تقنية تخليل أنابيب الفولاذ الكربوني غير الملحومة

تكنولوجيا تخليل أنابيب الفولاذ الكربوني غير الملحومة

1. قبل الخطاب

تركيب معدات النقل الهيدروليكية هو توصيل المعدات الهيدروليكية ومكونات الصمامات بالأنابيب وفقًا لمتطلبات الرسومات وتحديد مواقعها. في النظام الهيدروليكي، بالإضافة إلى معدات محطة الضخ، يُعد تركيب الأنابيب جزءًا كبيرًا من العمل، وتُعد عملية تركيب الأنابيب أهمها، وهي عملية تنظيف الأنابيب الدائرية المتصلة، وخاصةً أنابيب الفولاذ الكربوني غير الملحومة. نظرًا لتآكلها الشديد وتعرضها لقليل من الصدأ، فإن عملية إزالة الصدأ من أنابيب الفولاذ الكربوني غير الملحومة أكثر تعقيدًا من أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ. ولكن نظرًا لرخص ثمنها، فإن أكثر من 90% من هندسة النظام الهيدروليكي تعتمد على استخدام أنابيب الفولاذ الكربوني غير الملحومة، لذا فإن تنظيف أنابيب الفولاذ الكربوني غير الملحومة وإزالة الصدأ منها يُعد جزءًا بالغ الأهمية في تقنية بناء خطوط الأنابيب. وتُعد إيجابيات وسلبيات عملية التنظيف مؤشرًا رئيسيًا على جودة الأنابيب، وترتبط ارتباطًا مباشرًا بنظافة النظام الهيدروليكي، وضمان عمل النظام بشكل طبيعي.

٢. خصائص العملية ومجال التطبيق

لضمان جودة تصنيع الأنابيب الهيدروليكية، بعد تقطيعها وتصنيعها ولحامها، يجب إجراء عملية التخليل قبل الغسيل الدائري، وهي عملية بالغة الأهمية، لأن جودة تخليل الأنابيب تؤثر بشكل مباشر على جودة تصنيع النظام الهيدروليكي بأكمله وتقدمه. على الرغم من فعالية تخليل حمض الهيدروكلوريك، إلا أنه من السهل وقوع حوادث تتعلق بالجودة والسلامة إذا لم يتم الانتباه إليه، فرغم أن معدل تآكل الحديد بحمض الهيدروكلوريك بطيء، إلا أنه مع ذوبان الصدأ، يتعرض المزيد من الحديد مباشرة لأيونات الهيدروجين، ويتسارع معدل ذوبان الحديد تدريجيًا. مع ذوبان الحديد، يزداد محتوى الكربون في الأنبوب الفولاذي نسبيًا، ويصبح هشًا. يخترق الهيدروجين الناتج عن التفاعل جدار الأنبوب، مما يؤدي إلى هشاشة الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي ذوبان الحديد الزائد إلى رقة جدار الأنبوب وانخفاض مقاومة الضغط. مع انخفاض أداء خط الأنابيب، سيؤثر ذلك في نهاية المطاف على الاستخدام العادي وعمره الافتراضي، بل وحتى على انفجاره. ويُشكل حمض الهيدروكلوريك ضررًا بالغًا للمشغل، إذ يصعب تشغيله، كما أن تفريغه من الحمض يؤثر بشكل كبير على البيئة المحيطة.

3. الشروط والمتطلبات الأساسية لتخليل أنابيب الفولاذ الكربوني غير الملحومة

3.1 طرق ومتطلبات عامة لتخليل الأنابيب

يُجرى تخليل أنابيب الفولاذ الكربوني غير الملحومة كيميائيًا، ويهدف إلى إزالة الصدأ والزيت من سطح الحاوية للحصول على سطح معدني لامع، وضمان نقاء جدار الأنبوب. كما أن المعالجة المضادة للصدأ بعد التخليل تحمي الجزء السفلي من جدار الأنبوب المعدني، وتمنع المزيد من التآكل. يُعد تخليل الأنابيب حلقة وصل أساسية في عملية بناء الأنابيب. هناك العديد من طرق تخليل الأنابيب. تشمل طرق التخليل الحالية التخليل داخل الخزانات والتخليل داخل الدورة، ويمكن تقسيم التخليل داخل الدورة إلى تخليل مباشر وتخليل غير مباشر. طريقة التنظيف الدائري هي توصيل الأنبوب بخرطوم أو وصلة مرنة لتشكيل حلقة، واستخدام مضخة حمض لدفع السائل الحمضي إلى الأنبوب للتنظيف الدائري. لا يمكن إزالة خط الأنابيب المُركّب، طالما أن المكونات الهيدروليكية مفصولة ومتصلة بخرطوم، وهو ما يُسمى التنظيف الدائري الخطي. في حال إزالة بعض وصلات الأنابيب القصيرة أو الأنابيب غير المناسبة لتشكيل حلقة في موضع التركيب، يُوصل الخرطوم أو الوصلة المحلية بحلقة للتنظيف الدائري، وهو ما يُسمى التنظيف الدائري غير الخطي.

المتطلبات العامة لعملية تخليل الأنابيب هي كما يلي:

(1) يجب أن تكون التركيبة صحيحة، أي أن يكون محلول التخليل قادرًا على إزالة أكسيد جدار الأنبوب بالكامل من خلال التفاعل الكيميائي، دون أن يُسبب تآكلًا مفرطًا أو إعادة صدأ.

(2) يجب أن تكون دورة التخليل مناسبة لضمان تخليل جميع أجزاء جدار الأنبوب بدقة وبشكل متساوٍ.

(3) يجب أن يكون سير العملية معقولًا وإجراءات التشغيل صارمة، ويجب تجهيز فرق عمل متخصصة للتعامل مع مشاكل عملية التخليل في الوقت المناسب لضمان سير العمل بسلاسة.

(4) بعد التخليل والمعادلة، يجب تنظيف الماء جيدًا وغسله بالزيت الهيدروليكي في الوقت المناسب لضمان تزييت جميع أجزاء الأنبوب بالتساوي، وإزالة المواد العالقة في الأنبوب الناتجة أثناء التخليل.

٣.٢ متطلبات المرافق والإنشاءات لأنظمة التخليل الدائري

٣. ٢. ١ متطلبات المرافق والكوادر لأنظمة التخليل الدائري

عند تجهيز كل مجموعة من أجهزة التخليل، يجب تجهيز ما بين ٨ إلى ١٢ عامل تخليل لتشكيل مشغلي بناء دائرة التخليل، وذلك لضمان استمرار تخليل النظام بشكل طبيعي ومستمر، ولضمان إعادة ضبط الأنابيب بعد التخليل في الوقت المناسب، وبدء شطف دورة الزيت في الوقت المناسب.

٣. ٢.٢ اختيار موقع التخليل

عادةً ما يقع موقع التخليل الدائري أعلى مستودع النفط تحت الأرض أو بالقرب من محطة الزيت لنظام أنابيب التخليل المراد تخليله، ويجب أن يستوفي الشروط التالية بشكل عام:

(١) لا يؤثر على إنشاء الموقع، وفي حالة تسرب الحمض، لا يُتلف بسهولة المكونات الكهربائية والميكانيكية وغيرها من المكونات الدقيقة.

(٢) التأكد من بساطة توصيل خط الأنابيب، وأن يكون خرطوم المطاط المستخدم في أنظمة التخليل الدائري قصيرًا قدر الإمكان.

(3) بالقرب من مصدر المياه ومصدر الطاقة ومصدر الهواء، يكون تصريف جميع أنواع مياه الصرف الصحي مريحًا.

٣.٢.٣ متطلبات الظروف الخارجية

(١) متطلبات الماء للتخليل

عند التخليل، يكون استهلاك الماء كبيرًا، وترتفع متطلبات جودة الماء، وعادةً ما يُستخدم ماء الصنبور أو الماء الصناعي. تختلف كمية الماء المستخدمة في التخليل باختلاف دائرة النظام المراد التخليل فيه. بشكل عام، يجب ضمان ما يلي:

الضغط P = ٠.٥ ميجا باسكال

معدل التدفق ١٠٠-٢٠٠ متر مكعب/ساعة

(٢) متطلبات الهواء المضغوط

يُستخدم الهواء المضغوط عادةً في أنابيب التخليل ذات الدورة الدموية للتطهير والتجفيف، مما يتطلب هواءً مضغوطًا جافًا، ومعدل تدفق عالٍ، وضغطًا كافيًا. في حال عدم وجود هواء مضغوط مركزي، يجب تزويد كل جهاز تخليل بضاغط هواء ووسادة هوائية، وذلك لتنظيف الشوائب والماء في خط الأنابيب الهيدروليكي في الوقت المناسب بعد التخليل.

