الأنابيب الفولاذية غير الملحومة مقابل الأنابيب الفولاذية الملحومة: مقارنة شاملة تشمل طرق التصنيع والخصائص والتطبيقات

عملية التصنيع: الثقب مقابل التشكيل واللحام

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الأنابيب الفولاذية غير الملحومة والملحومة في عمليات التصنيع الجوهرية المختلفة التي تمر بها. وتبدأ عملية إنتاج الأنابيب غير الملحومة بسبيكة فولاذية أسطوانية صلبة، تسخن إلى درجة حرارة عالية ثم تُثقب من المنتصف باستخدام عمود توجيه (ماندل) لإنشاء غلاف مجوف . ويتم لاحقًا تدحرج هذا الغلاف وتمديده حتى يبلغ الطول والقطر وسمك الجدار المطلوبين، ليُنتج أنبوبًا لا يحتوي على أي لحام طولي أو لولبي . وتُصنَّف هذه العملية عمومًا إلى الدرفلة الساخنة (للأقطار الكبيرة والجدران السميكة) والدرفلة الباردة أو السحب البارد (لتحقيق دقة عالية وأسطح ناعمة) وبالمقارنة، يبدأ أنبوب اللحام كشريط فولاذي مسطح يُعرف باسم «سكيلب»، ثم يُشكَّل على هيئة أسطوانة باستخدام عملية التشكيل بالدرفلة ثم تُلحم الحافتان الطوليتان معًا باستخدام طرق لحام مختلفة .

طرق اللحام: اللحام بالتيار العالي التردد (ERW)، واللحام الطولي بالقوس المغمور (LSAW)، وغيرها

وتُعَد طريقة اللحام المُستخدمة عامل تميّز رئيسي آخر بين الأنابيب الملحومة. اللحام بالمقاومة الكهربائية (ERW) وهي طريقة سائدة لأنابيب الأقطار الصغيرة والمتوسطة، حيث يمر تيار كهربائي عالي التردد بين حافتي الأسطوانة المشكَّلة، فيسبّب انصهارهما والالتحام بينهما دون استخدام معدن حشو أما بالنسبة للأقطار الكبيرة والجدران السميكة، فاللحام الطولي بالقوس المغمور (LSAW) يُستخدم فيه لوحة فولاذية تُشكَّل على هيئة أسطوانة، ثم يُجرى لحام الوصل الطولي من الجهتين الداخلية والخارجية وتوجد صيغة مُختلفة عن هذه الطريقة هي اللحام الحلزوني بالقوس المغمور (SSAW) حيث يُشكَّل شريط مستمر من الفولاذ بشكل لولبي ويُلحَم، مما يسمح بإنتاج أقطار كبيرة جدًّا وأطوال ممتدة .

الأداء والتكلفة والخصائص البعدية

وتؤدي هذه الطرق التصنيعية المختلفة إلى ملفات أداء وتكلفة وأبعاد مميَّزة. وتُعتبر الأنابيب غير الملحومة، التي تفتقر إلى خط اللحام، ذات بنية متجانسة ولا تحتوي على نقطة ضعف محتملة، ما يمنحها خصائص ميكانيكية متفوِّقة ومقاومة أفضل للتآكل وهي عمومًا الخيار الأأمن للتطبيقات الحرجة ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية إلا أن عملية الدرفلة والسحب قد تؤدي إلى عدم اتساق في سماكة الجدار مقارنةً بدقة سماكة صفائح الفولاذ المستخدمة في عملية اللحام أما الأنابيب الملحومة فهي عمومًا أقل تكلفة في التصنيع (بنسبة ٢٠–٤٠٪ أقل) وأكثر توفرًا على نطاق واسع كما أن تقنيات اللحام الحديثة، وبخاصة اللحام الكهربائي عالي التردد (ERW)، تُنتج وصلاتٍ تساوي قوتها أو تفوق قوة المعدن الأساسي كما توفر الأنابيب الملحومة تسامحًا أدق في الأبعاد وتشطيبًا سطحيًّا أكثر نعومة .

مجالات الاستخدام: الخدمة عالية الضغط مقابل الخدمة العامة

يتحدد الاختيار بين الأنابيب غير الملحومة والأنابيب الملحومة وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة. وتُفرض الأنابيب غير الملحومة أو يُفضَّل استخدامها بشدة في التطبيقات عالية الضغط مثل مصافي التكرير والأسطوانات الهيدروليكية، والخدمات ذات درجات الحرارة العالية فوق ٤٠٠°م ، والخدمات ذات درجات الحرارة المنخفضة دون -٤٦°م ، والبيئات التي تحتوي على غاز كبريتيد الهيدروجين (الخدمة الحمضية) وهي مثالية لخطوط أنابيب نقل النفط والغاز والمكونات الحرجة مثل أنابيب الغلايات. أما الأنابيب الملحومة فهي مقبولة عادةً، بل ويُفضَّل استخدامها في خطوط الأنابيب ذات القطر الكبير (NPS ٢٤ فأكثر) ، والتطبيقات الإنشائية (وفقًا للمواصفة ASTM A500، والمواصفة الأوروبية EN 10219) ، ونقل المياه والمرافق منخفضة الضغط ، والمشاريع التي تُعتبر التكلفة ومواعيد التسليم فيها العاملين الرئيسيين وفي التطبيقات الإنشائية، لا يوجد فرق في الأداء بين الأنابيب الفولاذية الملحومة بالتيار الكهربائي (ERW) والأنابيب الفولاذية غير الملحومة .

باختصار، يتطلب الاختيار بين الأنابيب غير الملحومة والمُلحومة تقييم متطلبات الضغط ودرجة الحرارة ومقاومة التآكل والحجم والميزانية والأنابيب غير الملحومة هي الخيار الأفضل للبيئات الحرجة ذات الإجهادات العالية والبيئات المعرضة للتآكل، في حين توفر الأنابيب الملحومة حلاً فعّالاً من حيث التكلفة ومرنًا لمعظم تطبيقات الخدمات العامة والإنشائية وأنابيب القطر الكبير. .