دليل الهندسة والمشتريات الشامل لأنابيب الصلب المتفجرات من مخلفات الحرب (HFW).

في الهندسة الإنشائية الحديثة، ونقل السوائل، والتصنيع الصناعي، تمثل الأنابيب الفولاذية الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) واحدة من أكثر القطاعات تنوعًا وفعالية من حيث التكلفة-في سوق أنابيب الصلب العالمية. حسب التعريف الفني، أأنبوب المتفجرات من مخلفات الحربيتم تصنيعها على البارد-لتكوين شريط أو ملف من الصلب الكربوني عالي القوة-في شكل أسطواني، ومن ثم دمج حوافها الطولية باستخدام التسخين بالمقاومة الكهربائية الموضعيةدون إضافة أي معدن حشو خارجي(مثل أقطاب اللحام أو التدفق).

ضمن التسميات الهندسية المعاصرة، هذا المصطلحملحومة بالتردد العالي-(HFW)يتم استخدام الأنابيب الفولاذية بشكل متكرر بشكل تبادلي مع مخلفات الحرب القابلة للانفجار الحديثة، مما يشير إلى مجموعة فرعية عالية الدقة من إنتاج مخلفات الحرب القابلة للانفجار والتي تستخدم تيارًا متناوبًا عالي التردد- (أكبر من أو يساوي 350 كيلو هرتز) لإزالة عيوب خط اللحام القديمة المرتبطة بعمليات التردد المنخفض-في منتصف-القرن العشرين-. نظرًا لعدم إدخال أي معدن حشو أثناء التصنيع، يظل التركيب الكيميائي لمنطقة اللحام مطابقًا لمصفوفة المعدن الأم. وينتج عن ذلك تكوين أنبوبي موحد هيكليًا يوفر دقة أبعاد استثنائية، و-انحرافًا مركزيًا منخفضًا للغاية لسمك الجدار، ونسبة قوة محسنة-إلى-وزن مصممة خصيصًا للتطبيقات الهيكلية الهامة وتطبيقات الاحتفاظ بالضغط.

تعتمد الموثوقية الهيكلية والأداء الميكانيكي لأنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب (HFW) الحديثة على خط إنتاج مستمر ومؤتمت بالكامل ومتعدد -المراحل. تتكون عملية التصنيع من العمليات الديناميكية الحرارية والميكانيكية التالية التي يتم التحكم فيها بإحكام:

لدمج الأنابيب الفولاذية المتفجرة من مخلفات الحرب بأمان في شبكات الأنابيب الصناعية أو التكوينات الهيكلية، يجب على مهندسي التصميم استخدام صيغ رياضية موحدة لحساب قدرات الوزن وتقييمات الضغط الداخلي.

تحديد الحجم والوزن

في حسابات التحميل الهيكلي واللوجستيات الفولاذية الدولية، يتم حساب الوزن النظري لكل وحدة طول لأنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب المصنوعة من الفولاذ الكربوني بناءً على حجم الأسطوانة المجوفة والكثافة القياسية للفولاذ الكربوني (7.85 جم/سم3).³أو 7850 كجم/م³).

صيغة حساب متري:

W=0.0246615×t×(D−t)

أين:

• W=كتلة الأنبوب النظرية لكل وحدة طول (كيلوجرام لكل متر، كجم/م)
• D=القطر الخارجي المحدد للأنبوب (مليمتر، مم)
• t=سمك الجدار المحدد للأنبوب (مليمتر، مم)
• 0.0246615=عامل ثابت يتضمن تحويلات π والكثافة (π×7850÷1,000,000)

صيغة الحساب الإمبراطوري:

W_رطل​=10.69×t_في​×(D_في​−t_في​)

أين:

• Wlb​=وزن الأنبوب الاسمي لكل وحدة طول (رطل لكل قدم، رطل/قدم)
• Din​=القطر الخارجي المحدد (بوصة)
• قصدير​=سمك الجدار المحدد (بوصة)

دراسة حالة الهندسة التطبيقية:

احسب كتلة مفصل طوله 12.0 مترًاAPI 5L الصف X52 المتفجرات من مخلفات الحربخط أنابيب بقطر خارجي 323.9 ملم (NPS 12) وسمك جدار 9.52 ملم (الجدول 40).

