مقارنة بين تقنيات الصب بالقوالب والمواد الكيميائية المستخدمة في تصنيع أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم

أنابيب فولاذية ذات لحام مستقيمتُستخدم منتجاتنا على نطاق واسع في هندسة إمدادات المياه، وصناعة البتروكيماويات، والصناعات الكيميائية، وصناعة الطاقة الكهربائية، والري الزراعي، والبناء الحضري. وهي عشرون منتجًا رئيسيًا طورتها بلادنا. تُستخدم أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم لنقل السوائل: إمدادات المياه والصرف الصحي. كما تُستخدم لنقل الغازات: الغاز، والبخار، وغاز البترول المسال. وتشمل استخداماتها الإنشائية: أنابيب الأساسات، والجسور، والأرصفة، والطرق، وأنابيب هياكل المباني، وغيرها. ويحتاج المستخدمون إلى فهم الفرق بين مهارات صب القوالب والمواد الكيميائية المستخدمة في تصنيع أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم. فيما يلي شرح مفصل:

1. صب الفولاذ ذو اللحام المستقيم: طريقة معالجة بالضغط تستخدم قوة الصدم الترددية لمطرقة التشكيل أو ضغط المكبس لتغيير شكل وحجم البليت الذي نحتاجه.
٢. العجن: هي طريقة لمعالجة الفولاذ، حيث يُوضع المعدن في صندوق عجن مغلق ويُضغط عليه من أحد طرفيه ليخرج من فتحة القالب، ما يُنتج منتجات متجانسة الشكل والحجم. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا في إنتاج الفولاذ غير الحديدي.
3. درفلة الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم: تمر قطعة المعدن الفولاذية عبر الفجوة (بأشكال مختلفة) لزوج من البكرات الدوارة، ويتم تقليل المقطع العرضي للمادة وزيادة الطول بسبب ضغط البكرات.
4. سحب الفولاذ: هي طريقة معالجة يتم فيها سحب قطعة المعدن المدرفلة (مثل الأنابيب أو المنتجات) عبر فتحة القالب لتقليل مساحة المقطع العرضي وزيادة الطول. وتُستخدم معظم هذه الطرق في عمليات التشكيل على البارد.

لم تعد تقنية صب أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم سرًا. ففي ثلاثينيات القرن العشرين، اكتشف الغرب أن الصلب، كغيره من المعادن اللينة غير الحديدية، يمكن تشكيله بالدرفلة. وبمجرد إطلاق هذه التقنية الجديدة، انتشرت بسرعة نظرًا لسهولة تعلمها، وانخفاض تكلفة معدات الإنتاج والتكاليف الأساسية، وتنوع أنواع أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم المنتجة، فضلًا عن موثوقيتها وانتشار استخدامها، ما جعل تطوير هذه التقنية يحظى باهتمام كبير من الباحثين والخبراء. وبعد نحو عشر سنوات، نجحت شركة بريطانية في تطوير مادة تشحيم زجاجية، ما ساهم في انتشار تقنية درفلة أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم بسرعة في مختلف البلدان. ​​قبل ذلك، كانت تقنية إنتاج أنابيب الصلب التقليدية تعتمد على الجرافيت كمادة تشحيم. إلا أن لمواد التشحيم الجرافيتية عيوبًا جوهرية.
1. كفاءة نقل الحرارة عالية، والعزل الحراري ضعيف، ويسخن القالب بسرعة، والتآكل سريع، ومن الصعب لف المنتجات الطويلة.
2. نسبة الكربون في المنتج عالية، والتآكل بين الحبيبات عرضة للحدوث عند إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ، لذلك يجب إزالة طبقة الكربنة بعد الانتهاء، مما سيزيد التكلفة.
3. زيادة الأضرار الناجمة عن التلوث البيئي.

بالمقارنة مع مواد التشحيم الجرافيتية، تتمتع مواد التشحيم الزجاجية لأنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم بالمزايا التالية:
1. كفاءة نقل الحرارة للزجاج منخفضة، ويتم الحفاظ على الحرارة على سطح قطعة العمل بشكل جيد، ويتم ضمان عمر خدمة القالب.
2. إن خاصية التشحيم أعلى بثلاث مرات من خاصية الجرافيت، وتزداد سرعة الإنتاج وعرضه تبعاً لذلك، مما يمكن أن يوسع نطاق المنتجات التي تنتجها آلة الدرفلة.
3. الخصائص الكيميائية لمادة التشحيم الزجاجية مستقرة ولن تسبب عيوبًا في التصميم.
4. يمكن تعديل تركيز الزجاج حسب الرغبة للحصول على خصائص فيزيائية مختلفة (مثل نقطة التليين، واللزوجة، وما إلى ذلك)، للتكيف مع متطلبات المنتج لدرفلة المواد الخام المختلفة.
5. نظيف وصديق للبيئة، بدون آثار جانبية، وبضرر ضئيل على البيئة.
باختصار، يتميز منتج التشحيم الزجاجي بأداء ممتاز وهو أفضل مادة تشحيم لإنتاج أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم.

الطرق الثلاث لضمان النعومة المطلوبة عند إنتاج أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم هي:
1. قالب الدرفلة: تُستخدم نعومة قالب الدرفلة عادةً لضغط مسحوق الزجاج وتحويله إلى حصيرة زجاجية. وبفعل الاحتكاك، يتم تحقيق تأثير التليين بدرجة جيدة، ويتطابق شكل الحصيرة الزجاجية المصنعة مع شكل مخروط مدخل قالب الدرفلة وشكل نهاية الفولاذ.
٢. أسطوانة الدرفلة والمندل: يُستخدم عامل زجاجي لتنعيم أسطوانة الدرفلة والمندل، وهو عبارة عن مسحوق ذو حبيبات صغيرة ودرجة تليين عالية، ويُطلى به السطح الداخلي والخارجي للفولاذ. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لفّ قماش زجاجي على سطح الفولاذ ولفّ شرائط من القماش الزجاجي على المندل.
3. إزالة طبقة الزجاج من سطح الأنابيب الفولاذية: نظرًا لاستخدام مادة تشحيم زجاجية أثناء عملية الدرفلة، تتشكل طبقة رقيقة من الزجاج على السطحين الداخلي والخارجي للأنابيب الفولاذية المدرفلة. هذه الطبقة، مثل الزجاج العادي، صلبة وهشة، وتؤثر على المنتج بعد استخدامه، لذا يجب إزالتها. تشمل طرق الإزالة الطرق الميكانيكية والكيميائية. تتضمن الطرق الميكانيكية المتاحة: التشكيل بالدق، والتبريد بالماء، والتمديد والتقويم. أما في حال استخدام الطريقة الكيميائية لإزالة طبقة الزجاج، فمن المعروف أن الخصائص الكيميائية للزجاج مستقرة نسبيًا، لذا يُفضل استخدام سوائل ذات خصائص حمضية أو قلوية قوية. مع ذلك، فإن طريقة التخليل تُسبب تآكلًا شديدًا لمختلف أنواع الأنابيب الفولاذية، وقد تُسبب تلفًا لسطح الأنبوب، خاصةً الفولاذ الكربوني، لذا فهي غير مجدية اقتصاديًا وغير مناسبة للاستخدام بمفردها. لذلك، يلجأ معظم المصنّعين حاليًا إلى طريقة الإزالة المركبة باستخدام الأحماض والقواعد.