مراحل ومعايير عملية التمدد الميكانيكي لأنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة

مراحل عملية التمدد الميكانيكي لـأنابيب فولاذية ذات قطر كبير:
تُضغط الصفيحة الفولاذية أولاً على شكل حرف U في قالب التشكيل، ثم تُضغط على شكل حرف O، ثم تُجرى عملية اللحام بالقوس المغمور داخليًا وخارجيًا. بعد اللحام، يتسع القطر عادةً عند نهاية الطول بالكامل، ويُسمى هذا النوع من الأنابيب بالأنبوب الملحوم UOE، بينما يُسمى النوع الذي لا يتسع قطره بالأنبوب الملحوم UO. تُلف الصفيحة الفولاذية لتشكيلها (الثني بالدرفلة)، ثم تُجرى عملية اللحام بالقوس المغمور داخليًا وخارجيًا. بعد اللحام، يتسع القطر ليُصبح أنبوبًا ملحومًا RBE أو أنبوبًا ملحومًا RBE بدون اتساع. تُشكل الصفيحة الفولاذية بالترتيب التالي: النوع J، النوع C، النوع O، وبعد اللحام، يتسع القطر ليُصبح أنبوبًا ملحومًا JCOE أو أنبوبًا ملحومًا JCO بدون اتساع. من بين أنابيب اللحام بالقوس المغمور المذكورة أعلاه، يُستخدم النوع UOE بشكل شائع. تُعد عملية توسيع قطر الأنابيب الفولاذية ذات الأقطار الكبيرة مرحلة تمهيدية كاملة. تُفتح الكتل المروحية الشكل حتى تلامس جميعها الجدار الداخلي للأنبوب الفولاذي. عندئذٍ، تكون أنصاف أقطار جميع النقاط داخل الأنبوب الدائري الداخلي للأنبوب الفولاذي ضمن نطاق الخطوة متقاربة، ويكتمل دوران الأنبوب الفولاذي بشكل أولي. تبدأ الكتلة المروحية الشكل بتقليل سرعتها من الموضع الأمامي حتى تصل إلى الموضع المطلوب، وهو الموضع المطلوب للمحيط الداخلي للأنبوب النهائي. تُعرف مرحلة تعويض الارتداد المرن في عملية توسيع الأنابيب الفولاذية ذات الأقطار الكبيرة بمرحلة عملية التوسيع. تبدأ الكتلة المروحية الشكل بتقليل سرعتها في الموضع الثاني حتى تصل إلى الموضع المطلوب، وهو الموضع المطلوب للمحيط الداخلي للأنبوب الفولاذي قبل الارتداد المرن وفقًا لتصميم العملية. تبقى الكتلة المروحية الشكل ثابتة لفترة من الوقت على المحيط الداخلي للأنبوب الفولاذي قبل الارتداد المرن، وهي مرحلة تثبيت الضغط والاستقرار المطلوبة للمعدات وعملية توسيع القطر. يلي ذلك مرحلة تفريغ الضغط في عملية توسيع قطر الأنابيب الفولاذية ذات الأقطار الكبيرة. تتراجع الكتلة ذات الشكل المروحي بسرعة من المحيط الداخلي لأنبوب الصلب قبل أن ترتد للخلف حتى تصل إلى موضع تمدد القطر الأولي، وهو الحد الأدنى لقطر الانكماش للكتلة ذات الشكل المروحي المطلوب لعملية تمدد القطر.

المعايير القياسية المؤهلة للكشف عن العيوب في أنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة:
في إنتاج أنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة، تُعتبر الشوائب والمسام الدائرية المفردة التي لا يتجاوز قطر لحامها 3.0 مم أو T/3 (حيث T هو سُمك جدار أنبوب الصلب المحدد) مقبولة، أيهما أصغر. ضمن أي طول لحام يبلغ 150 مم أو 12T (أيهما أصغر)، عندما تكون المسافة بين الشوائب والمسام المفردة أقل من 4T، يجب ألا يتجاوز مجموع أقطار جميع العيوب المذكورة أعلاه المسموح بوجودها منفردة 6.0 مم أو 0.5T (أيهما أصغر). كما تُعتبر الشوائب المفردة على شكل قضيب التي لا يتجاوز طولها 12.0 مم أو T (أيهما أصغر) والشوائب المفردة على شكل قضيب التي لا يتجاوز عرضها 1.5 مم مقبولة. في أي نطاق لحام بطول 150 مم أو 12T (أيهما أقصر)، عندما تكون المسافة بين الشوائب الفردية أقل من 4T، يجب ألا يتجاوز الطول التراكمي الأقصى لجميع العيوب المذكورة أعلاه 12.0 مم. يُسمح بوجود تجويف واحد بأي طول وعمق أقصى 0.4 مم. كما يُسمح بوجود تجويف واحد بطول أقصى T/2 وعمق أقصى 0.5 مم، وبحد أقصى 10% من سُمك الجدار المحدد، شريطة ألا يزيد عدد هذه التجاويف عن موضعين ضمن أي طول لحام 300 مم. يجب تسوية جميع هذه التجاويف. أي تجويف يتجاوز النطاق المذكور أعلاه يجب إصلاحه، أو قطع الجزء المعيب، أو رفض الأنبوب بالكامل. التجاويف بأي طول وعمق تتداخل طوليًا على نفس جانب اللحامين الداخلي والخارجي تُعدّ سببًا للاستبعاد.