عرض=0.0246615×9.52×(323.9−9.52)=0.0246615×9.52×314.38≈73.81 كجم/م

إجمالي الكتلة لكل مفصل=73.81 كجم/م×12.0 م=885.72 كجم

تصنيف الضغط الداخلي: صيغة بارلو

بالنسبة لتطبيقات أنابيب الضغط (على سبيل المثال، أنابيب المعالجة ASME B31.3، أو خطوط أنابيب السوائل ASME B31.4، أو خطوط أنابيب الغاز ASME B31.8)، يخضع الحد الأقصى لضغط التصميم المسموح به أو ضغط الاختبار الهيدروستاتيكي لصيغة بارلو، التي تربط ضغط السائل الداخلي بإجهاد الطوق.

أين:

• P=ضغط مقياس التصميم الداخلي (PSI أو MPa)
• S=الحد الأدنى لقوة الخضوع لدرجة الفولاذ المحددة (PSI أو MPa)
• t=سمك الجدار الاسمي (بوصة أو مم)
• D=القطر الخارجي (بوصة أو مم)
• E = اللحام عامل الكفاءة المشتركة. بموجب المعايير الحديثة (على سبيل المثال، ASME B31.3 الجدول 302.3.4)، يتم تعيين أنابيب التردد العالي التي تخضع لفحص صارم غير مدمر (NDE) وفحص بالموجات فوق الصوتية.E=1.0. يؤدي هذا إلى تصنيف خط اللحام بتكافؤ 100% مع جسم الأنبوب غير الملحوم، وهو ما يختلف عن متغيرات ERW التاريخية التي تم تخفيض -تصنيفها إلى 0.85.
• F=عامل أمان التصميم (يتراوح عادةً من 0.40 إلى 0.72 اعتمادًا على القرب من المناطق المأهولة بالسكان أو القيود البيئية).

يضمن تحديد المعيار الدولي الصحيح أن التركيب الكيميائي والتاريخ الحراري والخصائص الميكانيكية لأنبوب المتفجرات من مخلفات الحرب المصاحب يتوافق مع معلمات المشروع.

نقل المواد الهيدروكربونية والسوائل (قطاع الطاقة)

مواصفات API 5L(معهد البترول الأمريكي):المعيار النهائي للأنابيب الفولاذية المستخدمة في أنظمة نقل خطوط الأنابيب لصناعات البترول والغاز الطبيعي.

• مستويات مواصفات المنتج:انفصلت فيبسل1(أنابيب الخط التجاري القياسية) وبسل2(معايير صارمة تتضمن متانة الكسر الإلزامية من خلال اختبار الشق Charpy V-، ومكافئات الكربون المقيدة لقابلية اللحام في الحقل، والحظر الصارم لإصلاحات لحام الألواح-).

• الدرجات المهيمنة:الدرجة B، X42، X46، X52، X56، X60، X65، X70، X80 (حيث يشير الرقم إلى الحد الأدنى من قوة الخضوع بآلاف رطل لكل بوصة مربعة؛ على سبيل المثال، الدرجة X52 تتطلب YS أكبر من أو يساوي 52000 رطل لكل بوصة مربعة/360 ميجا باسكال).

أستم A53 / A53M:المواصفات القياسية للأنابيب الفولاذية، السوداء والمغموسة على الساخن-والزنك-المغلفة والملحومة وغير الملحومة.

• النوع E (ملحومة بالمقاومة الكهربائية):متوفر في الدرجة A والدرجة B. الدرجة B هي الأنابيب القياسية المستخدمة في أعمال السباكة التجارية، والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، والحماية من الحرائق، وحلقات البخار ذات الضغط المنخفض-، مما يوفر قوة إنتاجية لا تقل عن 240 ميجا باسكال (35000 رطل لكل بوصة مربعة).

