ما هي أنابيب الغلايات ذات الضغط العالي؟

أنابيب الغلايات ذات الضغط العالي هي نوع من أنابيب الغلايات وتنتمي إلى فئة الأنابيب الفولاذية غير الملحومة. طريقة التصنيع هي نفسها طريقة الأنابيب غير الملحومة، ولكن هناك متطلبات صارمة على نوع الفولاذ المستخدم في تصنيع الأنابيب الفولاذية. غالبًا ما تكون أنابيب الغلايات ذات الضغط العالي في ظروف درجات حرارة وضغط عالية أثناء الاستخدام. تحت تأثير غاز المداخن عالي الحرارة وبخار الماء، تتأكسد الأنابيب وتتآكل. يجب أن تتمتع الأنابيب الفولاذية بقوة تحمل عالية ومقاومة عالية للأكسدة والتآكل واستقرار هيكلي جيد. تُستخدم أنابيب الغلايات ذات الضغط العالي بشكل أساسي في تصنيع أنابيب السخان الفائق وأنابيب إعادة التسخين وأنابيب توجيه الغاز وأنابيب البخار الرئيسية وما إلى ذلك من الغلايات ذات الضغط العالي والضغط العالي للغاية.

بسبب التشغيل طويل الأمد في ظل ظروف درجات حرارة وضغط عالية، سوف تزحف أنابيب الغلايات، وستقل اللدونة والصلابة، وسيتغير الهيكل الأصلي، وسيحدث التآكل. يجب أن تتمتع الأنابيب الفولاذية المستخدمة في الغلايات بما يلي: (1) قوة تحمل كافية؛ (2) قدرة تشوه بلاستيكية كافية؛ (3) ميل أدنى للشيخوخة وهشاشة ساخنة؛ (4) مقاومة عالية للأكسدة ورماد الفحم وتآكل الغاز الطبيعي عند درجات حرارة عالية وتآكل البخار والإجهاد؛ (5) استقرار هيكلي جيد وأداء جيد للعملية. تشمل أنواع الفولاذ لأنابيب الغلايات عالية الضغط الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للحرارة من البيرلايت والفيريت والأوستينيت. من أجل تحسين الكفاءة الحرارية لوحدات توليد الطاقة الحرارية وتقليل استهلاك الوقود، تعمل البلدان في جميع أنحاء العالم بشكل أساسي على تطوير وحدات توليد الطاقة الحرارية ذات السعة الكبيرة والعالية المعلمات (درجة حرارة عالية وضغط مرتفع) (فوق 1000 ميجاوات). يتم زيادة ضغط البخار إلى 31.5-34.3 ميجا باسكال، وتصل درجة حرارة البخار المسخن إلى 595-650 درجة مئوية، مما يتطور نحو الضغط الحرج عالي الضغط، مما يفرض متطلبات أعلى على أنابيب الغلايات عالية الضغط. لهذا السبب، تم تطوير أنواع جديدة من الفولاذ لتلبية احتياجات غلايات محطات الطاقة ذات المعلمات العالية.

يتم تصنيف أنابيب الغلايات ذات الضغط العالي بناءً على تركيبتها المادية. تشمل المواد الشائعة:

1. أنابيب الغلايات المصنوعة من الفولاذ الكربوني:

أنبوب الغلايات ذات الضغط العالي 20G - مادة قياسية للغلايات ذات الضغط المتوسط.

أنبوب الغلايات ذات الضغط العالي 5310 - معروف بمتانته ومقاومته لدرجات الحرارة العالية.

أنبوب الغلايات ذات الضغط المنخفض والمتوسط 3087 - يستخدم في التطبيقات ذات درجات الحرارة المعتدلة.

أنبوب الغلايات ذات الضغط العالي 12Cr1MoVG - قوة ممتازة ومقاومة للأكسدة.

أنبوب الغلايات ذات الضغط العالي 15CrMoG - يستخدم عادة في محطات الطاقة بسبب الاستقرار الحراري العالي.

أنبوب الغلايات عالي الضغط 40Cr – يوفر صلابة جيدة ومقاومة للصدمات.

أنبوب الغلايات عالي الضغط 1Cr5Mo – مناسب لتطبيقات البتروكيماويات عالية الحرارة.

أنبوب الغلايات عالي الضغط 42CrMo – قوة عالية ومقاومة للتآكل.

أنبوب الغلايات Steel Research 102 – تم تطويره لتحمل الظروف القاسية.

فولاذ السبائك الجديد – مصمم لمحطات الطاقة من الجيل التالي ذات الكفاءة العالية للغاية.

مع زيادة الطلب على الطاقة، تتحول محطات الطاقة الحرارية الحديثة نحو أنظمة الغلايات فائقة الحرج (1000 ميجاوات+)، مما يتطلب أنابيب الغلايات التي يمكنها تحمل ضغوط البخار حتى 31.5–34.3 ميجا باسكال ودرجات حرارة تتراوح من 595 درجة مئوية إلى 650 درجة مئوية. لتلبية هذه المطالب، يتم تطوير درجات فولاذية جديدة ذات خصائص محسنة باستمرار.

الدرجات والمواصفات القياسية الأمريكية لأنابيب الغلايات عالية الضغط

يتم تصنيع أنابيب الغلايات عالية الضغط وفقًا للمعايير الدولية لضمان الموثوقية والسلامة في التطبيقات الصعبة.

الدرجات الشائعة:

SA-179M

SA-192M

SA-209M T1a

SA-210M Gr.C & Gr.A1

SA-213M T11, T12, T22, T23, T91

معايير التصنيع:

SA-179/SA-179M – أنابيب فولاذية منخفضة الكربون مسحوبة على البارد بدون لحامات للمبادلات الحرارية والمكثفات.

SA-192/SA-192M – أنابيب فولاذية كربونية بدون لحامات عالية الضغط للغلايات.

SA-209/SA-209M – أنابيب فولاذية من سبائك الكربون والموليبدينوم بدون لحامات للغلايات والسخانات الفائقة.

SA-210/SA-210M – أنابيب فولاذية متوسطة الكربون بدون لحامات لتطبيقات الغلايات والسخانات الفائقة.

SA-213/SA-213M – أنابيب فولاذية سبيكة فريتية وأوستنيتية بدون لحامات للغلايات والسخانات الفائقة والمبادلات الحرارية.

تطبيقات أنابيب الغلايات ذات الضغط العالي

تُستخدم أنابيب الغلايات ذات الضغط العالي على نطاق واسع في الصناعات التي يشيع فيها ارتفاع درجات الحرارة والضغط الشديدين.

1. محطات الطاقة والمحطات الحرارية

تُستخدم في سخانات المياه الفائقة، وأجهزة إعادة التسخين، وجدران المياه، والموفرات، وخطوط الأنابيب الرئيسية للبخار.

ضرورية لزيادة كفاءة محطات الطاقة وتقليل استهلاك الطاقة.

2. صناعة البتروكيماويات والتكرير

تُستخدم في أنظمة الأفران عالية الحرارة، وخطوط الأنابيب البخارية، والمبادلات الحرارية.

تتحمل الظروف الكيميائية والحرارية القاسية.

3. الغلايات الصناعية وتسخين العمليات

توجد في المصانع الكيميائية، والصناعات النسيجية، ووحدات معالجة الأغذية.

توفر أداء تسخين ثابت للعمليات الصناعية.

4. الفضاء والهندسة المتقدمة

تُستخدم في محركات التوربينات عالية الأداء والمفاعلات عالية الحرارة.

تتطلب مقاومة شديدة للحرارة وسلامة هيكلية.