الطريقة الصحيحة لاختيار الأنابيب الفولاذية غير الملحومة

ما هي متطلبات أنابيب الصلب غير الملحومة المستخدمة لنقل السوائل في صناعتنا التحويلية؟ دعونا نلقي نظرة على ملخص متطلبات فريقنا المختص بخطوط أنابيب الضغط:

الأنابيب الفولاذية غير الملحومة هي أنابيب فولاذية بدون لحامات، تُصنع باستخدام طرق المعالجة الساخنة، مثل الدرفلة الساخنة المثقبة. عند الحاجة، يمكن معالجة هذه الأنابيب على البارد للحصول على الشكل والحجم والأداء المطلوبين. حاليًا، تُعد الأنابيب الفولاذية غير الملحومة (DN15-600) الأكثر استخدامًا في معدات إنتاج البتروكيماويات.

(أ) أنبوب فولاذي غير ملحوم من الفولاذ الكربوني
درجات المواد: 10#، 20#، 09MnV، 16Mn، 4 أنواع إجمالاً
المعايير: GB8163 "أنابيب فولاذية غير ملحومة لنقل السوائل"، GB/T9711 "الشروط الفنية لتوريد الأنابيب الفولاذية لصناعة البترول والغاز الطبيعي"، GB6479 "أنابيب فولاذية غير ملحومة عالية الضغط لمعدات الأسمدة"، GB9948 "أنابيب فولاذية غير ملحومة لتكسير البترول"، GB3087 "أنابيب فولاذية غير ملحومة للغلايات ذات الضغط المنخفض والمتوسط"، GB/T5310 "أنابيب فولاذية غير ملحومة للغلايات ذات الضغط العالي".

GB/T8163:
درجات المواد: 10#، 20#، Q345، إلخ.
نطاق التطبيق: المنتجات النفطية، والنفط والغاز، ووسائل الإعلام العامة ذات درجة حرارة تصميم أقل من 350 درجة مئوية وضغط أقل من 10 ميجا باسكال.

GB6479:
درجات المواد: 10#، 20G، 16Mn، إلخ.
نطاق التطبيق: المنتجات النفطية والنفط والغاز بدرجة حرارة تصميم من -40 إلى 400 درجة مئوية وضغط تصميم من 10.0 إلى 32.0 ميجا باسكال.

GB9948:
درجات المواد: 10#، 20#، إلخ.
نطاق التطبيق: الحالات التي لا تكون فيها أنابيب الصلب GB/T8163 مناسبة.

GB3087:
درجات المواد: 10#، 20#، إلخ.
نطاق التطبيق: البخار المحمص والماء المغلي في الغلايات ذات الضغط المنخفض والمتوسط، إلخ.

GB5310:
درجات المواد: 20G، إلخ.
نطاق التطبيق: وسيط البخار المحمص في الغلايات عالية الضغط

الفحص: يجب أن تخضع أنابيب الصلب العامة لنقل السوائل لتحليل التركيب الكيميائي، واختبار الشد، واختبار التسطيح، واختبار ضغط الماء. بالإضافة إلى الاختبارات الإلزامية لأنابيب الصلب لنقل السوائل، تتطلب المعايير الثلاثة GB5310 وGB6479 وGB9948 أيضًا اختبارات التمدد واختبارات الصدم؛ وتُعد متطلبات فحص التصنيع لهذه الأنابيب الثلاثة صارمة نسبيًا. كما يفرض معيار GB6479 متطلبات خاصة لمقاومة المواد للصدمات في درجات الحرارة المنخفضة. إضافةً إلى متطلبات الاختبار العامة لأنابيب الصلب لنقل السوائل، يُشترط أيضًا أن تخضع أنابيب الصلب وفقًا لمعيار GB3087 لاختبارات الانحناء على البارد. إضافةً إلى متطلبات الاختبار العامة لأنابيب الصلب لنقل السوائل، يُشترط أن تخضع أنابيب الصلب وفقًا لمعيار GB/T8163 لاختبارات التمدد واختبارات الانحناء على البارد وفقًا للاتفاقية. متطلبات التصنيع لهذين النوعين من الأنابيب أقل صرامة من متطلبات الأنواع الثلاثة الأولى.

التصنيع: تُصهر أنابيب الصلب وفقًا لمعياري GB/T8163 وGB3087 في الغالب في أفران مفتوحة أو محولات، وتتميز بارتفاع نسبة الشوائب والعيوب الداخلية. أما معيار GB9948، فيُصهر في الغالب في أفران كهربائية، حيث تُضاف إليه عملية تكرير خارج الفرن، مما يُقلل من نسبة الشوائب والعيوب الداخلية. بينما ينص معيارا GB6479 وGB5310 على متطلبات التكرير خارج الفرن، مما يُقلل من نسبة الشوائب والعيوب الداخلية، ويُحسّن جودة المواد.

