الأداء الميكانيكي ومتطلبات الجودة لأنابيب الصلب غير الملحومة
مؤشرات الأداء الميكانيكي
تُعدّ الخواص الميكانيكية للصلب مؤشرات مهمة لضمان الأداء النهائي (الخواص الميكانيكية). وتعتمد على التركيب الكيميائي ونظام المعالجة الحرارية للصلب. في معايير أنابيب الصلب، تُحدد خصائص الشد (قوة الشد، قوة الخضوع أو نقطة الخضوع، الاستطالة)، ومؤشرات الصلابة والمتانة وفقًا لمتطلبات الاستخدام المختلفة، بالإضافة إلى خصائص درجات الحرارة العالية والمنخفضة التي يحتاجها المستخدمون.
١- مقاومة الشد (σb)
أثناء عملية الشد، تُقسم أقصى قوة (Fb) تتحملها العينة عند كسرها على مساحة المقطع العرضي الأصلية (So) لها. يُسمى الإجهاد (σ) مقاومة الشد (σb). وحدته هي نيوتن/مم² (MPa). وهو يمثل أقصى قدرة للمادة المعدنية على مقاومة التلف تحت تأثير الشد.
٢- نقطة الخضوع (σs)
في المواد المعدنية ذات ظاهرة الخضوع، يُطلق على الإجهاد الذي يمكن للعينة عنده الاستمرار في الاستطالة دون زيادة (مع ثبات) القوة أثناء عملية الشد اسم نقطة الخضوع. في حال انخفاض القوة، يجب التمييز بين نقطتي الخضوع العلويتين والسفليتين. وحدة قياس نقطة الخضوع هي نيوتن/مم² (MPa).
نقطة الخضوع العلوية (σsu): أقصى إجهاد قبل خضوع العينة وانخفاض القوة لأول مرة؛ نقطة الخضوع السفلية (σsl): أدنى إجهاد في مرحلة الخضوع عندما لا يُؤخذ التأثير اللحظي الأولي في الاعتبار. صيغة حساب نقطة الخضوع هي:
في الصيغة: Fs - قوة الخضوع (ثابتة) أثناء عملية الشد للعينة، نيوتن (نيوتن) سو - مساحة المقطع العرضي الأصلية للعينة، مم².
③ الاستطالة بعد الكسر (σ)
في اختبار الشد، تُسمى النسبة المئوية لزيادة طول مقياس العينة بعد الكسر إلى طول المقياس الأصلي استطالة. وتُعبر عنها بـ σ، ووحدتها هي %. صيغة الحساب هي: σ = (Lh-Lo)/L0 * 100%
في الصيغة: Lh - طول مقياس العينة بعد الكسر، مم؛ L0 - طول المقياس الأصلي للعينة، مم.
④ انكماش المساحة (ψ)
في اختبار الشد، تُسمى النسبة المئوية لأقصى انخفاض في مساحة المقطع العرضي عند القطر المخفض بعد كسر العينة ومساحة المقطع العرضي الأصلية انخفاض المساحة. يُعبَّر عن هذه الصلابة بـ ψ، ووحدتها هي %. تُحسب كما يلي:
في الصيغة: S0 - مساحة المقطع العرضي الأصلية للعينة، مم²؛ S1 - أدنى مساحة مقطع عرضي عند القطر المُخفَّض بعد كسر العينة، مم².
⑤مؤشر الصلابة
تُسمى قدرة المادة المعدنية على مقاومة انبعاج سطحها بفعل الأجسام الصلبة بالصلابة. ووفقًا لطرق الاختبار المختلفة ونطاق التطبيق، يمكن تقسيم الصلابة إلى صلابة برينيل، وصلادة روكويل، وصلادة فيكرز، وصلادة شور، وصلادة دقيقة، وصلادة درجات الحرارة العالية. هناك ثلاث درجات صلابة شائعة الاستخدام للأنابيب: صلابة برينيل، وصلادة روكويل، وصلادة فيكرز.
أ. صلابة برينيل (HB):
استخدم كرة فولاذية أو كرة كربيد ذات قطر مُحدَّد للضغط على سطح العينة بقوة الاختبار المُحدَّدة (F). بعد مدة الضغط المُحدَّدة، أزل قوة الاختبار وقس قطر الانبعاج (L) على سطح العينة. قيمة صلابة برينيل هي حاصل قسمة قوة الاختبار على مساحة سطح الكرة المسننة. تُعبَّر عنها بوحدة HBS (كرة فولاذية)، ووحدتها نيوتن/مم² (ميجا باسكال).
