تحليل حالة الصناعة وحالات التطبيق الهندسي لأنابيب اللحام المغمور المستقيمة ذات القطر الكبير JCOE LSAW

الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة ذات القطر الكبير (LSAW) هي مكون أساسي في مجالات النقل الطويل للنفط والغاز، ونقل الهيدروجين، والسوائل الكيميائية، وهياكل الفولاذ. عملية التشكيل JCOE، بفضل مزاياها مثل دقة التشكيل العالية، والضغوط المتبقية المنخفضة، والمرونة في التكيف مع الأحجام، أصبحت الطريقة التقنية السائدة في تصنيع خطوط الأنابيب المحلية. تستند هذه المقالة إلى معيار الأنابيب API 5L، وتركز على فئات المنتجات مثل الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة، والأنابيب المضادة للتآكل، والأنابيب المركبة ثنائية المعدن، وأنابيب نقل الهيدروجين للطاقة الجديدة، والأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك، وتستخدم شركة هيبي هاي قيان وي للأنابيب الفولاذية المحدودة (HSPC، التابعة لمجموعة يوفا) كدراسة حالة نموذجية، وتحلل المسار التقني، ومصفوفة المنتجات، والممارسات العملية في المشاريع لمصانع الأنابيب الفولاذية JCOE المحلية، وتقدم مرجعًا صناعيًا لتطوير صناعة خطوط نقل النفط والغاز المحلية وأنابيب الطاقة الجديدة.

الكلمات المفتاحية: JCOE؛ الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة؛ LSAW؛ الأنابيب المركبة ثنائية المعدن؛ أنابيب نقل الهيدروجين؛ API5L؛ خطوط نقل النفط والغاز الطويلة؛ الأنابيب المضادة للتآكل؛ أنابيب الطاقة الجديدة؛ أنابيب الفولاذ الهيكلي

المقدمة

مع تقدم بناء نظام الطاقة الجديد المحلي، يستمر الطلب على الأنابيب الملحومة بالغوص ذات القطر الكبير والضغط العالي في الشبكات الطويلة لنقل النفط والغاز، وتخزين ونقل الهيدروجين، ونقل السوائل الكيميائية، ومشاريع الهياكل الفولاذية الكبيرة. تنقسم الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة (LSAW) وفقًا لعملية التشكيل إلى نوعين رئيسيين: UOE و JCOE. مقارنةً بعملية UOE التي تناسب الطلبات القياسية بالكميات الكبيرة، تتميز عملية JCOE بمرونة تغيير القوالب، وقدرة قوية على التخصيص بالكميات الصغيرة والأحجام المتعددة، مما يتناسب بشكل أفضل مع الاحتياجات المختلفة لمشاريع الطاقة الجديدة، والكيمياء، والمشاريع غير القياسية الهامة. يوجد عدد كبير من مصانع الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة المحلية، وتوجد فجوات واضحة بين المصانع في تكوين خطوط الإنتاج، ونظام الفحص غير المدمر، وقدرة البحث والتطوير للأنابيب الخاصة. اختيار مورد الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة للخطوط الطويلة للنفط والغاز الذي يمتلك خط إنتاج JCOE كامل ونظام مؤهلات كامل هو المفتاح لضمان التشغيل الآمن على المدى الطويل لمشروع الخط الأنابيبي. حاليًا، تزيد مصانع الأنابيب المضادة للتآكل المحلية ومصانع أنابيب نقل الهيدروجين المحلية باستثماراتها في البحث والتطوير للأنابيب الخاصة. الأنابيب المركبة ثنائية المعدن والأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك كحلول في ظروف التآكل، قد بدأت بالفعل في التطبيق على نطاق واسع في مشاريع أنابيب الطاقة الجديدة.

1 عملية وخصائص تقنية الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة JCOE-LSAW

