ما هي أنابيب الصلب السوداء؟
تصنع الأنابيب الفولاذية السوداء من الفولاذ غير المطلي بركيزة مثل الزنك أو الطلاء. نظرًا لأنه يحتوي على سطح بلون داكن يتكون من أكسيد الحديد أثناء عملية التصنيع ، فإنه يطلق عليه أنبوب الفولاذ الأسود.
ما هي أنابيب الصلب السوداء المستخدمة؟
تتميز الأنابيب الفولاذية السوداء بمجموعة متنوعة من الاستخدامات بفضل قوتها واحتياجاتها لصيانة قليلة. تميل إلى استخدامها لنقل الغاز والمياه إلى المناطق الريفية والمناطق الحضرية أو القنوات التي تحمي الأسلاك الكهربائية وتوفر البخار والهواء عالي الضغط. بالإضافة إلى ذلك ، تُستخدم الأنابيب الفولاذية السوداء أيضًا في صناعات النفط والبترول لضخ كميات كبيرة من النفط عبر المناطق النائية.
وتشمل الاستخدامات الأخرى للأنابيب الفولاذية السوداء توزيع الغاز داخل المنازل وخارجها وآبار المياه وأنظمة الصرف الصحي. ومع ذلك ، لا تستخدم الأنابيب الفولاذية السوداء مطلقًا لنقل المياه الصالحة للشرب نظرًا لأنها تميل إلى التآكل في الماء وسوف تذوب معدنية الأنبوب في الماء وتسد الخط أيضًا.
تاريخ موجز للأنابيب الفولاذية السوداء
يتم إنتاج الأنابيب الفولاذية بطريقتين متميزتين تؤدي في النهاية إلى أنبوب ملحوم أو غير ملحوم. في كلتا الطريقتين ، يتم صب الفولاذ الخام أولاً في شكل بداية أكثر عملية. ثم يتم تحويله إلى أنبوب عن طريق شد الفولاذ إلى أنبوب غير ملحوم أو إجبار الحواف معًا وإغلاقها بلحام. تم تقديم الطرق الأولى لإنتاج الأنابيب الفولاذية في أوائل 1800 ، وقد تطورت بشكل مطرد إلى العمليات الحديثة اليوم.
في كل عام ، يتم إنتاج ملايين الأطنان من الأنابيب الفولاذية. تعدد استخداماته يجعلها المنتجات الأكثر استخدامًا في صناعة الصلب. يمكن العثور على أنابيب الصلب في مجموعة من الأماكن. نظرًا لأنها قوية ، يتم استخدامها تحت الأرض لنقل المياه والغاز في جميع أنحاء المدن والبلدات. كما أنهم يعملون في البناء لحماية الأسلاك الكهربائية. المثير للاهتمام حول الأنابيب الفولاذية أنها يمكن أن تكون قوية وخفيفة الوزن. وهذا يجعلها مثالية للاستخدام في تصنيع إطارات الدراجات. يمكن العثور على الأنابيب الفولاذية أيضًا في السيارات ووحدات التبريد وأنظمة التدفئة والسباكة وصواري الأعلام ومصابيح الشوارع والأدوية على سبيل المثال لا الحصر. تم استخدام الأنابيب منذ آلاف السنين. ربما كان الاستخدام الأول من قبل المزارعين القدماء لتحويل المياه من الأنهار والجداول إلى الحقول. يقترح أيضًا أن يستخدم الصينيون أنابيب القصب لنقل المياه إلى المواقع المطلوبة في وقت مبكر 2000 قبل الميلاد
يعود تاريخ تطوير الأنابيب الفولاذية الملحومة الحديثة إلى بدايات 1800. في 1815 ، اخترع ويليام موردوك نظام مصباح حرق الفحم. لتناسب مدينة لندن بأكملها مع هذه الأضواء ، انضم موردوك إلى البراميل من السلال المهملة واستخدم خط الأنابيب المستمر هذا لنقل غاز الفحم. عندما أثبت نظام الإضاءة نجاحه ، كان هناك طلب أكبر على الأنابيب المعدنية الطويلة. لإنتاج أنابيب كافية لتلبية هذا الطلب ، مجموعة من المخترعين تعمل على تطوير عمليات جديدة لإنتاج الأنابيب. تم تسجيل براءة اختراع طريقة بارزة في وقت مبكر لإنتاج الأنابيب المعدنية بسرعة وغير مكلفة من قبل جيمس راسل في 1824. في هذه الطريقة ، قام بإنشاء أنابيب من خلال ربط الحواف المقابلة لشريط حديد مسطح. تم تسخين المعدن لأول مرة حتى طيعه. ثم يتم طي حوافها معًا ولحامها باستخدام مطرقة إسقاط. تم الانتهاء من الأنابيب بتمريرها من خلال الأخدود والدرفلة. ومع ذلك ، لم يتم استخدام طريقة راسل لفترة طويلة لأنه في العام التالي ، طور Comenius Whitehouse طريقة أفضل لصنع الأنابيب المعدنية. تسمى عملية اللحام بعقب ، عمليته هي الأساس لإجراءات صنع الأنابيب اليوم. في هذه الطريقة ، يتم تسخين صفائح رقيقة من الحديد وسحبها من خلال فتحة على شكل مخروطي. مع مرور المعدن في الفتحة ، حوّفت حوافه وخلقت شكل أنبوب. تم لحام الطرفين معًا لإنهاء الأنبوب.