صيغة الحساب هي:
في الصيغة: F هي قوة الاختبار المطبقة على سطح عينة المعدن، N؛ D هو قطر كرة الفولاذ المفحوصة، مم؛ d هو متوسط قطر السن، مم.
يُعد قياس صلابة برينيل أكثر دقة وموثوقية، ولكن HBS مناسب بشكل عام فقط للمواد المعدنية التي تقل سماكتها عن 450 نيوتن/مم² (ميجا باسكال)، ولا يُناسب الفولاذ الأكثر صلابة أو الصفائح الرقيقة. من بين معايير أنابيب الفولاذ، تُعد صلابة برينيل الأكثر استخدامًا. غالبًا ما يُستخدم قطر السن d للتعبير عن صلابة المادة، وهو أمر بديهي وسهل الاستخدام. مثال: 120HBS10/1000/30: هذا يعني أن قيمة صلابة برينيل المقاسة باستخدام كرة فولاذية قطرها 10 مم تحت قوة اختبار تبلغ 1000 كجم (9.807 كيلو نيوتن) والإمساك بها لمدة 30 ثانية هي 120 نيوتن/مم2 (ميجا باسكال).
متطلبات الجودة
1. التركيب الكيميائي للصلب: يُعدّ التركيب الكيميائي للصلب من أهم العوامل المؤثرة على أداء أنابيب الصلب غير الملحومة. كما أنه الأساس الرئيسي لصياغة معايير عملية درفلة الأنابيب ومعايير عملية المعالجة الحرارية لأنابيب الصلب.
أ. عناصر السبائك: تُضاف عمدًا وفقًا للغرض.
ب. العناصر المتبقية: تُجلب من صناعة الصلب، وتُراقَب بشكل صحيح.
ج. العناصر الضارة: تخضع لرقابة صارمة (الزرنيخ، القصدير، الأنتيمون، البيزو، الرصاص)، والغازات (النيتروجين، الهيدروجين، الأكسجين).
التكرير خارج الفرن أو إعادة الصهر الكهربائي للخبث: يُحسّن تجانس التركيب الكيميائي للصلب ونقائه، ويُقلل الشوائب غير المعدنية في الأنبوب الخام، ويُحسّن نمط توزيعه.
2. دقة الحجم والشكل الهندسي للأنابيب الفولاذية.
أ. دقة القطر الخارجي للأنبوب الفولاذي: تعتمد على طريقة تحديد (تخفيض) القطر، وظروف تشغيل المعدات، ونظام العملية، إلخ.
الانحراف المسموح به للقطر الخارجي δ = (D-Di) / Di × 100% D: الحد الأقصى أو الأدنى للقطر الخارجي (مم)
Di: القطر الخارجي الاسمي (مم)
ب. دقة سمك جدار الأنبوب الفولاذي: ترتبط بجودة تسخين الأنبوب الخام، ومعايير تصميم العملية ومعايير الضبط لكل عملية تشوه، وجودة الأداة وجودة تزييتها، إلخ.
الانحراف المسموح به لسمك الجدار: ρ = (S-Si) / Si × 100% S: الحد الأقصى أو الأدنى لسمك الجدار في المقطع العرضي
Si: السُمك الاسمي للجدار (مم)
ج. بيضاوية الأنبوب الفولاذي: تشير إلى درجة عدم استدارة الأنبوب الفولاذي.
د. طول الأنبوب الفولاذي: الطول العادي، طول المسطرة الثابتة (المتعددة)، تفاوت الطول
هـ. انحناء الأنبوب الفولاذي: يُشير إلى انحناء الأنبوب الفولاذي: انحناء لكل متر من طول الأنبوب، وانحناء طول الأنبوب الفولاذي بالكامل.
و. ميل نهاية الأنبوب الفولاذي: يُشير إلى درجة الميل بين نهاية الأنبوب الفولاذي والمقطع العرضي للأنبوب الفولاذي.
ز. زاوية شطبة نهاية الأنبوب الفولاذي والحافة غير الحادة.
جودة سطح الأنبوب الفولاذي: متطلبات نعومة السطح.
أ. عيوب خطيرة: شقوق، طيات داخلية، طيات خارجية، كسور متدحرجة، انفصال طبقات، ندوب، انبعاجات، انتفاخات محدبة، إلخ.
