ท่อเหล็กกล้า

ท่อเหล็กกล้า

ท่อเหล็กกล้าถูกใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆมากมาย เช่น ท่อประปา ท่อในอุตสาหกรรมเคมี ท่อที่ใช้ทำชิ้นส่วนเครื่องจักรกล ท่อร้อยสายไฟ(Conduit pipe) ท่อสำหรับเจาะและขนส่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ ท่อเข็มพืด(Pipe pile) ท่อสำหรับงานก่อสร้าง เช่น Bridge, Columns โดยมีวิธีการผลิตต่างกัน

ท่อเหล็กแบ่งได้ 2 กลุ่มหลัก
1. ท่อที่ได้จากการม้วนและเชื่อมเหล็กแผ่น (Welded pipe)
2. ท่อที่ไม่ผ่านการเชื่อม (Seamless pipe) ได้จากการแปรรูปร้อนเหล็กแท่ง เช่น Round billet

การผลิตท่อเหล็กกล้า 4 วิธี

1. ท่อที่ผลิตโดยการเชื่อมเหล็กแผ่นโดยอาศัยความต้านทานไฟฟ้า (Electric Resistance Welding – ERW)

ใช้ในการผลิตท่อที่มีขนาดความหนาไม่มากนัก ส่วนใหญ่หนาไม่เกิน 8 มม. และเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอก ½ - 8 นิ้ว รอยเชื่อมของท่อจะได้แนวเชื่อมตรงตามความยาวท่อ

เริ่มจากการคลี่เหล็กแผ่นม้วน (Uncoiling) แล้วตัดแบ่ง (Slitting) ให้ได้ความกว้างของเหล็กแผ่นใกล้เคียงกับความยาวของเส้นรอบวงที่ต้องการม้วนท่อ ค่อยๆม้วนเหล็กแผ่นให้เป็นรูปทรงกระบอกโดยผ่านลูกรีดหลายแท่นที่อุณหภูมิห้อง แล้วจึงทำการเชื่อมบริเวณขอบของเหล็กแผ่นโดยใช้การเชื่อมแบบความถึ่สูง ทำให้เกิดความร้อน แล้วจึงอัดให้ติดกัน จะมีเนื้อโลหะส่วนหนึ่งนูนออกมา (Flash) และจะถูกปาด (Bead Trimming) ออกจากผิว จากนั้นนำที่ที่ได้ไปผ่านกระบวนการทางความร้อน (Post weld treatment) เพื่อลดความเค้นจากการเชื่อมและทำให้ได้โครงสร้างจุลภาพภายในเนื้อเหล็กที่สม่ำเสมอทั้งบริเวณโลหะพื้นและบริเวณรอยเชื่อม จึงทำการรีดที่ Sizing mill เพื่อปรับขนาดอีกเล็กน้อย ทำให้ท่อตรงขึ้น แล้วตัดตามความยาวที่ต้องการ

การใช้งานท่อ ERW เช่น ท่อน้ำ ท่อเหล็กโครงสร้าง ท่อขนส่งก๊าซและน้ำมัน ท่อเข็มพืด (Piling pipe) มาตรฐานของท่อ ERW เช่น ASTM A 53 Grade A&B, A-135, A-252 Grade 1,2,3,
API5L Grade A&B และ API5LX42 ถึง X65

2. ท่อเชื่อแนวตะเข็บตรงแบบ Arc Welding เช่น Double Submerged Arc Weld (DSAW) Pipe

มาจากการเชื่อมด้วยวิธี Arc โดยมี Flux ปกคลุมขณะทำการเชื่อม การเชื่อมจะกระทำทั้งด้านในและด้านนอกด้วยขบวนการที่แยกกัน จึงเรียก Double การเชื่อมที่แยกกันนี้จะทำให้เกิดการผสมของเนื้อรอยเชื่องของกันและกัน ทำให้ได้รอยเชื่อมที่มีคุณภาพสูง ท่อแบบ DSAWนี้มักมีเส้นผ่าศูนย์กลางด้านนอกใหญ่และผนังหนากว่าเมื่อเทียบกับท่อแบบ ERW

