ما هي تقنية معالجة الخيوط لأنابيب الصلب؟

تشير تقنية معالجة خيوط الأنابيب الفولاذية إلى عملية تصنيع نمط معين من الأسنان، والميل والتفتق في نهاية الأنبوب الفولاذي من خلال القطع أو التشوه البلاستيكي (لإنشاء الخيوط). يتيح ذلك الاتصال القابل للفصل للأنبوب الفولاذي بمكونات خطوط الأنابيب الأخرى (مثل الصمامات وتجهيزات الأنابيب وواجهات المعدات). يكمن جوهر هذه التقنية في التحكم الدقيق في المعلمات الهندسية للخيوط (مثل زاوية السن، والميل، ومتوسط ​​القطر، والاستدقاق)، مما يضمن إحكام الغلق وقوة وموثوقية الاتصال.

1. طرق المعالجة الرئيسية

• معالجة القطع: تتضمن الطريقة الأكثر استخدامًا استخدام آلة تحويل الخيط (كهربائية أو يدوية) لدفع القالب للتدوير، والذي يقوم بعد ذلك بقطع نهاية الأنبوب الفولاذي لتشكيل الخيوط. هذه الطريقة مناسبة لمعظم أنواع مواد الأنابيب الفولاذية (مثل الفولاذ الكربوني، الفولاذ المقاوم للصدأ، الأنابيب المجلفنة).
• تشوه البلاستيك:يتم بثق نهاية الأنبوب الفولاذي باستخدام آلة لولبة أو آلة درفلة لتسبب تدفق المعدن بشكل بلاستيكي وتشكيل الخيوط. تعتبر هذه الطريقة مناسبة للمواد ذات اللدونة الجيدة (مثل الفولاذ منخفض الكربون-)، والتي تتميز بالكفاءة العالية وقوة الخيوط العالية. ومع ذلك، فإنه يتطلب معايير معدات عالية نسبيا.

2. معلمات العملية الرئيسية

• ملف تعريف الموضوع:وهي مقسمة إلى 55 درجة (خيط Whitworth البريطاني، مثل سلسلة G وR)، و60 درجة (خيط أمريكي موحد، مثل سلسلة NPT)، و60 درجة مترية (مثل سلسلة M). من بينها، خيوط الأنابيب تستخدم في الغالب مقاطع جانبية بـ 55 درجة أو 60 درجة.
• الملعب وعدد الأسنان:الملعب هو المسافة بين النقاط المقابلة على قطر خطوة اثنين من الأسنان المتجاورة. يتم التعبير عنه عادةً بعدد الأسنان في البوصة (TPI) (على سبيل المثال، يحتوي خيط NPT مقاس 1/2 بوصة على 11 سنًا في البوصة، وتبلغ درجة الميل حوالي 2.309 مم). 
• نسبة المخروط: عادة ما يكون لأسنان مانع التسرب (مثل سلسلة NPT، R) نسبة مخروطية تبلغ 1:16 (أي أن القطر يتغير بمقدار 1 مم لكل 16 مم من الطول)، ويتم تحقيق الختم من خلال نسبة المخروط هذه.
• تردد المعالجة:يتم تحديده على أساس قطر الأنبوب. بالنسبة للأنابيب ذات القطر الصغير- (DN15-DN32)، تتم معالجتها مرتين؛ بالنسبة للأنابيب ذات القطر المتوسط- (DN40-DN50)، تتم معالجتها ثلاث مرات؛ بالنسبة للأنابيب ذات القطر الكبير (DN70 وما فوق)، تتم معالجتها ثلاث إلى أربع مرات لضمان تشكيلات ملولبة كاملة وأسطح ناعمة.

3. فحص ومراقبة الجودة
فحص مقياس الخيط: استخدم مقياس الانطلاق (GO) ومقياس الانطلاق -(NO GO) لقياس قطر درجة ميل الخيط ودرجة ميله. يجب إدخال مقياس الانطلاق بالكامل، ويجب عدم إدخال مقياس الانطلاق -أكثر من دورتين.

• جودة السطح:يجب أن تكون الخيوط خالية من الأسلاك المكسورة والأسلاك المضطربة والنتوءات. يجب أن تفي خشونة السطح بالمتطلبات (على سبيل المثال، Ra أقل من أو يساوي 3.2 ميكرومتر).
• زاوية المخروط وقطر الملعب التسامح:يجب أن يكون انحراف الزاوية المخروطية لخيط الختم أقل من أو يساوي 0.05 مم / م، ويجب التحكم في تسامح قطر الملعب ضمن نطاق ضيق للغاية (على سبيل المثال، تسامح قطر الملعب لدقة الدرجة 1 هو 0.01 مم).

إن التوصيل الملولب للأنابيب الفولاذية هو طريقة التوصيل القابلة للفصل الأكثر استخدامًا في نظام الأنابيب. وتكمن أهميتها بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

1. موثوقية الختم
باستخدام استدقاق الخيط (مثل الاستدقاق 1:16 من NPT) أو مواد الختم (مثل شريط الختم، خيط القنب)، يمكن أن يمنع بشكل فعال تسرب المواد المتوسطة. إنها مناسبة لنقل الضغط العالي-ودرجة الحرارة العالية-والوسائط المسببة للتآكل (مثل البترول والغاز الطبيعي والمواد الخام الكيميائية).

