ما هو أنبوب سلس عالي الضغط

أنبوب غير ملحوم عالي الضغط(المعروف أيضًا باسم أنبوب الغلاية عالي الضغط) هو نوع من الأنابيب الفولاذية غير الملحومة المصممة خصيصًا للتطبيقات ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي ، وهو فرع مهم من الأنابيب الفولاذية غير الملحومة. يستخدم على نطاق واسع في توليد الطاقة الحرارية والبتروكيماويات وغيرها من المجالات الصناعية. تكمن خصائصه الأساسية في قدرته الممتازة على تحمل الضغط ومقاومته للحرارة.

الخصائص الأساسية والمتطلبات التقنية للأنابيب غير الملحومة عالية الضغط

مقاومة فائقة للضغط: يمكنها تحمل ضغوط العمل لمئات الأجواء ، مما يضمن التشغيل المستقر في بيئات البخار عالية الضغط.

مقاومة التآكل عالية الحرارة: يجب أن تقاوم الأكسدة وتآكل الكبريتيد في بيئات غاز المداخن أو البخار المستمرة ذات درجة الحرارة العالية. المواد تتطلب قوة طويلة الأجل ، والاستقرار الهيكلي ، ومقاومة الأكسدة.

متطلبات صارمة من الفولاذ: يجب أن تستخدم مواد التصنيع سبائك فولاذ محددة (مثل فولاذ الكروم والموليبدينوم والفولاذ المقاوم للصدأ). تشمل الدرجات الشائعة 20 جم و 15 كرموج ، لضمان عدم الفشل في درجات حرارة أعلى من 538 ℃.

دقة هندسية عالية: يتم التحكم في انحرافات القطر الخارجي وسمك الجدار ضمن حدود صارمة لتجنب تسرب الوسائط وتركيز الإجهاد.

معايير ومواصفات المواد للأنابيب الفولاذية غير الملحومة عالية الضغط

تشمل المواد الشائعة للأنابيب الفولاذية غير الملحومة عالية الضغط الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ. يعتمد اختيار المواد بشكل أساسي على الضغط ودرجة الحرارة والوسط الإضافي.

تشمل المعايير والمقاييس المشتركة ما يلي:

نظام المعايير الأمريكية:

ASTM A106/A106M: معيار لأنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة ، ومناسبة لظروف درجات الحرارة العالية (مثل أنابيب البخار) ، مقسمة إلى ثلاث درجات قوة: A و B و C ، مع درجة حرارة قصوى قابلة للتطبيق تبلغ 425 ℃.

ASTM A213/A213M: يغطي الأنابيب غير الملحومة المصنوعة من الفولاذ الحديدي والأوستنيتي ، مثل T12 (1.25Cr-0.5Mo) و TP304H (18Cr-8Ni) ، المصممة خصيصًا للسخانات الفائقة للمراجل والمبادلات الحرارية ، مع مقاومة لدرجة الحرارة تصل إلى 650 ℃.

ASTM A335/A335M: أنابيب غير ملحومة مصنوعة من الفولاذ الحديدي للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية ، مثل P91 (9Cr-1Mo-V) ، تستخدم لخطوط أنابيب البخار ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي (الشائعة في خطوط أنابيب البخار الرئيسية لمحطة الطاقة).

النظام القياسي الأوروبي:

EN 10216-2: معيار للأنابيب الفولاذية غير الملحومة الحاملة للضغط ، بما في ذلك الفولاذ الكربوني وسبائك الصلب (مثل p235 gh ، 13crmo4-5) ، نطاق درجة حرارة قابل للتطبيق-50 ℃ إلى 580 ℃.

EN 10216-5: معيار للأنابيب غير الملحومة من الفولاذ المقاوم للصدأ (مثل 1.4404 ، 1.4541) ، للوسائط المسببة للتآكل (مثل البيئات الحمضية في المعدات الكيميائية).

النظام القياسي الياباني:

JIS G3462: أنابيب غير ملحومة من الفولاذ السبائكي للغلايات والمبادلات الحرارية (مثل STBA23 ، STBA26) ، أي ما يعادل مستوى ASTM A213.

JIS G3458: أنابيب من الفولاذ الكربوني غير ملحومة لأنابيب درجات الحرارة العالية والضغط العالي ، على غرار مواصفات ASTM A106.

المزايا الرئيسية للأنابيب غير الملحومة عالية الضغط:

هيكل متكامل سلس: يتكون من ثقب وتدحرج أنبوب صلب فارغ ، يحافظ جسم الأنبوب على هيكل تدفق معدني مستمر ، ويزيل مشاكل إجهاد اللحام ويتجنب تقليل القوة الناجم عن البنية المجهرية غير المتساوية أو الإجهاد المتبقي عند اللحام.

توحيد توزيع الإجهاد: في ظل ظروف الضغط العالي ، يواجه جسم الأنبوب ضغطًا أكثر اتساقًا ، مما يقلل من احتمال تركيز الإجهاد.

قوة شد وصلابة ممتازة: بعد التحسين من خلال عمليات المعالجة الحرارية مثل التبريد والتلطيف ، يمكن أن تصل قوة الشد إلى أكثر من 600mpa ، ويفي مؤشر اللدونة بمتطلبات التشوه في ظروف التشغيل المتعددة.

مقاومة درجات الحرارة العالية والاستقرار الحراري: مقاومة لخشونة الحبوب وتشديد تحويل المرحلة في درجات حرارة التشغيل العالية ، وضمان قوة مستقرة أثناء الخدمة.

مقاومة جيدة للتآكل والتآكل: مع تركيبة موحدة وعدد أقل من الشوائب ، فإنه يحسن بشكل كبير مقاومة التآكل مقارنة بأنابيب الصلب الملحومة ويعرض مقاومة التآكل المتميزة ، ويؤدي أداءً فائقًا في سيناريوهات مثل التنقيب عن النفط.

مجالات الاستخدام الرئيسية للأنابيب غير الملحومة عالية الضغط

الطاقة والطاقة: جدران الغلايات المبردة بالماء ، أنابيب إعادة التسخين/التسخين الفائق ، أنابيب البخار الرئيسية (الضغط ≥ 30MPa ، درجة الحرارة ≥ 538 ℃).

صناعة البتروكيماويات: أنابيب رأس البئر ، أنابيب التغذية للمفاعلات ذات الضغط العالي في المصافي (على سبيل المثال ، أنابيب 20 جم المستخدمة في بيئات كبريتيد الهيدروجين). الآلات وصناعات السيارات: تصنيع الأسطوانات الهيدروليكية عالية الدقة ، وأعمدة القيادة ، ومكونات المحرك التي يجب أن تتحمل التأثيرات المتكررة ودرجات الحرارة العالية.

البحرية والطيران: أنابيب مقاومة للتآكل ومياه البحر وأنظمة أنابيب الغاز عالية الحرارة لمحركات الطائرات.

ملخص

أصبحت الأنابيب غير الملحومة عالية الضغط ، مع قوتها العالية ، واستقرارها ، وسلامتها ، ومقاومتها للحرارة ، مواد أساسية لا غنى عنها في أنظمة درجات الحرارة العالية والضغط العالي. متطلبات إنتاجها صارمة ، ومعايير الاختبار عالية ، مما يجعلها مادة أساسية مهمة في مجال تصنيع المعدات المتطورة.