В зависимости от способа изготовления стальные трубы можно разделить на две категории: бесшовные и сварные. Среди них основными сварными являются трубы, изготовленные методом электросварки (ERW). Сегодня мы в основном поговорим о двух видах стальных труб, используемых в качестве сырья для обсадных труб: бесшовных обсадных трубах и трубах, изготовленных методом электросварки (ERW).
Бесшовная обсадная труба – обсадная труба, изготовленная из бесшовной стальной трубы; бесшовная стальная труба – это стальная труба, изготовленная четырьмя способами: горячей прокаткой, холодной прокаткой, горячей вытяжкой и холодной вытяжкой. Сама труба не имеет сварных швов.
Корпус ERW – стальная труба, изготовленная методом электросварки (ERW), представляет собой трубу с продольным швом, сваренную высокочастотной контактной сваркой. Листы (рулоны) стали для электросварных труб изготавливаются из низкоуглеродистой микролегированной стали, прокатанной методом термомеханического контроля (TMCP).
1. Бесшовные стальные трубы с допуском по внешнему диаметру: изготавливаются методом горячей прокатки, калибровка производится при температуре около 8000 °C. Состав сырья, условия охлаждения и состояние охлаждения валков оказывают большое влияние на внешний диаметр, поэтому точное регулирование внешнего диаметра затруднено, а диапазон колебаний велик. Стальные трубы, изготовленные методом электросварки (ERW): формируются методом холодной гибки, при этом диаметр уменьшается на 0,6%. Температура процесса в основном остается постоянной и равна комнатной температуре, поэтому внешний диаметр контролируется точно, а диапазон колебаний невелик, что способствует устранению эффекта черных кожаных пряжек;
2. Бесшовные стальные трубы с допуском по толщине стенки: изготавливаются методом перфорации круглого стального профиля, и отклонение толщины стенки велико. Последующая горячая прокатка может частично устранить неравномерность толщины стенки, но самые современные станки могут регулировать ее только в пределах ±5–10%. Стальные трубы, изготовленные методом электросварки (ERW): при использовании горячекатаного рулона в качестве сырья допуск по толщине при современной горячей прокатке может контролироваться в пределах 0,05 мм.
3. Дефекты на внешней поверхности заготовки, используемой для придания внешнего вида бесшовной стальной трубе, не могут быть устранены в процессе горячей прокатки, а могут быть отполированы только после завершения изготовления готового изделия; спиральные следы, оставшиеся после штамповки, могут быть лишь частично устранены в процессе уменьшения толщины стенок. Стальные трубы ERW изготавливаются из горячекатаной рулонной стали в качестве сырья. Качество поверхности рулонной стали такое же, как и качество поверхности стальных труб ERW. Качество поверхности горячекатаных рулонов легко контролируется и отличается высоким качеством. Поэтому качество поверхности стальных труб ERW значительно лучше, чем у бесшовных стальных труб.
4. Бесшовные стальные трубы овальной формы: изготавливаются методом горячей прокатки. Состав сырья, условия охлаждения и состояние охлаждения валков оказывают большое влияние на их наружный диаметр, поэтому точное регулирование наружного диаметра затруднено, а диапазон колебаний велик. Стальные трубы, изготовленные методом электросварки (ERW): производятся методом холодной гибки, наружный диаметр точно контролируется, а диапазон колебаний невелик.
5. Испытание на растяжение. Прочностные характеристики бесшовных и сварных стальных труб соответствуют стандартам API, однако прочность бесшовных стальных труб, как правило, находится на верхнем пределе, а пластичность — на нижнем. Напротив, показатель прочности сварных стальных труб находится в наилучшем состоянии, а показатель пластичности на 33,3% выше стандартного. Причина в том, что в качестве сырья для сварных стальных труб используется горячекатаная рулонная сталь, характеристики которой обеспечиваются микролегированием, рафинированием вне печи, контролируемым охлаждением и прокаткой; пластичность является разумным совпадением.
6. Сырьем для стальных труб, изготовленных методом электросварки (ERW), является горячекатаная рулонная сталь, которая отличается чрезвычайно высокой точностью прокатки, что обеспечивает равномерные характеристики каждой части рулона.
7. В качестве сырья для горячекатаных стальных рулонных труб ERW используется широкая и толстая заготовка непрерывного литья, имеющая толстый слой мелкозернистой кристаллизации, без столбчатых кристаллов, усадочной пористости и пор, с малым отклонением состава и плотной структурой; контроль в последующем процессе прокатки с использованием технологии холодной прокатки дополнительно обеспечивает заданный размер зерна сырья.
8. Испытание на сопротивление скольжению стальных труб, изготовленных методом электросварки (ERW), зависит от характеристик сырья и процесса изготовления трубы. Равномерность толщины стенки и овальность значительно лучше, чем у бесшовных стальных труб, что является основной причиной более высокого сопротивления разрушению по сравнению с бесшовными стальными трубами.
9. Испытание на ударную вязкость. Поскольку ударная вязкость основного материала сварных труб, изготовленных методом электросварки (ERW), в несколько раз выше, чем у бесшовных стальных труб, ударная вязкость сварного шва является ключевым фактором при изготовлении таких труб. Контролируя содержание примесей в сырье, высоту и направление заусенцев, форму формовочной кромки, угол сварки, скорость сварки, мощность и частоту нагрева, объем экструзии при сварке, температуру и глубину промежуточной частоты отвода, длину участка воздушного охлаждения и другие параметры процесса, можно гарантировать, что ударная вязкость сварного шва составит более 60% от ударной вязкости основного металла. Дальнейшая оптимизация позволяет приблизить ударную вязкость сварного шва к энергии основного металла, что обеспечивает бесперебойную работу.
10. Испытания на взрывостойкость. Характеристики испытаний на взрывостойкость сварных труб из стали, изготовленных методом электросварки (ERW), значительно превосходят стандартные требования, главным образом благодаря высокой однородности толщины стенок и одинаковому внешнему диаметру таких труб.