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石油和天然气管道类型:无缝，ERW, LSAW

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了解石油化工行业使用的3种钢管:无缝、ERW(电阻焊)和LSAW(纵向埋弧焊)。无缝管是通过将实心钢坯拉入穿孔杆而制成的。焊接管是通过切割、弯曲、焊接线圈(ERW)或钢板(LSAW)生产的。

无缝钢管

无缝管是从钢坯开始生产的，钢坯经过加热和穿孔形成管状截面。“无缝”一词的意思是没有接缝焊接。

无缝钢管用于不同的应用程序在石油和天然气行业内:

  • 上游运作(油井管）
  • 中游(油、气、蒸汽、酸、浆等流体的输送和分配)
  • 下游(在衍生产品中提炼石油和天然气的工艺管道)
  • 公用设施的一般管道应用

的最常见的管道类型用于石油和天然气工业的有(ASTM管道规格)：

  • ASTM A53, A106, A333和API 5L(碳素钢管材类型为高低温碳素钢)
  • ASTM A335等级P5至P91(炼油厂和发电厂用高温高压铬钼合金钢管)
  • ASTM A312系列300及400 (不锈钢管在等级304,316,321,347）
  • ASTM A790/A928(双铁素体和奥氏体结构的双管和超双管)
  • 各种镍合金材料规格(铬镍铁合金，哈氏合金，镍铜合金，蒙乃尔合金，镍200)
  • 有色金属管(铝、铜、黄铜、铜镍)规范

有些规格只适用于无缝管(例如ASTM A106)，有些则同时适用于无缝管和焊接管(例如ASTM A53)。

碳钢管(A53、A333、A106和API 5L)的市场份额最大，因为它们可以用于大多数高低温应用;不锈钢管的主要应用是用于腐蚀性设施(随着温度和压力的增加，或当输送的流体越来越具有腐蚀性时，会使用更高的等级)。

在上游油气行业，API 5 ct关键规格是否涵盖油井管(石油国家管材)。

无缝钢管不得与之混淆无缝管．确实，有一些重要的因素管子和管子的区别，这不仅是语义上的。一般来说，“管”一词适用于任何用于输送流体的管状结构，而“管”一词适用于用于结构/机械应用、仪器仪表系统和压力设备(如锅炉、热交换器和过热器)的管状截面(各种形状，圆形、椭圆形、方形)。

无缝管价格

无缝管的每吨价格比ERW管高，通常高出20%至30%，这是由于其相当复杂的生产过程(比ERW和LSAW管的制造过程更铰接)，以及由于无缝管制造商的数量相当有限(市场具有寡头垄断性质)。

对于特定的尺寸和规格(例如20英寸的管道或特殊或特殊材料的高壁厚管道，例如ASTM A335 P91管道)，全球管道供应商很少，因此，每吨(或每米)的价格受到影响。

因此，对所有的“碳钢”或“不锈钢”管，不考虑实际直径、壁厚和具体等级，用标准的每吨价格来估算管道价格是错误的:所有这些因素都应考虑在内，以防止在项目后期执行时成本超支。此外，价格每天都在波动(特别是对于含有化学元素的合金管，如钼、镍、铜、铬，每天在伦敦金属交易所或铁合金市场交易)。

无缝管尺寸

的ASME B36.10和B36.19规格包括石油化工行业无缝管的尺寸和重量(该规格也适用于焊接管):

  • ASME B36.10规格涵盖碳和低合金无缝管尺寸(尺寸和重量)之间1/8和24英寸
  • ASME B36.19规范，相反，包括尺寸和重量的不锈钢，双工，镍合金无缝和焊接管

商用无缝管以标称管道尺寸(表示管道的流体输送能力)和“附表”(指管道厚度)来指定(最常见的是附表40，碳/合金管为STD, XS, XXS，不锈钢和镍合金管为10S, 40S和80S)。

ASME管道尺寸规格可从ASME网站或者从IHS在线商店。

无缝管制造工艺

1/8至6英寸的软钢无缝管。用所谓的“塞式轧机工艺”或“挤压工艺”(用于较小的直径)制造，而“芯棒轧机工艺”用于较大的直径。

Erw管(电阻焊)

