تطوير التكنولوجيا وتصنيف أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم

فيما يتعلق بعملية اللحام، فإن طريقة لحام الأنابيب الملحومة حلزونياً وأنبوب فولاذي ذو لحام مستقيمالأمر سيان، لكن الأنابيب الملحومة بخط مستقيم ستحتوي حتماً على العديد من اللحامات على شكل حرف T، مما يزيد بشكل كبير من احتمالية حدوث عيوب في اللحام. كما أن بقايا اللحام عند هذه اللحامات تكون مُعرَّضة لإجهاد كبير، وغالباً ما يكون معدن اللحام في حالة إجهاد ثلاثي الأبعاد، مما يزيد من احتمالية حدوث تشققات. علاوة على ذلك، ووفقاً للوائح الفنية للحام القوسي المغمور، يجب أن يكون لكل لحام نقطة بداية قوس ونقطة نهاية قوس، لكن كل أنبوب ملحوم بخط مستقيم لا يستوفي هذا الشرط عند لحام خط دائري، لذا قد يكون هناك المزيد من عيوب اللحام. عندما يتعرض الأنبوب لضغط داخلي، يتولد عادةً إجهادان رئيسيان على جدار الأنبوب، وهما الإجهاد القطري δ والإجهاد المحوري δ. الإجهاد الناتج δ عند اللحام، حيث α هي زاوية حلزونية اللحام في الأنابيب الملحومة حلزونياً. تكون زاوية اللحام الحلزوني للأنابيب الملحومة حلزونياً عادةً 100 درجة، لذا فإن الإجهاد الكلي عند خط اللحام الحلزوني هو الإجهاد الرئيسي للأنابيب الملحومة بخط مستقيم. وتحت ضغط التشغيل نفسه، يمكن تقليل سمك جدار الأنبوب الملحوم حلزونياً، ذي القطر نفسه، إلى سمك جدار الأنبوب الملحوم بخط مستقيم.

تطوير تكنولوجيا الأنابيب الملحومة ذات اللحام المستقيم:
١. في مرحلة التشكيل الأولي، تُفتح القوالب المروحية الشكل حتى تلامس جميعها الجدار الداخلي للأنبوب الفولاذي. عندئذٍ، تكون أنصاف أقطار جميع النقاط داخل الأنبوب الفولاذي ضمن نطاق الخطوات متقاربة، وبذلك يكون الأنبوب الفولاذي قد بدأ بالاستدارة.
2. في مرحلة القطر الداخلي الاسمي، تبدأ الكتلة ذات الشكل المروحي في تقليل سرعة الحركة من الوضع الأمامي حتى تصل إلى الوضع المطلوب، وهو الوضع المطلوب للمحيط الداخلي للأنبوب النهائي.
3. في مرحلة تعويض الارتداد، تبدأ الكتلة ذات الشكل المروحي بالتحرك بسرعة أقل في المرحلة الثانية حتى تصل إلى الموضع المطلوب. هذا الموضع هو موضع المحيط الداخلي لأنبوب الصلب قبل الارتداد المطلوب وفقًا لتصميم العملية.
٤. في مرحلة تثبيت الضغط والاستقرار، يبقى الشكل المروحي ثابتًا لفترة من الزمن داخل محيط الأنبوب الفولاذي قبل أن يعود إلى وضعه الأصلي. هذه هي مرحلة تثبيت الضغط والاستقرار المطلوبة للمعدات وعملية توسيع القطر.
5. في مرحلة التفريغ والعودة، تبدأ كتلة القطاع في التراجع بسرعة من المحيط الداخلي لأنبوب الصلب قبل أن تعود للخلف، حتى تصل إلى موضع تمدد القطر الأولي، وهو الحد الأدنى لقطر الانكماش لكتلة القطاع المطلوب لعملية تمدد القطر.

تصنيف أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم:
1. الأنابيب الملحومة عالية التردد ذات اللحام المستقيم: هي أنابيب ملحومة تُنتج بشكل مستمر على خط الإنتاج باستخدام لفائف فولاذية كمادة خام، وتعتمد عملية لحام عالية التردد. تتراوح قوة المادة عادةً بين 450 ميجا باسكال، وتشمل المواد المستخدمة J55، L450، X60، Q235، Q345، Q420، وQ460. يتراوح قطر الأنابيب الملحومة طوليًا بين 14 و610 مم، وسماكة جدارها بين 1 و23.8 مم. تعتمد هذه الأنابيب عملية تشكيل مستمرة متعددة المراحل، مما يمنحها كفاءة إنتاجية عالية (سرعة إنتاج تتراوح بين 15 و40 مترًا/دقيقة). يحتوي خط الإنتاج على معدات متكاملة لتحديد المقاسات، والتسوية، والتقريب. وهي مثالية للحام.
2. الأنابيب الملحومة بالقوس المغمور الطولي: تُصنع هذه الأنابيب باستخدام صفيحة فولاذية واحدة كمادة خام، من خلال تشكيلها بتقنية JCO أو UO، ولحامها بالقوس المغمور، أو مزيج من اللحام بالقوس المغمور وعمليات لحام أخرى. ومن الأنواع الشائعة X70 وX80 وX120، وما إلى ذلك. يتراوح قطر هذه الأنابيب بين 406 و1422 مم، وسماكة جدارها بين 8 و44.5 مم. أما بالنسبة لمعالجة حواف اللحام، فتُستخدم عملية طحن الحواف؛ وفيما يتعلق بالتشكيل، فبالإضافة إلى تقنيات JCO وUO التقليدية، يعتمد بعض المصنّعين تقنية التشكيل التدريجي (PFP) وتقنية الثني بالدرفلة (RBE)؛ أما في اللحام، فتُستخدم آلة اللحام المسبق الأوتوماتيكية المزودة بحماية غاز الأرجون أو ثاني أكسيد الكربون، ومعدات لحام بالقوس المغمور داخلية وخارجية خاصة متعددة الأسلاك (4 أسلاك و5 أسلاك)، وجهاز تغذية طاقة بموجة مربعة وجهاز تغذية طاقة بموجة كهربائية. فيما يتعلق بتوسيع القطر، يتم اعتماد التوسيع الميكانيكي للقطر على طول الأنبوب بالكامل؛ أما فيما يتعلق بالفحص، فيجب إجراء الكشف عن العيوب على الخط على اللوحة، ويجب إجراء اختبار هيدروليكي للكشف عن العيوب بالموجات الشعاعية التلقائية على الأنبوب الفولاذي بعد اللحام، ويجب إجراء الكشف الثانوي عن العيوب بالموجات الشعاعية على الخط أو خارج الخط بعد توسيع القطر.

تتمثل عملية السفع الرملي وإزالة الصدأ من الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم في تشغيل شفرة الرش للدوران بسرعة عالية من خلال محرك عالي الطاقة، بحيث يتم رش حبيبات الفولاذ ورمل الفولاذ وقطع أسلاك الحديد والمعادن وغيرها من المواد الكاشطة على سطح الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم تحت قوة الطرد المركزي القوية للمحرك، مما لا يؤدي فقط إلى إزالة الأكسدة والصدأ والأوساخ، بل يمكن للأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم أن تحقق الخشونة الموحدة المطلوبة تحت تأثير الصدمات والاحتكاك العنيف للمواد الكاشطة.

تتمثل عملية السفع الرملي وإزالة الصدأ من الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم في تشغيل شفرة الرش للدوران بسرعة عالية من خلال محرك عالي الطاقة، بحيث يتم رش حبيبات الفولاذ ورمل الفولاذ وقطع أسلاك الحديد والمعادن وغيرها من المواد الكاشطة على سطح الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم تحت قوة الطرد المركزي القوية للمحرك، مما لا يؤدي فقط إلى إزالة الأكسدة والصدأ والأوساخ، بل يمكن للأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم أن تحقق الخشونة الموحدة المطلوبة تحت تأثير الصدمات والاحتكاك العنيف للمواد الكاشطة.

بعد إزالة الصدأ بالرش، لا يقتصر الأمر على زيادة الامتزاز الفيزيائي على سطح الأنبوب، بل يتحسن أيضًا التماسك الميكانيكي بين طبقة مقاومة التآكل وسطح الأنبوب. لذا، تُعد إزالة الصدأ بالرش طريقة مثالية لإزالة الصدأ من خطوط الأنابيب المتآكلة. عمومًا، يُستخدم السفع بالخردق بشكل أساسي لمعالجة السطح الداخلي للأنابيب، ويُستخدم بشكل أساسي لمعالجة السطح الخارجي لأنابيب الصلب ذات اللحامات المستقيمة.