مجالات تطبيق أنابيب الصلب الكربوني في النفط والبناء والصناعة

تعتبر أنابيب الفولاذ الكربوني العمود الفقري للأنابيب الصناعية لأنها تجمع بين القوة وقابلية اللحام والتكلفة المنخفضة في منتج واحد. ما يقرب من 90 بالمائة من الأنابيب التي يتم تركيبها في مصنع أو خط أنابيب حديث عبارة عن فولاذ كربوني، ويمكن تجميع مجالات تطبيقه في خمسة مجالات واسعة: نقل الهيدروكربون، والبناء والبنية التحتية، وتصنيع الآلات، وخدمة الغلايات وأوعية الضغط، والزراعة وإمدادات المياه. إن فهم ما يتطلبه كل حقل من الأنابيب يجعل اختيار الدرجة والمواصفات أسهل بكثير.

نقل النفط والغاز

تعد صناعة النفط والغاز أكبر مستخدم فردي لأنابيب الفولاذ الكربوني. يتحرك النفط الخام والغاز الطبيعي والمنتجات المكررة عبر خطوط مسافات طويلة-والتي يجب أن تقاوم الضغط الداخلي وحمل التربة والتدوير الحراري، وهذا هو السبب في أن خط الأنابيب إلى API 5L هو الاختيار الافتراضي لأنظمة النقل والتجميع.

تتيح القوة العالية واحتواء الضغط تباعدًا طويلًا بين المحطات وبالتالي انخفاض تكلفة التشغيل.

تدعم قابلية اللحام الممتازة لحام محيط المجال والإنشاء السريع للطريق -يمين-.

تتم إدارة التآكل الخارجي باستخدام -طبقات من ثلاث طبقات من البولي إيثيلين، أو الانصهار-الإيبوكسي أو الحماية الكاثودية، مما يؤدي إلى إطالة عمر الخدمة في التربة العدوانية.

بالمقارنة مع الأنابيب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو السبائك، فإن تكلفة الفولاذ الكربوني أقل بكثير، مما يجعل التركيب على مسافة -كبيرة القطر وطويلة-اقتصاديًا.

بالنسبة للخدمة الحامضة، حيث يوجد كبريتيد الهيدروجين الرطب، تتم ترقية الدرجة إلى مادة خاضعة للتحكم في الصلابة -مثل API 5CT L80 أو أنبوب خط تم اختباره -HIC، وتكون إجراءات اللحام مؤهلة لنفس الخدمة.

البناء والبنية التحتية

في البناء، تخدم أنابيب الفولاذ الكربوني المهام الهيكلية والهيدروليكية. تشمل التطبيقات الهيكلية الإطارات الفولاذية، والسقالات المؤقتة، ودعم القوالب المؤقتة وأساسات الخوازيق، حيث يتم اختيار الأنابيب من حيث الصلابة والتكلفة بدلاً من احتواء الضغط.

تهيمن الأنابيب الملحومة من درجات مثل Q235B على الأعمال المؤقتة لأنها غير مكلفة وسهلة القطع واللحام في الموقع.

يتم استخدام الأنابيب المجلفنة لأنظمة رشاشات الحريق والدرابزين الخارجي، حيث تمنع طبقة الزنك الصدأ الجوي.

يتم استخدام الأنابيب الملحومة الحلزونية ذات القطر الكبير- لبناء الركائز وصالات العرض تحت الأرض.

تخدم المقاطع المجوفة المربعة والمستطيلة الأغراض المعمارية والزخرفية في الواجهات والمظلات.

تستخدم شبكات إمداد المياه والصرف أنابيب من الصلب الكربوني -مبطنة بالأسمنت أو الإيبوكسي- لأنابيب الضغط الرئيسية حيث لا يتحمل حديد الدكتايل أو البلاستيك الحمولة أو الامتداد المطلوب.

تصنيع الآلات

تستهلك قطاعات الآلات والسيارات أنابيب الصلب الكربوني كمكون آلي وليس كقناة. يتم إنتاج الأعمدة، والأسطوانات الهيدروليكية، وأكمام المحامل، والبكرات، والأقواس المسننة من الأنبوب، والسحب البارد الدقيق هو ما يجعل ذلك ممكنًا.

يحافظ الأنبوب المسحوب على البارد على تفاوت القطر والجدار بدرجة كافية بحيث لا يحتاج التجويف في كثير من الأحيان إلى مزيد من المعالجة، مما يقلل من وقت الدورة والخردة في الإنتاج بكميات كبيرة-.

