تعتبر أكوام الأنابيب الفولاذية عنصرًا أساسيًا في بناء أسس عميقة, الجسور, المنصات البحرية, وهياكل أخرى مختلفة. يتم تصنيف الفولاذ إلى درجات وأنواع مختلفة بناءً على تركيبه الكيميائي, الخصائص الميكانيكية, وطرق التصنيع. في هذه المقالة, سنناقش الأنواع المختلفة من المواد الفولاذية المستخدمة في أكوام الأنابيب الفولاذية, بما في ذلك ممتلكاتهم, مزايا, والتطبيقات.
1. الكربون الصلب
الصلب الكربوني هو النوع الأكثر شيوعًا الصلب المستخدم لأكوام الأنابيب. وهي مقسمة إلى ثلاث فئات رئيسية على أساس محتوى الكربون: فولاذ خفيف أو منخفض الكربون, معدن الكربون المتوسط, والفولاذ عالي الكربون.
1.1 فولاذ خفيف أو منخفض الكربون
يحتوي الفولاذ الطري على نسبة كربون تصل إلى 0.30%. وهي معروفة بقابلية اللحام الممتازة, ليونة, وتكلفة منخفضة نسبيا. تشمل بعض الدرجات الشائعة المستخدمة لأكوام الأنابيب:
- أستم A36: فولاذ هيكلي مشهور مع أ الحد الأدنى من قوة الخضوع ل 36,000 رطل لكل بوصة مربعة.
- أستم A283: منخفضة إلى متوسطة قوة الشد الفولاذ الكربوني مناسب للأغراض الهيكلية العامة.
1.2 معدن الكربون المتوسط
يحتوي الفولاذ متوسط الكربون على ما بين 0.30% و 0.60% الكربون وهو أقوى وأصلب من الفولاذ منخفض الكربون. تشمل بعض الدرجات الشائعة المستخدمة لأكوام الأنابيب:
- أستم A572: قوة عالية, فولاذ منخفض السبائك مع تحسين قابلية اللحام والتشكيل.
- أستم A529: متوسطة الكربون, المنغنيز الصلب مع قوة جيدة, ليونة, وقابلية اللحام.
1.3 ارتفاع الكربون الصلب
يحتوي الفولاذ عالي الكربون على ما بين 0.60% و 1.00% كربون, مما يجعلها أصعب وأقوى من الفولاذ متوسط الكربون. إنها أقل ليونة وأكثر صعوبة في اللحام, لذلك فهو أقل استخدامًا أكوام الأنابيب.
معيار API للكربون الصلب.
| درجة الفولاذ طبقاً للمواصفة EN10219-1 | الحد الأدنى من قوة الخضوع Reh (T ≥16 مم) ن/مم2 | الحد الأدنى من قوة الخضوع Reh (16≥T≥40mm) ن/مم2 | الحد الأدنى من قوة الشد النهائية Rm (3≥T≥40mm) ن/مم2 | الحد الأدنى من الاستطالة (T ≥40 مم) % |
| S235JRH | 235 | 225 | 340-47- | 22 |
| S275JOH/J2H | 275 | 265 | 410-560 | 20 |
| S355JOH/JEH | 355 | 345 | 490-630 | 20 |
| S420MH | 420 | 400 | 500-660 | 19 |
| S460MH | 460 | 440 | 530-720 | 17 |
| درجة الفولاذ وفقًا لـ API5L,بسل1 | الحد الأدنى من قوة الخضوع Reh N/mm2 | الحد الأدنى من قوة الشد النهائية Rm N/mm2 | الحد الأدنى من الاستطالة % | |
| ب | 245 | 415 | 23 | |
| X42 | 290 | 415 | 23 | |
| X46 | 320 | 435 | 22 | |
| X52 | 360 | 460 | 21 | |
| X56 | 390 | 490 | 19 | |
| X60 | 415 | 520 | 18 | |
| X65 | 450 | 535 | 19 | |
| X70 | 485 | 570 | 17 | |
| 1)البولندي:مستوى مواصفات المنتج | ||||
| 2)ت:سماكة | ||||
