ضبط موضع ملف الحث لأنبوب فولاذي ذي لحام مستقيم وتحسين نقائه

ضبط موضع ملف الحث عالي التردد الخاص بـأنبوب فولاذي ذو لحام مستقيم:
يتناسب تردد الإثارة لأنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم عكسيًا مع الجذر التربيعي للسعة والحث في دائرة الإثارة، أو طرديًا مع الجذر التربيعي للجهد والتيار. بتغيير السعة أو الحث أو الجهد والتيار في الدائرة، يمكن تغيير تردد الإثارة للتحكم في درجة حرارة اللحام. بالنسبة للفولاذ منخفض الكربون، تُضبط درجة حرارة اللحام عند 1250-1460 درجة مئوية، ما يفي بمتطلبات اختراق جدار الأنبوب بسماكة 3-5 مم. إضافةً إلى ذلك، يمكن ضبط درجة حرارة اللحام أيضًا عن طريق تعديل سرعة اللحام.

يجب أن يكون ملف الحث عالي التردد أقرب ما يمكن إلى موضع بكرة الضغط. فإذا كان ملف الحث بعيدًا عن بكرة البثق، يطول زمن التسخين الفعال، وتتسع المنطقة المتأثرة بالحرارة، وتقل قوة خط اللحام؛ وإلا، فلن يتم تسخين حافة خط اللحام بشكل كافٍ، وسيكون الشكل بعد البثق رديئًا. المعاوقة عبارة عن قضيب مغناطيسي واحد أو مجموعة من القضبان المغناطيسية الخاصة بالأنابيب الملحومة. يجب ألا تقل مساحة المقطع العرضي للمعاوقة عادةً عن 70% من القطر الداخلي لأنبوب الصلب. يتولد تأثير التقارب، وتتركز حرارة التيارات الدوامية بالقرب من حافة لحام الأنبوب الخام، مما يؤدي إلى تسخين حافة الأنبوب الخام إلى درجة حرارة اللحام. يتم سحب المعاوقة داخل الأنبوب الخام بواسطة سلك فولاذي، ويجب تثبيت موضعها المركزي نسبيًا بالقرب من مركز بكرة البثق. عند بدء التشغيل، وبسبب الحركة السريعة للأنبوب الخام، يتآكل المقاوم بسبب احتكاك الجدار الداخلي للأنبوب الخام ويحتاج إلى استبداله بشكل متكرر.

بعد تسخين حافتي أنبوب اللحام الخام إلى درجة حرارة اللحام، يُضغط غلاف النفط بواسطة أسطوانة البثق لتشكيل حبيبات معدنية تتداخل وتتبلور لتُكوّن في النهاية لحامًا متينًا. إذا كانت قوة البثق ضعيفة جدًا، سيقل عدد البلورات المتكونة، مما يُضعف معدن اللحام ويُسبب تشققات عند تعرضه للإجهاد، كما سيترك اللحام ندوبًا بعد اللحام والبثق. ولحل هذه المشكلة، تُثبّت الأداة على الإطار، فتقوم الحركة السريعة للأنبوب الملحوم بكشط هذه الندوب. وعادةً لا تتكون نتوءات داخل الأنبوب الملحوم. أما إذا كانت قوة البثق قوية جدًا، فسيُضغط المعدن المنصهر خارج اللحام، مما يُضعف اللحام ويُنتج عددًا كبيرًا من النتوءات الداخلية والخارجية، وقد يُسبب عيوبًا مثل تداخل اللحام.