الغلايات وأوعية الضغط والمبادلات الحرارية

يجب أن تتحمل أنابيب الغلاية درجة الحرارة والضغط العاليين في وقت واحد، بحيث تنتقل المادة إلى المواصفات المخصصة. ASTM A106 Grade B وA106 Grade C شائعان في خطوط البخار ومياه التغذية، بينما تتبع أنابيب الفرن والسخان معايير أنابيب الغلايات مثل GB 5310، حيث يتم استخدام الصف 20G للخدمة العامة و16Mn للقوة الأعلى.

هناك متطلبان يسيطران على هذا المجال. أولاً، يتم الاحتفاظ بالكبريت والفوسفور عند مستويات منخفضة لتجنب -التقصف والتشقق بسبب درجات الحرارة العالية. ثانيًا، يتم تطبيق اختبار الموجات فوق الصوتية أو التيار الدوامي لإثبات الخلو من العيوب الداخلية التي يمكن أن تنمو تحت التحميل الدوري. تتبع أغلفة أوعية الضغط مواصفات اللوحة مثل ASME SA-516، والتي تؤكد على متانة الصدمات وتأهيل إجراءات اللحام؛ في المقابل، عادةً ما يتم طلب الأنابيب والأنابيب المستخدمة داخل الوعاء إلى A106 أو A333 لدرجة الحرارة المنخفضة أو A335 لخدمة السبائك.

الزراعة وإمدادات المياه والري

يعد الري الزراعي تطبيقًا يعتمد على التكلفة-حيث تتعرض الأنابيب لرطوبة التربة وأشعة الشمس. الأنابيب الملحومة المجلفنة في نطاق DN15 إلى DN200 هي الحل التقليدي لأن طلاء الزنك يقاوم التآكل الخفيف بتكلفة متواضعة.

تناسب أنابيب ERW ذات الجدران الرفيعة-أنظمة توزيع الضغط الجانبي المنخفض-.

يلزم وجود أنبوب سميك غير ملحوم لأنظمة الرش ذات الضغط العالي وخطوط تفريغ المضخات.

يتم توفير الأنابيب المدفونة على شكل أنابيب سوداء مع طبقة من الأسفلت أو البولي إيثيلين، بالإضافة إلى الحماية الكاثودية عند الضرورة.

توفر الأنابيب الفولاذية الكربونية الصلبة الدعم وتقاوم الأضرار الميكانيكية، ولكن يلزم إجراء فحص مجدول لمنع ثقب الصدأ.

التعليمات

س: ما هي درجة أنابيب الصلب الكربوني المستخدمة في أغلب الأحيان؟
بالنسبة للخدمات الهيكلية والمياه العامة، تهيمن الأنابيب الملحومة في Q235B أو ما يعادلها من درجة الفولاذ الطري. بالنسبة لأنظمة الأنابيب التي يجب أن تستوفي كود تصميم الضغط، فإن ASTM A106 Grade B هو الخيار الأكثر شيوعًا.

س: متى يجب تفضيل الأنبوب غير الملحوم على الأنبوب الملحوم؟
اختر سلسًا للضغط العالي أو التحميل الدوري أو درجة الحرارة المرتفعة أو حيث يصعب فحص وصلة اللحام. تعتبر الأنابيب الملحومة مقبولة تمامًا لمعظم-الأعمال الهيكلية والمياه والمرافق ذات الضغط المنخفض.

س: هل تحتاج أنابيب الصلب الكربوني إلى طلاء؟
يتآكل الفولاذ الكربوني العاري في معظم البيئات. تتلقى الخطوط المدفونة طلاء من البولي إيثيلين أو الإيبوكسي بالإضافة إلى الحماية الكاثودية، وفوق -الخطوط الأرضية مطلية أو مجلفنة، وتستخدم خطوط المياه الصالحة للشرب بطانة من الملاط الأسمنتي.

س: ما الذي يستخدم لأنابيب سخان الغلايات؟
تغطي درجات الغلايات منخفضة الكربون مثل 20G الظروف المعتدلة. تنتقل معلمات البخار الأعلى إلى درجات أنابيب السبائك مثل A335 P11 أو A335 P22، والتي تقاوم الزحف عند درجة حرارة المعدن المعنية.

س: هل يمكن استخدام أنابيب الصلب الكربوني في خدمة درجات الحرارة المنخفضة-؟
فقط حيث يتم اختبار تأثير الدرجة لدرجة الحرارة تلك. تفقد الأنابيب القياسية A106 وAPI 5L صلابتها مع انخفاض درجة الحرارة، لذلك يتم تحديد الدرجات الطبيعية أو الخاصة ذات نتائج Charpy المعتمدة بدلاً من ذلك.

س: كيف يتم تحديد سمك الجدار الصحيح؟
يأتي سمك الجدار من حساب تصميم الضغط في الكود الحاكم، مع إضافة بدلات للتآكل والخيوط والقوة الميكانيكية. الطلب حسب الجدول الزمني الاسمي وحده لا يكفي لنظام مضغوط.