2. قوة الاتصال
ينقل الوصل الملولب الأحمال من خلال تعشيق الأسنان، ويتميز بقوة شد والالتواء عالية، ويمكنه تلبية ضغط العمل لنظام خطوط الأنابيب (على سبيل المثال، يمكن لغلاف الزيت أن يتحمل عشرات الآلاف من الأطنان من حمل الشد).

3. سهولة التركيب والصيانة
لا تتطلب الوصلات الملولبة اللحام، كما أن عملية التثبيت سريعة، مما يجعلها ملائمة للإنشاء في-الموقع. وفي الوقت نفسه، تعمل الميزة القابلة للفصل على تسهيل صيانة واستبدال وتجديد خطوط الأنابيب، وبالتالي تقليل تكاليف الصيانة.

4. قابلية التطبيق على نطاق واسع
مناسبة لمختلف مواد الأنابيب الفولاذية (الفولاذ الكربوني، الفولاذ المقاوم للصدأ، الأنابيب المجلفنة)، أقطار الأنابيب (DN15-DN100 وما فوق)، وظروف العمل (المياه، الغاز، النفط، الوسائط الكيميائية)، إنها طريقة توصيل قياسية في مجالات البناء والآلات والبترول والصناعات الكيماوية.

يتم صياغة المعايير الدولية لمعالجة خيوط الأنابيب الفولاذية بشكل أساسي من قبل منظمات مثل المنظمة الدولية للمعايير (ISO)، ومعهد البترول الأمريكي (API)، واللجنة الوطنية لإدارة المعايير الصينية (GB). فيما يلي المعايير الأساسية:

1. معايير الأيزو (المعترف بها دولياً)

• ايزو 7-1:1994 "ختم خيط الأنابيب - الجزء 1: الأبعاد والتفاوتات والعلامات": يحدد الأبعاد والتفاوتات والعلامات لخيوط أنابيب الغلق بزاوية 55 درجة، بما في ذلك "تناسب العمود/المخروط" للخيوط الداخلية الأسطوانية (Rp) والخيوط الخارجية المخروطية (R1)، و"الملاءمة المخروطية/المخروطية" للخيوط الداخلية المخروطية (Rc) والخيوط الخارجية المخروطية (ر2).
• ايزو 228-1:2000 "خيوط الأنابيب غير الملولبة - - الجزء 1: الأبعاد والتفاوتات والعلامات": تحدد هذه المواصفة القياسية الأبعاد والتفاوتات والعلامات لخيوط الأنابيب غير المانعة للتسرب بزاوية 55 درجة (السلسلة G)، والتي تنطبق على -الضغط المنخفض والتطبيقات غير - المانعة للتسرب (مثل خطوط أنابيب المياه والغاز).

2. معايير API (خاصة بصناعة النفط)

• مواصفات API 5B"معالجة وقياس وفحص خيوط الأنابيب والأنابيب وخطوط الأنابيب الفولاذية": معيار موثوق في صناعة النفط، وهو ينص على متطلبات المعالجة والقياس والفحص لخيوط مواد أنابيب البترول (الأنابيب والأنابيب وأنابيب الصلب)، بما في ذلك المعلمات الهندسية والتفاوتات للخيوط الخاصة مثل الخيوط المستديرة (STC) والخيوط شبه المنحرفة (BTC).
• أبي RP 5A5/ISO 15463:2003""الفحص في الموقع لمبيتات الأنابيب الجديدة وأسطوانات الزيت وأنابيب الحفر المتصلة-في الموقع": إنه يكمل متطلبات الفحص في الموقع- الخاصة بـ API 5B، مما يضمن جودة الخيوط قبل تركيبها في الموقع-.

3. معيار GB (المعادل المعتمد في الصين)

• جيجابايت/ت 7306.1-2000"خيوط أنابيب الختم 55 درجة - الجزء 1: الخيوط الداخلية الأسطوانية والخيوط الخارجية المخروطية": تعتمد هذه المواصفة القياسية ISO 7-1: 1994 بشكل مكافئ، وتحدد الأبعاد والتفاوتات والعلامات الخاصة بخيوط أنابيب الختم "الأسطوانية/المخروطية" 55 درجة.
• جيجابايت/ت 7306.2-2000"خيوط أنابيب الختم بزاوية 55 درجة - الجزء 2: الخيوط الداخلية المخروطية والخيوط الخارجية المخروطية": تعتمد هذه المواصفة القياسية ISO 7-1:1999 بشكل مكافئ، وتحدد خيوط أنابيب الختم بزاوية 55 درجة مع "ملاءمة مخروطية/مخروطية".
• جيجابايت/ت 12716-2011"خيط الأنبوب المخروطي 60 درجة": تم اعتماد ASME B1.20.2M:2006 كأساس للمراجعة. تحدد هذه المواصفة الأبعاد والتفاوتات والعلامات لخيوط الأنابيب المخروطية بزاوية 60 درجة (سلسلة NPT)، وتنطبق على خيوط أنابيب الختم القياسية الأمريكية.

