معايير تنفيذ أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم والتقدم التكنولوجي

الأنابيب الفولاذية الملحومة، والمعروفة أيضًا بالأنابيب الملحومة، هي أنابيب فولاذية مصنوعة من صفائح أو شرائح فولاذية بعد عملية الكبس واللحام. تتميز هذه الأنابيب بسهولة عملية الإنتاج، وكفاءة الإنتاج العالية، وتعدد أنواعها ومواصفاتها، وانخفاض تكلفة المعدات اللازمة، إلا أن قوتها العامة أقل من قوة الأنابيب الفولاذية غير الملحومة. منذ ثلاثينيات القرن العشرين، ومع التطور السريع لإنتاج الدرفلة المستمرة للشرائح الفولاذية، وتقدم تقنيات اللحام والفحص، شهدت خطوط اللحام تحسينًا مستمرًا، وتزايدت أنواع ومواصفات الأنابيب الفولاذية الملحومة يومًا بعد يوم، لتحل محل الأنابيب الفولاذية غير الملحومة في مجالات متزايدة. تُصنف الأنابيب الفولاذية الملحومة، وفقًا لشكل خط اللحام، إلى نوعين: الأنابيب الملحومة ذات اللحام المستقيم، والأنابيب الملحومة الحلزونية.

عملية إنتاجأنبوب ملحوم ذو درز مستقيمتتميز هذه الطريقة بالبساطة، وكفاءة الإنتاج العالية، والتكلفة المنخفضة، وسرعة التطور. تكون قوة الأنابيب الملحومة حلزونيًا أعلى عمومًا من قوة الأنابيب الملحومة بخط مستقيم، ويمكن إنتاج الأنابيب الملحومة ذات الأقطار الأكبر باستخدام قضبان أضيق، بينما يمكن إنتاج الأنابيب الملحومة ذات الأقطار المختلفة باستخدام قضبان بنفس العرض. لكن بالمقارنة مع الأنابيب الملحومة بخط مستقيم بنفس الطول، يزداد طول اللحام بنسبة تتراوح بين 30 و100%، وتكون سرعة الإنتاج أقل. لذلك، تُستخدم اللحام بخط مستقيم في معظم الأنابيب الملحومة ذات الأقطار الصغيرة، بينما تُستخدم اللحام الحلزوني في معظم الأنابيب الملحومة ذات الأقطار الكبيرة.

1. تُعرف أنابيب الصلب الملحومة لنقل السوائل ذات الضغط المنخفض (GB/T3092-1993) أيضًا باسم الأنابيب الملحومة عمومًا، أو أنابيب الكلارينيت. وهي أنابيب فولاذية ملحومة تُستخدم لنقل الماء والغاز والهواء والزيت وبخار التسخين وغيرها من السوائل ذات الضغط المنخفض، بالإضافة إلى أغراض أخرى. يُقسم سُمك جدار الأنبوب إلى أنابيب فولاذية عادية وأنابيب فولاذية مُثخّنة؛ كما يُقسم شكل طرف الأنبوب إلى أنابيب فولاذية غير مُلولبة (أنابيب خفيفة) وأنابيب فولاذية مُلولبة. يُعبّر عن مواصفات الأنبوب الفولاذي بالقطر الاسمي (مم)، وهو قيمة تقريبية للقطر الداخلي. ويُعبّر عنه عادةً بالبوصة، مثل 1.5 بوصة، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى استخدامها المباشر لنقل السوائل، تُستخدم أنابيب الصلب الملحومة لنقل السوائل ذات الضغط المنخفض على نطاق واسع كأنابيب خام لأنابيب الصلب الملحومة المجلفنة لنقل السوائل ذات الضغط المنخفض.
2. يُعرف أنبوب الصلب المجلفن الملحوم لنقل السوائل منخفضة الضغط (GB/T3091-1993) أيضًا باسم أنبوب الصلب المجلفن الملحوم كهربائيًا، ويُعرف عادةً باسم الأنبوب الأبيض. وهو أنبوب فولاذي مجلفن بالغمس الساخن (ملحوم في الفرن أو كهربائيًا) يُستخدم لنقل الماء والغاز والهواء والزيت وبخار التدفئة والماء الدافئ وغيرها من السوائل العامة منخفضة الضغط أو لأغراض أخرى. ينقسم سمك جدار أنبوب الصلب إلى أنبوب فولاذي مجلفن عادي وأنبوب فولاذي مجلفن سميك؛ وينقسم شكل نهاية الأنبوب إلى أنبوب فولاذي مجلفن غير ملولب وأنبوب فولاذي مجلفن ملولب. تُحدد مواصفات أنبوب الصلب بالقطر الاسمي (مم)، وهو قيمة تقريبية للقطر الداخلي. ويُعبر عنه عادةً بالبوصة، مثل 1.5 بوصة، وما إلى ذلك.