| 3)يعتمد على مساحة المقطع العرضي لقطعة اختبار الشد | ||||
الأوروبية أنابيب الصلب
| درجة الفولاذ طبقاً للمواصفة EN10219-1 | ج ماكس% | من ماكس % | ف ماكس % | اس ماكس % | سي ماكس % | ن ماكس % | سيف ماكس % |
| S235JRH | 0.17 | 1.40 | 0.045 | 0.045 | – | 0.009 | 0.35 |
| S275JOH/J2H | 0.20 | 1.50 | 0.040 | 0.040 | – | 0.009 | 0.40 |
| S355JOH/JEH | 0.22 | 1.60 | 0.040 | 0.040 | 0.55 | 0.009 | 0.45 |
| S420MH | 0.16 | 1.70 | 0.035 | 0.030 | 0.50 | 0.020 | 0.43 |
| S460MH | 0.16 | 1.70 | 0.035 | 0.030 | 0.60 | 0.025 | – |
| درجة الفولاذ وفقًا لـ API5L,بسل1 | ج ماكس% | من ماكس % | ف ماكس % | اس ماكس % | تي + الخامس + ملحوظة ماكس % | ||
| ب | 0.26 | 1.20 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
| X42 | 0.26 | 1.30 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
| X46 | 0.26 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
| X52 | 0.26 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
| X56 | 0.26 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
| X60 | 0.26 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
| X65 | 0.26 | 1.45 | 0.030 | 0.030 | 0.15 | ||
| X70 | 0.26 | 1.65 | 0.030 | 0.030 | 0.15 |
1) وفقًا لـ API 5L: لكل تخفيض 0.01% أقل من الحد الأقصى المحدد لمحتوى الكربون, ازدياد ب 0.05% أعلى من الحد الأقصى المحدد لمحتوى المنغنيز مسموح به, بحد أقصى 1.50% للصف X42 إلى X52, 1.65% لـ X56 إلى X65 و 2.00% لX70
2)ما لم يتفق على خلاف ذلك, يجب أن يكون مجموع محتويات النيوبيوم والفاناديوم ≥ 0.06 %.
3) ما لم يتفق على خلاف ذلك
التحمل الأبعاد لأكوام الأنابيب
| معيار | القطر الخارجي د | سمك الجدار ت | استقامة | من استدارة | كتلة | الحد الأقصى لارتفاع حبة اللحام | |||
| إي إن10219-2 | +/-1% ماكس +/-10.0 ملم | +/-1% ماكس +/-2.0 ملم | 0.20% من الطول الإجمالي | +/-2% | +/-6% | T<14.2 ملم:3.5مم ت >14.2مم:4.8مم | |||
| API5L ISO3183 | ≥1422 ملم | +/-0.5% .04.0 ملم | <15.0مم:+/-10% ≥ 15.0 مم:+/-1.5مم | 0.20% من الطول الإجمالي | د / ر ≥75 د<1422مم | +/-1.5% .015.0 ملم | +10% -3.5% | T<13.0 ملم:3.5مم ت >13.0مم:4.8مم | |
| >1422مم | على النحو المتفق عليه | آخر | على النحو المتفق عليه | ||||||
2. خليط معدني
سبائك الصلب هي نوع من الفولاذ حيث توجد عناصر أخرى, مثل الكروم, النيكل, والموليبدينوم, تضاف لتحسين خواصه الميكانيكية ومقاومته للتآكل. بعض المشتركة درجات سبائك الصلب تستخدم لأكوام الأنابيب وتشمل:
- أستم A588: قوة عالية, قليل-خليط معدني مع مقاومة ممتازة للتآكل في الغلاف الجوي.
- أستم A690: قوة عالية, فولاذ منخفض السبائك مع مقاومة محسنة للتآكل في البيئات البحرية.
