تُستخدم الأنابيب الفولاذية في العديد من الصناعات ومرافق الإنتاج. وعلى الرغم من عملية الإنتاج المعقدة والطويلة، إلا أن هناك طلبًا دائمًا على الأنابيب الفولاذية عالية الضغط.
الأنواع التالية لا تقل شعبية:
- سلس؛
- غرف الغلايات؛
- اللحام الكهربائي؛
- حساب تعريفي.
تخضع جميع الأنواع المذكورة أعلاه لمتطلبات متزايدة، كما هو محدد في GOSTs 10705-80، 10706-80، 20295-85، 8696-74، 3262-75.
لا يُسمح ببيع أو إنتاج أنابيب الصلب عالية الضغط دون معالجة إضافية. فعلى سبيل المثال، يجب طلاء أي معدن بطبقة مقاومة للتآكل، مما يُحسّن جودته.
يتم طلاء بعض أنواع الأنابيب الملفوفة بمواد عازلة أو بلاستيك أو ورنيش، ويمكن أيضًا استخدام طلاء خاص.
يمكن معالجة الفولاذ بطرق متنوعة، مما يعني أنه تم تطوير عدة أساليب لإنتاج الأنابيب. دعونا نذكر أهمها.
- مصبوب. يتم تصنيعه عن طريق الصب باستخدام آلات أو مخارط خاصة.
- سلس. يتم تصنيعه أو إنتاجه عن طريق الضغط. تتضمن العملية دحرجة قطعة فولاذية خام.
- ملحومة. مصنوعة من صفائح فولاذية، والتي بعد تشكيلها إلى شكل دائري، يجب لحامها عند المفصل.
يمكن إنتاج أنابيب الصلب الملحومة باستخدام تقنيتين:
- مُشكّل على البارد.
- اللحام الكهربائي.
يتم إنتاج الأنابيب الفولاذية غير الملحومة باستخدام الطريقة التالية: الدرفلة على البارد أو الساخن.
لكل منها 6 فئات، والتي يتم تصنيفها بشكل إضافي حسب:
- مواد التصنيع؛
- سلامة المنتج في العرض الجانبي؛
- الغرض التقني؛
- طريقة التصنيع؛
- حسب شكل المقطع العرضي.
مزيد من التفاصيل حول كل فصل
الصف الأولتُعرف هذه الأجهزة أيضاً باسم الغاز أو المعيار، وتستخدم لتوصيل الغاز أو المواد السائبة أو السوائل.
يستحيل إنشاء خطوط الأنابيب، وتركيب الكابلات تحت الأرض، وأنظمة الري بدون هذه المنتجات. كما أنها مناسبة للدعامات وجميع أنواع الأسوار.
الصف الثانيمناسبة لجميع خطوط الأنابيب الرئيسية ذات الضغط العالي والمنخفض. تنقل هذه الأنابيب الغازات والمنتجات البترولية تحت الضغط. أما النوع الثاني فهو مناسب لنقل المواد البتروكيماوية والوقود والسوائل.
الصف الثالثمناسب لأنظمة الضغط العالي أو درجات الحرارة القصوى. كما يُستخدم في الصناعات الغذائية والكيميائية. وهو مناسب أيضاً لتسخين الغلايات والمعدات النووية.
الصف الرابعتُستخدم هذه الأنابيب بشكل أساسي في أنشطة استكشاف الموارد الطبيعية كأنبوب حفر أو أنبوب مساعد أو أنبوب تغليف.
الصف الخامستُعرف أيضاً بالأنابيب الهيكلية، وتُستخدم في إنتاج معدات النقل والمعدات المساعدة. كما تُستخدم في صناعة الأثاث للهياكل الفولاذية الصغيرة. ويمكن استخدامها في صناعة الحفر كدعامات أو صواري.
فيديو
الصف السادسيُنتج هذا المنتج لصناعة الهندسة الميكانيكية، حيث يُستخدم في تصنيع الأسطوانات والمكابس للأجهزة الهيدروليكية. كما أنه مناسب للمحامل، وأعمدة المركبات، ومكونات السيارات الأخرى. ويُستخدم أيضًا في بناء خزانات متنوعة تعمل تحت ضغط عالٍ.
يقرأ مقال عن منتجات أنابيب المياه والغاز المصنوعة من الفولاذ.
كيف يتم تصنيع أنابيب الصلب غير الملحومة عالية الضغط؟
تحدد المعايير الحكومية (GOSTs) معايير محددة يتم بموجبها إنتاج نوع معين من المواد. أي منتج غير ملحوم يعتمد على الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ.
يتم تحديد أقطار الأنابيب أيضًا وفقًا لمعيار GOST.