يتم تشكيل الأنابيب الملحومة عن طريق لف أشرطة الصلب من خلال سلسلة من البكرات المحززة التي تشكل المادة إلى شكل دائري. بعد ذلك ، يمر الأنبوب غير المدمج بواسطة أقطاب اللحام. هذه الأجهزة تغلق طرفي الأنبوب معًا. تم فتح هذه العملية في الولايات المتحدة في 1832 في فيلادلفيا. تدريجيا ، تم إجراء بعض التحسينات على طريقة وايتهاوس. قدم جون مون أحد أهم الابتكارات في 1911. واقترح طريقة العملية المستمرة التي يمكن لمصنع التصنيع أن ينتج الأنابيب في تيار لا ينتهي. قام ببناء الآلات لهذا الغرض المحدد واعتمدته العديد من مرافق تصنيع الأنابيب. أثناء تطوير عمليات الأنابيب الملحومة ، تنشأ الحاجة إلى أنابيب معدنية غير ملحومة. الأنابيب غير الملحومة هي تلك التي ليس لها خط ملحوم. تم تصنيعها أولاً عن طريق حفر حفرة عبر مركز أسطوانة صلبة. تم تطوير هذه الطريقة خلال أواخر 1800. كانت هذه الأنواع من الأنابيب مثالية لإطارات الدراجات لأنها ذات جدران رفيعة وخفيفة الوزن ولكنها قوية. في 1895 ، تم بناء أول مصنع لإنتاج أنابيب غير ملحومة. نظرًا لأن تصنيع الدراجات أفسح المجال لتصنيع السيارات ، فلا تزال هناك حاجة إلى أنابيب غير ملحومة لخطوط البنزين والنفط. وقد زاد هذا الطلب حيث تم العثور على رواسب نفطية أكبر.
في وقت مبكر من 1840 ، كان بإمكان عمال الحديد إنتاج أنابيب غير ملحومة بالفعل. في إحدى الطرق ، تم حفر حفرة من خلال معدن صلب ، كتلة مستديرة. ثم تم تسخين الكتل المعدنية وسحبها من خلال سلسلة من القوالب التي ممدتها لتشكيل أنبوب. كانت هذه الطريقة غير فعالة لأنه كان من الصعب حفر الثقب في المركز. نتج عن ذلك أنبوب غير مستوٍ مع جانب واحد أكثر سمكا من الآخر. في 1888 ، تم منح براءة اختراع طريقة محسنة. في هذه العملية ، يلقي الفواتير الصلبة حول قلب من الطوب المقاوم للحريق. عند تبريده ، تمت إزالة الطوب وترك حفرة في المنتصف. ومنذ ذلك الحين حلت تقنيات الأسطوانة الجديدة محل هذه الأساليب.
كيف تختلف الأنابيب الفولاذية السوداء عن الأنواع الأخرى من الأنابيب الفولاذية؟
من حيث المكونات: أنابيب الصلب الأسود مقابل أنابيب الصلب الكربوني
خصائص أنابيب الصلب الكربوني
تحدد كمية الكربون التي يحتوي عليها الفولاذ خصائصها. يعتبر الفولاذ كالفولاذ الكربوني عندما لا يتم تحديد الحد الأدنى من المحتوى أو مطلوبًا للكروم أو الكوبالت أو النيوبيوم أو الموليبدينوم أو النيكل أو التيتانيوم أو التنغستن أو الفاناديوم أو الزركونيوم ، أو أي عناصر أخرى يتم إضافتها للحصول على تأثير السبائك المطلوب ؛ عندما لا يتجاوز الحد الأدنى المحدد للنحاس 0. 4٪ ؛ أو عندما لا يتجاوز الحد الأقصى للمحتوى المحدد لأي من العناصر التالية النسب المئوية المذكورة: المنغنيز 1. 65٪ ، السيليكون 0. 6٪ ، النحاس 0. {{5} }٪. تندرج غالبية الصلب المنتج عالميًا ضمن فئة الفولاذ الكربوني.
