دليل عملية تصنيع أنابيب الصلب غير الملحومة

إنتاج الـأنابيب فولاذية غير ملحومةيعتمد بشكل أساسي على عمليتين للتصنيع: الدرفلة الساخنة (البثق الساخن) والرسم البارد/اللف البارد. يعتمد اختيار عملية التصنيع على الأبعاد المطلوبة والتفاوتات والخواص الميكانيكية للمنتج النهائي.

1. أنابيب فولاذية غير ملحومة مدلفنة على الساخن: اللف على الساخن هو الطريقة الأكثر شيوعًا لإنتاج أنابيب فولاذية غير ملحومة. تكون درجة حرارة المعالجة أعلى من درجة حرارة إعادة التبلور للفولاذ (عادة فوق 900 درجة مئوية).

إعداد الفاتورة: يتم فحص القضبان المستديرة الصلبة وقطعها وتسخينها في فرن حلقي.

ثقب (عملية مانسمان): يتم دفع البليت الساخن ، في حالته الصلبة ، بلفتين منحرفة من خلال مغزل ثقب حاد (شريط أساسي). هذه الخطوة تحول القضيب الصلب إلى أنبوب مجوف سميك الجدران.

اللف المستمر والتحجيم: يتم لف الأنبوب المجوف في مطحنة دلفنة مستمرة (أو مطحنة دلفنة الأنبوب الأوتوماتيكية) لتقليل سمك الجدار وتوسيع الطول. في النهاية ، يتم الانتهاء من مطحنة التحجيم (مطحنة تقليل) لتحقيق القطر الخارجي الدقيق (OD).

التبريد والاستقامة: يتم تبريد الأنابيب الفولاذية على سرير تبريد ثم يتم تقويمها ميكانيكياً بواسطة آلة استقامة.

2. الأنابيب غير الملحومة المسحوبة على البارد/المدلفنة على البارد: عندما تتطلب التطبيقات أبعادًا عالية الدقة ، وجدران رفيعة ، وتشطيبات سطح ملساء ، تتطلب الأنابيب المدرفلة على الساخن معالجة ثانوية عميقة في درجة حرارة الغرفة.

الرسم على البارد: بعد التخليل والتشحيم ، يتم سحب الأنابيب المدرفلة على الساخن بالقوة من خلال قالب وعلى مغزل ، مما يقلل من قطرها الخارجي وسمك الجدار.

الدرفلة على البارد/السرقة: يتم لف الأنابيب الفولاذية على مغزل ثابت بواسطة زوج من اللفات الدائرية الترددية. تسمح هذه الطريقة بتخفيض كبير في المساحة المتقاطعة مع الحفاظ على دقة عالية للغاية.

طرق تصنيع الأنابيب غير الملحومة ذات القطر الكبير

عند إنتاج أنابيب فولاذية غير ملحومة ذات قطر كبير للغاية (على سبيل المثال ، 508 ،/20 بوصة وما فوق) ، تكون طواحين الدرفلة التقليدية محدودة جسديًا ويصعب استخدامها مباشرةً. في مثل هذه الحالات ، تستخدم الشركات المصنعة عملية التمدد الساخنة (فتحة التمدد الساخنة).

تدفق العملية: يتم اختيار أنبوب فولاذية غير ملحوم متوسط القطر مدلفن على الساخن كأنبوب أساسي ويتم تسخينه إلى درجة حرارة محددة باستخدام التسخين بالحث. بعد ذلك ، يدفع دافع هيدروليكي الأنبوب من خلال مغزل مخروطي سميك تدريجيًا (يموت). عندما يمر الأنبوب عبر مغزل ، يزداد قطره بشكل كبير ، في حين يتم تقليل سمك الجدار بشكل تناسبي.

المزايا: تسمح هذه الطريقة بالإنتاج الفعال والمخصص للأنابيب غير الملحومة ذات القطر الكبير والجدران السميكة دون الحاجة إلى مصانع الدرفلة واسعة النطاق باهظة الثمن.