يتم تصنيع الأنابيب الفولاذية غير الملحومة وفقًا لأساليب محددة.
- التشكيل.
- رسم.
- الضغط.
- إيجار.
بغض النظر عن الطريقة، تتميز أنابيب الصلب غير الملحومة بالموثوقية والمتانة. هذه الخصائص تجعلها الأكثر استخداماً في خطوط أنابيب الهواء المضغوط أو الأنظمة الهيدروليكية (في الحالة الأخيرة، يتم استخدام أنابيب هيدروليكية فولاذية عالية الضغط).
الاسم يدل على ذلك. تتميز الأنابيب الملفوفة غير الملحومة بانعدام أي وصلات تربط محيطها. ولهذا السبب، فإن طريقة إنتاجها غير الملحومة معقدة للغاية وتتطلب موارد إضافية. وهذا يؤثر حتماً على السعر أو التكلفة مقارنةً بالمنتجات المصنعة بتقنيات أخرى.
ملفوفة ساخنة بدون دحرجةيتم إنتاجه باستخدام آلة إنتاج من قطع مصبوبة أو مطروقة أو مدرفلة على الساخن. تُسخّن هذه القطع إلى 1200 درجة مئوية. ويختلف نطاق درجة الحرارة تبعًا لنوع الفولاذ.
تُنتج العملية المذكورة أعلاه أنابيب ملفوفة ذات دقة منخفضة وجدران سميكة وجودة سطح رديئة. وبالتالي، فإن طريقة الإنتاج هذه غير مناسبة لإنتاج أنابيب ذات أقطار صغيرة وجدران رقيقة.
تشمل المراحل الرئيسية للإنتاج ما يلي.
- يتم إرسال قطعة العمل إلى فرن، حيث يتم تسخين الفولاذ فوق النقطة الحرجة مباشرة، والتي تحدد فترة إعادة التبلور.
- ثم تُرسل القطعة الفولاذية الساخنة إلى مكبس التثقيب، حيث يُشكّل القضيب المستطيل إلى أسطوانة مجوفة. في المصطلحات المعدنية، يُطلق على هذه العملية اسم "صنع غلاف". من الناحية البصرية، يبدو الفولاذ الساخن أنبوبًا بالفعل، ولكنه يفتقر إلى الشكل الهندسي والحجم المطلوبين.
- بعد عملية التثقيب، تُرسل القطعة إلى عدة بكرات تقوم بعملية التشكيل الحراري. تُمنح القطعة المُسخّنة القطر والسماكة الجدارية المطلوبين. وخلال عملية الدرفلة، تتعرض القطعة أيضًا للتمدد.
- بعد عملية الدرفلة، يجب تبريد قطعة العمل بالماء وإخضاعها أيضًا لمعايرة التحكم.
- اكتملت العملية. كل ما تبقى هو تقطيع المنتج النهائي إلى قطع وتخزينه.
فيديو
- GOST 8732-78
- تم تحديد القطر: الحد الأدنى 20 مم، والحد الأقصى 550 مم.
- سمك الجدار من 2.5 مم إلى 75 مم.
- الطول: الحد الأدنى 4 أمتار، والحد الأقصى 12.5 متر. بعض الشركات المصنعة تقدم أحجامًا مخصصة مع مراعاة بعض التفاوتات.
- لا تتجاوز نسبة التفاوت المسموح بها في الانحناء 20 مليمترًا لكل متر، ولا تتجاوز 2 إلى 4 مليمتر للجدران، وذلك حسب الحجم.
- يوجد أيضًا حد أقصى للانحراف عن القطر الخارجي.
تشكيل بارد سلسيتم إنتاجه عن طريق السحب. تستخدم هذه العملية أنبوبًا مدلفنًا على الساخن، والذي يمر عبر آلة دلفنة الأنابيب.
تتميز درجات الحرارة المستخدمة في تشكيل الفولاذ بانخفاضها، حيث لا تتجاوز 450 درجة مئوية. وتتيح تقنية التشكيل على البارد إنتاج قضبان ذات أقطار صغيرة وجدران رقيقة، مع قياس دقيق للسمك. وتضمن هذه التقنية جودة سطح عالية للمنتج.
فيديو
تتشابه طريقة التشكيل على البارد مع طريقة التشكيل على الساخن، ولكن هناك نقطتان رئيسيتان:
- بعد مرورها عبر آلة التثقيب، يجب تبريد "الغلاف" الفولاذي في الماء. تُجرى العملية اللاحقة عند درجات حرارة منخفضة، حيث تكون قطعة العمل أقل مرونة. لذا، فالاسم يُشير إلى ذلك. مع ذلك، تُولّد درجات الحرارة المنخفضة أثناء العملية كمية لا بأس بها من الحرارة.