عندما تكون الحرارة المُدخلة غير كافية، لا تصل حافة اللحام المُسخّنة إلى درجة حرارة اللحام المطلوبة، ويبقى الهيكل المعدني صلبًا، مما يؤدي إلى انصهار غير كامل أو اختراق غير كامل. وعندما تكون الحرارة المُدخلة غير كافية أيضًا، تتجاوز حافة اللحام المُسخّنة درجة حرارة اللحام المطلوبة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفرط. ويتسبب الاحتراق أو التقطير في تكوين ثقب منصهر في اللحام. تتأثر درجة حرارة اللحام بشكل أساسي بالقدرة الحرارية للتيارات الدوامية عالية التردد. ووفقًا للمعادلة ذات الصلة، تتأثر القدرة الحرارية للتيارات الدوامية عالية التردد بشكل أساسي بتردد التيار، وتتناسب هذه القدرة طرديًا مع مربع تردد إثارة التيار. ويتأثر تردد إثارة التيار بجهد الإثارة، وتأثير التيار، والسعة، والحث.

تتميز عملية إنتاج الأنابيب الملحومة ذات اللحام المستقيم بالبساطة، وكفاءة الإنتاج العالية، والتكلفة المنخفضة، والتطور السريع. وتكون قوة الأنابيب الملحومة عمومًا أعلى من قوة الأنابيب الملحومة ذات اللحام المستقيم. ويمكن إنتاج الأنابيب الملحومة ذات الأقطار الأكبر باستخدام قوالب أضيق، بينما يمكن إنتاج الأنابيب الملحومة ذات الأقطار المختلفة باستخدام قوالب متساوية العرض. لكن بالمقارنة مع الأنابيب الملحومة ذات اللحام المستقيم بنفس الطول، يزداد طول اللحام بنسبة تتراوح بين 30 و100%، وتكون سرعة الإنتاج أقل. لذا، يُعتمد اللحام المستقيم في معظم الأنابيب الملحومة ذات الأقطار الصغيرة، بينما يُعتمد اللحام العادي في معظم الأنابيب الملحومة ذات الأقطار الكبيرة.

تُستخدم منتجات الأنابيب الملحومة على نطاق واسع في هندسة إمدادات المياه، وصناعة البتروكيماويات، والصناعات الكيميائية، وصناعة الطاقة الكهربائية، والري الزراعي، والبناء الحضري. وهي من بين 20 منتجًا رئيسيًا طورتها بلادنا. تُستخدم لنقل السوائل: إمدادات المياه والصرف الصحي. لنقل الغاز: الغاز، والبخار، وغاز البترول المسال. ولأغراض إنشائية: كأنابيب للركائز، وكأنابيب للجسور؛ وأنابيب للأرصفة البحرية، والطرق، والمنشآت الإنشائية، وغيرها.

ينتج تسطح وتصدع الأنابيب الملحومة بتردد عالٍ عن تشققات دقيقة ناتجة عن اللحام، ووجود شوائب صلبة وهشة، وبنية خشنة الحبيبات. وللتحكم الأمثل في اللحام، يُقترح مفهوم مؤشر تشقق شوائب اللحام. ويعود السبب الرئيسي لهذه المشكلة إلى عدم كفاية قوة اللحام أو شكله أو ليونته. فعند وجود شوائب صغيرة في لحام التماس تؤثر على مقاومة الصدمات، قد يحدث تصدع اللحام فقط عندما تتسطح الجدران المتقابلة لأنبوب الصلب بالقرب من صندوق الحديد. ولتقليل تصدع اللحام، وتحسين مقاومته، وتقليل شوائبه، كيف يمكن تقليل الشوائب في اللحام؟ أولًا، يجب تحسين نقاء المواد الخام، وتقليل محتوى الفوسفور والكبريت، وتقليل محتوى الشوائب. ثانيًا، يجب فحص حافة شريط الصلب للتأكد من خلوها من الخدوش والصدأ والأوساخ، فهذه العوامل تعيق خروج المعدن المنصهر، وتزيد من احتمالية تكوّن شوائب اللحام. مرة أخرى، من المرجح أن يتسبب عدم انتظام سمك الجدار والنتوءات والانتفاخات في حدوث تقلبات في تيار اللحام ويؤثر على عملية اللحام.