diameter, veggtykkelse, lengde og retthet er svært konsistente, noe som sikrer høy maskineringspresisjon.