الهندسة الإنشائية والمدنية (الأقسام المجوفة)

أستم A500 / A500M:أنابيب هيكلية من الصلب الكربوني الملحومة على البارد-في شكل دائري وأشكال. يستخدم على نطاق واسع في الإطارات المعمارية الإنشائية، وأعمدة الجسور، ودعامات إطار الفضاء-.

• الدرجات المتاحة:الدرجة A وB وC وD. تمثل الدرجة C اختيار القوة العالية الأكثر شيوعًا- (YS أكبر من أو يساوي 317 ميجا باسكال للملفات الجانبية الدائرية).

إن 10219-1 و2 (المعيار الأوروبي):مقاطع هيكلية مجوفة ملحومة على البارد من الفولاذ غير السبائكي والفولاذ الناعم.

• الدرجات المتاحة:S235JRH، S275J0H، S355J0H، S355J2H. تشير التسمية إلى الفولاذ الهيكلي ("S")، متبوعًا بالحد الأدنى لمقاومة الخضوع ("355" MPa)، وتعيينات الدرجة الفرعية - التي تحدد التحقق من تأثير شاربي ("J0" عند 0 درجة، "J2" عند -20 درجة).

يتضمن تحديد التصنيف الصحيح للأنابيب تحديد المفاضلات-بين دقة الأبعاد، وحدود سمك الجدار، والمهل الزمنية للشراء، والقيود المالية.

تاريخيًا، عانت أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب التي تم تصنيعها بين الخمسينيات والسبعينيات من القرن الماضي من سلسلة من حالات الفشل في خدمة النفط والغاز ذات الضغط العالي-. نتجت هذه الأعطال الميدانية في الغالب عن أنظمة اللحام بالتيار المتردد ذات التردد المنخفض- (1 كيلو هرتز إلى 10 كيلو هرتز)، مما أدى إلى توليد درجات حرارة لحام غير متناسقة، مقترنة بغياب المعالجة الحرارية بالحث بعد اللحام. ترك هذا خط لحام هشًا عرضة للتآكلتآكل التماس الانتقائي (تآكل الحز)والتكسير الجزئي-.

لقد أدى التصنيع الحديث للموجات عالية التردد (HFW) إلى القضاء على هذه المشكلات عن طريق التشغيل بترددات-عالية جدًا (400 كيلو هرتز) وفرض مصفوفة مراقبة جودة خالية من العيوب- تتكون من كل من-الاختبار غير المدمر (NDT) والاختبار المدمر.

مصفوفة الاختبارات غير المدمرة (NDT) الشاملة

• في-اختبار الموجات فوق الصوتية الخطية (UT):تقوم صفائف المسبار الآلي المتعددة- بمراقبة خط اللحام بشكل مستمر فورًا بعد التشذيب السريع وتطبيع التماس. تقوم المستشعرات بإطلاق موجات صوتية عالية التردد- عبر منطقة الاندماج بزوايا قص مختلفة للكشف عن العيوب المستوية الداخلية أو الفراغات أو الشوائب.
• فحص تيار إيدي (ET):يستخدم الحث الكهرومغناطيسي لتحديد العيوب الكلية السطحية والفرعية-السطحية-على طول محيط الأنبوب، مما يضمن سلامة الغلاف بالكامل قبل دخول الأنبوب إلى مرحلة تغيير الحجم.
• تأهيل الضغط الهيدروستاتيكي:يتم إغلاق كل مفصل ضغط من أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب -في جهاز اختبار هيدروستاتيكي، ويتم ملؤه بالماء المعالج، ويتم ضغطه إلى مستوى ضغط محدد مسبقًا-يتجاوز غالبًا 20 ميجا باسكال (3000 رطل لكل بوصة مربعة) بناءً على درجة الفولاذ-ويحتفظ به لمدة إلزامية (من 5 إلى 10 ثوانٍ) للتحقق من إحكام الماء المطلق-ومقاومة نقطة النتاج-.