٣.٣ متطلبات قصر الدائرة لدائرة التخليل الدائرية

يُعد قصر الدائرة في دائرة التخليل حلقة مهمة في عملية التخليل بأكملها. من الضروري منع التسربات ومنع إعادة تدوير الأحماض، ومعالجة "النقاط الميتة". أولاً، عند إجراء فحص ميداني لخط أنابيب النظام الهيدروليكي بأكمله، يجب إيلاء اهتمام خاص لحالة النقاط العالية والمنخفضة والبعيدة، ثم تقسيم خط الأنابيب إلى عدة دوائر وفقًا لمبدأ اقتصادي ومعقول. يعتمد توصيل دائرة التنظيف على مبدأ "من المنخفض إلى المرتفع"، والغرض منه هو ملء الأنبوب بالأحماض في كل مكان، لتجنب تكون أكياس هوائية في الجدار الداخلي للأنبوب دون التعرض للتنظيف.

عادةً ما تُستخدم حلقات التوجيه P وT وL، كحلقات تنظيف لمرة واحدة. تُعد هذه الحلقة أكثر أهمية، ولكنها أيضًا أكثر تعقيدًا، خاصةً عندما يكون النظام كبيرًا نسبيًا، ومنصة الصمام (الرف) أكبر، مما يزيد من صعوبة التنظيف. وبشكل نسبي، يُعد أنبوب P أكثر أهمية. تؤثر جودة تنظيف أنبوب P بشكل مباشر على تدفق النظام وتشغيل منصة الصمام بسلاسة بعد العمل العادي، لأن زيت التحكم في الصمام الهيدروليكي يأتي من زيت ضغط أنبوب P.

تجدر الإشارة إلى أنه عند النظر في قصر دائرة التخليل، يجب مراعاة مخطط تنظيف النظام الهيدروليكي، سواء كانت مضخة عمل النظام تُستخدم للغسيل، أو جهاز التنظيف المستقل، وما إذا كان الغسيل يتم إدخاله إلى منصة الصمام (يكون صمام المؤازرة متصلاً بقصر بواسطة لوحة التنظيف). تختلف طريقة قصر الدائرة والمواد المستخدمة باختلاف مخطط التنظيف. إذا تم استخدام مضخة عمل النظام للغسيل، وتم إدخالها إلى منصة الصمام أثناء الغسيل، فإن P وT وL الرئيسية ستدخل الأنبوب الرئيسي للنظام دون تغيير بعد التخليل الدائري، وعادةً ما يكون ضغط التنظيف 2-5 ميجا باسكال. لذلك يجب أن يتحمل صمام الالتفافية وختم الصمام المستخدم في الالتفافية القصيرة ضغطًا يبلغ 5 ميجا باسكال. بالمقارنة مع المخطط الذي يستخدم جهاز الغسيل المستقل، يتمتع هذا المخطط بمزايا الحد الزمني القصير والاقتصادي والعملي، ويستحق الثناء في الممارسة الهندسية.

توضع الأنابيب المتساوية في القطر أو ذات القطر الصغير في نفس حلقة التخليل. توضع الأنابيب ذات القطر الأكبر في مقدمة الحلقة، بينما توضع الأنابيب ذات القطر الأصغر في الخلف. تبدأ حلقة التخليل من خزان التخليل وتنتهي فيه. بشرط ألا يتجاوز ضغط التخليل 0.4 ميجا باسكال، يمكن زيادة طول الحلقة، ولكن يجب ألا يكون وصل الأنبوب الرفيع طويلاً جدًا، مما يؤثر على فعالية التخليل. في الوقت نفسه، سيؤدي استخدام أنبوب فولاذي رفيع إلى ارتفاع درجة الحرارة بسرعة كبيرة، وارتفاع درجة حرارة السائل بشكل كبير، مما يؤثر بشكل مباشر على فعالية التخليل، وخاصةً إذا لم تتجاوز درجة حرارة التخليل 50 درجة مئوية، وإلا سيؤدي ذلك إلى إتلاف عملية التخليل. يجب توصيل الأنبوب الهيدروليكي ذو القطر الصغير (أقل من 60 مم) مباشرةً بالخزان بواسطة خرطوم، وذلك لتسهيل فحص عودة السائل من الأنبوب الصغير.

