طريقة إيدي الحالية للاختبار غير المدمر لدرزة لحام أنبوب فولاذي حلزوني

أصبح النقل عبر خطوط الأنابيب، كوسيلة نقل متخصصة وفعالة، ذا أهمية متزايدة في نقل النفط والغاز ومجالات أخرى. حاليًا، تُبنى خطوط أنابيب النقل المحلية ذات الأقطار الكبيرة بشكل رئيسي من أنابيب فولاذية ملحومة حلزونيًا. ولضمان التشغيل الموثوق لخطوط الأنابيب، يجب ضمان جودة الأنابيب الفولاذية الحلزونية المستخدمة بدقة. لذلك، أصبح البحث عن نظام فعال للكشف التلقائي عن العيوب بالموجات فوق الصوتية عبر الإنترنت واعتماده خيارًا لا غنى عنه لشركات إنتاج الأنابيب الفولاذية. بالمقارنة مع الدول الأجنبية، فإن مستوى معدات الاختبار في بلدي متأخر نسبيًا. ويتم اختبار لحامات الأنابيب الفولاذية يدويًا أو باستخدام معدات شبه آلية للكشف عن العيوب المحتملة. في المناقصات الدولية، يُشترط عادةً على شركات إنتاج الأنابيب الفولاذية المشاركة امتلاك إجراءات اختبار شاملة نسبيًا. على الرغم من أن بعض الشركات أنفقت مبالغ طائلة لاستيراد بعض معدات الاختبار الآلية من الخارج، إلا أنه نظرًا لمحدودية الإنتاج المحلي وظروف دعم الاختبار، غالبًا ما يكون أداء بعضها الآخر غير مثالي، مما يؤدي إلى تعطل العديد من المعدات المستوردة، وهدر الكثير من المال. يحد الوضع الحالي بشكل كبير من القدرة التنافسية الدولية لمصنعي أنابيب الصلب المحليين.

بفضل عملية التصنيع المتطورة والتكلفة المنخفضة،أنبوب فولاذي حلزونيالأنابيب الحلزونية هي نوع من الأنابيب الفولاذية تُستخدم بشكل أساسي في خطوط أنابيب نقل السوائل. حاليًا، تُستخدم تقنيتا التشكيل المستمر واللحام بالقوس المغمور بشكل عام لتصنيع هذه الأنابيب. توجد طريقتان للتشكيل: التشكيل الداخلي والتشكيل الخارجي. ونظرًا لأن هاتين الطريقتين لا تكفيان عادةً لتشكيل الأنبوب بشكل كامل، فإنه يُعاني من إجهاد متبقٍ كبير بعد التصنيع، مما يُقلل من قدرته على تحمل الضغط. بعد التحليل النظري، تم وضع صيغة لحساب الإجهاد المتبقي في الأنبوب الفولاذي في حالة التشكيل غير الكافي، وتم قياس الإجهاد المتبقي في الأنبوب الحلزوني المدعوم داخليًا للتحقق من صحة الصيغة المُقدمة في هذه الورقة. يُسهم هذا البحث في توجيه عملية التصنيع والتطبيق.

لطالما شكّل الاختبار غير المتلف للحامات في الأنابيب الفولاذية مشكلةً بالغة الأهمية، يصعب حلّها وتستدعي حلاً عاجلاً. ومن الضروري تطوير معدات اختبار لحام آلية تتناسب مع ظروف الإنتاج في بلدنا. تُستخدم طرق الموجات فوق الصوتية المختلفة للكشف عن عيوب الأنابيب الفولاذية، وتتباين دقة هذه الطرق تبايناً كبيراً. ونظراً لاختلاف هندسة خرزة اللحام وعدم اليقين الناتج عن العيوب المركبة المختلفة، يصعب أتمتة عملية الكشف عن عيوب الأنابيب الفولاذية بالموجات فوق الصوتية، كما أن تأثير العوامل البشرية كبير. ولذا، أصبح تحسين صحة وموثوقية نتائج الكشف عن العيوب محوراً أساسياً في مجال الكشف الآلي عن عيوب الأنابيب الفولاذية بالموجات فوق الصوتية. وبعد البحث والتقصي، واكتساب سنوات عديدة من الخبرة في هذا المجال، تم تطوير نظام رقمي متكامل للكشف عن عيوب الأنابيب الفولاذية بالموجات فوق الصوتية، يجمع بين نظام تتبع دقيق للمجسات، وتقنية الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة، ووظائف معالجة الإشارات الحاسوبية، وذلك في حالة الأنابيب الفولاذية الحلزونية. بالمقارنة مع أجهزة الكشف التقليدية عن العيوب، يتميز نظام الكشف التلقائي عن العيوب بالموجات فوق الصوتية الرقمية لأنابيب الصلب الحلزونية بالمزايا التالية: (1) سرعة كشف عالية، وكشف تلقائي، وحساب، وتسجيل، وتعويض تلقائي للعمق، وضبط تلقائي للحساسية. (2) دقة كشف عالية. يقوم النظام بجمع البيانات بسرعة عالية، وتحديد كميتها، وحسابها، وتمييزها على الإشارة التناظرية، ويمكن أن تكون دقة الكشف فيه أعلى من نتائج الكشف للأجهزة التقليدية. (3) تسجيل وأرشفة الفحص، حيث يمكن لجهاز الكشف الرقمي عن العيوب بالموجات فوق الصوتية توفير سجلات فحص تصل إلى صور العيوب. (4) موثوقية عالية واستقرار جيد، حيث يمكنه جمع البيانات وتخزينها بشكل شامل وموضوعي، وإجراء معالجة فورية أو لاحقة على البيانات المجمعة، وتحليل الإشارة في المجال الزمني، أو مجال التردد، أو الصورة، كما يستخدم وضع التعرف لتصنيف جودة قطع العمل، مما يقلل من تأثير العوامل البشرية ويحسن موثوقية واستقرار الاسترجاع. (5) يتم استخدام مستشعر تتبع كاميرا CCD لتتبع اللحام، والذي يتميز بمزايا حساسية الكشف العالية، وعدم الخوف من الماء، وعدم الخوف من الهواء، والبساطة والموثوقية، وما إلى ذلك.

تُستخدم الأنابيب الفولاذية الملحومة حلزونيًا على نطاق واسع في مشاريع البتروكيماويات، وشبكات أنابيب التدفئة، وإمدادات المياه والصرف الصحي في المدن، وخاصةً في خطوط أنابيب النفط والغاز الطبيعي لمسافات طويلة. وتستخدم جميع شبكات خطوط أنابيب حقول النفط والغاز تقريبًا هذه الأنابيب، لما تتميز به من أمان عالٍ، ومتانة، وكفاءة اقتصادية. ونظرًا لأن قطر الأنبوب الفولاذي الملحوم حلزونيًا لا يتقيد عادةً بعرض الصفيحة، فإنه يُمكن تصنيعه من صفائح ذات مواصفات متنوعة.