مقارنة بين الأنابيب الفولاذية الحلزونية المجلفنة، والأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم، والأنابيب الفولاذية المجلفنة غير الملحومة

عملية إنتاجأنبوب ملحوم مستقيم مجلفنتُعدّ عملية تصنيع الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم الملحوم بتردد عالٍ، والأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم الملحوم بالقوس المغمور، عمليةً بسيطةً نسبيًا. وتتمثل عمليات الإنتاج الرئيسية في اللحام عالي التردد ذي اللحام المستقيم، واللحام بالقوس المغمور ذي اللحام المستقيم. يتميز اللحام المستقيم بكفاءة إنتاج عالية، وتكلفة منخفضة، وتطور سريع. وتكون قوة الأنابيب المجلفنة الملحومة حلزونيًا أعلى عمومًا من قوة الأنابيب الملحومة ذات اللحام المستقيم. وتُعدّ عملية اللحام بالقوس المغمور هي عملية الإنتاج الرئيسية. يمكن استخدام نفس العرض لإنتاج أنابيب ملحومة بأقطار مختلفة في الأنابيب الفولاذية الحلزونية، كما يمكن استخدام قطع أضيق لإنتاج أنابيب ملحومة بأقطار أكبر. ولكن بالمقارنة مع الأنابيب ذات اللحام المستقيم من نفس الطول، يزداد طول اللحام بنسبة تتراوح بين 30 و100%، وتكون سرعة الإنتاج أقل. لذلك، تُصنع معظم الأنابيب الملحومة ذات الأقطار الصغيرة باستخدام اللحام المستقيم، بينما تُصنع معظم الأنابيب الملحومة ذات الأقطار الكبيرة باستخدام اللحام الحلزوني. تُستخدم تقنية اللحام على شكل حرف T في إنتاج أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم ذات الأقطار الكبيرة في الصناعة، حيث يتم وصل أنابيب الصلب القصيرة ذات اللحام المستقيم مرة أخرى لتشكيل طول يلبي متطلبات المشروع. إلا أن احتمالية وجود عيوب في أنابيب الصلب الملحومة على شكل حرف T تزداد بشكل كبير، كما أن الإجهاد المتبقي الناتج عن اللحام عند خط اللحام يكون مرتفعًا نسبيًا، وغالبًا ما يكون معدن اللحام في حالة إجهاد ثلاثي الأبعاد، مما يزيد من احتمالية حدوث تشققات.

عملية اللحام
فيما يتعلق بعملية اللحام، فإن طريقة لحام الأنابيب الملحومة حلزونياً المجلفنة هي نفسها طريقة لحام الأنابيب الفولاذية الملحومة مستقيماً المجلفنة، ولكن الأنابيب الملحومة مستقيماً ستحتوي حتماً على العديد من اللحامات على شكل حرف T، لذلك فإن احتمالية حدوث عيوب في اللحام تزداد بشكل كبير، كما أن الإجهاد المتبقي في اللحامات على شكل حرف T يكون كبيراً نسبياً، وغالباً ما يكون معدن اللحام في حالة إجهاد ثلاثية الأبعاد، مما يزيد من احتمالية حدوث تشققات.

قوة انفجار الضغط الساكن
من خلال اختبارات مقارنة مناسبة، تبيّن أن ضغط الخضوع للأنبوب الملحوم حلزونيًا والأنبوب الملحوم طوليًا يتوافق مع القيم المقاسة والنظرية لضغط الانفجار، مع تقارب كبير بينهما. إلا أن ضغط الخضوع أو ضغط الانفجار في الأنبوب الملحوم حلزونيًا أقل منه في الأنبوب الملحوم طوليًا. كما أظهر اختبار التفجير أن معدل التشوه المحيطي لفتحة التفجير في الأنبوب الملحوم حلزونيًا أكبر بكثير من نظيره في الأنبوب الملحوم طوليًا. وهذا يُثبت أن قدرة الأنبوب الملحوم حلزونيًا على التشوه اللدن أفضل من قدرة الأنبوب الملحوم طوليًا، وأن فتحة التفجير محدودة عمومًا بخطوة واحدة، ويعود ذلك إلى تأثير التقييد القوي للحام الحلزوني على تمدد الشق.

المتانة ومقاومة الإجهاد
يتجه تطوير خطوط الأنابيب نحو استخدام أنابيب ذات قطر كبير وقوة عالية. ومع زيادة قطر الأنابيب الفولاذية وتحسين نوعية الفولاذ المستخدم، يزداد ميل طرف الكسر المرن إلى التوسع تدريجيًا. ووفقًا لاختبارات أجرتها مؤسسات بحثية متخصصة في الولايات المتحدة، فإنه على الرغم من تساوي الأنابيب الملحومة حلزونيًا والأنابيب الملحومة طوليًا في المستوى، إلا أن الأنابيب الملحومة حلزونيًا تتمتع بمقاومة صدمات أعلى. وتشير نتائج القياس إلى أن مقاومة الإجهاد للأنابيب الملحومة حلزونيًا المجلفنة مماثلة لمقاومة الإجهاد للأنابيب غير الملحومة المجلفنة والأنابيب الملحومة بالمقاومة، كما أن بيانات الاختبار موزعة في نفس نطاق الأنابيب غير الملحومة والأنابيب الملحومة بالمقاومة، وهي أعلى من مقاومة الإجهاد للأنابيب الملحومة بالقوس المغمور التقليدية.