تفاصيل الخصائص، ووضع الصناعة، والتطبيق في أنابيب الصلب غير الملحومة المستخدمة في غلايات الضغط العالي

أنابيب فولاذية لغلايات الضغط العاليتُعدّ أنابيب الصلب غير الملحومة، باعتبارها فرعًا هامًا من أنواع الصلب المتخصصة، موادًا أساسية في صناعات مثل توليد الطاقة الحرارية، والبتروكيماويات، والطاقة النووية. ويرتبط أداؤها ارتباطًا مباشرًا بسلامة المعدات وكفاءة الطاقة في بيئات ذات درجات حرارة وضغوط عالية. ومع تعديلات هيكل الطاقة في بلادي وتحديثات التكنولوجيا الصناعية، يشهد الطلب في السوق والمعايير الفنية لأنابيب الصلب غير الملحومة المستخدمة في غلايات الضغط العالي تغييرات جذرية. ستُحلل هذه المقالة هذه الأنابيب من جوانب متعددة، تشمل الخصائص التقنية، ووضع الصناعة، وسيناريوهات التطبيق، والاتجاهات المستقبلية.

أولاً، خصائص المواد والمعايير الفنية لأنابيب الصلب غير الملحومة المستخدمة في غلايات الضغط العالي
يجب أن تعمل أنابيب الصلب غير الملحومة المستخدمة في غلايات الضغط العالي بثبات ولفترات طويلة عند درجات حرارة تتجاوز 600 درجة مئوية وضغوط تتجاوز 30 ميجا باسكال. ولذلك، يجب أن تتمتع بثلاث خصائص أساسية: مقاومة الزحف (مقاومة التشوه عند درجات الحرارة العالية)، ومقاومة الأكسدة (منع تآكل الغازات عند درجات الحرارة العالية)، والاستقرار البنيوي الدقيق. حاليًا، تُعد سبائك الصلب مثل 12Cr1MoVG و15CrMoG من المواد الشائعة. تعمل سبائك الكروم والموليبدينوم والفاناديوم على تعزيز مقاومة الحرارة من خلال تقوية المحلول الصلب وتقوية الترسيب. توفر المواد المتطورة عالميًا، مثل ASTM A335 P91/P92، قيم إجهاد مسموح بها أعلى بنسبة تزيد عن 30% من المواد التقليدية، مما يتيح تقليل سُمك جدار الغلاية بنسبة 20% وتقليل وزن المعدات بشكل ملحوظ. وقد حققت الشركات المحلية الرائدة سيطرة مستقلة على عملية الإنتاج بأكملها: الصب المستمر للقضبان الدائرية ← الدرفلة على الساخن ← الدرفلة على البارد ← المعالجة الحرارية. على وجه الخصوص، تُتيح تقنية التبريد المُسرّع (ACC) المُستخدمة في عملية الدرفلة على الساخن التحكم في حجم الحبيبات إلى ما يزيد عن المستوى 8، مما يزيد من مقاومة الصدمات لأنابيب الصلب بنسبة 50%. وكشفت أخبار الصناعة الصادرة في يوليو 2025 أن أنبوب الصلب HR3C الخاص بغلايات فائقة الحرارة من إنتاج شركة مركزية اجتاز اختبار تشغيل متواصل لمدة 168 ساعة، مُظهرًا قوة تحمل عند درجة حرارة 650 درجة مئوية تتجاوز 120 ميجا باسكال، مما يُمثل إنجازًا كبيرًا لبلدي في مجال تكنولوجيا الغلايات فائقة الحرارة عند 700 درجة مئوية.

ثانياً، المشهد السوقي وتحديات سلسلة التوريد لأنابيب الصلب غير الملحومة عالية الضغط المستخدمة في الغلايات.
يبلغ الطلب العالمي السنوي على أنابيب الغلايات عالية الضغط حاليًا حوالي 5 ملايين طن، وتستحوذ الصين على 45% منه. وقد برزت ثلاثة أحزمة صناعية رئيسية في الصين: دلتا نهر اليانغتسي، ومنطقة بحر بوهاي، والمنطقة الجنوبية الغربية. ومع ذلك، يواجه هذا القطاع تناقضين هيكليين رئيسيين: أولًا، لا تزال المنتجات عالية الجودة تعتمد على الواردات. إذ تستحوذ أنابيب الصلب T92 التي تنتجها شركة يابانية على 70% من سوق وحدات توليد الطاقة فوق الحرجة المحلية. ثانيًا، تخضع المواد الخام لقيود خارجية. فقد بلغ اعتماد بلادي على المصادر الأجنبية للمعادن الاستراتيجية، مثل النيكل والكروم، 85% و90% على التوالي. ومنذ الربع الثاني من عام 2025، ارتفعت تكلفة أنابيب الصلب المستخدمة في الغلايات عالية الضغط بنسبة 18% سنويًا نتيجة لارتفاع أسعار الفيروموليبدينوم العالمية.

