عملية لحام الأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير ذات اللحام المستقيم وطريقة إنتاجها

شرح مفصل لعملية لحام الأنابيب الفولاذية ذات القطر الكبير ذات اللحام المستقيم: يُعدّ اللحام الآلي ذو السلكين للأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم تقنية لحام متطورة في السنوات الأخيرة. فبالإضافة إلى خصائص اللحام شبه الآلي بسلك واحد، يتميز هذا النوع من اللحام بتركيز الطاقة وكفاءة الترسيب العالية. يتم تزويد السلكين الرئيسي والمساعد بتيار اللحام من خلال مصدرين منفصلين للطاقة، قابلين للتعديل بشكل مستقل، مما يتيح الوصول إلى أفضل إعدادات ممكنة لمعايير عملية اللحام. يتم الحفاظ على المسافة وزاوية اللحام بين السلكين بشكل دائم، مما يقلل بشكل فعال من التداخل الكهرومغناطيسي بين القوسين، ويمنح اللحام خصائص ثابتة وديناميكية ممتازة. يعتمد مصدرا الطاقة المنفصلان على برنامج خاص باللحام لتنسيق وتزويد السلكين الرئيسي والمساعد بالطاقة. في الوقت نفسه، ينصهر السلكان الرئيسي والمساعد، وينتقل المعدن الانتقالي إلى منطقة اللحام لتشكيل حوض منصهر مستقر، مما يضمن قوة وصلة اللحام. لا يقتصر الأمر على استخدام مصادر طاقة اللحام التقليدية ذات القطب المنصهر لتحقيق اللحام، بل يساهم أيضًا في تقليل تكاليف المعدات، وجعل حرارة اللحام مركزة للغاية، وسرعة الترسيب سريعة، وكفاءة اللحام عالية، والتشوه بعد اللحام صغير، وكثافة العمل منخفضة، وتحسين تنظيم وأداء لحام الأنابيب الفولاذية ذات الدرزة المستقيمة بشكل فعال، وخاصة بالنسبة للحام المواد ذات الموصلية الحرارية العالية، حيث يكون تأثير تركيز الطاقة متميزًا.

1. التحكم في فجوة اللحام: تُغذى الشريحة إلى وحدة أنابيب الصلب الملحومة، وبعد دحرجتها عدة مرات على بكرات، تُلف الشريحة تدريجيًا لتشكيل أنبوب دائري ذي فجوة مفتوحة. يُضبط مقدار ضغط بكرة البثق للتحكم في فجوة اللحام لتكون بين 1 و3 مم، بحيث يكون طرفا اللحام متساويين. إذا كانت الفجوة كبيرة جدًا، يقل تأثير التقارب، وتكون حرارة التيارات الدوامية غير كافية، ويكون الترابط بين البلورات في اللحام ضعيفًا، مما يؤدي إلى تشوه أو تشقق. أما إذا كانت الفجوة صغيرة جدًا، فيزداد تأثير التقارب، وتكون حرارة اللحام كبيرة جدًا، مما يتسبب في احتراق اللحام؛ أو قد يتشكل في اللحام حفرة عميقة بعد البثق والدحرجة، مما يؤثر على سطح اللحام.
2. التحكم في درجة حرارة اللحام: عندما تكون الحرارة المدخلة غير كافية، لا يمكن لحافة اللحام المسخن أن تصل إلى درجة حرارة اللحام، ويبقى الهيكل المعدني صلبًا، مما يؤدي إلى تشويش أو اختراق غير كامل؛ عندما تكون الحرارة المدخلة غير كافية، تتجاوز حافة اللحام المسخن درجة حرارة اللحام، مما يؤدي إلى احتراق زائد أو قطرات منصهرة، مما يتسبب في تكوين ثقب منصهر في اللحام.
3. ضبط موضع ملف الحث عالي التردد: يجب أن يكون ملف الحث عالي التردد أقرب ما يمكن إلى موضع أسطوانة البثق. فإذا كان ملف الحث بعيدًا عن أسطوانة البثق، يزداد وقت التسخين الفعال، وتتسع المنطقة المتأثرة بالحرارة، وتقل قوة اللحام؛ وعلى العكس، لا يتم تسخين حافة اللحام بشكل كافٍ، ويكون التشكيل رديئًا بعد البثق.
