في إنتاج أنابيب الصلب الملحومة، يُعدّ كلٌّ من أنابيب اللحام بالمقاومة الكهربائية (ERW) وأنابيب اللحام عالي التردد (HFW) مفهومين متقاربين لكنهما متميزان. يشير مصطلح ERW عمومًا إلى عملية اللحام بالمقاومة الكهربائية، والتي قد تستخدم تيارات منخفضة أو متوسطة أو عالية التردد لتوليد الحرارة وتشكيل اللحام. أما أنابيب HFW، فهي نوع فرعي من أنابيب ERW، تُنتَج حصريًا باستخدام اللحام بالحث عالي التردد أو اللحام التلامسي.
لقد ساهم تطوير تقنية اللحام عالي التردد (HFW) في تحسين جودة اللحام وعمق الاختراق وكفاءة الإنتاج بشكل ملحوظ، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لأنابيب خطوط النقل والأنابيب الإنشائية والأنابيب الميكانيكية التي تتطلب سلامة عالية وتحكمًا دقيقًا في الأبعاد. وبينما قد يُشير مصطلح ERW أيضًا إلى عمليات اللحام العادية منخفضة التردد التي كانت تُستخدم سابقًا للأنابيب ذات الجدران الرقيقة أو التطبيقات غير الحرجة، إلا أن معظم أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) المستخدمة في خطوط أنابيب النفط والغاز في الممارسة الحديثة هي في الواقع أنابيب HFW.
ما هو أنبوب الصلب الملحوم بالمقاومة الكهربائية (ERW)؟
تُصنع أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) باستخدام المقاومة الكهربائية بترددات منخفضة أو عالية. ويكون خط اللحام طوليًا. أثناء عملية اللحام، يُولّد التيار الكهربائي حرارة عند مروره عبر سطح التلامس في منطقة اللحام، مما يُسخّن حافتي الصلب إلى درجة حرارة تسمح بتكوين رابطة بينهما. في الوقت نفسه، ومع الضغط المُجتمع، تنصهر حافتا كتلة الصلب وتُبثقان معًا.
عادةً ما يكون الحد الأقصى للقطر الخارجي لأنابيب ERW هو 24 بوصة (609 مم)، أما بالنسبة للأنابيب ذات الأبعاد الأكبر فسيتم تصنيعها بتقنية SAW.
ما هي أنواع الأنابيب (المواصفات القياسية) التي يمكن تصنيعها باستخدام عمليات اللحام المقاوم للكهرباء؟
الجواب هو أن هناك العديد من أنواع الأنابيب (المواصفات القياسية) التي يمكن تصنيعها باستخدام عملية اللحام المقاوم للكهرباء. فيما يلي قائمة بأكثر المواصفات القياسية شيوعًا في خطوط الأنابيب.
معايير ومواصفات أنابيب/مواسير الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة بالمقاومة الكهربائية
- أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ ASTM A269
- أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ ASTM A312
- أنابيب صحية ASTM A270
- أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي/الأوستنيتي/المزدوج ASTM A790
أنبوب فولاذي كربوني بتقنية اللحام المقاوم الكهربائي
- ASTM A53 الدرجة B و A (والمجلفنة)
- أنبوب ركائز ASTM A252
- أنابيب هيكلية ASTM A500
- أنبوب EN 10219 S275، S355
- أنابيب ASTM A134 و ASTM A135
أنابيب API ERW
- API 5L B إلى X70 PSL1 (يجب أن يكون PSL2 في عملية HFW)
- غلاف وأنابيب API 5CT J55/K55، N80
وما إلى ذلك.
تطبيقات واستخدامات أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية
تُستخدم أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) لنقل الغازات والسوائل، مثل النفط والغاز، وتلبي متطلبات الضغط المنخفض والعالي. في السنوات الأخيرة، ومع تطور تقنية اللحام بالمقاومة الكهربائية، ازداد استخدام هذه الأنابيب في قطاعات النفط والغاز وصناعة السيارات وغيرها.