في الحلقة التي يزيد فيها قطر الأنبوب عن 60 مم، يجب تجهيز النقطة المرتفعة بصمام عادم. إذا كانت النقطة العليا لقطر الأنبوب كبيرة بشكل خاص (أكبر من 219 مم)، نظرًا لحجم العادم الكبير بشكل خاص، فمن الضروري إعادة الخرطوم بشكل منفصل إلى صندوق التخليل للتحقق مما إذا كان هناك تدفق للسائل، وذلك لاختبار ما إذا كان الهواء في الأنبوب عند النقطة العليا مُستنفدًا ومليئًا بالحامض. إذا كان ضغط مصدر الهواء منخفضًا (أقل من 0.3 ميجا باسكال)، فيجب إضافة قطر الأنبوب الذي يزيد عن 42 مم إلى النقطة السفلى لصمام التصريف لمنع سائل التخميل المتبقي. عادةً ما يتم ضبط صمام العادم وصمام التصريف أثناء تركيب خط الأنابيب، بينما غالبًا ما يتجاهل تصميم خط أنابيب النظام الهيدروليكي ضبط صمام العادم وصمام التصريف. لذلك، بمجرد إهماله في تركيب خط الأنابيب، سيؤدي ذلك إلى حدوث بعض نقاط صمام التصريف بسبب ضيق المساحة وصعوبة التعبئة. لاستبدال صمام العادم أو صمام التصريف، يجب استخدام مثقاب مغناطيسي لمنع سقوط حطام الحديد في الأنبوب. عند توصيل الحافة المؤقتة أو حافة المخفض المؤقتة، يجب مراعاة تصريف مياه الصرف والعادم في خط الأنابيب الرسمي لمنع تكون سائل التخميل المتبقي والوسادة الهوائية. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن تركيب الأنابيب المؤقتة يجب أن يكون مطابقًا لتركيب الأنابيب العادية. يجب اعتماد اللحام القوسي واللحام الكهربائي.

3. 4 معايير جودة التنظيف بالملح

بعد تنظيف خط الأنابيب، يجب إجراء فحص جودة له. معايير الجودة هي:

(1) أن يكون الجدار الداخلي للأنبوب أبيض رمادي حديدي، وأن تتم إزالة جميع آثار الصدأ والزيت. نظافة الجدار الداخلي للأنبوب هي Hf (أي ما يعادل Sa3).

(2) يجب ألا تحتوي أجزاء التخليل على ظاهرة التخليل أو أقل، ويجب أن يكون الجدار الداخلي للأنبوب محايدًا (يشير التخليل إلى نقع الفولاذ في محلول غسيل حمضي لفترة طويلة، أو إذابة المعدن في الحمض، بحيث يصبح سطح الفولاذ سميكًا، وظاهرة حفر قرص العسل؛ يشير التخليل السفلي إلى حقيقة أن الفولاذ ينقع في محلول غسيل حمضي لفترة قصيرة، أو أن تركيز الحمض غير كافٍ، بحيث لا يزال هناك صدأ رقيق أو صفيحة حديدية من الفولاذ بعد التخليل، ويتم مسح الرماد الأسود يدويًا. تسمى هذه الظاهرة التخليل السفلي.

(3) يتم غسل الأنبوب بعد التخليل بدوران الزيت، ويجب أن تلبي نتائج الفحص متطلبات النظافة في تصميم الرسم.

3. 5 أحكام عامة لتخليل الأنابيب

(1) ترتيب جهاز التخليل: يجب ألا يؤثر على البناء المهني للموقع كمكان. في حالة تسرب الحمض أو الماء وما إلى ذلك، يكون من السهل إتلاف المعدات والأجهزة الكهربائية، ويسهل وضع خرطوم مؤقت للتخليل، ويسهل حمل الأنبوب في مكان قريب، مع تهوية جيدة، وقريب من مصادر المياه والهواء والطاقة، ومياه الصرف الصحي المناسبة وغيرها من المبادئ.

(2) في حالة وجود بقعة زيت واضحة في خط الأنابيب، يجب إزالة الشحوم من خط الأنابيب قبل التخليل.

(3) يجب ضبط تركيز ودرجة حرارة ووقت محلول الحمض وفقًا لدرجة تآكل تخليل خط الأنابيب لمنع الإفراط في التخليل.

(4) عند تحضير خليط الحمض، يجب وضع الماء في الخزان أولاً، ثم تحضير الحمض لمنع الحمض من الانفجار عند التقاءه بالماء. عند استخدام الحمض، يجب ارتداء معدات واقية مطاطية، ويجب أن يكون الحمض بطيئًا. عند إدخال الأنبوب أو إخراجه من خزان الحمض، لا تُمسكه باليد مباشرةً. استخدم أدوات خاصة للتعامل معه برفق لمنع الماء الحمضي من الإضرار بالأشخاص.

(5) يجب استخدام لحام قوس الأرجون واللحام الكهربائي كخط أنابيب رسمي في خط الأنابيب المؤقت لدائرة التخليل، دون أي إهمال.

(6) يجب أن يكون زيت الغسيل الخام مطابقًا لزيت نظام التزييت الهيدروليكي المقابل أو قابلًا للتبديل.