ERW钢管和HFW钢管的区别

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ERW钢管和HFW钢管的区别

在焊接钢管生产中,电阻焊(ERW)管和高频焊(HFW)管是两个密切相关但又有所区别的概念。电阻焊泛指电阻焊接工艺,该工艺可使用低频、中频或高频电流产生热量并形成焊缝。高频焊管则是电阻焊管的一个特定子集,它完全采用高频感应焊或接触焊工艺生产。

高频焊接(HFW)技术的发展显著提高了焊接质量、熔深和生产效率,使其尤其适用于对完整性和尺寸控制要求更高的管线管、结构管和机械管材。虽然电阻焊(ERW)有时也指用于薄壁或非关键应用的普通低频焊接工艺,但在现代实践中,大多数用于石油和天然气管道的ERW钢管实际上都是高频焊接钢管。

什么是ERW钢管?

ERW钢管采用低频或高频电阻焊接工艺制造。焊缝方向为纵向。在ERW钢管焊接过程中,电流流经焊接区域的接触面时会产生热量,使钢材的两边加热到足以形成焊缝的温度。同时,在压力的作用下,钢管坯料的边缘熔化并挤压在一起。

通常 ERW 管的最大外径为 24 英寸(609 毫米),对于更大尺寸的管材,将采用 SAW 制造。

ERW工艺可以制造哪些类型的管道(标准)?

答案是,ERW工艺可以制造多种类型的管道(标准)。以下列出管道中最常见的几种标准。

不锈钢ERW管材/管件标准和规范

  • ASTM A269不锈钢管
  • ASTM A312不锈钢管
  • ASTM A270 卫生级管材
  • ASTM A790 铁素体/奥氏体/双相不锈钢管

ERW碳钢管

  • ASTM A53 B级和A级(以及镀锌)
  • ASTM A252 桩管
  • ASTM A500结构管材
  • EN 10219 S275、S355 管材
  • ASTM A134 和 ASTM A135 管材

API ERW管线

  • API 5L B 至 X70 PSL1(PSL2 应采用 HFW 工艺)
  • API 5CT J55/K55、N80套管和油管

等等。

ERW钢管的应用和用途

用于输送石油、天然气等气体和液体的ERW钢管能够满足低压和高压要求。近年来,随着ERW技术的进步,ERW钢管在石油天然气领域、汽车工业等领域的应用越来越广泛。

ERW焊管的优点

高效、低成本、节约材料、易于自动化。

什么是HFW钢管?

需要注意的是,HFW 管是一种 ERW 管。

高频焊接(HFW)钢管是指采用频率等于或高于70kHz的焊接电流生产的ERW钢管。通过高频电流焊接电阻,接触物体产生的热量使物体表面加热至塑性状态,然后通过锻造或不锻造的方式将钢材连接在一起。HFW是一种固态电阻热能焊接。高频电流通过金属导体时,会产生两种特殊效应:趋肤效应和邻近效应。HFW工艺正是利用趋肤效应将热量集中在钢材表面,并利用邻近效应来控制高频电流的流动路径和强度。由于焊接速度极高,接触板边缘可在短时间内被加热熔化,然后通过对接工艺挤压成型。

HFW管道的优势

高频焊接钢管在焊接过程中无需添加填充金属,因此焊接速度快,生产效率高。高频焊接钢管广泛应用于石油天然气输送、油井管道、建筑结构及各类机械管道等领域。然而,高频焊接钢管的质量受原材料、工艺等诸多因素影响,生产质量控制难度较大,因此其产量和焊接工艺仍需不断改进。

ERW钢管和HFW钢管的区别

首先要了解ERW和HFW焊接工艺的区别。

电阻焊(ERW)工艺是指利用焊接金属间电阻产生的热量来加热通过焊接接头的金属。因此,需要较大的电流才能使钢板或线圈的整个表面通电,直至焊接长度。在电阻焊过程中,流经整个导体的电流频率为50/60赫兹。

高频焊接工艺与高频焊接工艺不同,因为高频焊接仅通过感应线圈加热钢材的一部分。高频电流可由交流电或直流电产生。在这种情况下,需要使用恒流焊接发生器和恒压高频焊接发生器。

恒流焊接机产生频率范围为 100-800 kHz 的功率。在早期工艺中,60 Hz 交流电到高频电的转换是通过三极管和谐振电路实现的。新型焊接机采用金属氧化物半导体场效应晶体管,通常与并联谐振电路配合使用。恒压型发生器使用绝缘栅双极型晶体管,设计功率约为 2000 kW,频率范围为 100-600 kHz。

高频电流与 60 Hz 线路电流有两个明显的区别:

60 Hz 工频电流流经整个导体,而高频电流只在导体表面流动,因此是“趋肤效应”。

当两个载有高频电流的导体彼此靠近放置时,电流会集中在导体的两个相邻表面上,这就是“邻近效应”。

高频电流分布:电流在金属或导体的表面流动。两个导体紧密靠近放置,大部分高频电流在导体的相邻侧面流动。

API 5L PSL2 ERW钢管需要HFW。

根据API 5L和ISO 3183规范,对于PSL 2级钢管,焊接工艺中高频焊接(HFW)是ERW钢管的强制性要求。因为高频焊接可以改善ERW钢管固有的硬度高、未熔合以及易发生应力腐蚀开裂(SCC)等问题。

ERW钢管包括HFW钢管

ERW是电阻焊钢管的统称。它可以分为交流电焊接(AC)和直流电焊接(DC)两种类型。根据频率的不同,交流电焊接又可分为低频焊接、中频焊接、超高频焊接和高频焊接。高频焊接(HFW)主要用于普通或薄壁钢管,包括接触焊接和感应焊接。直流电焊接一般用于小口径钢管。通常,高频焊接是ERW生产方法之一,它采用高频焊接工艺。

综上所述,所有高频焊接(HFW)管道都是电阻焊(ERW)管道,但并非所有电阻焊管道都是高频焊接管道。二者的区别在于焊接频率和最终的焊接质量。电阻焊涵盖多种电阻焊接方法,而高频焊接(HFW)则代表了先进的高频焊接工艺,主要用于现代管道和结构应用。

作为其产品系列的一部分,PAC STEEL供应符合API 5L、ASTM和EN标准的ERW和HFW钢管。每根钢管都经过严格的检验,以确保焊缝完整性、尺寸精度和机械性能。PAC STEEL为石油天然气、建筑和机械行业的客户提供可靠的焊接钢管解决方案,并提供完整的认证和可追溯性。

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