4. التحكم في ضغط البثق: بعد تسخين طرفي قطعة الصلب الملحومة ذات القطر الكبير إلى درجة حرارة اللحام، وتحت ضغط أسطوانة البثق، تتشكل حبيبات معدنية متجانسة تتداخل وتتبلور، لتكوّن في النهاية لحامًا متينًا. إذا كان ضغط البثق منخفضًا جدًا، يقل عدد البلورات المتجانسة المتشكلة، مما يقلل من قوة معدن اللحام ويؤدي إلى ظهور تشققات. أما إذا كان ضغط البثق مرتفعًا جدًا، فسيُضغط المعدن المنصهر خارج أنبوب الصلب الملحوم، مما لا يقلل من قوة اللحام فحسب، بل يُنتج أيضًا عددًا كبيرًا من النتوءات الداخلية والخارجية، وقد يتسبب في عيوب مثل تداخل اللحام.
٥. المعاوقة عبارة عن قضيب مغناطيسي خاص يُستخدم في لحام الأنابيب الفولاذية، سواءً كانت منفردة أو ضمن مجموعة. يجب ألا تقل مساحة المقطع العرضي للمعاوقة عادةً عن ٧٠٪ من مساحة المقطع العرضي للقطر الداخلي للأنبوب الفولاذي. وتتمثل وظيفتها في جعل ملف الحث وحافة لحام الأنبوب والقضيب المغناطيسي يشكلون حلقة حث كهرومغناطيسي، مما يُحدث تأثير تقارب، حيث تتركز حرارة التيارات الدوامية بالقرب من حافة لحام الأنبوب، فتسخن هذه الحافة إلى درجة حرارة اللحام. تُسحب المعاوقة داخل الأنبوب بواسطة سلك فولاذي، ويجب تثبيت مركزها نسبيًا بالقرب من مركز بكرة البثق. عند تشغيل الماكينة، وبسبب الحركة السريعة للأنبوب، تتعرض المعاوقة لتآكل كبير نتيجة احتكاكها بالجدار الداخلي للأنبوب، مما يستدعي استبدالها بشكل متكرر.
٦. بعد اللحام والبثق، ينتج عن اللحام آثار لحام، والتي يجب تثبيتها على الإطار. وتتمثل الطريقة في تثبيت الأداة على الإطار وكشط آثار اللحام بحركة سريعة لأنبوب الصلب الملحوم. وعادةً لا توجد نتوءات داخل أنبوب الصلب الملحوم.

طريقة إنتاج أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم ذات القطر الكبير:
١. مقدمة لعملية إنتاج أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم ذات القطر الكبير: آلة اللف ← آلة فك اللف ← آلة فك اللف ← آلة التغذية والتسوية ← التمركز باستخدام أسطوانة رأسية ← القص واللحام ← التحكم في موضع الشريط (باستخدام أسطوانة رأسية مزدوجة الرأس) ← القص القرصي ← التحكم في موضع الشريط (باستخدام أسطوانة رأسية مزدوجة الرأس) ← آلة التفريز (تفريز دقيق لأخدود على شكل حرف X) ← أسطوانة رأسية مزدوجة الرأس ← تنظيف مخلفات سطح الشريط ← أسطوانة رأسية مزدوجة الرأس ← آلة التوصيل ← إدخال الشريط والتحكم في موضعه ← آلة التشكيل ← اللحام الداخلي ← اللحام الخارجي ← جهاز تقويم أنابيب الصلب ← القطع بالبلازما ← مخرج أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم
2. شرح مفصل لعملية إنتاج الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم
1) أعمال التشكيل المسبق لأنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم ذات القطر الكبير: تتكون المواد الخام من لفائف شرائطية وأسلاك لحام ومواد مساعدة على اللحام. تخضع هذه المواد لفحوصات فيزيائية وكيميائية دقيقة قبل استخدامها. يتم وصل طرفي الشريط بشكل طرفي، ويُستخدم لحام القوس المغمور بسلك واحد أو سلكين. بعد لف أنبوب الصلب، يُستخدم لحام القوس المغمور الآلي لإجراء عمليات اللحام التصحيحية.
٢) عملية تشكيل الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم ذات القطر الكبير: يُتحكم بضغط أسطوانة الزيت على جانبي الناقل بواسطة مقياس ضغط كهربائي لضمان نقل الشريط بسلاسة. بما أن الآلة الرئيسية موضوعة في المنتصف، يجب فحص البكرات الرأسية وضبطها بشكل متكرر (خاصة قبل وبعد رأس التشكيل) لضمان أن حافة الشريط تتبع المسار المحدد للعملية بدقة وتمر عبر نقطة التعشيق المصممة. استخدم بكرات تحكم خارجية أو داخلية للتحقق من أن محيط الأنبوب الفولاذي، وشكله البيضاوي، واستقامته، وما إلى ذلك، تفي بالمتطلبات القياسية. إذا لم تكن كذلك، استمر في الضبط حتى يتم استيفاء المتطلبات.
3) عملية لحام الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم ذات القطر الكبير: يُستخدم جهاز للتحكم في فجوة اللحام لضمان مطابقتها لمتطلبات اللحام. ويتم التحكم بدقة في قطر الأنبوب، وعدم المحاذاة، وفجوة اللحام. كما يجب مراقبة حالة اللحام المتشكل باستمرار. في حال وجود عدم محاذاة أو فتح في اللحام، وما إلى ذلك، يجب ضبط زاوية المحور الخلفي بدقة في الوقت المناسب لضمان التشكيل. وعندما يكون الوضع غير طبيعي، يجب فحص عرض شريط الفولاذ، وحالة الانحناء المسبق للحافة، وموضع خط التسليم، وزاوية البكرة الصغيرة، وما إلى ذلك، بحثًا عن أي تغييرات، واتخاذ الإجراءات التصحيحية في الوقت المناسب. في الوقت الحالي، يتم تنفيذ جميع عمليات اللحام الداخلي والخارجي لأنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم في خبي بواسطة ماكينات اللحام الكهربائية من نوع لينكولن للحام القوسي المغمور بسلك واحد أو سلكين، وذلك للحصول على لحام مستقر. يجب على مصنعي أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم مراقبة حالة اللحام المتشكل باستمرار. في حال وجود عدم محاذاة أو فتح في اللحام، وما إلى ذلك، يجب ضبط زاوية المحور الخلفي بدقة في الوقت المناسب لضمان التشكيل. عندما يكون الوضع غير طبيعي، يجب فحص عرض العمل لشريط الصلب، وحالة الانحناء المسبق للحافة، وموضع خط التسليم، وزاوية البكرة الصغيرة، وما إلى ذلك، بحثًا عن أي تغييرات، ويجب اتخاذ التدابير التصحيحية في الوقت المناسب.
4) فحص أنابيب الصلب ذات اللحامات المستقيمة ذات الأقطار الكبيرة: تُفحص جميع اللحامات بواسطة أجهزة كشف العيوب الأوتوماتيكية ذات الموجة المستمرة لضمان تغطية كاملة بنسبة 100% لاختبارات اللحامات الحلزونية دون إتلافها. في حال وجود أي عيوب، يُطلق إنذار تلقائي وتُعلّم الأنابيب بعلامات، ويقوم عمال الإنتاج بتعديل معايير العملية في أي وقت لإزالة العيوب فورًا. عندما يكون القطر الاسمي D ≥ 426 مم، يجب إصلاح العيوب الداخلية لأنبوب الصلب ولحامها من الداخل؛ وعندما يكون D ≤ 426 مم، يُسمح بإصلاح العيوب الداخلية من الخارج. تُصقل اللحامات بعد الإصلاح، ويجب أن يكون سُمك الجدار المتبقي بعد الصقل ضمن نطاق التفاوت المسموح به. قبل دخول أنبوب الصلب المُصلح إلى المرحلة التالية، يجب فحصه بدقة للتأكد من عدم وجود أي عيوب لم يتم اكتشافها. ولا يُسمح بنقله إلى المرحلة التالية إلا بعد التأكد من ذلك. تُفحص جميع وصلات اللحام التناكبي والأنابيب عند تقاطع وصلات حرف T مع اللحامات الحلزونية باستخدام الأشعة السينية التلفزيونية أو الفيلمية. يخضع كل أنبوب فولاذي لاختبار الضغط الهيدروستاتيكي، ويتم إحكام غلق الضغط شعاعيًا. يُتحكم بدقة في ضغط الاختبار ومدته بواسطة جهاز كشف ضغط الماء الميكروي الخاص بالأنابيب الفولاذية. تُطبع معايير الاختبار وتُسجل تلقائيًا.