عند شراء الأنابيب الفولاذية أو أكوام الأنابيب الفولاذية، غالبًا ما تحتاج إلى الاختيار بين الأنابيب الفولاذية غير الملحومة والأنابيب الفولاذية الملحومة. على الرغم من أن كلا النوعين من الأنابيب الفولاذية مصنوعان من نفس المادة الأساسية - الفولاذ - إلا أنه يتم إنتاجهما بطرق مختلفة، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في الأداء وسيناريوهات التطبيق والتكاليف. ستقدم هذه المقالة بالتفصيل عملية الإنتاج والخصائص وسيناريوهات التطبيق للأنابيب الفولاذية غير الملحومة والأنابيب الفولاذية الملحومة، بالإضافة إلى تكنولوجيا البناء لأكوام الأنابيب الفولاذية الملحومة.
الأنابيب الفولاذية غير الملحومة: مزيج من القوة والتكنولوجيا
أكبر ميزة للأنابيب الفولاذية غير الملحومة هي عدم وجود أي لحام أو وصلات، ويتم معالجة الأنبوب بالكامل من قطعة واحدة من الفولاذ. في عملية إنتاج الأنابيب الفولاذية غير الملحومة، يتم استخدام آلة أولاً لدفع مركز الكتلة الفولاذية إلى الخارج لتشكيل أنبوب مجوف، ومن ثم يتم لف الأنبوب وتمديده للوصول أخيرًا إلى الطول والقطر وسمك الجدار المطلوب. يمكن تصنيع هذا النوع من الأنابيب الفولاذية من خلال عمليات مختلفة مثل الدرفلة على الساخن أو الدرفلة على البارد أو السحب على البارد أو البثق.
نظرًا لأن الأنابيب الفولاذية غير الملحومة لا تحتوي على لحامات، فإن هيكلها يكون أكثر تجانسًا، مما يجعلها تتمتع بقوة أعلى ومقاومة للضغط مقارنة بالأنابيب الفولاذية الملحومة. على وجه التحديد، معدل ضغط العمل ASME للأنابيب الفولاذية غير الملحومة عادة ما يكون أعلى بحوالي 20% من الأنابيب الفولاذية الملحومة. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لعدم وجود اللحامات، فإن الأنابيب الفولاذية غير الملحومة تتمتع بمزايا أكثر من حيث مخاطر التآكل ومخاطر التلف، وهي مناسبة بشكل خاص للمناسبات التي تتطلب قوة عالية ومقاومة للتآكل.
تُستخدم الأنابيب الفولاذية غير الملحومة بشكل شائع في تطبيقات الخوازيق مثل الهندسة المدنية والبناء البحري، خاصة كدعم هيكلي للمشاريع الثقيلة مثل الجسور والأرصفة. بالإضافة إلى ذلك، في مجال النفط والغاز، يتم استخدام الأنابيب الفولاذية غير الملحومة على نطاق واسع لاستكشاف ونقل السوائل القابلة للاشتعال أو المواد الصلبة بسبب أدائها الممتاز في ظل ظروف الضغط العالي.
الأنابيب الفولاذية الملحومة: خيارات متنوعة وحلول أكثر اقتصادية
في المقابل، تستخدم الأنابيب الفولاذية الملحومة عملية لحام لتشكيل ألواح أو ملفات فولاذية في شكل أنبوبي. تتضمن عملية تصنيع الأنابيب الفولاذية الملحومة مجموعة متنوعة من طرق اللحام، منها اللحام المستقيم واللحام الحلزوني هما النوعان الأكثر شيوعًا. غالبا ما تستخدم الأنابيب الفولاذية الملحومة لنقل السوائل (الماء أو الزيت) والغاز الطبيعي، ولأن عملية تصنيعها أبسط، فإن تكاليفها عادة ما تكون أقل من الأنابيب الفولاذية غير الملحومة.
1. الأنابيب الفولاذية الملحومة ذات التماس المستقيم
إن عملية تصنيع الأنابيب الفولاذية الملحومة ذات التماس المستقيم بسيطة نسبياً. أولاً، يتم ثني اللوحة الفولاذية على شكل أنبوب دائري، ثم يتم لحامها على طول الاتجاه الطولي للأنبوب لتشكيل أنبوب ملحوم مستقيم التماس. يمكن إجراء هذا النوع من الأنابيب الملحومة عن طريق اللحام القوسي المغمور (SAW) أو عملية اللحام القوسي المغمور المزدوج (DSAW). طريقة الإنتاج هذه تجعل الأنابيب الفولاذية الملحومة ذات التماس المستقيم متوفرة في السوق بمجموعة واسعة من المواصفات، ومناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية والإنشائية.
2. الأنابيب الفولاذية الملحومة ذات التماس اللولبي
الأنابيب الملحومة ذات التماس الحلزوني عبارة عن ملف فولاذي مدلفن على الساخن يتم ثنيه حلزونيًا على شكل أنبوب ثم يتم لحامه على طول خط التماس الحلزوني. عادةً ما تكون اللحامات الحلزونية أطول بنسبة 30% إلى 100% من اللحامات المستقيمة، مما يجعل هذه العملية مناسبة بشكل خاص لإنتاج الأنابيب ذات القطر الكبير. عادة ما تكون قوة الأنابيب الملحومة الحلزونية أعلى من الأنابيب الملحومة ذات التماس المستقيم، وتكون عملية الإنتاج أكثر مرونة ومناسبة للتصنيع على نطاق واسع.