مزايا أنابيب ERW
كفاءة عالية، تكلفة منخفضة، توفير في المواد، سهولة التشغيل الآلي.
ما هو أنبوب الصلب عالي التدفق؟
تجدر الإشارة إلى أن أنابيب HFW هي نوع من أنابيب ERW.
تُصنع أنابيب الصلب الملحومة بتردد عالٍ (HFW) باستخدام تقنية اللحام الكهربائي المقاومي (ERW) بتردد تيار لحام يساوي أو يزيد عن 70 كيلوهرتز. وبفضل مقاومة اللحام بتيار عالي التردد، تتولد حرارة في الأسطح المتلامسة، مما يؤدي إلى تسخينها حتى تصل إلى حالة اللدونة، ثم يتم تشكيلها بالتشكيل أو بدونه. تعتمد تقنية HFW على طاقة حرارية مقاومة للمواد الصلبة. عند مرور التيار عالي التردد عبر الموصل المعدني، ينتج عنه تأثيران مميزان: تأثير السطح وتأثير التقارب. تعتمد عملية HFW على تركيز تأثير السطح على سطح جسم الصلب، بينما يُستخدم تأثير التقارب للتحكم في موضع وقوة مسار تدفق التيار الكهربائي عالي التردد. ونظرًا للسرعة العالية جدًا، يمكن تسخين حافة الصفيحة المتلامسة وصهرها في وقت قصير، ثم يتم بثقها من خلال عملية التشكيل.
مزايا أنابيب HFW
في عملية اللحام، لا تحتاج أنابيب الصلب الملحومة بالتردد العالي (HFW) إلى إضافة معدن حشو، مما يمنحها سرعة لحام عالية وكفاءة إنتاجية فائقة. تُستخدم أنابيب HFW على نطاق واسع في مجالات نقل النفط والغاز، وخطوط أنابيب آبار النفط، وهياكل المباني، وأنواع مختلفة من الأنابيب الميكانيكية. مع ذلك، تتأثر جودة أنابيب الصلب HFW بعوامل عديدة، مثل المواد الخام وعملية التصنيع، مما يجعل مراقبة جودة الإنتاج أمرًا صعبًا. لذا، لا تزال هناك حاجة مستمرة لتحسين الإنتاجية وعملية اللحام.
الاختلافات بين أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) وأنابيب الصلب الملحومة بالحرارة العالية (HFW).
أولاً، يجب معرفة الاختلافات بين عمليات اللحام ERW و HFW.
تشير عملية اللحام بالمقاومة الكهربائية (ERW) إلى الحرارة المتولدة عن مقاومة التيار الكهربائي المار عبر المعادن الملحومة. لذا، يلزم تيار كهربائي عالٍ لتوصيل كامل سطح الصفيحة أو الملف الفولاذي بالكهرباء على امتداد طول اللحام. في عملية اللحام بالمقاومة الكهربائية، يكون تردد التيار الكهربائي المار عبر الموصل بأكمله 50/60 هرتز.
تختلف عملية اللحام بالتردد العالي عن عملية اللحام بالتردد العالي التقليدية، حيث يتم تسخين جزء فقط من المعدن الفولاذي بواسطة ملف كهربائي. ويتم توليد التردد العالي إما بتيار متردد أو تيار مستمر. في هذه الحالات، يُستخدم مولد لحام بتيار ثابت ومولد لحام بتردد عالٍ بجهد ثابت.
تُنتج ماكينات اللحام ذات التيار الثابت طاقةً بتردد يتراوح بين 100 و800 كيلوهرتز. في العمليات القديمة، كان يتم تحويل التيار المتردد بتردد 60 هرتز إلى ترددات عالية باستخدام دوائر ثلاثية ودوائر رنانة. أما ماكينات اللحام الحديثة فتستخدم ترانزستورات أكسيد السيليكون المعدني ذات التأثير الحقلي، والتي عادةً ما تكون مرتبطة بدائرة رنانة متوازية. وتستخدم مولدات الجهد الثابت ترانزستورات ثنائية القطب ذات بوابة معزولة، مصممة لتوليد طاقة تصل إلى 2000 كيلوواط بترددات تتراوح بين 100 و600 كيلوهرتز.
