بحسب طريقة التصنيع، يمكن تقسيم أنابيب الصلب إلى فئتين: أنابيب الصلب غير الملحومة وأنابيب الصلب الملحومة. وتُعدّ أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) النوع الرئيسي من أنابيب الصلب الملحومة. سنتناول اليوم نوعين من أنابيب الصلب المستخدمة كمواد خام لتغليف الآبار: أنابيب التغليف غير الملحومة وأنابيب التغليف الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW).
أنبوب التغليف غير الملحوم – أنبوب تغليف مصنوع من أنابيب فولاذية غير ملحومة؛ يشير مصطلح الأنابيب الفولاذية غير الملحومة إلى الأنابيب الفولاذية المصنعة بأربع طرق: الدرفلة على الساخن، والدرفلة على البارد، والسحب على الساخن، والسحب على البارد. لا يحتوي جسم الأنبوب نفسه على أي لحامات.
جسم ERW - يشير مصطلح أنبوب ERW (الملحوم بالمقاومة الكهربائية) المصنوع من الفولاذ إلى أنبوب ملحوم طولياً باستخدام لحام المقاومة عالي التردد. تُصنع صفائح الفولاذ الخام (اللفائف) المستخدمة في هذه الأنابيب من فولاذ منخفض الكربون ذي سبائك دقيقة، ويتم دحرجتها بواسطة عملية TMCP (المعالجة الحرارية الميكانيكية).
1. أنابيب الصلب غير الملحومة ذات التفاوت المسموح به في القطر الخارجي: تُصنع هذه الأنابيب باستخدام عملية التشكيل بالدرفلة على الساخن، حيث يتم تحديد أبعادها عند درجة حرارة تقارب 8000 درجة مئوية. يؤثر تركيب المادة الخام وظروف التبريد وحالة تبريد الأسطوانة بشكل كبير على قطرها الخارجي، مما يجعل التحكم الدقيق في القطر الخارجي صعبًا، ويكون نطاق التذبذب واسعًا. 2. أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية: تُصنع هذه الأنابيب عن طريق الثني على البارد، ويتم تقليل قطرها بنسبة 0.6%. تبقى درجة حرارة العملية ثابتة تقريبًا عند درجة حرارة الغرفة، مما يسمح بالتحكم الدقيق في القطر الخارجي، ويكون نطاق التذبذب ضيقًا، وهو ما يُسهم في التخلص من مشكلة تشابك الأحزمة الجلدية السوداء.
2. الأنابيب الفولاذية غير الملحومة ذات التفاوت المسموح به في سمك الجدار: تُصنع هذه الأنابيب عن طريق تثقيب الفولاذ الدائري، ويكون التفاوت في سمك الجدار كبيرًا. يمكن للدرفلة الساخنة اللاحقة أن تُقلل جزئيًا من عدم انتظام سمك الجدار، ولكن أحدث الآلات لا تستطيع ضبطه إلا ضمن نطاق ±5 إلى 10% من سمك الجدار. الأنابيب الفولاذية الملحومة بالمقاومة الكهربائية: عند استخدام لفائف مدرفلة على الساخن كمادة خام، يمكن التحكم في التفاوت المسموح به في سمك الجدار في الدرفلة الساخنة الحديثة في حدود 0.05 مم.
3. لا يمكن إزالة العيوب الموجودة على السطح الخارجي لقطعة العمل المستخدمة في تصنيع الأنابيب الفولاذية غير الملحومة أثناء عملية الدرفلة على الساخن، وإنما يمكن صقلها فقط بعد اكتمال المنتج النهائي. كما أن آثار الانحناء الحلزوني المتبقية بعد عملية التثقيب لا يمكن إزالتها بالكامل إلا أثناء عملية تقليل سماكة الجدران. تُصنع الأنابيب الفولاذية الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) من لفائف مدرفلة على الساخن كمادة خام. وتتشابه جودة سطح اللفائف مع جودة سطح الأنابيب الفولاذية الملحومة بالمقاومة الكهربائية. تتميز جودة سطح اللفائف المدرفلة على الساخن بسهولة التحكم بها وجودتها العالية. لذلك، فإن جودة سطح الأنابيب الفولاذية الملحومة بالمقاومة الكهربائية أفضل بكثير من جودة سطح الأنابيب الفولاذية غير الملحومة.