ثالثًا، التطبيقات المبتكرة والاختراقات الرائدة في أنابيب الصلب غير الملحومة عالية الضغط المستخدمة في الغلايات
في قطاع الطاقة الجديد، تجد أنابيب الصلب المستخدمة في الغلايات ذات الضغط العالي تطبيقات جديدة:
1. توليد الطاقة الشمسية المركزة: تتطلب أنظمة تخزين الحرارة بالملح المنصهر في محطات الطاقة الشمسية المركزة من النوع البرجي أنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ 321H، والتي يجب أن تتحمل التآكل الناتج عن الأملاح المنصهرة عند درجة حرارة 565 درجة مئوية. تُظهر الاختبارات الميدانية في مشروع دونهوانغ بقدرة 100 ميغاواط أن معدل التآكل السنوي لأنابيب الصلب المنتجة محليًا في ظل ظروف التدوير الحراري قد انخفض إلى 0.12 ملم/سنة، وهو ما يقترب من المعايير الدولية.
٢. معدات طاقة الهيدروجين: تُصنع الأنابيب المقاومة للضغط في وحدات إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي للماء حاليًا من الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2205، الذي يتميز بمقاومة للتآكل الناتج عن إجهاد أيونات الكلوريد أعلى بثلاث مرات من الفولاذ المقاوم للصدأ 304. ٣. الطاقة النووية من الجيل الرابع: تتطلب قنوات الهيليوم للمفاعلات المبردة بالغاز ذات درجات الحرارة العالية مواد تحافظ على قوتها عند 850 درجة مئوية. وقد طوّر معهد بحثي أنبوبًا من سبيكة الفولاذ GH3535، وقد اجتاز بنجاح عملية التحقق الهندسي.

رابعاً، مسارات التطوير المستقبلية لأنابيب الصلب غير الملحومة المستخدمة في غلايات الضغط العالي
لتحقيق أهداف "الكربون المزدوج"، تحتاج صناعة أنابيب الصلب المستخدمة في الغلايات ذات الضغط العالي إلى تحقيق اختراقات في ثلاثة أبعاد:
1. الهندسة الوراثية للمواد: إنشاء قاعدة بيانات للتركيب والعملية والأداء. على سبيل المثال، تعمل إحدى الشركات حاليًا على تطوير "نظام تصميم ذكي لسبائك الفاناديوم الدقيقة" لتحسين التركيبات الجديدة التي توازن بين التكلفة والأداء.
2. مراقبة سلامة الخدمة: يقوم معهد بحثي بالترويج لتقنية الاختبار غير المدمر بالميكروويف التي يمكنها اكتشاف الشقوق الداخلية بعمق يصل إلى 0.5 مم، بحساسية أعلى بأربع مرات من اختبار الموجات فوق الصوتية التقليدي.
3. نموذج الاقتصاد الدائري: يُعدّ "برنامج إعادة تدوير أنابيب الصلب" الخاص بإحدى الشركات جديرًا بالدراسة. فمن خلال تعديل التركيبة، يُعاد تدوير أنابيب الصلب الخردة المستخدمة في الغلايات إلى فولاذ بناء، محققًا معدل استخدام للمعادن بنسبة 92%.

من المتوقع، مع تطور تكنولوجيا توليد الطاقة فوق الحرجة لتصل إلى 700 درجة مئوية والنمو الهائل لصناعة طاقة الهيدروجين، أن تشهد أنابيب الصلب غير الملحومة المستخدمة في غلايات الضغط العالي تطورات تكنولوجية جديدة. ومن المتوقع أن تهيمن الشركات التي تخطط استباقيًا لابتكار المواد والتصنيع الذكي وخدمات دورة الحياة الكاملة على إعادة هيكلة الصناعة مستقبلًا. أما بالنسبة للمستخدمين النهائيين، فإلى جانب التركيز على السعر، ينبغي عليهم أيضًا الانتباه إلى مؤشرات أعمق، مثل بيانات قوة تحمل أنابيب الصلب ونسبة استثمار المورد في البحث والتطوير، عند الشراء. ستكون هذه المؤشرات أساسية لضمان التشغيل الآمن للمعدات على المدى الطويل.