المزايا العملية وتقنية توسيع قطر الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم

بمعنى ما،أنبوب فولاذي ذو لحام مستقيماللحام ذو اللحام المستقيم هو عملية لحام لأنابيب الصلب، وهي معاكسة للحام الحلزوني. يُعدّ لحام أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم شائعًا نسبيًا في السوق نظرًا لبساطة العملية، وانخفاض تكلفة اللحام، وإمكانية تحقيق كفاءة عالية في الإنتاج. علاوة على ذلك، تُستخدم أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم على نطاق واسع، فما هي مزاياها العملية؟ يتم لحام أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم بطريقة لحام موازية للاتجاه الطولي للأنابيب، وهي شائعة الاستخدام. مع نفس القطر والطول، يكون طول اللحام في أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم أقل بكثير، بينما قد يزيد طول اللحام في أنابيب الصلب الحلزونية بأكثر من 30%. نظرًا لطبيعة عملية اللحام، فإن الكفاءة والإنتاجية منخفضة نسبيًا. مع ذلك، بالنسبة لنفس الخامة، يمكن عمومًا الحصول على منتجات بأقطار مختلفة باستخدام اللحام الحلزوني. في المقابل، لا يمكن تحقيق هذه النتيجة في أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم.

يعود انتشار استخدام أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم في السوق إلى خصائصها المميزة. فنظرًا لانخفاض تكلفة عملية اللحام نسبيًا، وإمكانية تصنيعها باستخدام عمليات التشكيل والبثق والدرفلة والسحب، فضلًا عن تحديد مواصفاتها، فإنها توفر نطاقًا واسعًا من التطبيقات. وفي خضمّ الجهود الحثيثة لمكافحة تلوث الهواء، واجهت كبرى شركات إنتاج الصلب في الصين تحديات بيئية متتالية. وفي هذا السياق، يرى بعض المحللين أن الحوكمة البيئية في صناعة الصلب قد دخلت مرحلة التنفيذ. وعلى المدى البعيد، ومع التطور المستمر لمختلف تدابير الحوكمة البيئية، ستُصنّف صناعة أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم كصناعة صديقة للبيئة.

خلال عملية إنتاج الأنابيب الفولاذية، واجهت آلة ضخ اللب بعض المشاكل التقنية، مثل عدم انتظام سماكة جدران المنتجات، والانسداد، وعدم استقامة الأنابيب الداخلية، وتجاوز القطر الخارجي للحدود المسموح بها، وغيرها. يُعدّ تحسين الأنابيب الفولاذية وتسريع وتيرة الإنتاج مسألة بالغة الأهمية. لا تُجدي التجارب المخبرية نفعًا في حل مشاكل الإنتاج، كما أن التجارب الميدانية في الورشة مكلفة للغاية ولا تدوم طويلًا. فضلًا عن ذلك، فإن نتائج تجربة أو اثنتين غير موثوقة. لذا، من الضروري جدًا استخدام أساليب المحاكاة العددية لدراسة عملية درفلة الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم. في الوقت الحالي، في صناعتنا، يتمحور موضوع البحث حول سرعة الدرفلة والعامل الرئيسي المؤثر على منتج الدرفلة المستمرة MPM ذي 5 مراحل - قيمة فجوة الدرفلة، وقد تم وضع خطة المحاكاة العددية باستخدام طريقة وصف الحمل المتساوي النسبي لدراسة المعلمات القابلة للتعديل الرئيسية (قيمة فجوة الدرفلة وسرعة الدرفلة) على قوة الدرفلة المستمرة وتكديس المعدن، ومن خلال منصة MARC، تم إنشاء نموذج العناصر المحدودة لعملية درفلة أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم لدراسة تأثيرها على قوة الدرفلة وسمك الجدار أثناء عملية الدرفلة.

في بلدي، يوجد طلب متزايد على أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم في قطاعات البتروكيماويات، وهندسة إمدادات المياه، والبناء الحضري، وهندسة الطاقة، وغيرها. تُعدّ عملية توسيع قطر أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم عملية معالجة بالضغط، تستخدم وسائل هيدروليكية أو ميكانيكية لتطبيق قوة من الجدار الداخلي للأنبوب لتوسيعه شعاعيًا نحو الخارج. وبالمقارنة مع الطريقة الهيدروليكية، تتميز الطريقة الميكانيكية بمعدات أبسط وكفاءة أعلى. وقد اعتُمدت هذه العملية في العديد من خطوط أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم ذات الأقطار الكبيرة حول العالم. وفيما يلي شرح مفصل للعملية: تستخدم عملية التوسيع الميكانيكي لقطر أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم كتلة على شكل مروحة في نهاية موسع القطر للتوسيع شعاعيًا، بحيث يتم تحريك الأنبوب الخام تدريجيًا على طوله، وتُقسّم عملية تحقيق التشوه اللدن لطول الأنبوب بالكامل إلى خمس مراحل.
١. مرحلة الدائرة الكاملة الأولية. تُفتح القطع المروحية الشكل حتى تلامس جميعها الجدار الداخلي للأنبوب الفولاذي. عندئذٍ، تكون أنصاف أقطار جميع النقاط داخل الأنبوب الدائري الداخلي للأنبوب الفولاذي ضمن نطاق الخطوة متقاربة، وبذلك يُكمل الأنبوب الفولاذي دورة كاملة أولية.
2. 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. مرحلة تعويض الارتداد. تبدأ الكتلة ذات الشكل المروحي في خفض السرعة عند موضع المرحلة الثانية حتى تصل إلى الموضع المطلوب، وهو موضع المحيط الداخلي لأنبوب الصلب قبل الارتداد المطلوب وفقًا لتصميم العملية.
4. مرحلة تثبيت الضغط المستقر. يبقى الشكل المروحي ثابتًا لبعض الوقت على المحيط الداخلي لأنبوب الصلب قبل أن يعود إلى وضعه الأصلي، وهي مرحلة تثبيت الضغط والاستقرار المطلوبة للمعدات وعملية توسيع القطر.
5. مرحلة التفريغ والتراجع. ينكمش الجزء ذو الشكل المروحي بسرعة من المحيط الداخلي لأنبوب الصلب قبل أن يرتد للخلف حتى يصل إلى موضع تمدد القطر الأولي، وهو قطر الانكماش الأصغر للجزء ذي الشكل المروحي المطلوب لعملية تمدد القطر.