3. الفولاذ المقاوم للصدأ
الفولاذ المقاوم للصدأ هو نوع من الفولاذ يحتوي على الأقل 10.5% الكروم, مما يمنحها مقاومة استثنائية للتآكل. وغالبا ما يستخدم في البيئات التي يكون فيها التآكل مصدرا للقلق, مثل التطبيقات البحرية أو الساحلية. تشمل بعض الدرجات الشائعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في أكوام الأنابيب:
- 304/304L: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المشهور ذو المقاومة الجيدة للتآكل والخصائص الميكانيكية.
- 316/316L: نوع آخر من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يتمتع بمقاومة أعلى للتآكل منه 304, وخاصة في بيئات الكلوريد.
4. سبائك منخفضة القوة عالية (HSLA) فُولاَذ
فولاذ HSLA هو نوع من سبائك الفولاذ بكمية صغيرة من عناصر صناعة السبائك, مما يزيد بشكل كبير من قوته مقارنة بالفولاذ الكربوني. وهي مصممة للحصول على خصائص ميكانيكية أفضل, المقاومة للتآكل, وقابلية اللحام. تشمل بعض درجات الفولاذ HSLA الشائعة المستخدمة في أكوام الأنابيب:
- أستم A572: كما ذكر آنفا, هذا الصف يوفر قوة عالية, تحسين قابلية اللحام, والقابلية للتشكيل.
- أستم A709: قوة عالية, يستخدم الفولاذ منخفض السبائك في المقام الأول لبناء الجسور.
5. الصلب التجوية
الصلب التجوية, المعروف أيضا باسم يقطع فُولاَذ, هو نوع من الفولاذ يكوّن طبقة أكسيد واقية عند تعرضه للظروف الجوية. هذه الطبقة تحمي الفولاذ من المزيد من التآكل, مما يلغي الحاجة إلى الطلاء أو الطلاءات الواقية الأخرى. بعض التجوية الشائعة درجات الصلب المستخدمة لأكوام الأنابيب يشمل:
- أستم A588: كما ذكر آنفا, يوفر هذا الصف مقاومة ممتازة للتآكل الجوي وقوة عالية.
- أستم A847: قوة عالية, فولاذ منخفض السبائك مع مقاومة محسنة للتآكل مقارنة بالفولاذ الكربوني.
ختاما, هناك أنواع مختلفة من المواد الفولاذية المتاحة لأكوام الأنابيب الفولاذية, ولكل منها خصائصها وتطبيقاتها الفريدة. يعتمد اختيار المادة الفولاذية المناسبة على عوامل مثل القوة المطلوبة, المقاومة للتآكل, قابلية اللحام, والتكلفة. من خلال فهم خصائص وتطبيقات هذه المواد الفولاذية, يمكن للمهندسين والمقاولين اتخاذ قرارات مستنيرة لضمان نجاح مشاريعهم.
كان استخدام أكوام الأنابيب في بناء الأساس خيارا شائعا لسنوات عديدة. تستخدم أكوام الأنابيب لنقل حمولة الهيكل إلى أعمق, طبقة أكثر استقرارا من التربة أو الصخور.
