نقاط الاهتمام في تقنية لحام الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم وتقنية توسيع القطر

تيار اللحام في اللحام المتأرجح لـأنبوب فولاذي ذو لحام مستقيمتكون زاوية التأرجح أكبر قليلاً من زاوية التأرجح في طريقة اللحام التقليدية؛ ثانياً، يتم تحديد استطالة قطب التنجستن في لحام الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم وفقًا لسمك جدار الأنبوب، وعادةً ما تكون 4-5 مم؛ ويكون معدل تدفق غاز الأرجون أكبر قليلاً من معدل تدفقه في طريقة اللحام التقليدية، حوالي 8-10 لتر/دقيقة؛ وأخيراً، في لحام الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم، يكون نطاق التأرجح 2 مم من الحافة غير الحادة للأخدود على جانبي منطقة الانصهار؛ وتتعاون اليدان اليمنى واليسرى بمرونة، مع تأرجح متساوٍ وتغذية سلكية منتظمة. تُستخدم تقنية لحام الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم بشكل عام للحام الأنابيب الفولاذية ذات الجدران السميكة. تختلف المعايير الفنية للحام الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم قليلاً عن طريقة اللحام الخطي التقليدية. أولاً، يكون طرف فوهة الخزف في لحام قوس الأرجون أكثر سمكًا قليلاً من طرفها في طريقة اللحام الخطي التقليدية. ثانياً، تختلف الفجوة بين وصلات اللحام أيضًا.

تُعدّ عملية توسيع الأنابيب الملحومة طوليًا عملية معالجة بالضغط تستخدم وسائل هيدروليكية أو ميكانيكية لتطبيق قوة من الجدار الداخلي للأنبوب الفولاذي لتوسيعه شعاعيًا نحو الخارج. بالمقارنة مع الطريقة الهيدروليكية، تتميز الطريقة الميكانيكية بمعدات أبسط وكفاءة أعلى. وقد تم اعتمادها في العديد من عمليات توسيع خطوط الأنابيب الملحومة ذات القطر الكبير حول العالم. وتتلخص العملية في: استخدام كتلة على شكل مروحة في نهاية آلة التوسيع، حيث يتم التوسيع شعاعيًا لتشكيل الأنبوب الخام على طوله تدريجيًا، مما يحقق التشوه اللدن لطول الأنبوب بالكامل على مراحل. وتنقسم هذه العملية إلى 5 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 أن يتطلب تصميم العملية حدوث الارتداد.
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 الحد الأدنى لقطر الانكماش للجزء ذي الشكل المروحي المطلوب لعملية تمدد القطر.

ما هي مزايا استخدام أنابيب LSW لنقل السوائل؟
1. تكلفة البنية التحتية منخفضة. بالمقارنة مع النقل بالسكك الحديدية، يمكن توفير ثلاثة أضعاف تكلفة البنية التحتية، كما أن حجم النقل يبلغ ضعف حجم النقل بالسكك الحديدية.
2. يتميز البناء بالبساطة وسرعة التنفيذ. وعادةً ما يتم مدّه تحت الأرض، وهو موثوق وقابل للتكيف مع مختلف أنواع التضاريس.
3. تتميز تكلفة تشغيل النقل بانخفاضها، وإمكانية تحقيق مستوى عالٍ من الأتمتة. وبالمقارنة مع وسائل النقل الأخرى، يُعدّ النقل عبر الأنابيب الملحومة طولياً رخيصاً، إذ لا تتجاوز تكلفة الشحن فيه 10% من تكلفة النقل بالسكك الحديدية، ونحو 2% من تكلفة النقل المائي.

في الوقت الراهن، تتزايد نسبة النفط والغاز المنقول عبر الأنابيب الملحومة ذات اللحام المستقيم في العالم، حيث تمثل ما بين 75% و95% من إجمالي منتجات النفط والغاز. وتُجرى حاليًا أبحاثٌ حول استخدام الأنابيب الملحومة طوليًا لنقل المواد الصلبة. ويتجه تطوير نقل النفط والغاز عبر الأنابيب الملحومة طوليًا نحو استخدام الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة والضغط العالي.

ما هي خصائص الأنابيب الملحومة مقارنة بالأنابيب الفولاذية غير الملحومة؟
1. عملية الإنتاج بسيطة.
2. معدات أقل، هيكل بسيط، خفيف الوزن، سهل التنفيذ للإنتاج المستمر والآلي والميكانيكي.
3. انخفاض تكلفة المنتج.
4. إنه مناسب لمجموعة واسعة من الأنواع والمواصفات، بقطر يتراوح من 6 إلى 3100 مم وسمك جدار يتراوح من 0.3 إلى 35 مم.

يُعدّ التشكيل واللحام العمليتين الأساسيتين في إنتاج الأنابيب الملحومة، وتُصنّف طرق إنتاج هذه الأنابيب وفقًا لخصائص هاتين العمليتين. ويمكن تقسيم طريقة اللحام إلى أربعة أنواع: اللحام في الفرن، واللحام الكهربائي، واللحام بالغاز، واللحام الكهربائي بالغاز.

ينقسم لحام الفرن إلى لحام تراكبي ولحام طرفي، وذلك حسب شكل خط اللحام. وتنقسم طريقة تشكيل اللحام الطرفي إلى نوعين: السحب والدرفلة. ويُستخدم نوعان من المعدات في السحب: آلة لحام الفرن المتسلسل وآلة لحام الفرن المستمر. أما تشكيل الدرفلة فيتم باستخدام آلة الدرفلة المستمرة.

تنقسم اللحام الكهربائي إلى اللحام التلامسي، واللحام الحثي، واللحام القوسي. وينقسم اللحام التلامسي إلى اللحام المقاوم واللحام الوميضي. أما اللحام القوسي فينقسم إلى اللحام القوسي المفتوح، واللحام القوسي المغمور، واللحام القوسي المحمي. وينقسم اللحام القوسي المغمور إلى نوعين: اللحام المستقيم واللحام الحلزوني. وينقسم اللحام بالغاز إلى اللحام بالأسيتيلين واللحام بغاز الماء. وتنقسم معدات اللحام بغاز الماء إلى آلات لحام الأنابيب بالدرفلة وآلات لحام الأنابيب بالتشكيل. أما اللحام الكهربائي بالغاز فهو لحام ذرة الهيدروجين.