عمليات تصنيع أنابيب غير ملحومة لمواد مختلفة

تطبيقات مختلفة لها متطلبات مختلفة للتركيب الكيميائي للأنابيب الفولاذية. على الرغم من أن خطوات الثقب الأولية متشابهة ، إلا أن عمليات التصنيع اللاحقة تختلف بشكل كبير حسب خصائص المواد:

أنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة (على سبيل المثال ، ASTM A106 ، API 5L): تركز العملية على البثق عالي السرعة ودرجة حرارة الدوران المحسنة لزيادة قوة العائد وصلابة خط الأنابيب ، المستخدم بشكل أساسي لنقل السوائل بشكل عام.

أنابيب سبائك الصلب غير الملحومة(على سبيل المثال ، ASTM A335 P11/P22/P91): مصممة للغلايات ذات الضغط العالي والبيئات ذات درجة الحرارة العالية. يتم التحكم بدقة شديدة في درجة حرارة التسخين أثناء لف هذا النوع من الفولاذ لمنع التشققات الدقيقة ؛ وهناك حاجة إلى معالجة حرارية صارمة بعد التدوير لتحقيق الاستقرار في مرحلة السبائك.

أنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ غير ملحومة (على سبيل المثال ، TP304 ، TP316): الفولاذ المقاوم للصدأ هو عرضة للغاية لتصلب العمل. على عكس الفولاذ الكربوني ، يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ التلدين المحلول (عادة تسخين بدرجة حرارة عالية يتبعه تبريد سريع للمياه) بين كل مرحلة من مراحل العمل البارد (السحب البارد/اللف على البارد) للقضاء على التصلب ، ومنع هطول الأمطار من الكربيد ، وبالتالي استعادة مقاومته للتآكل.

مبادئ وإجراءات المعالجة الحرارية لأنابيب الصلب غير الملحومة

تعتبر المعالجة الحرارية خطوة أساسية في إنتاج الأنابيب الفولاذية غير الملحومة ، وتغيير البنية المجهرية للفولاذ ، والقضاء على الضغوط المتبقية الناتجة أثناء الدوران (أو العمل البارد) ، وتحديد الخواص الميكانيكية النهائية المطلوبة (الصلابة ، وقوة الإنتاجية ، وقوة الشد ، وصلابة التأثير).

1. الخطوات الرئيسية للمعالجة الحرارية للأنابيب غير الملحومة

وفقًا للمواصفات القياسية النهائية للأنابيب الفولاذية ، يتم تطبيق واحدة أو أكثر من العمليات التالية عادةً:

الصلب: تسخين الأنابيب الفولاذية إلى درجة حرارة معينة ثم تبريدها ببطء في الفرن. تهدف هذه العملية إلى تقليل الصلابة والقضاء على الإجهاد الداخلي وتحسين اللدونة ، وتستخدم في المقام الأول لإعداد الأنبوب الفارغ قبل السحب على البارد.

التطبيع: تسخين الأنابيب الفولاذية فوق درجة الحرارة الحرجة ثم السماح لها بالتبريد بشكل طبيعي في الهواء. هذا يحسن حجم الحبوب ، وضمان خصائص ميكانيكية موحدة في جميع أنحاء دفعة من أنابيب الصلب.

التبريد: تسخين الأنابيب الفولاذية إلى درجة حرارة الأوستنيتي ثم تبريدها بسرعة في الماء أو الزيت. هذا يزيد بشكل كبير من صلابة وقوة الأنابيب الفولاذية ولكنه يجعلها هشة.

التقسية: يجب إجراء التقسية مباشرة بعد التبريد. يتم إعادة تسخين الأنبوب الفولاسي إلى درجة حرارة منخفضة ومحددة ثم يتم تبريده ببطء. الغرض من ذلك هو التخلص من إجهاد التبريد ، واستعادة صلابة أنبوب الصلب ، وتحقيق توازن مثالي بين القوة والمتانة.