3. غلاف الأسلاك الفولاذية الكربونية العادية (GB3640-88) عبارة عن أنبوب فولاذي يستخدم لحماية الأسلاك في مشاريع التركيبات الكهربائية مثل المباني الصناعية والمدنية، وتركيب الآلات والمعدات.
4. أنبوب الصلب الملحوم كهربائياً ذو اللحام المستقيم (YB242-63) هو أنبوب صلب يكون فيه خط اللحام موازياً للاتجاه الطولي للأنبوب. وينقسم عادةً إلى أنابيب فولاذية ملحومة كهربائياً مترية، وأنابيب ملحومة كهربائياً رقيقة الجدران، وأنابيب زيت تبريد المحولات، وما إلى ذلك.
5. أنبوب الصلب الملحوم بالقوس المغمور ذو اللحام الحلزوني (SY5037-2000) والمخصص لنقل السوائل ذات الضغط المنخفض، مصنوع من لفائف شرائط فولاذية مدرفلة على الساخن، يتم تشكيلها حلزونياً في درجة حرارة الغرفة، ويتم تصنيعها بواسطة لحام القوس المغمور الأوتوماتيكي من الجانبين أو اللحام من جانب واحد. تُستخدم أنابيب الصلب الملحومة بالقوس المغمور لنقل السوائل ذات الضغط المنخفض مثل الماء والغاز والهواء والبخار.
6. أنبوب فولاذي ملحوم حلزونيًا للأوتاد (SY5040-2000) مصنوع من لفائف شرائط فولاذية مدرفلة على الساخن، يتم تشكيلها حلزونيًا في درجة حرارة عادية، ويتم تصنيعها عن طريق اللحام القوسي المغمور من الجانبين أو اللحام عالي التردد. يُستخدم في هياكل الإنشاءات المدنية، والأرصفة، وأنابيب الصلب لأوتاد الأساس مثل الجسور.

التقدم التقني في درفلة أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم:
1) زيادة درجة حرارة الشحن الحراري ونسبة الشحن الحراري: تُعدّ زيادة درجة حرارة الشحن الحراري ونسبة الشحن الحراري إجراءً هامًا لترشيد استهلاك الطاقة وخفض الانبعاثات، وقد حظيت باهتمام كبير. حاليًا، يبلغ متوسط ​​درجة حرارة الشحن الحراري في بلدي 500-600 درجة مئوية، ويمكن أن تصل أعلى درجة حرارة إلى 900 درجة مئوية؛ ويبلغ متوسط ​​نسبة الشحن الحراري 40%، بينما تتجاوز نسبة الشحن الحراري في خط الإنتاج 75%. أما في مصنع فوكوياما لأنابيب الصلب اليابانية، فتبلغ نسبة الشحن الحراري في مطحنة درفلة الشرائح الساخنة بعرض 1780 مم 65%، ونسبة الدرفلة المباشرة 30%، وتصل درجة حرارة الشحن الحراري إلى 1000 درجة مئوية؛ ونسبة الشحن الحراري 28%. في المستقبل، ينبغي على بلدي زيادة نسبة الشحن الحراري لألواح الصب المستمر لتتجاوز 650 درجة مئوية، والسعي جاهدًا لتوفير الطاقة بنسبة تتراوح بين 25% و35%.
٢) تقنيات التسخين المختلفة لأفران التسخين: تشمل تقنيات التسخين التسخين التجديدي، والتحكم الآلي في الاحتراق، واحتراق الوقود ذي القيمة الحرارية المنخفضة، وتقنية التسخين منخفض الأكسدة أو عديم الأكسدة، وغيرها. تشير الإحصاءات إلى أن أكثر من ٣٣٠ فرن تسخين لدرفلة الصلب في بلدي قد اعتمدت تقنية الاحتراق التجديدي، حيث تصل نسبة توفير الطاقة إلى ٢٠٪ إلى ٣٥٪. ويمكن خفض استهلاك الطاقة بشكل أكبر من خلال تحسين الاحتراق. ويتطلب ذلك العمل على استخدام أنواع الوقود منخفضة القيمة الحرارية، وزيادة استخدام غاز الفرن العالي وغاز المحول. وتُعد تقنية التسخين منخفض الأكسدة مع التحكم في الغلاف الجوي وتقنية التسخين عديم الأكسدة مع الحماية بالغاز من التدابير المهمة لتقليل خسائر الاحتراق الناتج عن الأكسدة وزيادة الإنتاجية. بل إن هذه التقنية تُغني عن الحاجة إلى التخليل. في الوقت الحالي، يبلغ حجم طبقة الأكسيد المتكونة في عملية تسخين درفلة الصلب ٣-٣.٥ كجم/طن، ويُقدر الفاقد السنوي بحوالي ١.٥ مليون طن من الصلب (حوالي ٧.٥ مليار يوان).
