لحام خطوط أنابيب الصلب للنفط والغاز

مع تطور صناعة النفط، تطور نقل النفط والغاز عبر خطوط الأنابيب بسرعة بسبب سلامته واقتصاده واحترافيته وكفاءته العالية. أصبحت خطوط الأنابيب ذات المسافات الطويلة والقطر الكبير والضغط العالي هي اتجاه تطوير خطوط أنابيب نقل النفط والغاز البرية. تم استخدام الفولاذ عالي القوة من سلسلة X56—X70 لخطوط الأنابيب على نطاق واسع في بناء خطوط الأنابيب، كما أن خطوط الأنابيب عالية القوة X80 هي أيضًا في مرحلة التطوير والتطبيق، مثل خط الأنابيب الألماني 1993 وفي عام 1994، خط أنابيب X80 بقطر 1200 مم و تم بناء بطول 126 كم. في عام 1994، تم بناء خط أنابيب X80 بقطر Φ1200mm33km بشكل تجريبي في كندا. بسبب البناء السريع لخطوط أنابيب النفط والغاز. لحام خط أنابيب الصلب كما تطورت التكنولوجيا ومعدات اللحام ومواد اللحام بشكل كبير. وقد شارك العديد من الشركات المصنعة في المنافسة في السوق. هناك العديد من معدات اللحام ومواد اللحام الناضجة لبناء خطوط الأنابيب في الداخل والخارج. فيما يلي التحقيق في المعدات والمواد اللازمة لحام خطوط الأنابيب التي تنتجها الشركات المصنعة الأجنبية الشهيرة كمرجع.
1 نظرة عامة على عمليات اللحام الشائعة لخطوط أنابيب النفط والغاز في الداخل والخارج
في سبعينيات وثمانينيات القرن العشرين، كان لحام خطوط الأنابيب يعتمد بشكل أساسي على اللحام اليدوي لأقطاب السليلوز الهابطة واللحام شبه الأوتوماتيكي بثاني أكسيد الكربون. نظرًا لأنه تم تشغيل هذه الطرق يدويًا، كانت الكفاءة منخفضة، كما كانت جودة اللحام مقيدة أيضًا بمستوى المهارات اليدوية. في منتصف الثمانينيات، بسبب التطور المستمر لتكنولوجيا إلكترونيات الطاقة وتكنولوجيا الكمبيوتر، دخلت تكنولوجيا التحكم في معدات اللحام عصر الذكاء، مما خلق الظروف للتنفيذ الناجح للمعدات الجديدة والعمليات الجديدة لأتمتة لحام خطوط الأنابيب، والتي يحسن بشكل كبير كفاءة اللحام وجودة اللحام لخطوط الأنابيب. إن التحسينات الكبيرة، مثل تقنية ومعدات إمداد طاقة اللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون STT (نقل التوتر السطحي) التي طورتها شركة أمريكية، قد جذبت انتباه العالم بقوسها الناعم، والحد الأدنى من التناثر، وجودة اللحام الممتازة للقاع، و لقد أصبح لحام خطوط الأنابيب، وخاصة لحام الجذور هو أحد الطرق المفضلة. مثال آخر هو معدات اللحام الأوتوماتيكية لجميع المواضع لخطوط الأنابيب التي تنتجها شركات أخرى. يتم تطبيق تكنولوجيا التحكم التكيفي، والتي لا تتغلب فقط على قيود مستوى التشغيل اليدوي ولكن أيضًا تعمل على تحسين كفاءة وجودة اللحام بشكل كبير.

باختصار، تتضمن تقنية بناء لحام خطوط الأنابيب الحالية بشكل أساسي الأنواع التالية:
1.1 استخدم قطب السليلوز الهابط للحام اليدوي. عندما تكون هناك خطوط أنابيب تعاني من تآكل شديد في كبريتيد الهيدروجين أو خطوط أنابيب تعمل في البيئات الباردة، استخدم اللحام الكهربائي الرأسي من النوع المنخفض الهيدروجين. نظرًا لمرونة اللحام اليدوي والمتطلبات المنخفضة لمعدات اللحام، فإن عبء عمل اللحام القوسي اليدوي لا يزال يمثل 40-50% من لحام خطوط الأنابيب الخارجية. ومن المتوقع أن يصل الطلب السنوي على قضبان اللحام لخطوط أنابيب النفط والغاز في بلدي إلى 3-5 في السنوات القليلة المقبلة. ألف طن، وهناك اتجاه متزايد.
1.2 قم بالوقوف أمام قطب السليلوز من أجل اللحام السفلي، واللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون لملء السطح. نظرًا للإنتاجية العالية والتكلفة المنخفضة للحام ثاني أكسيد الكربون، فقد تم الترويج لهذه الطريقة وتطبيقها بشكل مستمر في السنوات الأخيرة. ومع ذلك، بالنسبة لحام خطوط أنابيب النفط والغاز، لتحقيق اللحام في جميع المواضع، يجب إكماله في نطاق تيار صغير وفي شكل انتقال ماس كهربائى، في حين تستخدم طريقة انتقال ماس كهربائى لأن لحام القاع عرضة للعيوب مثل الاختراق غير الكامل، من الشائع استخدام قاع قطب السليلوز العمودي لتحقيق اللحام من جانب واحد، ويتم تشكيل الظهر، ثم يتم ملء السطح باللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون عالي الكفاءة.
1.3 اللحام شبه الأوتوماتيكي للأسلاك ذات القلب المتدفق المحمي ذاتيًا
يعتبر اللحام شبه الأوتوماتيكي للأسلاك ذات القلب المتدفق المحمي ذاتيًا مناسبًا بشكل خاص للمناسبات العاصفة في الهواء الطلق. لا يستخدم ثاني أكسيد الكربون ويعتمد على حماية الغاز الناتجة عن قلب التدفق. إنها تتمتع بمقاومة جيدة للرياح ويمكن استخدامها في اللحام في جميع المواضع بمعدلات ترسيب عالية لخطوط الأنابيب. يتم إنتاجه حاليًا في الولايات المتحدة. إن سلك اللحام ذو القلب الصهري المحمي ذاتياً معترف به من قبل جميع البلدان، ويمكن تطبيقه على اللحام السفلي العمودي لخطوط الأنابيب X70، X80، وخطوط الأنابيب الأخرى. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة بها أيضًا عيب يتمثل في أن جذر اللحام يكون عرضة للتسريب أثناء اللحام الخلفي.
1.4 لحام غاز ثاني أكسيد الكربون شبه أوتوماتيكي أو أوتوماتيكي بالكامل لآلة اللحام عالية الأداء.
نظرًا لنتائج البحث المتعمق حول تكنولوجيا التحكم في عملية انتقال الدائرة القصيرة لللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون، أنتجت الدول الأجنبية على التوالي مصادر طاقة عالية الأداء تتحكم في تيار اللحام وأشكال موجة الجهد على الفور أو تتحكم في الإخراج صفات. سطح STT المذكور أعلاه لشركة لينكولن الأمريكية تنتمي تقنية اللحام بانتقال التوتر إلى فئة التحكم في الشكل الموجي. على أساس تحسين أداء معدات اللحام، يمكن تحقيق اللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون لخط الأنابيب بشكل جيد، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة اللحام وجودة اللحام. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام لحام TIG الأوتوماتيكي أيضًا في لحام الأنابيب في المصنع. تتميز هذه الطريقة بجودة جيدة ولكن كفاءة إنتاجية منخفضة.
2 مستهلكات اللحام لحام الأنابيب
2.1 القطب العمودي السليلوز
2.2 الأسلاك الصلبة والمتدفقة