كيف يتم إنتاج الأنابيب غير الملحومة؟

أنابيب غير ملحومة
تُصنع الأنابيب غير الملحومة من الفولاذ الصلب، أي من الصفائح أو القضبان، التي تُشكّل إلى أشكال دائرية صلبة (تُسمى "الكتل")، ثم تُسخّن وتُصبّ على قالب، مثل قضيب مثقوب، لتكوين أنبوب مجوّف أو غلاف. يتميز هذا النوع من الأنابيب بمقاومته العالية للضغط، وسرعة تصنيعه، وفعاليته من حيث التكلفة مقارنةً بعمليات تصنيع الأنابيب الأخرى. تُستخدم الأنابيب غير الملحومة بشكل شائع في خطوط أنابيب الغاز الطبيعي، وكذلك في خطوط أنابيب نقل السوائل.

ونظرًا لأن الأنابيب غير الملحومة يمكنها تحمل الضغوط العالية، فإنها تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات الضغط العالي، بما في ذلك مصافي النفط، والأسطوانات الهيدروليكية، وصناعات الهيدروكربونات، والبنية التحتية للنفط والغاز.
بالمقارنة مع أنواع الأنابيب الأخرى، لا تتطلب الأنابيب غير الملحومة أي لحام أو وصلات، فهي تُصنع ببساطة من قضبان دائرية صلبة، مما يُعزز قوتها وخصائصها الأخرى، بما في ذلك مقاومتها للتآكل. ووفقًا للجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME)، فإن هذه الأنابيب تتحمل الإجهاد الميكانيكي بكفاءة أعلى من الأنابيب الملحومة (أي الأنابيب غير الملحومة)، كما أنها تتحمل ضغوط تشغيل أعلى.
بشكل عام، يعتمد استخدام الأنابيب غير الملحومة على سمك جدارها. تتطلب الأنابيب ذات الجدران السميكة درجات حرارة أعلى للتصنيع، مما يقلل من مقاومتها للتشوه، وينتج عنه انحراف أكبر.
يُعدّ أنبوب اللحام المقاوم الكهربائي (HFI) المنافس الرئيسي للأنابيب غير الملحومة نظرًا لانخفاض تكلفة تصنيعه. وتتمثل المزايا الرئيسية للأنابيب غير الملحومة مقارنةً بأنابيب اللحام المقاوم الكهربائي فيما يلي: (أ) عدم وجود خط لحام، (ب) توزيع متجانس تقريبًا لخواص المادة، (ج) إجهاد متبقٍ منخفض للغاية. من ناحية أخرى، تُعدّ الأنابيب غير الملحومة أغلى ثمنًا من أنابيب اللحام المقاوم الكهربائي، وقد لا يكون سُمك مقطعها العرضي منتظمًا، وعادةً ما تكون أسطحها الداخلية والخارجية خشنة للغاية.
في الأنابيب الملحومة، تُستخدم عملية اللحام لإغلاق خط اللحام بعد تشكيل الصفيحة أو اللفة الفولاذية على شكل أسطواني. يستخدم المصنع طرق فحص بالموجات فوق الصوتية و/أو الأشعة السينية لضمان جودة خط اللحام، ويتم اختبار كل وصلة من وصلات الأنبوب تحت ضغط يتجاوز ضغط التشغيل المحدد. تُصنف الأنابيب الملحومة وفقًا لطريقة تشكيلها وتقنية اللحام المستخدمة.

تستخدم الأنابيب الملحومة بالقوس المغمور (SAW) معدن حشو أثناء عملية اللحام، بينما لا تتطلب الأنابيب الملحومة بالمقاومة الكهربائية/اللحام الكهربائي الانصهاري (ERW/EFW) معدن حشو. وينقسم اللحام بالقوس المغمور إلى نوعين: اللحام الطولي (أو اللحام المستقيم، L-SAW)، واللحام الحلزوني (S-SAW). عادةً ما يكون اللحام المستقيم بالقوس المغمور ذو القطر المتوسط ​​أحادي اللحام، بينما يكون اللحام المستقيم بالقوس المغمور ذو القطر الكبير ثنائي اللحام.

تُصنع أنابيب اللحام المقاوم الكهربائي (ERW) باستخدام تيار كهربائي لتسخين الفولاذ حتى يندمج طرفاه. طُبقت هذه العملية في عشرينيات القرن الماضي، باستخدام تيار متردد منخفض التردد لتسخين الأطراف، ولكن تبين لاحقًا أنها عرضة لتآكل اللحام وعدم جودته. أما اليوم، فيُستخدم تيار متردد عالي التردد، يُعرف أيضًا باللحام التلامسي. بينما تُشير أنابيب اللحام الكهربائي (EFW) إلى عملية تستخدم حزم الإلكترونات لتوجيه الطاقة الحركية لصهر قطع العمل وتشكيل اللحام.