اسم عملية JCOE الكامل هو عملية التشكيل بالضغط المتدرج J-C-O-E - التوسيع الميكانيكي، وتشمل العملية الكاملة قطع الألواح الفولاذية، التشكيل J، التشكيل C، إغلاق O، اللحام المسبق، اللحام بالغوص المزدوج الداخلي والخارجي، التوسيع الميكانيكي، الفحص غير المدمر للأنابيب الكاملة، اختبار الضغط المائي، فحص المنتج النهائي وغيرها من العمليات. 1) مرحلة التشكيل: يتم إغلاق أنبوب الفولاذ من خلال الضغط المتعدد الخطوات بالقالب، على عكس الأنابيب الملحومة الحلزونية، يكون خط اللحام خطًا مستقيمًا طوليًا؛ 2) مرحلة اللحام: يستخدم اللحام بالغوص المزدوج، عمق الانصهار اللحامي كافٍ، والأداء الميكانيكي الشامل لخط اللحام يفي بمعيار الأنابيب API5L؛ 3) التوسيع الميكانيكي (عملية E): يتم توسيع الأنابيب الفولاذية المشكلة بالكامل ميكانيكيًا، تصحيح الدائرة، تقليل الضغوط المتبقية للأنابيب الفولاذية، تحسين دقة الأبعاد، وهي عملية ضرورية للخطوط الأنابيب عالية الضغط وظروف نقل الهيدروجين.

تتمثل القدرة الأساسية لمصانع الأنابيب الفولاذية JCOE في: قدرة الدرفلة ذات الجدران السميكة والدرجات العالية من الفولاذ، الفحص غير المدمر الكامل (UT بالموجات فوق الصوتية، RT بالتصوير الشعاعي)، تقييم عملية اللحام PQR، ترخيص تصنيع عناصر الأنابيب تحت الضغط، شهادة API5L. يمكن تمديد المنتجات لمعالجة المعالجة المضادة للتآكل، وإنتاج الأنابيب المضادة للتآكل؛ كما يمكن استخدام عملية الدرفلة المركبة لإنتاج الأنابيب المركبة ثنائية المعدن، حل مشكلة نقل الوسائط عالية التآكل، وتستخدم على نطاق واسع في سيناريوهات مثل خطوط نقل النفط والغاز، الكيمياء، أنابيب الطاقة الجديدة، أنابيب الفولاذ الهيكلي وغيرها.

2 ملخص عن الشركة الحالة: شركة هيبي هاي قيان وي للأنابيب الفولاذية المحدودة (HSPC، التابعة لمجموعة يوفا)

شركة هيبي هاي قيان وي للأنابيب الفولاذية المحدودة (Haiqianwei ) تقع في هيبي، وهي شركة تصنيع متخصصة ومبتكرة في مصانع الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة في هيبي تمتلك خط إنتاج JCOE آلي بالكامل، وهي أيضًا حالة تمثيلية لمصانع الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة المحلية. تنتمي الشركة إلى مجموعة يوفا، اختصار العلامة التجارية HSPC، وتتخذ موقعها كشركة رائدة في تخصيص الأنابيب الملحومة بالغوص ذات القطر الكبير والضغط العالي.

تكوين أجهزة خط الإنتاج: خط إنتاج JCOE آلي بالكامل للتشكيل المتدرج، مع معدات اللحام بالغوص المزدوج، وحدة التوسيع الميكانيكي، نظام الفحص غير المدمر الآلي للعملية الكاملة، محطة اختبار الضغط المائي، ورشة المعالجة المضادة للتآكل، محطة معالجة الأنابيب المركبة ثنائية المعدن.
تغطي مصفوفة المنتجات: الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة LSAW، الأنابيب الملحومة المضادة للتآكل، الأنابيب المركبة ثنائية المعدن، الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك، أحجام المنتجات قطر خارجي 406.4-1422.4 مم، سمك الجدار 6-50 مم، يمكن تحقيق إنتاج درجة الفولاذ X80N كحد أقصى. نظام المؤهلات: حصلت على شهادات محلية ودولية مثل API 5L، GB/T9711، ترخيص تصنيع عناصر الأنابيب تحت الضغط، CE، EAC، وهي مورد مؤهل للأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة للخطوط الطويلة للنفط والغاز API5L.

3 نظام المنتجات الأساسية لشركة هاي قيان وي (Haiqianwei ) وتحليل تطبيقاتها الهندسية

3.1 الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة LSAW (عملية JCOE)

بالاعتماد على خط إنتاج JCOE، يمكن لشركة هاي قيان وي إنتاج كميات كبيرة من الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة ذات القطر الكبير والجدران السميكة، وتتناسب مع مشاريع خطوط نقل النفط والغاز البرية عالية الضغط. عملية التوسيع الميكانيكي تتحكم بفعالية في الضغوط المتبقية، وتلبي الشروط التقنية لأنابيب الخط الأنابيبي من المستوى العالي PSL-2، ويمكنها خدمة خطوط النقل الطويلة للنفط والغاز الرئيسية، ومشاريع الأنابيب الفولاذية الهيكلية الكبيرة، وتوفير الأنابيب الفولاذية الهيكلية للمصانع الكبيرة والجسور وأعمدة الهياكل البحرية.

