طرق تشكيل وأنواع وصلات الأنابيب الفولاذية ذات الأقطار الكبيرة

تُعدّ عمليات إنتاج الأنابيب الفولاذية ذات الأقطار الكبيرة في بلدي حاليًا هي الأنابيب المدرفلة على الساخن والأنابيب الممددة على الساخن. تتراوح أكبر مواصفات الأنابيب الفولاذية غير الملحومة الممددة على الساخن بين 325 مم و1220 مم، بينما يصل سُمكها الأقصى إلى 120 مم. تُنتج هذه الأنابيب أحجامًا غير قياسية. وتُعرف هذه الأنابيب باسم الأنابيب الممددة على الساخن، وهي عبارة عن أنابيب فولاذية ذات كثافة منخفضة نسبيًا ولكنها قابلة للانكماش بشكل كبير، حيث يتم تمديدها عن طريق الدرفلة المائلة أو السحب. وتُعدّ عملية التشطيب الأولي للأنابيب عمليةً لزيادة سُمك الأنابيب الفولاذية في فترة زمنية قصيرة، مما يُنتج أنواعًا خاصة وغير قياسية من الأنابيب غير الملحومة، وتتميز بانخفاض تكلفتها وارتفاع كفاءتها الإنتاجية. وهي تمثل الاتجاه السائد حاليًا في مجال درفلة الأنابيب.

تُعرف الأنابيب الفولاذية ذات الأقطار الكبيرة أيضًا باسم الأنابيب الفولاذية المجلفنة ذات الأقطار الكبيرة، وهي عبارة عن أنابيب فولاذية ملحومة مطلية بطبقات من الزنك بالغمس الساخن أو بالطلاء الكهربائي. يُحسّن الجلفنة مقاومة الأنابيب الفولاذية للتآكل ويُطيل عمرها الافتراضي. تُستخدم الأنابيب المجلفنة على نطاق واسع، فإلى جانب استخدامها كأنابيب نقل للسوائل العامة منخفضة الضغط مثل الماء والغاز والنفط، تُستخدم أيضًا كأنابيب آبار النفط وخطوط أنابيب النفط في صناعة البترول، وخاصة في حقول النفط البحرية، وفي سخانات النفط، ومبردات المكثفات، وتقطير الفحم، وأنابيب مبادلات النفط لمعدات التكويك الكيميائي، بالإضافة إلى ركائز أنابيب الركائز وإطارات الدعم لأنفاق المناجم.

أولاً، طرق تشكيل أنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة:
1. طريقة التمديد بالدفع الساخن: تتميز معدات التمديد بالدفع بالبساطة، وانخفاض التكلفة، وسهولة الصيانة، والاقتصاد، والمتانة، كما أن مواصفات المنتج مرنة. إذا كنت بحاجة إلى تحضير أنابيب فولاذية ذات أقطار كبيرة ومنتجات مماثلة، فكل ما عليك فعله هو إضافة بعض الملحقات. وهي مناسبة لإنتاج أنابيب فولاذية متوسطة ورفيعة الجدران ذات أقطار كبيرة، ويمكنها أيضًا إنتاج أنابيب فولاذية سميكة الجدران لا تتجاوز قدرة المعدات.
٢. طريقة البثق الساخن: تتطلب هذه الطريقة تشكيل المادة الخام قبل عملية البثق. عند بثق الأنابيب التي يقل قطرها عن ١٠٠ مم، يكون الاستثمار في المعدات منخفضًا، وهدر المواد ضئيلًا، والتكنولوجيا ناضجة نسبيًا. مع ذلك، بمجرد زيادة قطر الأنبوب، تتطلب طريقة البثق الساخن معدات ذات قدرة عالية وحمولة كبيرة، كما يجب تحديث نظام التحكم الخاص بها.
3. طريقة الدرفلة بالثقب الساخن: تعتمد هذه الطريقة بشكل أساسي على التمديد الطولي والتمديد المائل. تشمل طرق التمديد الطولي درفلة الأنابيب المستمرة باستخدام مغزل محدود، ودرفلة الأنابيب المستمرة باستخدام مغزل محدود ذي إطار أقل، ودرفلة الأنابيب المستمرة باستخدام مغزل محدود بثلاث بكرات، ودرفلة الأنابيب المستمرة باستخدام مغزل عائم. تتميز هذه الطرق بكفاءة إنتاجية عالية، واستهلاك منخفض للمعادن، وجودة منتجات عالية، وأنظمة تحكم متطورة، ولذا فهي تُستخدم على نطاق واسع بشكل متزايد.

