عملية تصنيع الكوع ذو الضغط العالي لتجهيزات الأنابيب الملحومة

ما هو الكوع ذو الضغط العالي

كوع الضغط العالي عبارة عن وصلة أنابيب لحام بعقب تغير اتجاه خط الضغط، في أغلب الأحيان بمقدار 45 درجة، 90 درجة أو 180 درجة. في محطات الطاقة والمصافي ومحطات المعالجة، يحمل الكوع نفس الضغط التصميمي ودرجة الحرارة مثل الأنبوب، لذلك يتم التعامل معه كجزء ضغط وليس كملحق. يتم عادةً أخذ متطلبات الأبعاد والمواد من ASME B16.9 لتركيبات اللحام التناكبي أو من GB/T 12459 للمجموعة الصينية المكافئة.

نظرًا لأن الكوع جزء من الضغط، فيجب التحكم في سماكة جداره عند الأطراف الداخلية والخارجية، وبيضاويته وترقق جداره بعد التشكيل. وهذا هو السبب في أن عملية التشكيل، وليس فقط المادة الخام، هي التي تحدد ما إذا كانت التركيبات ستجتاز اختبار الضغط ومسح السُمك أثناء الخدمة.

تشكيل الضغط الداخلي

تشكيل الضغط الداخلي، والذي يسمى أحيانًا تشكيل الانتفاخ الهيدروليكي، هو الطريق الكلاسيكي للأكواع ذات القطر الكبير. إن الغلاف الدائري متعدد الأضلاع مع مقطع عرضي متعدد الأضلاع، أو غلاف المروحة متعدد الأضلاع مع إغلاق كلا الطرفين، يتم تصنيعه مسبقًا عن طريق اللحام. تمتلئ القشرة بوسيط ضغط ويتم تطبيق الضغط الداخلي. تحت تأثير الضغط الداخلي، يتم تقريب المقطع العرضي متعدد الأضلاع تدريجيًا حتى تصبح القشرة طارة مستديرة.

يمكن بعد ذلك قطع الحلقة النهائية وفقًا للزاوية المطلوبة. تنتج الحلقة الواحدة أربعة أكواع بزاوية 90 درجة، أو ستة أكواع بزاوية 60 درجة، أو مزيج من الزوايا الأخرى. هذه العملية مناسبة تمامًا للتركيبات ذات القطر الكبير ولتصنيع الأكواع ذات الجدران السميكة حيث يكون من المرغوب فيه تدفق ألياف مستمر وسلس حول الانحناء، لأن المادة تتشوه بالضغط وليس بالثقب.

تشكيل الدفع الساخن

يستخدم التشكيل بالدفع الساخن آلة دفع الكوع، وشياق بهندسة الانحناء المطلوبة وترتيب التسخين. يتم وضع أنبوب مستقيم فارغ على الشياق ويتم دفعه للأمام بواسطة الآلة؛ أثناء تحركه، يتم تسخينه وتوسيعه وثنيه على شكل الانحناء في تمريرة واحدة مستمرة. العملية سريعة واقتصادية للأحجام المتوسطة، وتنتج توزيعًا موحدًا للجدار عندما يتم مطابقة هندسة الشياق وسرعة الدفع ونمط التسخين بشكل صحيح.

متغيرات التحكم هي درجة حرارة التسخين، سرعة الدفع، موضع الشياق ومعدل التبريد بعد التشكيل. إذا كانت سرعة الدفع عالية جدًا، أو كان نمط التسخين غير متساوٍ، فسوف يحدث ترقق في الجدار عند الإضافات والتجاعيد عند المنافذ الداخلية، ولا يمكن تصحيح هذه العيوب بعد ذلك.

ختم وتزوير تشكيل

في تشكيل الختم، يتم وضع أنبوب مقطوع فارغ في قالب ويتم دفع المثقاب إلى الفراغ بحيث يأخذ شكل تجويف القالب ويشكل الانحناء. يتم استخدام الختم للأحجام الصغيرة والمتوسطة، وينتج تكرارًا جيدًا للأبعاد وهو مناسب تمامًا للإنتاج المتسلسل، ولكن تكلفة الأدوات تجعله غير اقتصادي للتركيبات الكبيرة لمرة واحدة.