يمكن تقسيم أنابيب الصلب الكربوني إلى فئات مختلفة وفقًا لعدد من المعايير:
(1) من حيث الاستخدام النهائي ، يمكن تقسيمها إلى الفولاذ الهيكلي الكربوني والصلب أداة الكربون والصلب السهل القطع ؛ ينقسم الفولاذ الهيكلي الكربوني إلى الفولاذ الهيكلي لبناء المشروع وتصنيع الماكينات ؛
(2) من حيث طريقة الصهر ، يمكن تقسيمها إلى الفولاذ ذي الموقد المفتوح والفولاذ المحول ؛
(3) من حيث طريقة إزالة الأكسدة ، يمكن تقسيمها إلى الفولاذ المغلي (F) ، والصلب الميت (Z) ، والصلب شبه الميت (b) ، والصلب الميت الخاص (TZ) ؛
(4) فيما يتعلق بمحتوى الكربون ، يتم تقسيمه إلى فولاذ كربوني فائق الارتفاع (1. 00 - 2. 00٪) ؛ صلب عالي الكربون (0. 60 - 0. 99٪) ؛ الفولاذ الكربوني المتوسط (0. 30 - 0. 59٪) ؛ فولاذ منخفض الكربون (0. 1 6 - 0. 29٪) ؛ فولاذ كربوني خفيف (0. 05 - 0. 1 5٪) ؛
(5) من حيث جودة الفولاذ ، ينقسم إلى صلب كربوني عادي (فوسفور ، كبريت ، أعلى) ، فولاذ كربوني عالي الجودة (فوسفور ، كبريت ، منخفض) ، فولاذ عالي الجودة (فوسفور ، كبريت ، وأقل) والفولاذ عالي الجودة.
تطبيقات أنابيب الصلب الكربوني
الأنابيب الفولاذية الكربونية هي الأقدم لاستخدام أكبر كمية من المواد الأساسية في الصناعة الحديثة. الدول الصناعية في العالم ، في محاولة لزيادة إنتاج سبائك الصلب منخفض القوة وسبائك الصلب عالية القوة ، والتي تولي اهتماما كبيرا لتحسين جودة أنابيب الصلب الكربوني وتوسيع نطاق الأصناف والاستخدام. نسبة إنتاج الأنابيب الفولاذية الكربونية في إجمالي إنتاج البلاد من الصلب ، والتي يتم الحفاظ عليها تقريبًا عند حوالي 80٪ ، ولا يتم استخدامها على نطاق واسع فقط في المباني والجسور والسكك الحديدية والمركبات والسفن وجميع أنواع صناعة الآلات ، ولكن أيضا في صناعة البتروكيماويات الحديثة ، تم استخدام التنمية البحرية بكثافة.
كيف تختلف أنابيب الصلب السوداء عن أنابيب الصلب الكربوني؟
بشكل عام ، الأنابيب الفولاذية السوداء وأنابيب الصلب الكربوني لها نفس إجراءات اللحام تقريبًا. هذا في حالة اللحام العام ، ولكن ليس لبعض التطبيقات المحددة مثل درجات الحرارة الباردة جدًا. الأنابيب الفولاذية السوداء ليست في الحقيقة مواصفة بل هي مصطلح عام يستخدم في المقام الأول من قبل السباكين لتمييز الأنابيب الفولاذية العادية من الأنابيب الفولاذية المجلفنة.
يتم صب الأنابيب الفولاذية السوداء من عدة درجات من الحديد القابل للطرق أو الحديد القابل للطرق ، في حين تكون أنابيب الصلب الكربوني ملحومة أو غير ملحومة بشكل عام. تستخدم الأنابيب الفولاذية السوداء للتطبيقات تحت الأرض أو المغمورة وكذلك للأنابيب الرئيسية والفروع المعرضة للأحماض. من الشائع أيضًا استخدام مواسير وتركيبات الحديد الزهر لخطوط المياه الباردة البلدية 4 ″ وما فوقها. الصب التجاري غير مناسب للخطوط المعرضة لسلالات التمدد والانقباضات والاهتزاز ما لم يكن الأنبوب ثقيلًا جدًا. وهي غير مناسبة للبخار شديد التسخين أو لدرجات الحرارة التي تزيد عن 575 درجة فهرنهايت.أنابيب الحديد الزهر في التطبيقات تحت الأرض (مثل خطوط الصرف الصحي) عادةً ما تحتوي على نهايات جرس وحنفية في حين أن الأنابيب المكشوفة عادةً ما تكون نهايات ذات حواف.
من حيث الطلاء: الأنابيب الفولاذية السوداء مقابل الأنابيب الفولاذية المجلفنة
خصائص أنابيب الصلب المجلفن
الأنابيب الفولاذية السوداء والمغلفنة كلاهما مصنوعة من الفولاذ ، لكن الأنابيب المجلفنة لها طلاء من الزنك بينما الأنابيب السوداء لا. لذلك ، تكون الأنابيب المجلفنة أكثر تكلفة وأكثر متانة.