ب. عيوب عامة: حفر، خطوط خضراء، خدوش، كدمات، خطوط مستقيمة داخلية وخارجية طفيفة، علامات أسطوانة، إلخ.
السبب:
1. عيوب سطحية أو داخلية في قالب الأنبوب.
2. عيوب تحدث أثناء عملية الإنتاج، مثل التصميم غير الصحيح لمعلمات عملية الدرفلة، سطح القالب غير المستوي، ظروف التزييت السيئة، وتصميم وتعديل الممرات بشكل غير معقول.
③ أثناء عمليات التسخين والدرفلة والمعالجة الحرارية وتقويم الأنبوب الصلب، إذا تولد إجهاد متبقٍ زائد نتيجةً لضعف التحكم في درجة حرارة التسخين، أو التشوه غير المتساوي، أو سرعة التسخين والتبريد غير المعقولة، أو التشوه المفرط في التقويم، فقد يتسبب ذلك أيضًا في تشققات سطحية في الأنابيب الفولاذية.
1. خصائص إدارة الفولاذ: الخصائص الميكانيكية في درجات الحرارة العادية، والخصائص الميكانيكية في درجات الحرارة العالية، والخصائص الميكانيكية في درجات الحرارة المنخفضة، ومقاومة التآكل. تعتمد الخصائص الفيزيائية والكيميائية لأنابيب الفولاذ بشكل أساسي على التركيب الكيميائي للفولاذ، والهيكل التنظيمي، ونقاء الفولاذ، بالإضافة إلى طريقة المعالجة الحرارية للأنبوب.
2. أداء عملية أنابيب الفولاذ: التسطيح، والتوسع، والتجعيد، والانحناء، واللحام، إلخ.
3. التركيب المعدني لأنابيب الفولاذ: بنية منخفضة التكبير (ماكرو)، بنية عالية التكبير (ميكرو) M، B، P، F، A، S
4. المتطلبات الخاصة لأنابيب الفولاذ: ملحقات العقود والاتفاقيات الفنية.
طرق فحص جودة أنابيب الصلب غير الملحومة:
1. تحليل التركيب الكيميائي: طريقة التحليل الكيميائي، طريقة التحليل الآلي (جهاز الأشعة تحت الحمراء C-S، مطياف القراءة المباشرة، zcP، إلخ).
① جهاز الأشعة تحت الحمراء C-S: تحليل السبائك الحديدية، والمواد الخام المستخدمة في صناعة الصلب، وعناصر C وS في الفولاذ.
② جهاز قياس القراءة المباشرة: C، Si، Mn، P، S، Cr، Mo، Ni، Cn، A1، W، V، Ti، B، Nb، As، Sn، Sb، Pb، Bi في عينات كبيرة.
③ جهاز N-O: تحليل محتوى الغازات N، O.
2. فحص الأبعاد الهندسية وشكل أنابيب الصلب:
① فحص سمك جدار أنابيب الصلب: ميكرومتر، مقياس سمك بالموجات فوق الصوتية، لا يقل عن 8 نقاط في كلا الطرفين، ويتم تسجيلها.
② فحص القطر الخارجي وشكل الأنبوب: فرجار، فرجار فيرنيه، مقياس حلقي، قياس أقصى نقطة وأدنى نقطة. ③ فحص طول الأنابيب الفولاذية: شريط قياس فولاذي، قياس الطول يدويًا وتلقائيًا.
④ فحص انحناء الأنابيب الفولاذية: استخدم مسطرة، ميزانًا (متر واحد)، مقياس انحناء، وسلكًا رفيعًا لقياس الانحناء لكل متر وانحناء الطول بالكامل.
⑤ فحص زاوية شطبة طرف الأنبوب الفولاذي والحافة غير الحادة: مسطرة مربعة ولوح تثبيت.
3. فحص جودة سطح الأنبوب الفولاذي: ١٠٠٪
① الفحص البصري اليدوي: ظروف الإضاءة، المعايير، الخبرة، العلامات، دوران الأنبوب الفولاذي.
② فحص الاختبار غير الإتلافي:
أ. كشف العيوب بالموجات فوق الصوتية (UT):
حساس لعيوب السطح والشقوق الداخلية للمواد المتجانسة من مواد مختلفة.
