طريقة إيدي الحالية للاختبار غير المدمر لدرزة اللحام في الأنابيب الملحومة حلزونياً

لعب النقل عبر الأنابيب، كوسيلة نقل متخصصة وفعالة، دورًا متزايد الأهمية في نقل النفط والغاز ومجالات أخرى. في الوقت الحاضر، يتم إنشاء خطوط أنابيب النقل المحلية ذات الأقطار الكبيرة بشكل رئيسي منأنابيب فولاذية ملحومة حلزونياًلضمان التشغيل الموثوق لخط أنابيب النقل، يجب ضمان جودة أنابيب الصلب 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 أنابيب الصلب. بالمقارنة مع الدول الأجنبية، فإن مستوى معدات الاختبار في بلدي متأخر نسبيًا. يتم اختبار لحامات أنابيب الصلب يدويًا أو باستخدام معدات شبه آلية للكشف عن العيوب المحتملة. في المناقصات الدولية، يُشترط عادةً على شركات إنتاج أنابيب الصلب 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، فإن فعالية استخدامها غالبًا ما تكون غير مثالية، 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.

نظرًا لعملية تصنيعها المتطورة وتكلفتها المنخفضة، تُعد الأنابيب الفولاذية الحلزونية نوعًا من الأنابيب الفولاذية المستخدمة بشكل أساسي في خطوط أنابيب نقل السوائل. حاليًا، تُستخدم تقنيتا التشكيل المستمر واللحام بالقوس المغمور بشكل عام في تصنيع هذه الأنابيب. توجد طريقتان للتشكيل: التشكيل الداخلي والتشكيل الخارجي. ولأن هاتين الطريقتين لا تكفيان عادةً للتشكيل الكامل، فإن الأنبوب الفولاذي سيُعاني من إجهاد متبقٍ كبير بعد التصنيع، مما يُقلل من قدرته على تحمل الضغط. بعد التحليل النظري، تم تقديم صيغة لحساب الإجهاد المتبقي في الأنبوب الفولاذي في حالة التشكيل غير الكافي، وتم قياس الإجهاد المتبقي في الأنبوب الفولاذي الحلزوني المدعوم داخليًا للتحقق من صحة الصيغة المُقدمة في هذه الورقة. يتناول هذا البحث تصنيع وتطبيق الأنابيب الفولاذية الحلزونية.

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 الشريحة الواحدة، 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 باكتساب 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، وكذلك من خلال التعرف على الأنماط 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.