عملية التوسع الساخن هي تقنية تصنيع تستخدم لتوسيع قطر أنابيب الصلب السلس مع الحفاظ على (أو تحسين) خصائصها الميكانيكية. هذه الطريقة ضرورية لإنتاج أنابيب ذات قطر كبير من البليتات الأصغر دون لحام. فيما يلي شرح مفصل لمبادئ عملها ومراحلها الرئيسية والاعتبارات التقنية.
1. المفهوم الأساسي
يتضمن التوسع الساخن التوسع الحراري والميكانيكي في أنابيب سلسة ذات قطر أصغر إلى حجم أكبر عن طريق تسخينها إلى درجة حرارة التشوه البلاستيكي وتطبيق الضغط الشعاعي. وتضمن العملية ما يلي:
سمك الجدار الموحد (تقليل الغريبة).
الحفاظ على سلامة المعادن (لا عيوب لحام).
تحسين هيكل الحبوب بسبب إعادة التبلور أثناء التدفئة.
2. مراحل العملية الرئيسية
ألف - التدفئة
نطاق درجة الحرارة: عادة 850-1200 درجة مئوية (اعتمادا على درجة الصلب).
الصلب الكربوني: ~ 1100 درجة مئوية
سبيكة الصلب: أعلى لتجنب التشقق.
طريقة التدفئة: التدفئة الاستقرائية أو الأفران التي تعمل بالغاز لتوزيع الحرارة بشكل موحد.
الغرض: يخفف الصلب لتمكين التشوه البلاستيكي دون التكسير.
باء - التوسع
طرق ميكانيكية:
توسع الدبابة (المكونات): يتم دفع / سحب الدبابة المتناقلة من خلال الأنابيب الساخنة ، مما يجبرها على التوسع شعاعيًا.
التوسع الهيدروليكي: يتم حقن السائل عالي الضغط داخل الأنابيب لتمديده ضد قالب تقييد.
توسيع الأسطوانة: تطبق الأسطوانة الدوارة الضغط الشعاعي لزيادة القطر تدريجياً.
نسبة التوسع: عادة 10-40٪ (تجاوز هذا مخاطر تخفيف الجدران أو العيوب).
جيم - التبريد حجم
التبريد المسيطر عليه: التبريد البطيء (التسوية) أو التطفئة (لخصائص محددة).
قياس لفة: معايرة الأبعاد النهائية والدورة.
دال - المعالجة اللاحقة
التسوية: تصحيح التشوهات باستخدام التسويات الدوارة.
المعالجة الحرارية: تخفيف الإجهاد أو التطبيع لاستعادة الخصائص الميكانيكية.
معالجة السطح: إزالة القشرة (على سبيل المثال، التفجير الناري) والطلاء المضاد للصدأ.
3. مبادئ المعادن
إعادة التبلور: التدفئة فوق درجة حرارة إعادة التبلور (~ 0.5 × نقطة الذوبان) تكرير هيكل الحبوب، وتعزيز المرونة.
التخفيف من صلابة العمل: العمل الساخن يتجنب الهشاشة الناجمة عن تشوه البارد.
تقليل الإجهاد المتبقي: التوسع الموحد يقلل من الإجهادات الداخلية.
4. المزايا مقابل البدائل
التوسع الساخن
البديل (الأنابيب الملحومة)
لا خياط لحام → مقاومة ضغط أفضل خياط اللحام هي نقاط ضعف محتملة
هيكل حبوب موحد المناطق المتأثرة بالحرارة (HAZ) في الأنابيب الملحومة
مناسبة لخدمة درجات الحرارة العالية المحدودة من خلال سلامة اللحام
5. تحديات مراقبة الجودة
رقيق الجدار: التوسع المفرط يقلل من السمك. مراقبة عن طريق اختبار الموجات فوق الصوتية.
البيضاوي / الانهيار: تسبب محاذاة الدبابة غير الصحيحة أشكال غير منتظمة.
عيوب السطح: التوسع أو الشقوق بسبب معدلات التسخين الزائد / التبريد.
6. التطبيقات
النفط والنفط الغاز: خطوط أنابيب ذات قطر كبير.
محطات الطاقة: أنابيب الغلايات التي تتطلب قوة درجة حرارة عالية.
النووية / الكيميائية: أنابيب سبيكة مقاومة للتآكل.
7. المعلمات الحرجة
التحكم في درجة الحرارة: يمنع التدفئة الزائدة (الحرق) أو التدفئة القليلة (التشقق).
سرعة التوسع: سريع جدا → تمزق؛ بطيء جداً → فقدان الإنتاجية.
تصميم الأداة: تؤثر هندسة البوكرة / الأسطوانة على دقة الأبعاد.
<ب>
