ท่อเชื่อมโดยหลักแล้ว ท่อโลหะจะถูกแบ่งออกเป็นสามประเภทตามกระบวนการผลิตและรูปแบบการเชื่อม ได้แก่ ERW (ท่อเชื่อมด้วยความต้านทานไฟฟ้า), LSAW (ท่อเชื่อมแบบจุ่มอาร์คเรียบ) และ HSAW/SSAW (ท่อเชื่อมแบบจุ่มอาร์คเกลียว)

กระบวนการผลิตและสถานการณ์การใช้งานของแต่ละแบบมีจุดเน้นที่แตกต่างกัน กล่าวโดยสรุป: การเชื่อมแบบ ERW ออกแบบมาสำหรับท่อขนาดเล็กและขนาดกลางเป็นหลัก โดยเน้นประสิทธิภาพและความแม่นยำ ในขณะที่การเชื่อมแบบ LSAWมีประสิทธิภาพดีเยี่ยมในการใช้งานกับชิ้นงานขนาดใหญ่และแรงดันสูง ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับโครงการที่มีความเสี่ยงสูง ในขณะที่ HSAW สามารถผลิตชิ้นงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่มากโดยใช้วัสดุที่มีหน้าแคบ ทำให้ได้ประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่ดีที่สุด

การเปรียบเทียบท่อเชื่อมอุตสาหกรรมหลักสามประเภท

ก่อนอื่น ผมได้รวบรวมความแตกต่างที่สำคัญของทั้งสองอย่างไว้ในตารางสรุปเพื่อให้ง่ายต่อการอ้างอิง:

ขนาดสำหรับการเปรียบเทียบ	อีอาร์ดับบลิว(การเชื่อมด้วยความต้านทานไฟฟ้า)	LSAW(การเชื่อมแบบอาร์คจุ่มตามแนวยาว)	เอชเอสเอดับบลิว(การเชื่อมแบบอาร์คใต้น้ำแบบเกลียว) / SSAW
รูปทรงรอยเชื่อม	รอยตะเข็บตามยาวแนวตั้ง ขนานกับตัวท่อ	รอยตะเข็บตามยาวแนวตั้ง ขนานกับตัวท่อ	รอยเชื่อมแบบเกลียว ล้อมรอบตัวท่อ
วัตถุดิบ	ม้วนเหล็กรีดร้อน	แผ่นหนาชั้นเดียว	เหล็กแผ่นรีดร้อนหรือเหล็กแผ่นแคบ
ขอบเขตการใช้งาน	ขนาดเล็กถึงขนาดกลาง (โดยทั่วไป)≤610 มม.)	ขนาดกลางถึงใหญ่ (โดยทั่วไป 406 มม.)–1500 มม.)	ขนาดใหญ่ถึงขนาดใหญ่พิเศษ (โดยทั่วไป 219 มม.)–3660 มม.)
วิธีการเชื่อม	ความต้านทานความถี่สูงการเชื่อม โดยไม่ต้องใช้ลวดเชื่อม	การเชื่อมแบบจุ่มอาร์คสองด้าน โดยใช้ลวดเชื่อมและฟลักซ์	การเชื่อมแบบจุ่มอาร์คสองด้าน โดยใช้ลวดเชื่อมและฟลักซ์
บุญ	ประสิทธิภาพการผลิตสูง ต้นทุนต่ำ และความแม่นยำเชิงมิติสูง	รอยเชื่อมมีประสิทธิภาพดีเยี่ยม ทนต่อแรงดันสูง และทนต่อการกัดกร่อนที่อุณหภูมิต่ำ	สามารถใช้วัสดุแถบแคบได้เพื่อผลิตท่อขนาดใหญ่ด้วยการลงทุนด้านอุปกรณ์น้อยที่สุดและต้นทุนต่ำ
ข้อบกพร่อง	สามารถผลิตท่อผนังบางที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กถึงขนาดกลางเท่านั้น และมีความเสี่ยงที่จะเกิดข้อบกพร่องในการเชื่อม	กระบวนการนี้ซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง	ความยาวของรอยเชื่อมคือ 1.5–ท่อขนาด 2 เท่าความยาวที่จำกัด โดยควบคุมมิติทางเรขาคณิตได้ไม่ดี
การใช้งานทั่วไป	ก๊าซในเมือง ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมกลั่น และการขนส่งของเหลวแรงดันต่ำ	ท่อส่งน้ำมันและก๊าซระยะไกล มีความเสี่ยงสูงพื้นที่ต่างๆ เช่น เขตหนาวและพื้นทะเล รวมถึงโครงการวิศวกรรมนอกชายฝั่ง	งานส่งน้ำขนาดใหญ่ งานตอกเสาเข็ม งานท่อโครงสร้าง งานขนส่งของเหลวทั่วไป
เขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ)	เล็ก	เล็ก	ใหญ่
ประสิทธิภาพการผลิต	ความเร็วสูง (~12 เมตรต่อนาที)	ปานกลาง (~4 เมตรต่อนาที)	ความเร็วต่ำ (~2 เมตรต่อนาที)

การวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับประเภทของท่อเชื่อม

ท่อ ERW (การเชื่อมด้วยความต้านทานไฟฟ้า)

การเชื่อม ERW อาศัยหลักการของปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์และพร็อพซิมเอฟเฟกต์ของกระแสไฟฟ้าในการให้ความร้อนแก่ขอบของแผ่นเหล็กจนหลอมเหลว จากนั้นจึงทำการเชื่อมต่อโดยการใช้แรงกดเพื่อให้เกิดการหลอมรวมกัน ไม่มีการเติมลวดเชื่อมตลอดกระบวนการทั้งหมด

ข้อดีและข้อจำกัดหลัก: ท่อ ERWรอยเชื่อมมีลักษณะสั้นและเรียบตะเข็บที่มีความแม่นยำสูงและต้นทุนต่ำอย่างไรก็ตาม วัสดุนี้มีความไวต่อองค์ประกอบทางเคมี และมีความเสี่ยงที่จะเกิดข้อบกพร่องจากการหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์ในรอยเชื่อม

การผลิตและมาตรฐาน: กระบวนการเชื่อม ERW ใช้สายการผลิตต่อเนื่องความเร็วสูง เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมากมาตรฐานการปฏิบัติตามหลักที่สำคัญ ได้แก่ API 5L และ GB/T 9711.1

กรณีการใช้งาน: ถือเป็นมาตรฐานหลักในด้านท่อขนาดเล็กและขนาดกลางอย่างแพร่หลายใช้ในระบบส่งและกระจายก๊าซในเขตเมือง การขนส่งน้ำมันกลั่น ระบบประปา และการค้ำยันโครงสร้างอาคาร

ท่อเชื่อมด้วยการเชื่อมแบบอาร์คจุ่มแนวยาว (LSAW - Longitudinal Submerged Arc Welding) แบบตะเข็บตรง

ในกระบวนการ LSW ขั้นแรกจะนำแผ่นเหล็กแผ่นเดียวมาขึ้นรูปเป็นทรงกระบอกบนเครื่องขึ้นรูป เพื่อสร้างช่องเปิดตามแนวยาว จากนั้นจึงใช้ลวดเชื่อมเติมเข้าไปโดยตรงเพื่อทำการเชื่อมแบบจุ่มอาร์คสองด้านบนพื้นผิวด้านในและด้านนอกของท่อ

วิธีการขึ้นรูป: กระบวนการขึ้นรูปหลักๆ ได้แก่ UOE, JCOE และ HME โดยในบรรดาวิธีเหล่านี้ วิธี UOE ซึ่งรวมเอา...กระบวนการขยายเส้นผ่านศูนย์กลางหลังการเชื่อม ช่วยขจัดความเครียดภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ

ข้อได้เปรียบหลัก: รอยเชื่อมเป็นจุดที่อ่อนแอที่สุดในโครงสร้างท่อ ท่อ LSAW มีข้อดีมากมายเป็นผลมาจากกระบวนการเชื่อมที่แม่นยำและควบคุมได้ ส่งผลให้ได้คุณภาพการเชื่อมที่สูงเป็นพิเศษ

มาตรฐานและวัสดุ: ยึดมั่นในมาตรฐานเป็นหลัก เช่น API 5L และ GB/T 9711 โดยมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับคุณภาพวัสดุและกระบวนการผลิต

กรณีการใช้งาน: ทำหน้าที่เป็น "ท่อส่งเฉพาะ" สำหรับแอปพลิเคชันที่มีความเสี่ยงสูง/มูลค่าสูง เช่น ท่อส่งหลักของระบบสาธารณูปโภคท่อส่งน้ำมันและก๊าซแรงดันสูงระยะไกล ท่อส่งใต้ทะเล พื้นที่ที่มีอากาศหนาวจัดหรือมีกิจกรรมแผ่นดินไหวสูง และท่อส่งที่ข้ามแม่น้ำ

ท่อเชื่อม HSAW (การเชื่อมแบบอาร์คจุ่มเกลียว)

การเชื่อม HSAW (หรือที่รู้จักกันในชื่อ SSAW) เกี่ยวข้องกับการป้อนแผ่นเหล็กเข้าไปในเครื่องขึ้นรูปอย่างต่อเนื่องในมุมที่กำหนด ทำให้แผ่นเหล็กเคลื่อนที่ไปในลักษณะเกลียวคล้ายสปริงขด โดยขอบของแผ่นเหล็กจะบรรจบกันเพื่อสร้างรอยเชื่อมแบบเกลียว จากนั้น เครื่องเชื่อมแบบจุ่มอาร์คสองด้านจะเชื่อมรอยเชื่อมนี้ให้แน่น

จุดแข็งและจุดอ่อนหลัก: อุปกรณ์มีความยืดหยุ่น แต่...ความยาวของรอยเชื่อมแบบเกลียวเพิ่มขึ้นอย่างมาก จากมุมมองของการวิเคราะห์ความเค้น รอยเชื่อมนี้สามารถหลีกเลี่ยงทิศทางหลักของความเค้นภายในได้ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของมันไม่เหมาะสมภายใต้สภาวะความเค้นที่ซับซ้อน เช่น การรับแรงแผ่นดินไหว

การจำแนกประเภทและมาตรฐาน: โดยพิจารณาจากระดับแรงดัน สามารถแบ่งออกเป็นท่อส่งของเหลวทั่วไป (เช่น มาตรฐาน SY/T5037) และท่อส่งของเหลวรับแรงดัน (เช่น มาตรฐาน GB/T 9711)

กรณีการใช้งาน: ใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการส่งน้ำแรงดันต่ำระยะไกลและขนาดใหญ่ ท่อส่งความร้อนในเขตเมือง และโครงสร้างรับน้ำหนักฐานรากเสาเข็มสำหรับท่าเรือและสะพาน

สรุป: จะเลือกอย่างไรดี?

โดยทั่วไป การเลือกท่อเชื่อมที่เหมาะสมนั้นเกี่ยวข้องกับการพิจารณาถึงความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพ ต้นทุน และความเสี่ยง

ประสิทธิภาพต้องมาก่อน ต้นทุนไม่สำคัญ: ให้ความสำคัญกับ LSAW เป็นอันดับแรก

การเพิ่มประสิทธิภาพด้านต้นทุน: ในการใช้งานแรงดันสูงทั่วไป เช่น การส่งน้ำมันและก๊าซ และเครือข่ายท่อส่งในเขตเมือง ERW เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยม

การผลิตชิ้นงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่พิเศษอย่างประหยัด: สำหรับโครงการที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ซึ่งต้องการมาตรฐานด้านแรงดันและคุณภาพการเชื่อมที่ไม่เข้มงวดมากนัก—เช่น การส่งน้ำและการตอกเสาเข็ม—เครื่องเชื่อม HSAW เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด