يمكن تقسيم الأنابيب إلى أنابيب معدنية وأنابيب غير معدنية. وتنقسم الأنابيب المعدنية بدورها إلى أنابيب حديدية وأنابيب غير حديدية. تتكون المعادن الحديدية بشكل أساسي من الحديد، بينما لا تتكون المعادن غير الحديدية منه. تُعد أنابيب الصلب الكربوني، وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ، وأنابيب الكروم والموليبدينوم، وأنابيب الحديد الزهر، جميعها أنابيب حديدية يتكون الحديد فيها بشكل رئيسي من الحديد. أما أنابيب النيكل وسبائك النيكل، بالإضافة إلى أنابيب النحاس، فهي أنابيب غير حديدية. وتُسمى الأنابيب البلاستيكية، وأنابيب الخرسانة، والأنابيب المبطنة بالبلاستيك، والأنابيب المبطنة بالزجاج، والأنابيب المبطنة بالخرسانة، وغيرها من الأنابيب الخاصة التي تُستخدم لأغراض محددة، بالأنابيب غير المعدنية. تُعد الأنابيب الحديدية الأكثر استخدامًا في قطاع الطاقة، بينما تُستخدم أنابيب الصلب الكربوني على نطاق واسع. وتُنظم معايير ASTM وASME مجموعة متنوعة من الأنابيب وموادها المستخدمة في الصناعات التحويلية.
يُعدّ الفولاذ الكربوني أكثر أنواع الفولاذ استخدامًا في الصناعة، إذ يُمثّل أكثر من 90% من إجمالي إنتاج الفولاذ. وبناءً على محتواه من الكربون، يُقسّم الفولاذ الكربوني إلى ثلاث فئات:
في الفولاذ المُسبَّك، تُستخدم نسب مختلفة من عناصر السبائك لتحقيق الخصائص المرغوبة (المحسّنة) مثل قابلية اللحام، والليونة، وقابلية التشغيل الآلي، والقوة، وقابلية التصليد، ومقاومة التآكل، وما إلى ذلك. وفيما يلي بعض عناصر السبائك الأكثر شيوعًا وأدوارها:
الفولاذ المقاوم للصدأ هو نوع من الفولاذ السبائكي يحتوي على نسبة كروم لا تقل عن 10.5%. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومة استثنائية للتآكل بفضل تكوّن طبقة رقيقة جدًا من أكسيد الكروم (Cr2O3) على سطحه، تُعرف أيضًا بالطبقة الخاملة. زيادة نسبة الكروم تُحسّن مقاومة التآكل للمادة. بالإضافة إلى الكروم، يُضاف النيكل والموليبدينوم لإكسابه خصائص مرغوبة أو محسّنة. يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ أيضًا على نسب متفاوتة من الكربون والسيليكون والمنغنيز. يُصنّف الفولاذ المقاوم للصدأ إلى:
بالإضافة إلى الدرجات المذكورة أعلاه، هناك بعض الدرجات المتقدمة (أو الدرجات الخاصة) من الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة أيضاً في الصناعة وهي:
تتميز فولاذات الأدوات بمحتوى عالٍ من الكربون (من 0.5% إلى 1.5%). يوفر المحتوى العالي من الكربون صلابة وقوة أكبر. يُستخدم هذا الفولاذ بشكل أساسي في صناعة الأدوات والقوالب. تحتوي فولاذات الأدوات على كميات متفاوتة من التنجستن والكوبالت والموليبدينوم والفاناديوم لزيادة مقاومة المعدن للحرارة والتآكل، بالإضافة إلى متانته. وهذا ما يجعل فولاذ الأدوات مثاليًا لأدوات القطع والحفر.
تُستخدم هذه الأنابيب على نطاق واسع في الصناعات التحويلية. تختلف تصنيفات ASTM وASME للأنابيب ظاهريًا، لكن درجات المواد المستخدمة فيها متطابقة. مثال:
تتطابق تركيبة المواد وخصائصها في معايير ASME وASTM باستثناء الاسم. تبلغ قوة الشد لأنابيب ASTM A 106 Gr A 330 ميجا باسكال، ولأنابيب ASTM A 106 Gr B 415 ميجا باسكال، ولأنابيب ASTM A 106 Gr C 485 ميجا باسكال. يُعدّ أنبوب ASTM A 106 Gr B الأكثر شيوعًا في صناعة أنابيب الصلب الكربوني. يوجد بديل لأنابيب ASTM A 106 Gr A بقوة 330 ميجا باسكال، وهو ASTM A 53 (المجلفن بالغمس الساخن أو أنابيب الخطوط)، وهو أيضًا من الأنواع الشائعة الاستخدام في صناعة أنابيب الصلب الكربوني. يتوفر أنبوب ASTM A 53 بنوعين:
ينقسم أنبوب ASTM A 53 إلى ثلاثة أنواع: النوع E (ملحوم بالمقاومة الكهربائية)، والنوع F (ملحوم بالفرن واللحام التناكبي)، والنوع S (غير ملحوم). يتوفر النوع E بنوعي ASTM A 53 Gr A و ASTM A 53 Gr B. أما النوع F، فيتوفر فيه ASTM A 53 Gr A فقط، بينما يتوفر في النوع S كلا النوعين ASTM A 53 Gr A و ASTM A 53 Gr B. تبلغ قوة الشد لأنبوب ASTM A 53 Gr A حوالي 330 ميجا باسكال، وهي مماثلة لقوة الشد لأنبوب ASTM A 106 Gr A. وتبلغ قوة الشد لأنبوب ASTM A 53 Gr B حوالي 415 ميجا باسكال، وهي مماثلة لقوة الشد لأنبوب ASTM A 106 Gr B. يشمل هذا النوع أنابيب الصلب الكربوني المستخدمة على نطاق واسع في الصناعات التحويلية.
تُعرف أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر استخدامًا في الصناعات التحويلية باسم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. وتتمثل السمة الأساسية لهذا النوع من الفولاذ في كونه غير مغناطيسي أو بارامغناطيسي. وفيما يلي ثلاث مواصفات مهمة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي:
تتضمن هذه المواصفة 18 درجة، منها 304L الأكثر شيوعًا. وتُعد 316L فئة شائعة نظرًا لمقاومتها العالية للتآكل. أما المواصفة ASTM A 312 (ASME SA 312) فهي مخصصة للأنابيب التي يبلغ قطرها 8 بوصات أو أقل. يشير الحرف "L" مع الدرجة إلى انخفاض محتوى الكربون، مما يُحسّن قابلية لحام هذه الدرجة من الأنابيب.
تنطبق هذه المواصفات على الأنابيب الملحومة ذات الأقطار الكبيرة. جداول الأنابيب التي تغطيها هذه المواصفات هي الجدول 5S والجدول 10.
قابلية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي - يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي بمعامل تمدد حراري أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي أو المارتنسيتي. ونظرًا لمعامل التمدد الحراري العالي والتوصيل الحراري المنخفض للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، فقد يحدث تشوه أو التواء أثناء اللحام. كما أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عرضة للتصلب والتشقق الناتج عن التسييل. لذلك، يجب توخي الحذر عند اختيار مواد الحشو وعمليات اللحام. لا يُنصح باستخدام لحام القوس المغمور (SAW) عند الحاجة إلى لحام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي بالكامل أو لحام الفولاذ ذي المحتوى المنخفض من الفريت. الجدول (الملحق 1) هو دليل لاختيار سلك الحشو أو القطب الكهربائي المناسب بناءً على المادة الأساسية (للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي).
تُعدّ أنابيب الكروم والموليبدينوم مناسبة لخطوط الخدمة ذات درجات الحرارة العالية، لأنّ قوة شدّها تبقى ثابتة حتى في درجات الحرارة المرتفعة. وتُستخدم هذه الأنابيب في محطات توليد الطاقة، والمبادلات الحرارية، وما شابهها. وهي مُصنّفة وفقًا للمواصفة القياسية ASTM A 335، وتتوفر بعدة درجات.
تُستخدم أنابيب الحديد الزهر في مكافحة الحرائق، والصرف الصحي، وشبكات الصرف الصحي، والتركيبات الصحية تحت الأرض (التي تتطلب تحملاً عالياً)، وغيرها من الخدمات. وتشمل درجات أنابيب الحديد الزهر ما يلي:
تُستخدم أنابيب الحديد المطاوع في شبكات الأنابيب تحت الأرض لخدمات مكافحة الحرائق. تتميز أنابيب دور بصلابتها لاحتوائها على السيليكون. تُستخدم هذه الأنابيب في خدمات الأحماض التجارية، حيث تُظهر هذه الدرجة مقاومة للأحماض التجارية، وفي معالجة المياه التي تُصرف النفايات الحمضية.
حصل نيرمال سوريندران مينون على بكالوريوس في الهندسة الميكانيكية من جامعة آنا، تاميل نادو، الهند عام 2005، وماجستير في إدارة المشاريع من جامعة سنغافورة الوطنية عام 2010. وهو يعمل في قطاع النفط والغاز والبتروكيماويات. ويعمل حاليًا كمهندس ميداني في مشروع لتسييل الغاز الطبيعي المسال في جنوب غرب لويزيانا. وتشمل اهتماماته، كجزء من تنفيذ المشروع، تنظيف أنظمة الأنابيب ومنع الخسائر في مرافق تسييل الغاز الطبيعي المسال.
يحمل أشيش شهادة بكالوريوس في الهندسة ولديه أكثر من 20 عامًا من الخبرة الواسعة في مجالات الهندسة، وضمان الجودة/مراقبة الجودة، وتأهيل/مراقبة الموردين، والمشتريات، وتخطيط موارد التفتيش، واللحام، والتصنيع، والبناء، والتعاقد من الباطن.
غالباً ما تقع عمليات النفط والغاز في مواقع نائية بعيدة عن المقرات الرئيسية للشركات. والآن، أصبح من الممكن مراقبة عمليات الضخ، وتنظيم وتحليل البيانات الزلزالية، وتتبع الموظفين حول العالم من أي مكان تقريباً. وسواء كان الموظفون في المكتب أو خارجه، فإن الإنترنت والتطبيقات ذات الصلة تتيح تدفقاً وتحكماً متعدد الاتجاهات للمعلومات بشكل أكبر من أي وقت مضى.
اشترك في OILMAN Today، وهي نشرة إخبارية تصدر مرتين شهرياً إلى بريدك الوارد تحتوي على كل ما تحتاج لمعرفته حول أخبار أعمال النفط والغاز والأحداث الجارية ومعلومات الصناعة.