2. التغييرات في البنية المجهرية والخصائص بعد المعالجة الحرارية

تخفيف التوتر: يزيل الإجهاد الداخلي المتبقي من السحب المتداول أو البارد ، ومنع تشوه أو تشقق الأنابيب الفولاذية أثناء المعالجة أو الاستخدام اللاحق.

صقل الحبوب: يتم تفكيك الحبوب الخشنة التي يتم تشكيلها أثناء الدوران بدرجة حرارة عالية ، وتحويلها إلى حبيبات دقيقة وموحدة ، وبالتالي تحسين صلابة تأثير الأنبوب الفولادي بدرجة حرارة منخفضة.

تثبيت المرحلة: بالنسبة إلى سبائك الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ ، تسمح المعالجة الحرارية بتوزيع عناصر السبائك مثل الكروم والموليبدينوم والنيكل بالتساوي في المصفوفة ، مما يؤدي إلى تحسين مقاومة الزحف ومقاومة التآكل.

معالجة السطح والتشطيب

يجب أن تخضع الأنابيب الفولاذية غير الملحومة لمعالجة سطحية شاملة قبل مغادرة المصنع لإزالة العيوب السطحية والملوثات وتوفير الحماية من التآكل.

1. طرق التنظيف الكيميائية

قبل الطلاء أو الجلفن ، يجب أن يحقق سطح الأنابيب الفولاذية النظافة الهيكلية.

التخليل: غمر الأنابيب الفولاذية في محلول حمضي (عادة حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك للفولاذ الكربوني ، وخليط من حمض النيتريك وحمض الهيدروفلوريك للفولاذ المقاوم للصدأ). يذوب الحمض كيميائيًا مقياس أكسيد الحديد والصدأ على سطح الأنبوب الفولاسي دون إتلاف الركيزة الفولاذية الأساسية بشكل مفرط.

إزالة الشحوم: باستخدام المحاليل القلوية أو المذيبات العضوية ، وإزالة زيت الماكينة ، ومواد التشحيم ، والشحوم التي تلتصق بالأنابيب الفولاذية أثناء العمل البارد أو المناولة.

2. طرق إزالة الصدأ الميكانيكية

التفجير بالرصاص/التفجير بالرصاص: يتم استخدام الهواء المضغوط أو عجلة التفجير بالرصاص ، أو الطلقات الفولاذية عالية السرعة ، أو حصى الفولاذ ، أو الجسيمات الكاشطة على سطح الأنبوب الفولاسي. هذا التأثير الميكانيكي لا يزيل الصدأ والمقياس القديم تمامًا فحسب ، بل يخلق أيضًا خشونة معينة ("نمط التثبيت") على سطح الأنبوب الفولاذي ، مما يعزز بشكل كبير التصاق الطلاء المضاد للتآكل اللاحق.

3. الجلفن العلاج ومتطلبات الجودة

بالنسبة لأنابيب الصلب الكربوني المعرضة لبيئات شديدة التآكل (مثل خراطيم الحريق وهياكل المباني الخارجية) ، عادة ما تكون الجلفن بالغمس الساخن مطلوبة.

مبدأ التفاعل: أنبوب الفولاذ المخلل مغمور في الزنك المنصهر عند حوالي 450 درجة مئوية. يتفاعل الحديد والزنك كيميائيًا ، مشكلاً سلسلة من طبقات سبائك الحديد والزنك المترابطة بشدة على سطح الأنبوب الفولاذي.

المتطلبات الفنية ومواصفات المواصفات: يجب أن يتوافق الجلفن بشكل صارم مع المعايير الدولية (مثل ASTM A53 أو EN 10240). يجب على الشركات المصنعة اختبار سمك طبقة الزنك بدقة (معبرا عنه بالميكرومتر أو جم/متر مربع) ، وتوحيد طبقة الزنك ، ويجب أن يكون السطح خاليًا من أي مناطق غير مطلية ، أو بثور ، أو عقيدات زنك سميكة.

اقرأ المزيد:ما هو أنبوب فولاذية غير ملحوم ؟