يستخدم تشكيل الحدادة آلة تشكيل الكوع المخصصة لتشكيل نهاية الانحناء للأنبوب في شكل الكوع. يتمتع الكوع المطروق بتدفق حبيبي مناسب ويتم استخدامه عندما تكون هناك حاجة إلى أعلى مستويات السلامة، على سبيل المثال في وصلات الضغط العالي ذات التجويف الصغير وفي التركيبات التي ستخضع للتعب أو التدوير الحراري. تكون الأكواع المطروقة عمومًا أكثر تكلفة للقطعة الواحدة، ولهذا السبب يتم تخصيصها للخدمة الحرجة.

التفتيش ومراقبة الجودة

التحقق من شهادة مادة الأنبوب أو المطروق المستخدم كالفارغ، بما في ذلك الرقم الحراري والخواص الميكانيكية.

قم بقياس سمك الجدار عند الأطراف الداخلية والخارجية والجدران الجانبية بعد التشكيل، وقارن الحد الأدنى للجدار مع متطلبات التصميم.

تحقق من القطر الخارجي عند الأطراف، والبعد من المركز إلى النهاية، والزاوية والبيضاوية مقابل معيار التركيب المطبق.

تأكد من أن الأطراف مُجهزة للحام التناكبي باستخدام الشطب والأرض الصحيحين، وأن أبعاد طرف اللحام تتوافق مع أنبوب التزاوج.

إجراء فحص غير مدمر للوصلة الطولية للقشرة الحلقية المصنعة، وللجسم حيث تتطلب المواصفات ذلك.

قم بإجراء فحص الهيدروستاتيكي أو فحص الصلابة عندما تتطلب مواصفات الشراء ذلك، وقم بتسجيل النتائج مقابل رقم الحرارة.

التعليمات

س: كم عدد الأكواع التي يمكن قطعها من حلقة واحدة مشكلة؟
يمكن قطع الحلقة التي يتم إنتاجها عن طريق التشكيل بالضغط الداخلي إلى أربعة أكواع بزاوية 90 درجة، أو ستة أكواع بزاوية 60 درجة، أو مجموعات زوايا أخرى اعتمادًا على كيفية وضع نمط القطع.

س: ما هي العملية التي تعطي أفضل تجانس لسمك الجدار؟
تشكيل الضغط الداخلي يعطي انتقالًا مستمرًا سلسًا لأن المادة تتشوه بالضغط الهيدروليكي، وهو الطريق المفضل للأكواع ذات الضغط العالي ذات القطر الكبير والجدران السميكة.

س: متى يشكل الدفع الساخن الخيار الأفضل؟
يتم اختيار التشكيل بالدفع الساخن للأحجام المتوسطة والإنتاج المتسلسل حيث تكون السرعة والتكلفة مهمة. إنها تعطي نتائج جيدة بشرط التحكم في نمط التسخين وسرعة الدفع وموضع الشياق ضمن حدود ضيقة.

س: ما هي العيوب التي يمكن أن تظهر بعد تشكيل الدفع الساخن؟
يعتبر ترقق الجدار عند الإضافات والتجاعيد عند التداخلات من العيوب النموذجية. كلاهما يأتي من نمط تسخين غير صحيح أو من سرعة دفع مفرطة، ولا يمكن تصحيح أي منهما بعد التشكيل.

س: لماذا تكون الأكواع المزورة أكثر تكلفة؟
يتطلب التشكيل أدوات مخصصة والمزيد من العمليات لكل قطعة، ولكنه ينتج تدفقًا مناسبًا للحبيبات، ولهذا السبب يتم حجز الأكواع المطروقة للتوصيلات ذات الضغط العالي والتجويف الصغير المحملة بالتعب.

س: ما هي الأبعاد التي يتم فحصها على المرفق النهائي؟
يتم قياس سمك الجدار عند عدة نقاط حول الانحناء، والقطر الخارجي للنهاية، والمسافة من المركز إلى النهاية، وزاوية الانحناء، والبيضاوية، وإعداد نهاية اللحام وفقًا لـ ASME B16.9 أو معيار التركيب المكافئ.