انحرافات أنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة في الإنتاج:
نطاق أحجام أنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة الشائعة: القطر الخارجي: 114 مم - 1440 مم، سمك الجدار: 4 مم - 30 مم. الطول: حسب طلب العميل، يمكن تصنيعها بأطوال ثابتة أو غير محددة. تُستخدم أنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة على نطاق واسع في مختلف القطاعات الصناعية، مثل القطاعات العسكرية والطاقة والإلكترونيات والسيارات والصناعات الخفيفة، وتُعدّ عمليات اللحام فيها مهمة. تشمل طرق المعالجة الرئيسية لأنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة ما يلي: تشكيل الصلب: وهي طريقة معالجة بالضغط تستخدم قوة الصدم الترددية لمطرقة التشكيل أو ضغط مكبس لتغيير شكل وحجم الخامة إلى الشكل والحجم المطلوبين. البثق: وهي طريقة معالجة للصلب يتم فيها وضع المعدن في صندوق بثق مغلق، ثم يُضغط عليه من أحد طرفيه ليخرج من فتحة القالب المحددة، للحصول على منتج نهائي بنفس الشكل والحجم. تُستخدم هذه الطريقة في الغالب لإنتاج الصلب غير الحديدي. الدرفلة: هي طريقة معالجة بالضغط يتم فيها تمرير قطعة الصلب المعدنية عبر الفجوة بين زوج من الأسطوانات الدوارة (بأشكال مختلفة)، مما يقلل من مساحة مقطعها العرضي ويزيد من طولها نتيجة ضغط الأسطوانات. سحب الصلب: هي طريقة معالجة يتم فيها سحب قطعة المعدن المدرفلة (مثل الأنابيب أو المنتجات) عبر فتحة القالب لتقليل مساحة مقطعها العرضي وزيادة طولها. تُستخدم معظم هذه الطرق في عمليات التشكيل على البارد.

تُصنع أنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة بشكل أساسي عن طريق تقليل الشد والدرفلة المستمرة للمعدن الأساسي المجوف دون استخدام قالب. ولضمان جودة أنبوب الصلب الحلزوني، يُسخن الأنبوب بالكامل إلى درجة حرارة عالية تتجاوز 950 درجة مئوية، ثم يُدرفل إلى أنابيب فولاذية غير ملحومة بمواصفات مختلفة باستخدام آلة تقليل الشد. تُبين وثائق وضع المعايير لإنتاج أنابيب الصلب ذات الأقطار الكبيرة وجود انحرافات مسموح بها في تصنيعها وإنتاجها، وهي كالتالي: الانحراف المسموح به في الطول: يجب ألا يتجاوز الانحراف المسموح به في طول قضبان الصلب عند تسليمها وفقًا للطول المحدد ±50 مم. درجة الانحناء والنهاية: يجب ألا يؤثر تشوه الانحناء في قضيب الصلب المستقيم على الاستخدام العادي، ويجب ألا تتجاوز درجة الانحناء الكلية 40% من الطول الكلي لقضيب الصلب؛ يجب قطع نهاية قضيب الصلب بشكل مستقيم، ويجب ألا يؤثر التشوه الموضعي على الاستخدام. الطول: عادةً ما تُسلم قضبان الصلب وفقًا لطول ثابت، ويجب تحديد طول التسليم المحدد في العقد. عند تسليم قضبان الصلب على شكل لفائف، يجب أن تحتوي كل لفة على قضيب صلب واحد، ويُسمح بأن تتكون 5% من اللفائف في كل دفعة من قضيبين صلبين. يتم التفاوض على وزن وقطر الصفيحة وتحديدهما من قبل طرفي العرض والطلب.