3. الأنابيب الفولاذية الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW).
بالإضافة إلى عمليات اللحام بالدرز المستقيم واللحام الحلزوني، يمكن أيضًا إنتاج الأنابيب الفولاذية الملحومة عن طريق عملية اللحام بالمقاومة الكهربائية (ERW). يتم تصنيع الأنابيب الفولاذية ERW من خلال عملية التشكيل على البارد حيث يتم تسخين حواف الأنبوب بواسطة تيار كهربائي ولا يعتمد اللحام على اللهب المكشوف أو مصدر الحرارة. إن طبقات أنابيب ERW ناعمة جدًا لدرجة أنها تكاد تكون غير مرئية للعين المجردة، مما يوفر جماليًا وتماسكًا جيدًا.
3. مقارنة سيناريوهات التطبيق بين الأنابيب الفولاذية غير الملحومة والأنابيب الفولاذية الملحومة
تتمتع الأنابيب الفولاذية غير الملحومة والأنابيب الفولاذية الملحومة بمزاياها الخاصة في مجالات التطبيق الخاصة بها. بسبب قوتها العالية ومقاومتها للتآكل، غالبًا ما يتم استخدام الأنابيب الفولاذية غير الملحومة في المواقف التي تتطلب ضغطًا عاليًا وقوة عالية، مثل نقل النفط والغاز الطبيعي والدعم الهيكلي الثقيل. نظرًا لتكلفتها المنخفضة ومواصفاتها المتنوعة، غالبًا ما يتم استخدام الأنابيب الفولاذية الملحومة في حالات النقل ذات الضغط المتوسط والمنخفض مثل الماء والنفط والغاز.
اعتمادًا على المتطلبات المحددة للمشروع، غالبًا ما يحتاج المهندسون إلى الاختيار بين الأنابيب الفولاذية الملحومة وغير الملحومة. إذا كان المشروع يتطلب قوة عالية بشكل خاص أو كانت بيئة الاستخدام شديدة، مثل الهندسة البحرية وخطوط أنابيب نقل الضغط العالي، فإن الأنابيب الفولاذية غير الملحومة ستكون خيارًا أكثر ملاءمة. في بعض المشاريع الحساسة من حيث التكلفة والتي تتمتع ببيئة استخدام مستقرة نسبيًا، تعد الأنابيب الفولاذية الملحومة بلا شك حلاً أكثر فعالية من حيث التكلفة.
4. خطوات عملية اللحام لأكوام الأنابيب الفولاذية
تعتبر أكوام الأنابيب الفولاذية الملحومة عملية بناء ذات محتوى تقني عالي، خاصة في مشاريع الهندسة المدنية واسعة النطاق، تؤثر جودة اللحام بشكل مباشر على الاستقرار العام للمشروع. فيما يلي خطوات عملية اللحام لأكوام الأنابيب الفولاذية:
تنظيف نهاية الكومة
قبل توصيل الأكوام، يجب تنظيف التربة والحطام عند أطراف الأكوام جيدًا لضمان نظافة أجزاء اللحام، وغالبًا ما تستخدم الفرش السلكية للتنظيف.
محاذاة الأكوام العلوية والسفلية
عند اللحام، تأكد من محاذاة الأكوام العلوية والسفلية، ويجب أن يكون الانحراف المسموح به أقل من 2 مم لضمان استقامة الأكوام العلوية.
عمليات اللحام
تتطلب عملية اللحام وجود عاملين للحام بشكل متماثل للتأكد من أن اللحام كامل ومستمر، ولتجنب العيوب مثل القطع السفلية أو شوائب الخبث أو الانتفاخات في اللحام. عادة ما يتم استخدام طريقة اللحام بثاني أكسيد الكربون ويمكن ضغطها بشكل مستمر دون تبريد.
النقاط الرئيسية لعملية اللحام
في التشغيل الفعلي، تحقق أولاً من توصيل معدات اللحام، بما في ذلك السلك الأرضي، ومسدس اللحام، ومغذي الأسلاك، وما إلى ذلك. اضبط سرعة تغذية السلك وفقًا لقطر السلك المحدد، عادة 3-18 م/دقيقة. اضبط تيار اللحام والجهد، واختر طريقة اللحام المناسبة (اللحام المستمر أو اللحام النقطي)، واضبط تدفق الغاز (عادة 3-15 لتر/دقيقة). عند اللحام، تأكد من أن فوهة مسدس اللحام تحافظ على مسافة وزاوية مناسبة من قطعة العمل، وأن خط اللحام موحد وجميل.

اللمسات الأخيرة
بعد الانتهاء من عملية اللحام، يجب إغلاق صمام أسطوانة الغاز، ويجب إطلاق الغاز المتبقي في مقياس الضغط، ويجب إيقاف تشغيل مصدر الطاقة لمعدات اللحام لضمان السلامة.
خاتمة
تتمتع الأنابيب الفولاذية غير الملحومة والأنابيب الفولاذية الملحومة بمزاياها الخاصة في الخصائص الهيكلية وحالات التطبيق. يجب أن يعتمد اختيار كومة الأنابيب الفولاذية على الاحتياجات الفعلية للمشروع، بما في ذلك ضغط العمل لخط الأنابيب، وبيئة الاستخدام، وميزانية التكلفة وعوامل أخرى. إن فهم عمليات الإنتاج ومتطلبات البناء الخاصة بهم يمكن أن يساعد المهندسين على اتخاذ خيارات أكثر استنارة وضمان التقدم السلس للمشروع.