يعتمد معيار الأنابيب غير الملحومة لنقل السوائل على البلد أو المنطقة التي تتواجد فيها, وكذلك التطبيق المحدد. لكن, بعض المعايير الدولية المستخدمة على نطاق واسع للأنابيب غير الملحومة لنقل السوائل هي: أستم A106: هذه هي المواصفة القياسية لأنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة للخدمة في درجات الحرارة العالية في الولايات المتحدة. ويستخدم عادة في محطات الطاقة, المصافي, والتطبيقات الصناعية الأخرى حيث توجد درجات حرارة وضغوط عالية. ويغطي الأنابيب في الدرجات أ, ب, و ج, مع خصائص ميكانيكية مختلفة اعتمادا على الصف. API 5L: هذه هي المواصفات القياسية لأنابيب الخطوط المستخدمة في صناعة النفط والغاز. ويغطي الأنابيب الفولاذية الملحومة وغير الملحومة لأنظمة نقل خطوط الأنابيب, بما في ذلك أنابيب لنقل الغاز, الماء, والنفط. تتوفر أنابيب API 5L بدرجات مختلفة, مثل X42, X52, X60, وX65, اعتمادا على خصائص المواد ومتطلبات التطبيق. أستم A53: هذه هي المواصفة القياسية للأنابيب الفولاذية المجلفنة السوداء والملحومة بالغمس الساخن المستخدمة في مختلف الصناعات., بما في ذلك تطبيقات نقل السوائل. ويغطي الأنابيب في درجتين, أ و ب, مع خصائص ميكانيكية مختلفة والاستخدامات المقصودة. من 2448 / في 10216: هذه هي المعايير الأوروبية للأنابيب الفولاذية غير الملحومة المستخدمة في تطبيقات نقل السوائل, بما في ذلك الماء, غاز, والسوائل الأخرى. اقرأ أكثر
تم تصميم الأنابيب غير الملحومة الناقلة للسوائل لمقاومة أنواع مختلفة من التآكل اعتمادًا على المادة المستخدمة والتطبيق المحدد. تشمل بعض أنواع التآكل الأكثر شيوعًا والتي تم تصميم هذه الأنابيب لمقاومتها: التآكل الموحد: هذا هو النوع الأكثر شيوعا من التآكل, حيث يتآكل كامل سطح الأنبوب بشكل موحد. لمقاومة هذا النوع من التآكل, غالبًا ما تكون الأنابيب مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل, مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو المبطنة بطبقات واقية. التآكل الجلفاني: يحدث هذا عندما يكون معدنان مختلفان على اتصال مع بعضهما البعض في وجود المنحل بالكهرباء, مما يؤدي إلى تآكل المعدن الأكثر نشاطا. لمنع التآكل كلفاني, يمكن تصنيع الأنابيب من معادن مماثلة, أو يمكن عزلها عن بعضها البعض باستخدام المواد العازلة أو الطلاءات. تأليب التآكل: الحفر هو شكل موضعي من التآكل يحدث عندما تصبح المناطق الصغيرة على سطح الأنبوب أكثر عرضة للهجوم, مما يؤدي إلى تكوين حفر صغيرة. يمكن منع هذا النوع من التآكل باستخدام مواد ذات مقاومة عالية للتنقر, مثل سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ مع إضافة الموليبدينوم, أو عن طريق تطبيق الطلاءات الواقية. تآكل الشقوق: يحدث تآكل الشقوق في المساحات الضيقة أو الفجوات بين سطحين, هذه اقرأ أكثر
شاشات سلكية إسفين, تُعرف أيضًا باسم شاشات الأسلاك الشخصية, تُستخدم بشكل شائع في مختلف الصناعات لقدراتها الفائقة على الفحص. وهي مصنوعة من سلك على شكل مثلث,
2 7/8في J55 K55، تعتبر أنابيب غلاف الآبار المثقبة واحدة من المنتجات الأساسية للصلب, يمكن استخدامها للمياه, زيت, حقول حفر آبار الغاز. يمكن توفير السماكة من 5.51 إلى 11.18 ملم بناءً على عمق بئر العميل والخواص الميكانيكية المطلوبة. عادة يتم تزويدهم بوصلة خيطية, مثل نيو أو الاتحاد الأوروبي, والتي سيكون من الأسهل تثبيتها في الموقع. يتوفر طول أنابيب الغلاف المثقبة من 3 إلى 12 مترًا لارتفاعات منصات الحفر المختلفة للعميل. يتم أيضًا تخصيص قطر الثقب والمنطقة المفتوحة على السطح. قطر الثقب الشائع هو 9 ملم, 12مم, 15مم, 16مم, 19مم, إلخ.
شاشات آبار المياه من الفولاذ المقاوم للصدأ وملحقاتها تعد شركة Abter well Screens واحدة من أكبر الشركات المصنعة لشاشات آبار المياه من الفولاذ المقاوم للصدأ في العالم. مع منطقة مفتوحة عالية, مما يسمح بوصول أفضل إلى التشكيل بأكمله حول الشاشة; تتم إزالة الغرامات وسائل الحفر بسرعة وبشكل كامل, مما أدى إلى تطوير أفضل بشكل جيد.