تكمن الاختلافات في تقنيات معالجة الخيوط بين الأنظمة القياسية المختلفة بشكل أساسي في جوانب مثل زاوية شكل الأسنان، والاستدقاق، وطريقة التزاوج، والسيناريوهات القابلة للتطبيق. فيما يلي الاختلافات الأساسية:

1. الاختلاف في زوايا شكل الأسنان

• الإمبراطوري (ISO 7-1، GB/T 7306):يتميز بزاوية خيط 55 درجة، مشتقة من خيط ويتوورث الإمبراطوري، مناسب لمناطق مثل أوروبا وآسيا.
• متري (API 5B، GB/T 12716):يتميز بزاوية خيط 60 درجة، مشتقة من الخيط القياسي المتري، ومناسب للمناطق المنتجة للنفط -مثل أمريكا الشمالية والشرق الأوسط.

2. اختلاف زاوية المخروط

• خيط الأنابيب المختوم الإمبراطوري (ISO 7-1، GB/T 7306): يبلغ استدقاق الخيط الخارجي المخروطي (R1، R2) 1:16 (يتغير القطر بمقدار 1 مم لكل طول 16 مم)، مما يحقق الختم من خلال الاستدقاق.
• خيوط الأنابيب المختومة المترية (API 5B، GB/T 12716): يبلغ استدقاق خيوط الأنابيب المخروطية (NPT) أيضًا 1:16، ولكن شكل الخيط أكثر انحدارًا (60 درجة مقابل 55 درجة)، ومناسب لتصنيفات الضغط الأعلى (على سبيل المثال، يمكن أن يصل ضغط العمل لغلاف الزيت إلى عدة آلاف من الجنيهات لكل بوصة مربعة).

3. الاختلافات في أساليب التعاون

• خيوط أنابيب الختم الإمبراطوري:وهي مقسمة إلى "عمود/مخروط مناسب" (خيط داخلي أسطواني Rp وخيط خارجي مخروطي R1) و"ملاءمة مخروطية/مخروطية" (خيط داخلي مخروطي Rc وخيط خارجي مخروطي R2). من بينها، "تناسب العمود/المخروط" هي طريقة الختم الأكثر استخدامًا.
• متري خيط الأنابيب مختومة:يستخدم فقط "الملاءمة المخروطية/المخروطية" (خيط داخلي مخروطي وخيط خارجي مخروطي)، مما يحقق الختم من خلال استدقاق الخيط الخاص، دون الحاجة إلى مواد مانعة للتسرب إضافية (مثل الشريط).

4. الاختلافات في السيناريوهات القابلة للتطبيق

• آيزو 7-1، جيجابايت/تي 7306:ينطبق على خطوط الأنابيب المدنية والصناعية- ذات الضغط المنخفض ودرجة الحرارة العادية- (مثل خطوط أنابيب المياه والغاز وتكييف الهواء)، بالإضافة إلى بعض خطوط أنابيب المواد الكيميائية. 
• واجهة برمجة التطبيقات 5ب:تم تصميم هذه الأنابيب خصيصًا لخطوط الأنابيب الموجودة تحت الأرض في صناعة النفط والغاز (مثل الأغلفة والأنابيب)، وتتعرض لضغوط عالية للغاية (تصل إلى أكثر من 1000 بار)، ودرجات حرارة وتآكل (مثل كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون). إن قوة وأداء الختم للخيوط في هذه الأنابيب أعلى بكثير من الأنابيب العادية.

5. الاختلافات في التكافؤ القياسي

• جيجابايت/ت 7306.1-2000هو اعتماد يعادل ISO 7-1:1994 (المحتوى الفني هو نفسه تمامًا، مع تعديلات تحريرية فقط)، مما يسهل دخول المنتجات الصينية إلى السوق الدولية. 
• جيجابايت/ت 12716-2011 و ASME B1.20.2M:2006: تم اعتمادها مع بعض التعديلات (الاحتفاظ بتقنيات الخصائص الصينية، مثل طرق الاختبار البسيطة للإنتاج المحلي على نطاق صغير-)، وتكييفها بشكل أفضل مع خصائص المواد في الصين (مثل مرونة الفولاذ منخفض الكربون-).

تكنولوجيا معالجة خيط الأنابيب الفولاذية هي التكنولوجيا الأساسية لتوصيل أنظمة خطوط الأنابيب. تؤثر جودتها بشكل مباشر على أداء الختم وقوة وموثوقية النظام. توفر المعايير الدولية (مثل ISO 7-1 وAPI 5B وGB/T 7306) مواصفات موحدة لمعالجة الخيوط. تكمن الاختلافات بين المعايير المختلفة بشكل أساسي في زاوية ملف تعريف الخيط، والاستدقاق، وطريقة المطابقة والسيناريوهات القابلة للتطبيق. في التطبيقات العملية، يجب اختيار نوع الخيط والمعيار المناسب بناءً على ظروف العمل (الضغط، درجة الحرارة، الوسط) لضمان سلامة واقتصادية الاتصال.