- قبل المعايرة النهائية، تتضمن عملية التشكيل على البارد تلدينًا أوليًا. بمعنى آخر، يُعاد تسخين "الكم" حتى يحدث إعادة التبلور، ثم يُترك ليبرد. ما أهمية ذلك؟ لأنه يُكسب المعدن مرونةً وصلابةً، ويُخفف أيضًا من الإجهاد الداخلي.
- GOST 8734-75
- يُسمح بوجود انحرافات طفيفة أو اختلافات في سمك جدار الأنبوب.
- بالنسبة لانتقال انحناء مقطع المنتج، لا يتجاوز الخطأ لكل متر 3 مليمترات للأنابيب الملفوفة ذات الجدران الرقيقة. أما بالنسبة للأنابيب الملفوفة متوسطة السماكة، فلا يتجاوز الخطأ لكل متر 2 مليمتر.
- لا تتم المعالجة الحرارية النهائية بموجب اتفاق فردي مع العميل، بل هي إلزامية وفقًا للمعايير.
كيف يتم تصنيف هذه المنتجات؟
من الناحية العملية، يتم تصنيف أنواع الأنابيب الملفوفة المماثلة وفقًا لطرق الإنتاج وسمك الجدار.
فيديو
تتميز الطرق التالية بما يلي:
- لحام كهربائي ذو درزة مستقيمة.
- ملحومة كهربائياً بوصلة حلزونية.
- تشكيل حراري سلس.
- مُشكّلة بالدرفلة الباردة والتشكيل الحراري بدون لحام.
يتم دمج الطريقتين الأخيرتين في معيار مشترك.
حسب سمك الجدار:
- جدران سميكة للغاية؛
- ذات جدران سميكة؛
- ذات جدران رقيقة؛
- ذات جدران رقيقة للغاية.
جميع الاختلافات تعود إلى الاختلاف في الأقطار الخارجية وسماكة الجدران.
طلاء مضاد للتآكلإما أن يكون إلزاميًا أو غير مطلوب على الإطلاق. علاوة على ذلك، لا تتوفر عملية الجلفنة إلا لأنابيب المياه والغاز والأنابيب الملحومة كهربائيًا ذات اللحام المستقيم. يُسمح بالجلفنة على أي نوع من أنواع الفولاذ، المصنّع بأي طريقة إنتاج.
أين يُستخدم؟
تتميز أنابيب الصلب غير الملحومة عالية الضغط بقوة شد استثنائية وهي مانعة للتسرب. وتُعد الأنابيب غير الملحومة ذات الجدران السميكة مناسبة للإنتاج.
تُعدّ هذه المنتجات مثالية للأنظمة الهيدروليكية. لرفع صندوق الشاحنة، يلزم وجود مكبس يُضخّ الزيت داخله تحت ضغط عالٍ. ويُعدّ استخدام مادة غير ملحومة أمرًا ضروريًا لمثل هذا المكبس.
فيديو
صناعة الطاقةلا يقتصر انتقال الحرارة على التدفئة من الغلايات. يمكن توصيل الحرارة إلى المستهلك عبر شبكة التدفئة الرئيسية، تمامًا مثل الماء الساخن. تتطلب مصارف الحرارة في الغلايات (الشاشات والحواجز) مادة قادرة على تحمل البخار شديد التسخين واللهب.
تعتمد مقاومة التمزق الحرجة الناتجة عن الضغط الداخلي على سُمك المشتت الحراري. كما يُعدّ العمر الافتراضي عاملاً مهماً. فبدون عنصر عالي الجودة ومتكامل، يستحيل ضمان استمرارية التدفئة طوال الموسم.
صناعة النفطتُستخدم الأنابيب ذات الضغط العالي في الآبار، وأنابيب التغليف، وضخ الموارد الطبيعية، ونقل خطوط الأنابيب.
يجب أن يتحمل المنتج الجيد عوامل عديدة، بما في ذلك حركة الأرض. وبالطبع، لا يمكن إلا لأنابيب عالية الجودة أن توفر عمرًا تشغيليًا طويلًا وخاليًا من الأعطال.
يمكنها تحمل ضغوط تصل إلى عشرات ومئات الأجواء. وكلما زاد عمق الآبار، زادت الأحمال. ويتحمل الفولاذ ضغوطًا عالية جدًا ويقاوم سماكة التربة.
صناعات السيارات والطيران وبناء السفنفي القطاعات المذكورة، هناك طلب على الأنابيب غير الملحومة ذات الجدران الرقيقة والوزن الأدنى.
نتيجةنعتبر هذا بمثابة مقدمة لنا عن أنابيب الصلب عالية الضغط. تتوفر معلومات (تقنية) أكثر تفصيلاً في معايير GOST.
