خط أنابيب الصلب
المزايا: قوة عالية، وزن، وقدرة على توفير المواد
التطبيق النموذجي: الأنابيب ذات القطر الكبير لنقل النفط والغاز
تأثير الموليبدينوم: يمنع تكوين البيرلايت بعد الدرفلة النهائية، مما يعزز مزيجًا جيدًا من القوة والمتانة في درجات الحرارة المنخفضة
منذ أكثر من خمسين عامًا، كانت الطريقة الأكثر اقتصادية وكفاءة لنقل الغاز الطبيعي والنفط الخام لمسافات طويلة هي من خلال الأنابيب المصنوعة من الفولاذ ذي القطر الكبير. يتراوح قطر هذه الأنابيب الكبيرة من 20 إلى 56 بوصة (51 سم إلى 142 سم)، ولكنها تختلف عادةً من 24 بوصة إلى 48 بوصة (61 سم إلى 122 سم).
ومع تزايد الطلب العالمي على الطاقة واكتشاف حقول غاز جديدة في مواقع نائية وصعبة بشكل متزايد، فإن الحاجة إلى قدرة نقل أكبر وزيادة سلامة خطوط الأنابيب هي التي تحدد مواصفات التصميم النهائي وتكاليفه. وقد عززت الاقتصادات سريعة النمو مثل الصين والبرازيل والهند الطلب على خطوط الأنابيب.
لقد تجاوز الطلب على الأنابيب ذات القطر الكبير العرض المتاح في قنوات الإنتاج التقليدية التي تستخدم الألواح الثقيلة في أنابيب UOE (التشكيل على شكل حرف U والتشكيل على شكل O)، مما يؤدي إلى حدوث اختناقات أثناء العملية. لذلك، زادت أهمية الأنابيب الحلزونية ذات القطر الكبير والعيار الكبير المنتجة من الشرائط الساخنة بشكل ملحوظ.
بدأ استخدام الفولاذ منخفض السبائك عالي القوة (HSLA) في سبعينيات القرن العشرين مع إدخال عملية الدرفلة الميكانيكية الحرارية، والتي جمعت بين السبائك الدقيقة مع النيوبيوم (Nb) والفاناديوم (V). و/أو التيتانيوم (Ti)، مما يسمح بأداء قوة أعلى. يمكن إنتاج الفولاذ عالي القوة دون الحاجة إلى عمليات معالجة حرارية إضافية مكلفة. عادةً، كانت هذه الفولاذ الأنبوبي من سلسلة HSLA المبكرة تعتمد على هياكل مجهرية من البرليت والفريت لإنتاج فولاذ أنبوبي يصل إلى X65 (الحد الأدنى لقوة الخضوع 65 كيلو لكل بوصة مربعة).
مع مرور الوقت، أدت الحاجة إلى أنابيب ذات قوة أعلى إلى إجراء أبحاث مكثفة في السبعينيات وأوائل الثمانينيات من القرن الماضي لتطوير قوة X70 أو أكبر باستخدام تصميمات الصلب منخفضة الكربون، والتي يستخدم الكثير منها مفهوم سبائك الموليبدينوم والنيوبيوم. ومع ذلك، مع إدخال تكنولوجيا المعالجة الجديدة مثل التبريد المتسارع، أصبح من الممكن تطوير نقاط قوة أعلى مع تصميمات سبائك أصغر حجمًا.
ومع ذلك، عندما تكون مصانع الدرفلة غير قادرة على تطبيق معدلات التبريد المطلوبة على طاولة التشغيل، أو لا تمتلك حتى معدات التبريد المتسارعة اللازمة، فإن الحل العملي الوحيد هو استخدام إضافات مختارة من عناصر صناعة السبائك لتطوير خصائص الفولاذ المطلوبة . مع تحول X70 إلى العمود الفقري لمشاريع خطوط الأنابيب الحديثة والشعبية المتزايدة لأنابيب الخطوط الحلزونية، زاد الطلب على ألواح القياس الثقيلة والملفات المدرفلة على الساخن ذات التكلفة المعقولة والتي يتم إنتاجها في كل من مصانع Steckel ومطاحن الشريط الساخن التقليدية بشكل ملحوظ خلال السنوات القليلة الماضية سنين.
في الآونة الأخيرة، تم تنفيذ أول مشاريع واسعة النطاق تستخدم مواد من فئة X80 للأنابيب ذات القطر الكبير للمسافات الطويلة في الصين. تستخدم العديد من المصانع التي تزود هذه المشاريع مفاهيم صناعة السبائك التي تتضمن إضافات الموليبدينوم بناءً على التطورات المعدنية التي تمت خلال السبعينيات. أثبتت تصميمات السبائك القائمة على الموليبدينوم أيضًا قيمتها بالنسبة للأنابيب ذات القطر المتوسط ​​الأخف وزنًا. القوة الدافعة هنا هي تركيب الأنابيب بكفاءة وموثوقية تشغيلية عالية.
منذ التسويق، زاد ضغط التشغيل لخطوط أنابيب الغاز من 10 إلى 120 بار. مع تطوير النوع X120، يمكن زيادة ضغط التشغيل إلى 150 بار. تتطلب الضغوط المتزايدة استخدام أنابيب فولاذية ذات جدران أكثر سمكًا و/أو قوة أعلى. نظرًا لأن إجمالي تكاليف المواد يمكن أن يمثل أكثر من 30% من إجمالي تكاليف خطوط الأنابيب لمشروع بري، فإن تقليل كمية الفولاذ المستخدم من خلال القوة الأعلى يمكن أن يؤدي إلى توفير كبير.