المعيار: GB/T 5777-1996 المستوى: C5
ب. كشف عيوب التيار الدوامي (ET): (الحث الكهرومغناطيسي)
حساس بشكل رئيسي للعيوب النقطية (على شكل ثقب). المعيار: GB/T 7735-2004
المستوى: مستوى B
ج. فحص الجسيمات المغناطيسية باستخدام تقنية MT وتسرب التدفق المغناطيسي:
يُعد الكشف المغناطيسي عن العيوب مناسبًا للكشف عن العيوب السطحية والقريبة من السطح للمواد المغناطيسية الحديدية.
المعيار: GB/T 12606-1999 المستوى: C4
د. الكشف الكهرومغناطيسي عن العيوب بالموجات فوق الصوتية:
لا يتطلب استخدام وسيط توصيل، ويمكن استخدامه للكشف عن العيوب السطحية في الأنابيب الفولاذية عالية الحرارة وعالية السرعة والخشنة.
هـ. فحص الاختراق:
الفلورسنت، والتلوين، والكشف عن العيوب السطحية في الأنابيب الفولاذية.
٤. فحص أداء إدارة الفولاذ:
١. اختبار الشد: قياس الإجهاد والتشوه، وتحديد قوة المادة (YS، TS) ومؤشر اللدونة (A، Z).
العينات الطولية والعرضية، ومقاطع الأنابيب، والعينات المقوسة والدائرية (١٠، ١٢.٥)
أنابيب فولاذية صغيرة القطر، وأنابيب فولاذية كبيرة القطر، وأنابيب فولاذية سميكة، بطول ثابت.
ملاحظة: يرتبط استطالة العينة بعد الكسر بحجم العينة GB/T 1760
②اختبار الصدم: CVN، نوع C مسنن، نوع V، قيمة جول/سم² للعمل
العينة القياسية: 10×10×55 (مم)، العينة غير القياسية: 5×10×55 (مم).
③اختبار الصلابة: صلابة برينيل HB، صلابة روكويل HRC، صلابة فيكرز HV، إلخ.
④الاختبار الهيدروليكي: ضغط الاختبار، زمن تثبيت الضغط، p=2Sδ/D.
5. عملية فحص أداء عملية تصنيع الأنابيب الفولاذية:
①اختبار التسطيح: عينة مستديرة، عينة على شكل حرف C (S/D أكبر من 0.15) H= (1+2) S/(∝+S/D).
L=40~100مم. معامل التشوه لكل وحدة طول=0.07~0.08.
②اختبار سحب الحلقة: الطول = 15 مم، بدون شقوق، مؤهل.
③ اختبار التمدد والتجعيد: زاوية التدرج من أعلى إلى وسط 30 درجة، 40 درجة، 60 درجة.
④ اختبار الانحناء: بديل لاختبار التسطيح (للأنابيب ذات القطر الكبير).
6. التحليل المعدني للأنابيب الفولاذية:
① فحص عالي القدرة (تحليل مجهري): شوائب غير معدنية 100x GB/T 10561. حجم الحبيبات: الدرجة، فرق الدرجة.
الهيكل: M، B، S، T، P، F، A-S.
طبقة إزالة الكربنة: داخلية وخارجية.
تصنيف الطريقة أ: الفئة أ - كبريتيد، الفئة ب - أكسيد، الفئة ج - سيليكات، الفئة د - أكسدة كروية، الفئة د.
② اختبار التكبير المنخفض (تحليل مجهري): بالعين المجردة، عدسة مكبرة 10x أو أقل.
أ. طريقة اختبار النقش الحمضي.
ب. يُظهر فحص الأنبوب الفارغ بطريقة فحص بصمة الكبريت ضعف بنية المزرعة وعيوبًا، مثل الارتخاء، والانفصال، والفقاعات تحت الجلد، والتسلخ، والبقع البيضاء، والشوائب، وما إلى ذلك.
ج. طريقة فحص خط الشعر على شكل برج: تحقق من عدد وطول وتوزيع خطوط الشعر.
في شركة BAOWI Steel، نفخر بتقديم أنابيب فولاذية ملحومة عالية الدقة، تلبي أو تتجاوز المعايير العالمية مثل
ASTM وAPI وEN وGB. بفضل خطوط الإنتاج المتطورة، وأنظمة مراقبة الجودة الصارمة، وإجراءات التفتيش الشاملة - بما في ذلك اختبارات الموجات فوق الصوتية، واختبارات التيار الدوامي، والاختبارات الهيدروليكية - نضمن أن كل أنبوب يغادر مصنعنا خالٍ من العيوب من حيث الأداء والموثوقية.
English
Español
بالعربية
تلفون .:
واتساب:
البريد الإلكتروني:
