نقاط يجب مراعاتها في تكنولوجيا لحام الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم وتقنيات توسيع القطر

في عملية اللحام المتذبذب لـأنابيب فولاذية ذات لحام مستقيميكون تيار اللحام في هذه الطريقة أعلى قليلاً من تيار اللحام في طرق اللحام التقليدية. ثانياً، يُحدد طول امتداد قطب التنجستن في اللحام التذبذبي لأنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم وفقاً لسمك جدار الأنبوب، ويتراوح عادةً بين 4 و5 مم. كما يكون معدل تدفق غاز الأرجون أعلى قليلاً من معدل تدفقه في طرق اللحام التقليدية، ويتراوح بين 8 و10 لتر/دقيقة تقريباً. وأخيراً، تبلغ سعة التذبذب في اللحام التذبذبي لأنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم 2 مم من الحافة غير الحادة للشطف على جانبي منطقة الانصهار. يجب أن تتناسق اليدان اليمنى واليسرى بمرونة، وأن تتذبذبا بانتظام، وأن تُغذّيا السلك بانتظام. تُستخدم تقنية اللحام التذبذبي لأنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم بشكل عام في لحام أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم ذات الجدران السميكة. تختلف المعايير الفنية للحام أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم باستخدام طريقة اللحام التذبذبي قليلاً عن طريقة اللحام المستقيم التقليدية. أولاً، يكون طرف فوهة لحام قوس الأرجون أكثر سمكاً قليلاً من طرف فوهة اللحام في طريقة اللحام المستقيم التقليدية. ثانيًا، تختلف فجوة تجميع وصلة اللحام أيضًا. فعلى سبيل المثال، في وصلة لحام φ89×5 00Cr19Ni10، تتراوح الفجوة في طريقة اللحام المستقيم التقليدية بين 0 و3 مم، بينما تبلغ 4 مم في طريقة اللحام المتذبذب. كما تختلف مواصفات اللحام أيضًا.

تُعدّ عملية توسيع أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم تقنيةً لمعالجة الضغط، تستخدم أساليب هيدروليكية أو ميكانيكية لتطبيق قوة من الجدار الداخلي للأنبوب، مما يؤدي إلى تمدده شعاعيًا نحو الخارج. وتُعتبر الأساليب الميكانيكية أبسط وأكثر كفاءة من الأساليب الهيدروليكية، وتُستخدم في عمليات توسيع العديد من خطوط أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم ذات الأقطار الكبيرة حول العالم. وتتلخص العملية فيما يلي: يستخدم التوسيع الميكانيكي كتلًا مجزأة على شكل مروحة في نهاية آلة التوسيع للتمدد شعاعيًا، مما يؤدي إلى تشوه الأنبوب الخام بشكل تدريجي على طوله، وصولًا إلى تحقيق التشوه اللدن على كامل طول الأنبوب. وتتكون هذه العملية من خمس مراحل:
1. مرحلة التقويس الأولية: تنفتح القطع المروحية الشكل حتى تلامس جميعها الجدار الداخلي للأنبوب الفولاذي. عند هذه النقطة، تكون أنصاف أقطار جميع النقاط داخل الدائرة الداخلية للأنبوب الفولاذي ضمن طول الخطوة متساوية تقريبًا، وبذلك يكون الأنبوب الفولاذي قد حقق التقويس الأولي.
2. مرحلة القطر الداخلي الاسمي: تعمل الكتل ذات الشكل المروحي على تقليل سرعتها من الوضع الأولي حتى تصل إلى الوضع المطلوب، وهو وضع المحيط الداخلي المرغوب فيه للأنبوب النهائي.
3. مرحلة تعويض الارتداد. تبدأ كتلة القطاع في التباطؤ أكثر من موضعها في المرحلة 2 حتى تصل إلى الموضع المطلوب، وهو موضع المحيط الداخلي لأنبوب الصلب قبل الارتداد كما هو مطلوب في تصميم العملية.
4. مرحلة تثبيت الضغط. يبقى قطاع الكتلة ثابتًا عند موضع المحيط الداخلي لأنبوب الصلب قبل ارتداده لفترة من الزمن. هذه هي مرحلة تثبيت الضغط المطلوبة للمعدات وعملية التمدد.
5. مرحلة التفريغ والانكماش. ينكمش قطاع الكتلة بسرعة من موضعه المحيطي الداخلي قبل ارتداده حتى يصل إلى موضع التمدد الأولي. هذا هو الحد الأدنى لقطر انكماش قطاع الكتلة المطلوب لعملية التمدد.

ما هي مزايا استخدام أنابيب الصلب ذات اللحامات المستقيمة لنقل السوائل؟
1. انخفاض تكاليف البنية التحتية: بالمقارنة مع النقل بالسكك الحديدية، يمكن تقليل تكاليف البنية التحتية بمقدار الثلث، في حين أن سعة النقل تبلغ ضعف سعة السكك الحديدية.
2. سهولة البناء وسرعة البناء: يتم وضعها تحت الأرض بشكل عام، وهي موثوقة وقابلة للتكيف مع مختلف التضاريس.
3. انخفاض تكاليف النقل والتشغيل: يُمكن تحقيق درجة عالية من الأتمتة. بالمقارنة مع وسائل النقل الأخرى، يُعدّ نقل الأنابيب الفولاذية ذات اللحامات المستقيمة غير مكلف، حيث تبلغ تكاليف الشحن عُشر تكلفة النقل بالسكك الحديدية ونصف تكلفة النقل المائي تقريبًا.

تتزايد حاليًا نسبة النفط والغاز المنقولين عبر أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم عالميًا، حيث تمثل ما يقارب 75% إلى 95% من إجمالي حجم النفط والغاز. كما يتسع نطاق المواد المنقولة ليشمل، بالإضافة إلى النفط والغاز، مختلف المواد الخام والمنتجات الكيميائية. وتُجرى حاليًا أبحاثٌ حول استخدام أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم لنقل المواد الصلبة.

ما هي خصائص أنابيب الصلب الملحومة مقارنة بأنابيب الصلب غير الملحومة؟
1. عملية إنتاج أبسط.
2. معدات أقل، وهيكل أبسط، ووزن أخف، وأسهل في تحقيق الإنتاج المستمر والآلي والميكانيكي.
3. خفض تكلفة المنتج.
4. مجموعة واسعة من المواصفات القابلة للتطبيق، القطر 6-3100 مم، سمك الجدار 0.3-35 مم.

تُعدّ عمليتا التشكيل واللحام من العمليات الأساسية في إنتاج أنابيب الصلب الملحومة. وتُصنّف طرق إنتاج أنابيب الصلب الملحومة وفقًا لخصائص هاتين العمليتين. وبناءً على طريقة اللحام، يمكن تقسيمها إلى أربعة أنواع: اللحام في الفرن، واللحام الكهربائي، واللحام بالغاز، واللحام الكهربائي بالغاز.
1. لحام الفرن: يُقسم لحام الفرن، بناءً على شكل خط اللحام، إلى لحام تراكبي ولحام طرفي. وينقسم اللحام الطرفي بدوره إلى سحب ودرفلة. السحب: يُستخدم نوعان من المعدات: آلات لحام الفرن المتسلسل وآلات لحام الفرن المستمر. أما الدرفلة فتتم باستخدام مطاحن الدرفلة المستمرة.
٢. اللحام الكهربائي: ينقسم اللحام الكهربائي إلى ثلاثة أنواع: اللحام التلامسي، واللحام الحثي، واللحام القوسي. وينقسم اللحام التلامسي بدوره إلى اللحام المقاوم واللحام الوميضي. أما اللحام القوسي فينقسم إلى اللحام القوسي المفتوح، واللحام القوسي المغمور، واللحام القوسي المحمي. وينقسم اللحام القوسي المغمور بدوره إلى اللحام ذي الخط المستقيم واللحام ذي الخط الحلزوني.
3. اللحام بالغاز: ينقسم اللحام بالغاز إلى لحام الأسيتيلين ولحام غاز الماء. وتنقسم معدات لحام غاز الماء إلى آلات لحام الأنابيب بالضغط الأسطواني وآلات لحام الأنابيب بالضغط المطروق.
4. اللحام بالغاز الكهربائي: اللحام بالغاز الكهربائي هو لحام ذرات الهيدروجين.