الاختبارات المدمرة والميكانيكية الإلزامية

للتحقق من الليونة الهيكلية لخط اللحام تحت التشوه المفاجئ، يتم تقطيع حلقات العينة بشكل دوري من عملية الإنتاج وإخضاعها لتقييمات معملية مدمرة:

• اختبار التسطيح (ASTM A53 / API 5L):يتم وضع عينة حلقة الأنابيب بين لوحين فولاذيين صلبين متوازيين ويتم ضغطها بالقوة الهيدروليكية. يتم تنفيذ الاختبار على مرحلتين متميزتين:

1. المرحلة الأولى (ليونة اللحام):يتم توجيه اللحام بزاوية 90 درجة باتجاه القوة المطبقة. تغلق الألواح حتى 2/3 من القطر الخارجي الأصلي للأنبوب. يجب ألا يُظهر خط اللحام أي دليل على وجود تشققات أو شقوق -صغيرة أو فتح داخلي.
2. المرحلة الثانية (ليونة الجسم):يستمر الضغط حتى تلتقي الجدران الداخلية للأنبوب (يتم تسويتها بالكامل لمسافة 1/3 أو 2 ضعف سمك الجدار). لا يجوز حدوث أي تصفيح أو كسور هشة أو انقسام المعادن الأساسية أثناء هذا التشوه الشديد.

• اختبار الانحناء:بالنسبة للأقطار الاسمية الأصغر (أقل من أو تساوي NPS 2)، تكون وصلة الأنبوب باردة - مثنية حول شياق أسطواني بزاوية 90 درجة أو 180 درجة دون ظهور كسور على طول خط الدمج.

اعتمادًا على بيئة التشغيل-سواء كانت تحت سطح البحر أو تحت الأرض أو معرضة للظروف الجوية-يمكن لأنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب المصنوعة من الفولاذ الكربوني العادي أن تخضع لعدة عمليات صيانة على السطح وتعديلات هيكلية:

طلاءات مضادة للتآكل-خارجية وداخلية

 

01.

ثلاثة-طبقة من البولي إيثيلين (3LPE):

المعيار الذهبي لخطوط نقل الهيدروكربونات أو المياه تحت الأرض. وهي تشتمل على -طبقة تمهيدية عالية الأداء من Fusion Bonded Epoxy (FBE) للالتصاق الكيميائي، وطبقة لاصقة متوسطة من البوليمر المشترك، وطبقة خارجية سميكة من -البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) للتأثيرات الميكانيكية والحماية من الرطوبة.

02.

الجلفنة بالغمس الساخن (HDG):

بالنسبة لأنابيب ASTM A53 المنتشرة في السباكة أو التدفئة والتهوية وتكييف الهواء أو السقالات الهيكلية، يتم تنظيف الأنبوب في حمام تخليل حمضي ويتم غمره في حمام الزنك المنصهر عند درجة حرارة 450 درجة تقريبًا. وهذا يشكل رابطة معدنية بسماكة طلاء زنك تتجاوز 45 ميكرومتر (320 جم/م2)²⁾، وتوفير الحماية الكاثودية المضحية ضد الأكسدة الجوية.

نهاية-تحضير هندسة الوجه

• نهايات مشطوفة (BE):بالنسبة لخطوط الأنابيب المرتبطة عن طريق لحام محيط المجال، يتم تشكيل نهايات الأنابيب بزاوية مائلة دقيقة -عادةً 30 درجة (+5°,−0°) مع سطح جذر (أرضي) يبلغ 1.6 مم (±0.8 مم)-متوافقًا مع معايير ASME B16.25.
• نهايات مخددة (GRV):من أجل -التجميع السريع للحماية من الحرائق أو حلقات مياه التعدين، تكون نهايات الأنابيب ملفوفة على البارد- بأخدود محيطي متوافق مع أنظمة Victaulic أو أنظمة التوصيل الميكانيكية المشابهة.

اتصل بنا