كيف تحمي الجلفنة الأنابيب الفولاذية؟
زنكأنابيب الصلب المجلفنيخدم كطبقة ذبيحة. سوف يصدأ قبل الفولاذ تحته ، مما يسمح لسلامة الأنبوب بالبقاء سليمة لفترة أطول بكثير من الأنابيب العادية. علاوة على ذلك ، حتى إذا تم خدش أو تلف طبقة الزنك ، فلا يزال بإمكانها حماية الفولاذ تحتها.
إلى متى تستمر أنابيب الصلب المجلفن؟
كلما كان طلاء الزنك أكثر سمكًا ، كلما استمر طول الأنبوب. تلعب البيئة أيضًا دورًا حاسمًا في تحديد عمر الأنبوب. إذا تم وضع الأنابيب في ظروف شديدة التآكل ، فإنها غالبًا ما تستمر من 50 إلى 100 سنة.
تطبيقات الأنابيب الفولاذية السوداء والأنابيب الفولاذية المجلفنة
الأنابيب الفولاذية السوداء والأنابيب الفولاذية المجلفنة هما أكثر أنواع الأنابيب استخدامًا لنقل السوائل والغاز.
من المرجح أن تتآكل الأنابيب الفولاذية السوداء من الأنابيب المجلفنة ، ولهذا السبب ، تميل إلى استخدامها لنقل الغاز بينما الأنابيب المجلفنة لنقل المياه.
توفر طبقة الزنك التي تغطي الأنابيب المجلفنة قدرة أعلى على الحماية من التآكل ، ولكن مع مرور الوقت يمكن أن تتسبب في تقشر المعادن وإغلاق الأنبوب ، مما قد يؤدي إلى انفجار. وبالتالي فإن نقل الغاز بواسطة الأنابيب المجلفنة أمر خطير. بدلاً من ذلك ، يتم استخدامه لحمل المياه لإمداد المنازل والمباني التجارية أو يعمل كإطارات للسقالات بفضل منع الصدأ.
في المقابل ، الأنابيب الفولاذية السوداء غير مطلية ومصنوعة بدون بخار. لذلك ، يستخدم على نطاق واسع لنقل الغاز مثل البروبان والغاز الطبيعي إلى المباني السكنية والتجارية. يمكن أيضًا استخدام الأنابيب الفولاذية السوداء لنظام رش الحرائق لأنها يمكن أن تمنع الحريق بشكل أفضل من الأنابيب المجلفنة.
مقارنة تكاليف الأنابيب الفولاذية السوداء والأنابيب الفولاذية المجلفنة
بشكل عام ، الأنابيب الفولاذية السوداء أرخص من الأنابيب المجلفنة. يرجع ذلك إلى طلاء الزنك على الأنابيب المجلفنة وعملية التصنيع. كما أن التركيبات المجلفنة تكلف أكثر من التركيبات المستخدمة على الفولاذ الأسود بسبب طلبها على الصيانة.
كيفية التمييز بين أنابيب الصلب السوداء وأنابيب الصلب المجلفن؟
هناك طريقتان أساسيتان لتمييز الأنابيب الفولاذية السوداء والأنابيب المجلفنة:
أولاً ، يمكنك فحص لون الأنبوب. الأنابيب الفولاذية السوداء أغمق من الأنابيب المجلفنة ؛ لونها أسود مسطح بينما الأنابيب المجلفنة فضية ورمادية.
وثانيًا ، تُستخدم الأنابيب المجلفنة عادةً لنقل المياه في حين يتم توصيل الأنابيب الفولاذية السوداء بالغاز.
أنواع الطلاء الأخرى
اعتمادًا على استخدام الأنبوب ، يتم استخدام أنواع أخرى من الدهانات أو الطلاء. يتم اتخاذ مجموعة من التدابير لضمان توافق الأنابيب الفولاذية النهائية مع المواصفات. على سبيل المثال ، تُستخدم مقاييس الأشعة السينية لتنظيم سمك الفولاذ. تعمل المقاييس باستخدام اثنين من الأشعة السينية. يتم توجيه أحد الشعاعين إلى فولاذ بسمك معروف بينما يتم توجيه الآخر إلى الفولاذ المار على خط الإنتاج. إذا كان هناك أي اختلاف بين الأشعة ، فسيؤدي المقياس تلقائيًا إلى تغيير حجم البكرات للتعويض. يتم فحص الأنابيب أيضًا بحثًا عن العيوب في نهاية العملية. تتمثل إحدى طرق اختبار الأنبوب في استخدام آلة خاصة تملأ الأنبوب بالماء ثم تزيد الضغط لمعرفة ما إذا كانت تحمل.