هناك سمتان مميزتان لتيار التردد العالي مقارنةً بتيار الخط ذي التردد 60 هرتز:
بينما يتدفق تيار التردد الخطي 60 هرتز عبر الموصل بأكمله، فإن تيار التردد العالي يتدفق فقط على سطح الموصل، لذلك فهو "تأثير الجلد".
عندما يتم وضع موصلين يحملان تيارًا عالي التردد بالقرب من بعضهما البعض، يتركز التيار على السطحين المتجاورين للموصلين، فإن ذلك يُعرف باسم "تأثير التقارب".
توزيع التيار عالي التردد: يسري التيار على سطح المعدن أو الموصل. يوضع كلا الموصلين على مقربة من بعضهما البعض، حيث يتدفق معظم التيار عالي التردد على الجوانب المجاورة للموصلين.
يتطلب استخدام اللحام عالي التردد (HFW) في أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) من نوع API 5L PSL2
وفقًا لمواصفات API 5L وISO 3183، يُعدّ لحام HFW شرطًا إلزاميًا لأنابيب الصلب ERW في عملية اللحام PSL 2، نظرًا لأنه يُحسّن من مشاكل الصلابة، وعدم الانصهار، وقابلية التآكل الإجهادي (SCC).
تشمل أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية أنابيب الصلب الملحومة بالحرارة العالية
اللحام المقاوم الكهربائي (ERW) هو مصطلح عام يُستخدم لوصف أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة. وينقسم إلى نوعين رئيسيين: اللحام بالتيار المتردد (AC) واللحام بالتيار المستمر (DC). وبحسب التردد، يُقسم اللحام بالتيار المتردد إلى لحام منخفض التردد، ولحام متوسط التردد، ولحام فائق التردد، ولحام عالي التردد. يُستخدم اللحام عالي التردد (HFW) بشكل أساسي في أنابيب الصلب العادية أو ذات الجدران الرقيقة، ويشمل اللحام التلامسي واللحام الحثي. أما اللحام بالتيار المستمر، فيُستخدم عادةً في أنابيب الصلب ذات الأقطار الصغيرة. وبشكل عام، يُعد اللحام عالي التردد أحد أساليب إنتاج اللحام المقاوم الكهربائي، حيث يعتمد على عملية اللحام عالية التردد.
باختصار، جميع أنابيب اللحام عالي التردد (HFW) هي أنابيب لحام مقاوم كهربائي (ERW)، ولكن ليس كل أنابيب اللحام المقاوم الكهربائي هي أنابيب لحام عالي التردد. يكمن الفرق في تردد اللحام وجودة اللحام الناتج. يشمل اللحام المقاوم الكهربائي طرقًا متعددة للحام المقاوم، بينما يمثل اللحام عالي التردد عملية اللحام المتقدمة عالية التردد المستخدمة بشكل أساسي في تطبيقات خطوط الأنابيب والهياكل الحديثة.
تُوفر شركة PAC STEEL، ضمن مجموعة منتجاتها، أنابيب فولاذية ملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) وأنابيب ملحومة بالتردد العالي (HFW)، مصنعة وفقًا لمعايير API 5L وASTM وEN. تخضع كل أنبوبة لفحص دقيق لضمان سلامة اللحام ودقة الأبعاد والأداء الميكانيكي. تُقدم PAC STEEL لعملائها في قطاعات النفط والغاز والبناء والصناعات الميكانيكية حلولًا موثوقة للأنابيب الملحومة مع شهادات اعتماد كاملة وإمكانية تتبع كاملة.