ขบวนการผลิตท่อ DSAW มี 2 วิธี คือ วิธี Pyramid rolls (Bend rolled) และวิธี U-0 ความแตกต่างอยู่ที่กรรมวิธีม้วนเหล็กแผ่นให้เป็นรูปทรงกระบอก

วิธี Pyramid rolls ทรงกระบอกจะถูกสร้างขึ้นจากการม้วนเหล็กแผ่นระหว่าง 3 ลูกรีดที่เรียตัวกันแบบ Pyramid

วิธี U-0 ใช้การกดให้เหล็กแผ่นเป็นรูปตัว U จากนั้นจึงกดต่อให้เป็นรูปตัว O แล้วจึงทำการเชื่อม

สิ่งที่เหมือนกันในสองวิธีนี้คือ ขั้นตอนการตกแต่ง (Finishing) และขั้นตอนการตรวจสอบ (Inspection) และใช้แผ่นหนา (Flat sheet plate) เป็นวัตถุดิบ

การใช้งานที่อ DSAW เช่น งานขนส่งน้ำมันและก๊าซความดันสูง (Line pipe) ในปริมาณมากและระยะทางไกล (ทั้ง Onshore และ Offshore) Structural และท่อเข็มพืด

มาตรฐานของท่อ DSAW เช่น ASTM A134, A139, A252, A671, A672, A690, A691 และ API 2B, 5LB, 5LX42 ถึง 5lx80 เป็นต้น

3. ท่อแบบเชื่อม Spiral

คือท่อเหล็กกล้าที่เชื่อมโดยวิธี Submerged Arc Welding (SAW) โดยแนวเชื่อมจะมีลักษณะขดเป็นวงคล้ายสปริง กรรมวิธีนี้สามารถผลิตท่อที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางได้ความกว้างและความยาวมากๆ อาจมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 150-3,300 มม. ความหนาที่ใช้กันส่วนใหญ่ประมาณ 3-19 มม.

ท่อ Spiral แบบสองด้าน สามารถทนความดันได้มากกว่าท่อเชื่อมแบบแนวเชื่อมตรงถึง 25% เมื่อเทียบที่ความหนาของผนังเท่ากัน

การใช้งานท่อประเภทนี้ เช่น ท่อสำหรับส่งน้ำดิบงานขุดเจาะ (Dredging) ท่อเข็มพือ

มาตรฐานสำหรับท่อประเภทนี้ เช่น ASTM A139, A211, A252

4. ท่อไร้ตะเข็บ (Seamless pipe)

เป็นท่อที่มีเส้นรอบวงที่มีคุณสมบัติสม่ำเสมออย่างมาก จึงมีความต้านทานต่อแรงดันภายในและการบิดตัว (Torsion) ได้สูง โดยทั่วไปใช้ในอุตสาหกรรมเคมี งานเจาะและสูบ (Drilling and pumping) น้ำมัน ก๊าซ และงานหม้อต้มน้ำ (Boiler)

การผลิตเริ่มจากการให้ความร้อนเหล็กแท่ง Steel Billet ส่วนใหญ่ใช้แบบหน้าตัดกลม ที่อุณหภูมิ 1,230°C Billet ที่ร้อนแดงจะถูกหมุนและดึงด้วยลูกรีดไปรอบๆแท่งเจาะ (Piercing rod) ลูกรีดจะทำให้เนื้อโลหะไหลผ่านแท่งเจาะทำให้เกิดเปลือกท่อกลาวง (Hollow pipe shell) จากนั้นให้ความร้อนอีกครั้งแล้วรีดร้อนเปลือกท่อกลวงนี้โดยมี support bar อยู่ด้านในเพื่อปรับให้ได้ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางและความหนาที่ต้องการ