ثانياً، طريقة معالجة الأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير:
1. الدرفلة: تمر قطعة معدنية من أنابيب الصلب ذات القطر الكبير عبر فجوة (بأشكال مختلفة) بين زوج من البكرات الدوارة، وتُعد طريقة المعالجة بالضغط، التي تُقلل من مساحة المقطع العرضي للمادة وتزيد من طولها نتيجة ضغط البكرات، طريقة إنتاج شائعة لأنابيب الصلب ذات القطر الكبير. تُستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي لإنتاج قطاعات وألواح وأنابيب الصلب ذات القطر الكبير. وتنقسم إلى الدرفلة على البارد والدرفلة على الساخن.
٢. التشكيل بالحدادة: طريقة معالجة بالضغط تستخدم قوة الصدم الترددية لمطرقة الحدادة أو ضغط المكبس لتغيير شكل وحجم القطعة المعدنية إلى الشكل والحجم المطلوبين. ينقسم التشكيل بالحدادة عمومًا إلى حداد حر وحداد بالقوالب، ويُستخدم غالبًا لإنتاج مواد كبيرة الحجم، وقطع خام، ومواد أخرى ذات أبعاد مقطع عرضي كبيرة.
3. السحب: هي طريقة معالجة يتم فيها سحب قطعة المعدن المدرفلة (قطاع، أنبوب، منتج، إلخ) من خلال فتحة القالب لتقليل مساحة المقطع العرضي وزيادة الطول. وتُستخدم في الغالب للمعالجة على البارد.
4. البثق: هي طريقة معالجة يتم فيها وضع أنبوب فولاذي ذي قطر كبير في أسطوانة بثق مغلقة، ثم يُضغط على أحد طرفيه، ويُضغط المعدن خارج فتحة القالب المحددة للحصول على منتج نهائي بنفس الشكل والحجم. تُستخدم هذه الطريقة في الغالب لإنتاج أنابيب فولاذية ذات قطر كبير من المعادن غير الحديدية.

ثالثًا، نوع وصلة الأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير:
1. نوع شفة التوصيل السريع لأنابيب الصلب ذات القطر الكبير: يتم إجراء لحام القوس الأرجون الحلقي على الشفة والوصلة المطابقة، ويتم استخدام مشابك سريعة لضغط حشية منع التسرب بين الشفتين للقيام بدور منع التسرب وإكمال وصلة المطابقة.
2. نوع لحام الأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير: يتم إجراء لحام القوس الأرجون الحلقي على وصلات الأنابيب من النوع المقبس المعتاد والمطابقة، مما يؤدي دور الإحكام ويكمل وصلة المطابقة.
3. نوع الضغط لأنبوب الصلب ذي القطر الكبير: يتم إدخال الأنبوب في وصلة الأنبوب، حيث يكون طرفا وصلة الأنبوب عبارة عن أخاديد بارزة على شكل حرف U، ويتم توصيل حلقة منع التسرب المدمجة بواسطة جزء المقبس الخاص بأداة تركيب الأنابيب الخاصة.
4. نوع الضغط لأنابيب الصلب ذات القطر الكبير: أدخل الأنبوب في فتحة وصلة الأنبوب، وقم بربطه بصامولة، واستخدم القوة الحلزونية لضغط غلاف فتحة الأنبوب من خلال حلقة منع التسرب لإحكام إغلاق وصلة الأنبوب وإكمالها.
5. وصلة مخروطية الشكل لأنابيب فولاذية كبيرة القطر: يتم لحام الغلاف الخارجي الملولب بقوس الأرجون الحلقي، ثم يتم توصيل وصلة الأنبوب الداخلية الملولبة بمخروط لإحكام الإغلاق وإتمام الوصلة. يمكن استخدامها في بيئات قاسية مثل حفر الأساسات، ودرجات الحرارة العالية، والضغط العالي.
6. أنبوب فولاذي كبير القطر من نوع الضغط المحدود: يستخدم هذا الأنبوب حلقة لحام ذات حواف أو وصلة، وتكون طريقة التوصيل مرنة أو شبه مرنة. بعد ضغط حلقة منع التسرب المطاطية بنسبة 20-30%، تدخل في تجويف منع التسرب المعدني، وتُستخدم حلقة منع التسرب لحماية عنصر منع التسرب. يمكن استخدامه في بيئات قاسية مثل حفر الأساسات، ودرجات الحرارة العالية، والضغط العالي.
7. وصلات قابلة للانكماش الحراري لأنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة: يمكن استخدام اللحام في الموقع عند توصيل الأنابيب. إذا تعذر إجراء اللحام في الموقع، يمكن استخدام وصلات قابلة للانكماش الحراري لإحكام الإغلاق الإضافي، حيث تنكمش هذه الوصلات بفعل الحرارة لتحقيق إحكام الإغلاق بالانكماش.