مقارنة أداء الأنابيب الفولاذية الحلزونية والأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم

1. عملية اللحام
في عملية اللحام، تتشابه طريقة لحام الأنابيب الفولاذية الحلزونية والأنابيب الملحومة طولياً، إلا أن الأنابيب الملحومة طولياً تحتوي حتماً على العديد من اللحامات على شكل حرف T، مما يزيد من احتمالية حدوث عيوب في اللحام، حيث يكون الإجهاد المتبقي عند هذه اللحامات كبيراً نسبياً. غالباً ما يكون معدن اللحام في حالة إجهاد ثلاثي الأبعاد، مما يزيد من احتمالية حدوث تمزقات. أيضاً، وفقاً لمتطلبات عملية اللحام بالقوس المغمور، يجب أن يكون لكل لحام بداية ونهاية للقوس الكهربائي. مع ذلك، في اللحام المحيطي، لا يمكن لكل أنبوب ملحوم طولياً أن يستوفي هذا الشرط، لذا قد تحدث عيوب لحام أكثر عند نهاية القوس.

2. خصائص القوة
عندما يتعرض خط الأنابيب لضغط داخلي، يتعرض جداره عادةً لإجهادين رئيسيين، هما الإجهاد القطري والإجهاد المحوري. الإجهاد الناتج عند اللحام هو δ، حيث α هي زاوية حلزونية لحام الأنبوب الفولاذي. عادةً ما تكون زاوية حلزونية لحام الأنبوب الفولاذي δ درجة، لذا فإن الإجهاد الناتج عند اللحام الحلزوني هو الإجهاد الرئيسي للأنبوب الملحوم طوليًا. تحت نفس ضغط التشغيل، يكون سمك جدار الأنبوب الملحوم حلزونيًا بنفس القطر أصغر من سمك جدار الأنبوب الملحوم بخط مستقيم.

3. قوة الانفجار الساكن
تُظهر نتائج الاختبارات المقارنة أن ضغط الخضوع في الأنابيب الفولاذية الحلزونية والأنابيب الملحومة طوليًا يتوافق مع القيم الفعلية والنظرية لضغط الانفجار، مع تقارب شديد بينهما. ويُلاحظ أن ضغط الخضوع وضغط الانفجار في الأنابيب الفولاذية الحلزونية أقل من نظيريهما في الأنابيب الملحومة طوليًا. كما أظهر اختبار التفجير أن معدل التشوه المحيطي لفتحة التفجير في الأنابيب الملحومة حلزونيًا كان أكبر بكثير من نظيره في الأنابيب الملحومة بخط مستقيم. وتُشير النتائج إلى أن قدرة الأنابيب الملحومة حلزونيًا على التشوه اللدن أفضل من قدرة الأنابيب الملحومة بخط مستقيم. ونظرًا لأن الأنابيب الملحومة حلزونيًا تُقلل من انتشار الشقوق بشكل أكبر، فإن فتحة التفجير عادةً ما تكون محدودة بخطوة واحدة.