คุณลักษณะ การใช้งาน และการพัฒนาในอนาคตของท่อเหล็กกล้าคาร์บอนไร้รอยต่อ

ในฐานะที่เป็นวัสดุพื้นฐานในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ การบูรณาการอย่างลึกซึ้งของท่อเหล็กกล้าคาร์บอนไร้รอยต่อเทคโนโลยีการผลิตและสถานการณ์การใช้งานกำลังขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงและการยกระดับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น พลังงาน เคมีภัณฑ์ และเครื่องจักร ท่อเหล่านี้ซึ่งขึ้นรูปด้วยการรีดร้อนหรือการดึงเย็น มีคุณสมบัติไร้รอยต่อและคุณสมบัติทางกลที่เสถียร จึงเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันสูงและอุณหภูมิสูง ตั้งแต่หน่วยแตกตัวน้ำมันไปจนถึงหน่วยผลิตไฟฟ้าแบบซูเปอร์คริติคอล จากท่อส่งน้ำมันและก๊าซในทะเลลึกไปจนถึงระบบไฮดรอลิกของยานอวกาศ ท่อเหล็กกล้าคาร์บอนไร้รอยต่อถูกนำไปใช้ในทุกแง่มุมของโครงการระดับชาติขนาดใหญ่และการผลิตทางอุตสาหกรรมในชีวิตประจำวัน

ประการแรก คุณลักษณะของวัสดุและนวัตกรรมกระบวนการผลิตท่อไร้รอยต่อเหล็กกล้าคาร์บอน
ข้อดีด้านประสิทธิภาพของท่อไร้รอยต่อเหล็กกล้าคาร์บอนนั้นเกิดจากกระบวนการผลิตที่เป็นเอกลักษณ์ กระบวนการรีดร้อนจะให้ความร้อนแก่แท่งเหล็กจนถึงอุณหภูมิมากกว่า 1200°C จากนั้นผ่านเข้าไปในเครื่องเจาะเพื่อขึ้นรูปแท่งเหล็กกลวง แล้วจึงรีดซ้ำๆ ผ่านเครื่องรีดต่อเนื่องเพื่อทำให้ผนังท่อเป็นเนื้อเดียวกัน กระบวนการนี้ผลิตท่อไร้รอยต่อที่มีความแข็งแรงดึงเกิน 480 MPa เทียบเท่ากับความสามารถในการรับน้ำหนัก 4.8 ตันต่อตารางเซนติเมตร ในทางกลับกัน กระบวนการดึงเย็นเกี่ยวข้องกับการทำกระบวนการรองกับท่อที่รีดร้อนแล้วที่อุณหภูมิห้อง โดยการยืดด้วยแม่พิมพ์ ทำให้ท่อมีความแม่นยำของขนาด ±0.05 มม. และความหยาบผิว Ra ภายใน 0.8 μm ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนส่งกำลังที่มีความแม่นยำในระบบไฮดรอลิก ความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีการผสมไมโครอัลลอยด์ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพของท่ออย่างมีนัยสำคัญ การเติมไนโอเบียม 0.02%-0.05% ลงในเหล็กกล้าอัลลอยต่ำ เช่น Q345B จะช่วยปรับขนาดเกรนให้ละเอียดขึ้นเป็น 5-8 ไมครอน และเพิ่มพลังงานการกระแทกแบบชาร์ปี้ได้มากกว่า 40% บริษัทเหล็กกล้าเฉพาะทางแห่งหนึ่งในมณฑลซานตงผลิตเหล็กกล้าท่อส่งเกรด X70 โดยใช้กระบวนการรีดแบบควบคุมและการระบายความร้อนแบบควบคุม (TMCP) ทำให้ได้ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำถึง 220 จูลที่ -40°C และประสบความสำเร็จในการนำไปใช้กับท่อส่งก๊าซธรรมชาติในอุณหภูมิที่เย็นจัด