مستويات جودة التصنيع لمعايير أنابيب الصلب المذكورة أعلاه مرتبة على النحو التالي من الأدنى إلى الأعلى: GB/T8163

الاختيار: بشكل عام، تُعدّ أنابيب الصلب وفقًا لمعيار GB/T8163 مناسبة لمنتجات النفط والغاز، وظروف النقل العام، عند درجة حرارة تصميمية أقل من 350 درجة مئوية وضغط أقل من 10 ميجا باسكال. أما بالنسبة لمنتجات النفط والغاز، فيُفضّل استخدام أنابيب الصلب وفقًا لمعيار GB9948 أو GB6479 عند تجاوز درجة الحرارة التصميمية 350 درجة مئوية أو الضغط 10 ميجا باسكال. كما يُنصح باستخدام معيار GB9948 أو GB6479 لخطوط الأنابيب العاملة في وجود الهيدروجين أو في بيئة مُعرّضة للتآكل الإجهادي. يجب أن تتوافق جميع أنابيب الصلب الكربوني المستخدمة في درجات حرارة منخفضة (أقل من -20 درجة مئوية) مع معيار GB6479، وهو المعيار الوحيد الذي يُحدّد متطلبات مقاومة الصدمات للمواد عند درجات الحرارة المنخفضة. أما معيارا GB3087 وGB5310 فهما معياران مُخصّصان لأنابيب الصلب المستخدمة في الغلايات. تؤكد لوائح الإشراف على سلامة الغلايات على ضرورة خضوع جميع الأنابيب المتصلة بالغلاية للإشراف، وأن تتوافق موادها ومعاييرها مع أحكام هذه اللوائح. لذا، يجب أن تعتمد أنابيب البخار العامة (المُغذّاة من الشبكة) المستخدمة في الغلايات ومحطات توليد الطاقة والتدفئة ومعدات إنتاج البتروكيماويات على معيار GB3087 أو GB5310. ومن الجدير بالذكر أن أسعار أنابيب الصلب ذات الجودة العالية مرتفعة نسبيًا، فعلى سبيل المثال، يزيد سعر GB9948 بنحو خُمس سعر GB8163. لذلك، عند اختيار معايير مواد أنابيب الصلب، ينبغي مراعاة جميع الجوانب المتعلقة بظروف الاستخدام، مع الحرص على الجمع بين الموثوقية والتكلفة الاقتصادية. تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه وفقًا للمعيارين GB/T20801 و TSGD0001، لا يجوز استخدام أنابيب الصلب من معايير GB3087 و GB8163 لخطوط أنابيب GC1 (إلا إذا تم اختبارها بالموجات فوق الصوتية واحدة تلو الأخرى وكانت الجودة لا تقل عن L2.5، فيمكن استخدامها لخطوط أنابيب GC1(1) بضغط تصميم لا يزيد عن 4.0 ميجا باسكال).

(II) أنبوب فولاذي غير ملحوم من الفولاذ منخفض السبائك
في معدات إنتاج البتروكيماويات، تُستخدم عادةً معايير أنابيب الصلب غير الملحومة المصنوعة من فولاذ الكروم والموليبدينوم وفولاذ الكروم والموليبدينوم والفاناديوم، وهي: GB9948 "أنابيب فولاذية غير ملحومة لتكسير البترول"، وGB6479 "أنابيب فولاذية غير ملحومة عالية الضغط لمعدات الأسمدة"، وGB/T5310 "أنابيب فولاذية غير ملحومة للغلايات عالية الضغط". تشمل درجات فولاذ الكروم والموليبدينوم في GB9948: 12CrMo، و15CrMo، و1Cr2Mo، و1Cr5Mo، وغيرها. وتشمل درجات فولاذ الكروم والموليبدينوم في GB6479: 12CrMo، و15CrMo، و1Cr5Mo، وغيرها. أما درجات فولاذ الكروم والموليبدينوم وفولاذ الكروم والموليبدينوم والفاناديوم في GB/T5310 فهي: 15MoG، و20MoG، و12CrMoG، و20MoG، و12CrMoG. 15CrMoG، 12Cr2MoG، 12Cr1MoVG، إلخ. ومن بينها، يُستخدم GB9948 بشكل أكثر شيوعًا، وشروط الاختيار هي كما سبق.

(III) أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة
المعايير الشائعة لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة هي:
GB/T14976، GB13296، GB9948، GB6479، GB5310، أي ما مجموعه خمسة معايير. من بينها، لا تُدرج المعايير الثلاثة الأخيرة سوى درجتين أو ثلاث درجات من الفولاذ المقاوم للصدأ، وهي درجات غير شائعة. لذلك، عند اختيار معايير أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة في الهندسة، يُختار المعياران GB/T14976 وGB13296.

GB/T14976 "أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة لنقل السوائل":
درجات المواد: 304، 304L، إلخ، بإجمالي 19 نوعًا مناسبة لنقل السوائل بشكل عام.

GB13296 "أنابيب غير ملحومة من الفولاذ المقاوم للصدأ للغلايات والمبادلات الحرارية":
درجات المواد: 304، 304L، إلخ، بإجمالي 25 نوعًا.
من بينها، يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون للغاية (304L، 316L) بمقاومة ممتازة للتآكل. في ظروف معينة، يمكن استخدامه كبديل للفولاذ المقاوم للصدأ المستقر (321، 347) لمقاومة التآكل المتوسط. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون للغاية بانخفاض خصائصه الميكانيكية عند درجات الحرارة العالية، ويُستخدم عادةً فقط في درجات حرارة أقل من 525 درجة مئوية. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المستقر بمقاومة جيدة للتآكل وخصائص ميكانيكية عالية عند درجات الحرارة العالية، ولكن التيتانيوم الموجود في 321 يتأكسد بسهولة ويفقد أثناء اللحام، مما يقلل من مقاومته للتآكل، كما أن سعره مرتفع نسبيًا. يُستخدم هذا النوع من المواد عادةً في التطبيقات الأكثر أهمية. أما الفولاذ 304 و316، فيتميزان بمقاومة عامة للتآكل وسعر منخفض، لذا فهما شائعا الاستخدام.