4. الأنابيب الفولاذية البيضاوية غير الملحومة: تُصنع باستخدام عملية الدرفلة على الساخن. يؤثر تركيب المادة الخام للأنبوب الفولاذي، وظروف التبريد، وحالة تبريد الأسطوانة بشكل كبير على قطره الخارجي، لذا يصعب التحكم بدقة في القطر الخارجي، ويكون نطاق التذبذب واسعًا. الأنابيب الفولاذية الملحومة بالمقاومة الكهربائية: تُصنع عن طريق الثني على البارد، ويتم التحكم بدقة في القطر الخارجي، ويكون نطاق التذبذب ضيقًا.
5. اختبار الشد: تتوافق خصائص الشد لأنابيب الصلب غير الملحومة وأنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية مع معايير معهد البترول الأمريكي (API)، إلا أن قوة أنابيب الصلب غير الملحومة تكون عادةً عند الحد الأعلى، بينما تكون مطيليتها عند الحد الأدنى. في المقابل، يتميز مؤشر قوة أنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية بأفضل حالة، حيث يزيد مؤشر اللدونة بنسبة 33.3% عن المعيار. ويعود السبب في ذلك إلى أن أداء لفائف الصلب المدرفلة على الساخن، كمادة خام لأنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية، مضمونٌ من خلال صهر السبائك الدقيقة، والتكرير خارج الفرن، والتبريد والدرفلة المتحكم بهما؛ مما يُفسر التوافق المعقول بين اللدونة والخصائص.
6. المادة الخام لأنابيب الصلب ERW هي لفائف مدرفلة على الساخن، والتي تتميز بدقة عالية للغاية في عملية الدرفلة، مما يضمن الأداء الموحد لكل جزء من اللفائف.
7. تُصنع أنابيب لفائف الصلب المدرفلة على الساخن بتقنية اللحام المقاوم الكهربائي (ERW) من سبائك فولاذية عريضة وسميكة مصبوبة بشكل مستمر، وتتميز بطبقة تصلب سطحية دقيقة الحبيبات سميكة، وخالية من البلورات العمودية، ومسامية الانكماش، وانحراف التركيب ضئيل، وبنية متراصة. كما أن استخدام تقنية الدرفلة على البارد في عملية الدرفلة اللاحقة يضمن دقة حجم حبيبات المادة الخام.
8. يرتبط اختبار مقاومة الانزلاق لأنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية بخصائص المادة الخام وعملية تصنيع الأنبوب. يتميز هذا النوع من الأنابيب بتجانس وتجانس في سمك الجدار وشكل بيضاوي أفضل بكثير من أنابيب الصلب غير الملحومة، وهو السبب الرئيسي لارتفاع مقاومته للانهيار مقارنةً بأنابيب الصلب غير الملحومة.
٩. اختبار الصدم: نظرًا لأن صلابة المادة الأساسية لأنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية (ERW) أعلى بعدة مرات من صلابة أنابيب الصلب غير الملحومة، فإن صلابة اللحام هي العامل الأساسي في هذه الأنابيب. ومن خلال التحكم في محتوى الشوائب في المادة الخام، وارتفاع واتجاه نتوء القطع، وشكل حافة التشكيل، وزاوية اللحام، وسرعة اللحام، وقدرة التسخين وتردده، وحجم بثق اللحام، ودرجة حرارة وعمق التراجع عند التردد المتوسط، وطول قسم التبريد الهوائي، وغيرها من معايير العملية، يتم ضمان أن تصل طاقة صدم اللحام إلى أكثر من ٦٠٪ من طاقة صدم المعدن الأساسي. ومع مزيد من التحسين، يمكن أن تقترب طاقة صدم اللحام من طاقة صدم المعدن الأساسي، مما يضمن تشغيلًا سلسًا.
10. اختبار المتفجرات: أداء اختبار المتفجرات لأنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية أعلى بكثير من المتطلبات القياسية، ويرجع ذلك أساسًا إلى التوحيد العالي لسمك الجدار ونفس القطر الخارجي لأنابيب الصلب الملحومة بالمقاومة الكهربائية.