ประการที่สอง การประยุกต์ใช้งานท่อไร้รอยต่อเหล็กกล้าคาร์บอนในอุตสาหกรรม
- พลังงาน: ท่อเหล็กไร้รอยต่อมาตรฐาน API 5L เป็นหัวใจสำคัญของการขนส่งพลังงานสมัยใหม่ โครงการท่อส่งก๊าซตะวันตก-ตะวันออก III ใช้ท่อเหล็กเกรด X80 ขนาด Φ1219×26.4 มม. ที่มีแรงดันใช้งาน 12 MPa และความสามารถในการส่งก๊าซต่อปี 30 พันล้านลูกบาศก์เมตร ที่สำคัญกว่านั้น ท่อที่ใช้ในการพัฒนาแหล่งก๊าซหินดินดานต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสองประการ คือ ความต้านทานการยุบตัวสูง (ตัวอย่างเช่น เหล็กเกรด TP140V มีความแข็งแรงในการยุบตัว 140 MPa) และความต้านทานการกัดกร่อนจากไฮโดรเจนซัลไฟด์ (มาตรฐาน NACE MR0175) ซึ่งเป็นความท้าทายอย่างมากต่อการออกแบบวัสดุ
- อุปกรณ์เคมี: ข้อกำหนดสำหรับท่อเหล็กไร้รอยต่อมีความเข้มงวดมากยิ่งขึ้น ท่อส่งก๊าซภายในของเครื่องปฏิกรณ์ไฮโดรจีเนชันในโครงการกลั่นและเคมีขนาด 10 ล้านตัน ทำจากวัสดุ 12Cr2Mo1VR (P11) ซึ่งรักษาคุณสมบัติการคืบตัวที่เสถียรภายใต้สภาวะการทำงานที่ 450°C และ 18 MPa ตัวอย่างที่เข้มงวดกว่านั้นคือท่อปฏิกิริยาการสังเคราะห์คาร์บอนิลในหน่วยผลิตเอทิลีนไกลคอลจากถ่านหิน เนื่องจากสัมผัสกับตัวกลางผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์และไนเตรต จึงต้องทำจากท่อคอมโพสิตสแตนเลสออสเทนิติกคาร์บอนต่ำพิเศษที่มีความบริสุทธิ์ของผนังด้านใน 99.99% – อุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักรได้แสดงให้เห็นถึงการใช้งานที่แม่นยำของท่อเหล็กไร้รอยต่อ ท่อกระบอกไฮดรอลิกสำหรับเครื่องจักรกลก่อสร้าง (เช่น 27SiMn) ผ่านกระบวนการดึงเย็นและการขัดเงา ทำให้ได้ความคลาดเคลื่อนของความกลมไม่เกิน 0.02 มม. และความแข็งผิวอยู่ในช่วง HRC 28-32 ท่อเหล็กไร้รอยต่อสำหรับชุดล้อรถไฟความเร็วสูงใช้เหล็กกล้าพิเศษ EA4T หลังจากผ่านกระบวนการชุบแข็งด้วยคลื่นอัลตราโซนิคแล้ว อายุการใช้งานจากการล้าของเหล็กชนิดนี้จะเกิน 5 ล้านรอบ ซึ่งมากกว่าวัสดุแบบดั้งเดิมถึงสามเท่า

ประการที่สาม ขอบเขตทางเทคโนโลยีและการเปลี่ยนแปลงสู่ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของท่อเหล็กกล้าคาร์บอนไร้รอยต่อ
1. การผลิตอัจฉริยะกำลังเปลี่ยนแปลงรูปแบบการผลิตท่อเหล็กไร้รอยต่อ
2. กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมกำลังบังคับให้อุตสาหกรรมต้องยกระดับไปสู่แนวทางปฏิบัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

ประการที่สี่ ภาพรวมตลาดและวิวัฒนาการของห่วงโซ่อุปทานของท่อเหล็กกล้าคาร์บอนไร้รอยต่อ
ตลาดท่อเหล็กไร้รอยต่อระดับโลกมีการแข่งขันที่แตกต่างกันออกไป ประเทศของฉันผลิตได้เกิน 30 ล้านตันต่อปี คิดเป็น 65% ของปริมาณการผลิตทั่วโลก แต่ผลิตภัณฑ์ระดับสูงยังคงต้องพึ่งพาการนำเข้า ตัวอย่างเช่น 80% ของท่อโลหะผสมนิกเกิลที่ใช้ในการขุดเจาะน้ำมันในทะเลลึกนั้นนำเข้าจากบริษัท Sumitomo Metal ของญี่ปุ่น ข้อมูลการตรวจสอบการทุ่มตลาดแสดงให้เห็นว่า ราคาเฉลี่ยต่อหน่วยของท่อบ่อน้ำมันที่ประเทศของฉันส่งออกไปยังสหภาพยุโรปในปี 2024 อยู่ที่ 1,560 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน ในขณะที่ราคาต่อหน่วยของผลิตภัณฑ์นำเข้าที่คล้ายกันนั้นสูงถึง 4,870 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน ความแตกต่างของราคานี้แสดงให้เห็นถึงช่องว่างทางเทคโนโลยี