ERW管道使用钢线圈制造:线圈首先展开，然后光滑，切割，最后通过将其两端电连接形成管道形状。

电阻焊管

ERW管的尺寸在1/2到20英寸之间，碳钢(ASTM A53是最常见的规格)和不锈钢(ASTM A312)。在尺寸方面，ASME B36.10和ASME B36.19是主要参考规范(焊接ERW管线管的API 5L)。

ASME和API尺寸图显示了管道公称尺寸和壁厚的典型组合(指定为“表”)，并显示了ERW管道重量，单位为kg(或磅)。

在过去的几年里，由于ERW管制造商采用的现代焊接技术(例如HFI和HFW，高频焊接)，ERW管在价格和性能方面都已成为无缝管的有效替代品。随着时间的推移，这些焊接技术的进步降低了无缝管相对于ERW管的技术优势，使它们至少在某些应用(低/中压和温度)中是可互换的。当然，无缝管总是受益于钢坯相对于线圈和板材固有的优越机械强度。

Erw管材制造工艺

ERW管从钢卷开始制造，首先展开，切割，加工，焊接和测试如下图所示。

油气管道最常用的焊接技术是所谓的“高频感应技术”(ERW-HFI)，包括在管道外表面施加感应电流，能够产生坚固的焊缝，并将两侧的钢卷紧密连接在一起。

横锯管(纵向埋弧焊)

LSAW管(“埋弧焊”)是通过切割、弯曲和焊接钢板(JCOE工艺)制造的。

LSAW管与尺寸在16 - 24英寸之间的无缝管和ERW管竞争，但对于24英寸以上的管道来说是“必选”的选择(因为24英寸是商用无缝管的最大尺寸)。

两种主要类型的LSAW管道是纵向(单或双直缝焊接，DSAW)和螺旋型(称为HSAW, SSAW或SAWL管)。因此，DSAW和LSAW之间的区别在于DSAW管道在管道的内外都有一个焊缝，而LSAW管道在管道的外表面有一个单一的焊缝。

LSAW管和ERW管的区别在于LSAW管是用钢板， ERW管的制造从钢卷．

LSAW焊接管

LSAW焊接管

在石油和天然气行业，直径大API 5 lLSAW管道用于长距离高效输送碳氢化合物。

HSAW/SSAW螺旋焊管用于非关键应用，如输水和配水(不适用于石油和天然气)。

钢锯管制造工艺

LSAW管采用所谓的JCOE工艺制造，从如下所示的钢板开始。

管子vs无缝管

“我的项目应该使用ERW还是无缝管?”一遍又一遍地出现。两者各有不同的优点和缺点，应该深思熟虑，做出适当的决定:

无缝管的优缺点

  • 无缝管是由坚固的钢块制造的，没有任何焊缝，这可能代表一个薄弱区域(受腐蚀，侵蚀和一般故障)
  • 与焊接管相比，无缝管在圆度和椭圆度方面具有更可预测和精确的形状。
  • 无缝管的主要缺点是其每吨成本高于相同尺寸和等级的战争遗留爆炸物管的成本(无缝管与战争遗留爆炸物管的竞争范围在2至20英寸)
  • 交货时间可能会更长，因为无缝管的制造商比焊接管少(焊接管与无缝管的进入壁垒更低)
  • 无缝管可能在其长度上有不一致的壁厚，实际上一般公差为+/- 12.5%

厄管利弊

  • 焊接管比无缝管(ERW HFI型)便宜，因为它们是在不太复杂的制造工厂使用钢卷作为原料制造的
  • 焊接管比无缝管有更短的交货时间，因为制造基地更大
  • 焊接管具有一致的壁厚，因为它们是使用线圈(ERW)或板(LSAW)制造的，两者都受到严格的公差控制
  • 焊接管的主要“缺陷”是焊缝的存在构成了一个弱点因素。虽然这在过去可能是正确的，但随着过去十年焊接技术的进步，这种情况越来越不正确了。

结论:现代ERW-HFI焊接管绝对是无缝管的有效替代品，可帮助最终用户将价格和交货时间降低20%至25%。

管道有阀门，是工厂建设中最具影响力的管道成本因素(根据经验，管道占工厂总成本的5-7%，管道约占成本的60 - 70%，阀门占15 - 25%)。这些数字是指石油和天然气行业的平均值，也指碳钢材料(不锈钢、双相和镍合金管道类的管道重量可能更高)。

最后一点:管道可能有不同的颜色(涂在外表面)来代表它们携带的液体类型。

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