3) تقنية الدرفلة منخفضة الحرارة وتزييت الدرفلة: اعتمدت بعض مصانع الأسلاك عالية السرعة المحلية تقنية الدرفلة منخفضة الحرارة، حيث بلغ متوسط ​​درجة حرارة أفرانها 950 درجة مئوية، وانخفضت أدنى درجة حرارة إلى 910 درجة مئوية. وقد صُممت هذه التقنية وصُنعت وفقًا لدرجة حرارة درفلة تبلغ 850 درجة مئوية. ويُقلل استهلاك الطاقة الإجمالي للدرفلة منخفضة الحرارة بنسبة تتراوح بين 10% و15% مقارنةً بالدرفلة التقليدية. ووفقًا لإحصائيات مصنع الدرفلة الساخنة التابع لشركة كاشيما للحديد في اليابان، فإن خفض درجة حرارة البليت بمقدار 8 درجات مئوية يوفر طاقة قدرها 4.2 كيلوجول/طن، أي بنسبة توفير طاقة تبلغ 0.057%. ومع ذلك، تتطلب الدرفلة منخفضة الحرارة معايير صارمة فيما يتعلق بتجانس درجة حرارة تسخين البليت، ويجب ألا يتجاوز فرق درجة الحرارة على طول البليت الذي يتراوح طوله بين 130 و150 مم 20-25 درجة مئوية. تُساهم تقنية تزييت الدرفلة في خفض قوة الدرفلة بنسبة تتراوح بين 10% و30%، وخفض استهلاك الطاقة بنسبة تتراوح بين 5% و10%، وتقليل ترسبات أكسيد الحديد بمقدار 1 كجم/طن تقريبًا، مما يزيد الإنتاجية بنسبة تتراوح بين 0.5% و1.0%، كما تُقلل من استهلاك حمض التخليل بمقدار يتراوح بين 0.3 و1.0 كجم/طن. وقد طبّقت العديد من مصانع الدرفلة المحلية هذه التقنية بنجاح في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكهربائي، محققةً نتائج ممتازة. وفي المستقبل، إلى جانب الترويج الفعّال لتزييت الدرفلة، ينبغي تعزيز البحث والتطوير في مجال وسائط تزييت الدرفلة الصديقة للبيئة، وتقنيات التزييت، وتقنيات إعادة التدوير.
4) تقنية الدرفلة والتبريد المُتحكم بهما ومعداتها: تُعدّ تقنية الدرفلة والتبريد المُتحكم بهما وسيلةً لا غنى عنها لتوفير الطاقة، وإنتاج منتجات عالية الأداء، وتحسين الإنتاج. وتُنتج مواد فولاذية نموذجية مثل فولاذ DP، وفولاذ TRIP، وفولاذ TWIP، وفولاذ CP، وفولاذ AHSS، وفولاذ UHSS، وأنواع أخرى من فولاذ الأنابيب، وفولاذ هياكل المباني، وفولاذ الحبيبات، والفولاذ الخالي من الحرارة، باستخدام هذه التقنية. ولا تعتمد تقنية الدرفلة والتبريد المُتحكم بهما على التطورات الحديثة في علم المعادن الفيزيائي فحسب، بل تستفيد أيضًا من التقنيات والمعدات الحديثة، مثل مطاحن الدرفلة عالية الضغط التي تُحقق درجات حرارة منخفضة وضغوطًا عالية، ومطاحن الدرفلة فائقة الصغر، وتقنية التبريد فائق السرعة (UltraFastCooling)، وجهاز التبريد المُسرّع عبر الإنترنت (Super-OLAC)، ومعدات آلات التخفيض والتشكيل، وغيرها. وفي المستقبل، سيعتمد تطوير تقنية الدرفلة والتبريد المُتحكم بهما اعتمادًا كبيرًا على المعدات التقنية الحديثة. وهذه سمةٌ مهمةٌ لتطوير هذه التقنية، ويجب إيلاءها اهتمامًا خاصًا.