تكنولوجيا تصنيع الأنابيب الفولاذية الملحومة بالقوس المغمور ذات القطر الكبير والمستقيمة

تُستخدم أنابيب الصلب ذات القطر الكبير والمقطوعة بشكل مستقيم والمغمورة بالقوس الكهربائي بشكل رئيسي في نقل النفط والغاز البحري والبري، والبترول والغاز الطبيعي، والفحم ولب المعادن، وغيرها من المواد عبر خطوط الأنابيب. وهي مناسبة بشكل خاص لمشروع "نقل الغاز بين الشرق والغرب" قيد الإنشاء حاليًا في بلدي، ويمكن استخدامها أيضًا في عمليات التصدير والاستيراد.

أساليب وخصائص تكنولوجيا صناعة الأنابيب العالمية. تشمل أساليب تشكيل أنابيب الصلب الملحومة بالقوس المغمور ذات اللحام المستقيم ذات القطر الكبير في الخارج ما يلي: طريقة UOE، وطريقة تشكيل CFE بالأسطوانات، وطريقة تشكيل RBE بالثني بالأسطوانات، وطريقة تشكيل JCOE، وطريقة تشكيل C، وطريقة تشكيل PFP بالثني التدريجي، وغيرها. فيما يلي نبذة مختصرة عنها:

1. تعتمد طريقة UOE على ضغط الصفيحة الفولاذية المثنية مسبقًا على شكل حرف U في قالب تشكيل مكبس U، ثم ضغطها على شكل حرف O في قالب تشكيل مكبس O، ثم لحامها لتشكيل أنبوب، ثم توسيع قطرها الكلي. تُعدّ طريقة UOE من أحدث طرق التشكيل في العالم، ويوجد حاليًا ما يقارب 30 وحدة تشكيل أنابيب ملحومة بهذه الطريقة. تشتهر طريقة UOE بكفاءتها الإنتاجية العالية وجودة منتجاتها الممتازة، فضلًا عن كونها غير مكلفة وتتطلب استثمارًا كبيرًا.

2. تتكون آلة تشكيل الأسطوانات بتقنية CFE من إطار تشكيل، وإطار أسطوانات مسطحة، وأسطوانة ثني الحواف، وصف صغير من الأسطوانات. وبفضل تركيب العديد من الصفوف الصغيرة المتطابقة من الأسطوانات، يكون مسار حافة الصفيحة الفولاذية أثناء عملية التشكيل مستقيمًا تقريبًا، مما يمنع ظاهرة "تمدد الحافة". تتميز تقنية CFE بجودة تشكيل عالية، وجودة منتجاتها لا تختلف عن جودة منتجات تقنية UOF. تستخدم هذه التقنية لفائف الفولاذ المدرفلة على الساخن كمواد خام، وهو ما يختلف عن طرق التشكيل الأخرى. وهي مناسبة بشكل أساسي لإنتاج كميات كبيرة من الأنابيب الفولاذية ذات الأنواع الفردية، ولكن يصعب استخدامها لإنتاج أنابيب فولاذية سميكة الجدران عالية القوة أو أنابيب فولاذية ذات أقطار كبيرة.

3. تعتمد طريقة تشكيل الأنابيب بالثني بالدرفلة (RBE) على دحرجة الصفيحة الفولاذية عدة مرات بين ثلاث أو أربع بكرات. ويُقارب أداء وموثوقية الأنابيب الملحومة المنتجة بهذه الطريقة أداء وموثوقية الأنابيب الملحومة بتقنية UOE. تتميز طريقة RBE بانخفاض تكلفة الاستثمار، وسرعة إنشاء المصنع، وإنتاجية متوسطة، ومرونة عالية، وقدرة كبيرة على التكيف مع السوق. وقد طُبقت هذه الطريقة في بعض الدول النامية خلال السنوات الأخيرة. إلا أنه نظرًا لعدم وجود دعامة في منتصف البكرة العلوية، ولأنها محدودة بصلابة هذه الطريقة، فإن قطر الأنابيب الفولاذية المُشكّلة لا يقل عن 508 مم (20 بوصة)، مما يقلل من حصتها في السوق. ويقل قطر العديد من الأنابيب في بلدي عن 508 مم.

4. طريقة تشكيل JCOE: في البداية، تُضغط الصفيحة الفولاذية على شكل حرف J باستخدام مكبس هيدروليكي. بعد ضغط الحواف من كلا الجانبين، تُشكّل الصفيحة على شكل حرف C من خلال عدة عمليات ختم. وأخيرًا، تُضغط على شكل حرف O باستخدام قالب علوي شبه دائري. جودة المنتج في طريقة JCOE قريبة من جودة الأنابيب الملحومة بتقنية UOE، وسعر خط الإنتاج أقل بكثير من سعر وحدة UOE، إلا أن كفاءة الإنتاج منخفضة.

٥. تستخدم طريقة التشكيل C ماكينتين للتشكيل C بدلاً من مكبس U ومكبس O في وحدة UOE. وتتلخص عملية التشكيل في: تشكيل الصفيحة الفولاذية المثنية مسبقًا إلى نصفين على مكبس، ثم على مكبس آخر. ويتم تشكيل النصف الآخر من الصفيحة الفولاذية على الماكينة للحصول على أنبوب دائري على شكل حرف O. يتميز الأنبوب الملحوم المُنتج بطريقة التشكيل C بحجم مناسب، وإنتاجية معتدلة، وتكلفة منخفضة لخط الإنتاج.

٦. تعتمد طريقة التشكيل التدريجي بالثني (PFP) على ثني الصفيحة الفولاذية تدريجيًا على المكبس، مع ثني طرفها مسبقًا، على مراحل صغيرة ومتكررة، ثم تشكيلها في النهاية إلى أنبوب دائري باستخدام آلة لحام الأنابيب الفولاذية. تتميز هذه الطريقة بانخفاض كمية الضغط المطلوبة في كل مرة، مما يقلل من قوة الضغط اللازمة ويخفض التكلفة. يمكن لهذه الطريقة تشكيل أنابيب ملحومة بأقطار وسماكات جدارية مختلفة. يصل قطر الأنابيب المُعالجة إلى أقل من ٤٠٦ مم، وتتميز الأنابيب الملحومة المنتجة بجودة عالية نسبيًا، مع إنتاجية جيدة ومتوسطة.