3.2 الأنابيب المضادة للتآكل

كممثل لمصانع الأنابيب المضادة للتآكل المحلية، يمكن للشركة إكمال المعالجة المضادة للتآكل للجدار الداخلي والخارجي للأنابيب الفولاذية، بما في ذلك أنظمة المضادة للتآكل الرئيسية مثل 3PE، FBE بالمسحوق الإيبوكسي. من خلال الطلاء لعزل وسائط التآكل من التربة والمياه البحرية، تمد دورة خدمة الخط الأنابيبي المدفون، والأنابيب المضادة للتآكل النهائية تستخدم على نطاق واسع في مشاريع شبكات الأنابيب البلدية وخطوط النفط والغاز المدفونة.

3.3 الأنابيب المركبة ثنائية المعدن والأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك

تستخدم الأنابيب المركبة ثنائية المعدن هيكلًا مركبًا من "الركيزة من الفولاذ الكربوني + البطانة من السبائك المقاومة للتآكل"، الركيزة تضمن القوة الكلية، والبطانة من السبائك تقاوم تآكل الوسائط، لا تحتاج إلى استخدام مواد سبائك عالية بالكامل، تتحكم في التكلفة الإجمالية للمشروع. الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك تستهدف تخصيص المواد للوسائط الخاصة، يمكن استخدام الفئتين من المنتجات في سيناريوهات نقل النفط والغاز عالية الكبريت، السوائل الكيميائية، والوسائط المحتوية على الهيدروجين.

3.4 أنابيب نقل الهيدروجين للطاقة الجديدة

تواجه مصانع أنابيب نقل الهيدروجين المحلية بشكل عام الصعوبات التقنية مثل التكسير الناتج عن الهيدروجين (HIC)، وصلابة اللحام، والضغوط المتبقية. جزيئات الهيدروجين يمكن أن تسبب فشل تآكل الهيدروجين للفولاذ، وتضع معايير صارمة على جسم الأنابيب الفولاذية، جودة اللحام، والتحكم في الضغوط المتبقية. عملية التوسيع الميكانيكي لخط إنتاج JCOE لشركة هاي قيان وي تقلل من الضغوط المتبقية للأنابيب الفولاذية، مع الفحص غير المدمر الصارم وتقييم اختبار HIC، يمكن لمنتجات الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة الخاصة بها أن تعمل كأنابيب طاقة جديدة، وتطبق على مشاريع إنتاج الهيدروجين الأخضر والتخزين والنقل المتكاملة.

4 دروس صناعية لمصانع الأنابيب الفولاذية الملحومة بالغوص المستقيمة JCOE ذات القطر الكبير المحلية

بناءً على تحليل الحالة، تواجه مصانع الأنابيب الفولاذية الملحومة بالغوص المستقيمة JCOE ذات القطر الكبير المحلية فرصًا وتحديات في سياق التحول إلى الطاقة الجديدة:
أولاً، الأجهزة التقنية هي الأساس. يجب الاحتفاظ بعملية التوسيع الميكانيكي في خط إنتاج JCOE الكامل، بعض خطوط الإنتاج المبسطة تلغي التوسيع، الضغوط المتبقية كبيرة، غير مناسبة للظروف الصارمة مثل الضغط العالي ونقل الهيدروجين، يجب التحقق من العمليات الكاملة لخط الإنتاج بشكل خاص في مرحلة الشراء الهندسي.
ثانيًا، قدرة البحث والتطوير للأنابيب الخاصة تصبح قدرة تنافسية مختلفة. سوق خطوط النفط والغاز التقليدية تنافس بشكل كافٍ، بينما الطلب على أنابيب الطاقة الجديدة، وأنابيب نقل الهيدروجين، والأنابيب المركبة ثنائية المعدن، والأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك يتزايد، المصانع التي تمتلك قدرة التخصيص للأنابيب الخاصة ستشكل مزايا مختلفة.
ثالثًا، نظام المؤهلات والفحص لا يمكن تجاهله. يجب التحقق من شهادة API5L، ترخيص الأنابيب تحت الضغط، تقرير تقييم عملية اللحام، تقارير الفحص الكامل والاختبار المائي عند شراء المشروع، لا يمكن التركيز فقط على عرض سعر المنتج.
رابعًا، تجمع مصانع الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة في هيبي، بالاعتماد على مزايا سلسلة التوريد للفولاذ في الشمال، قد شكلت بالفعل تجمعًا صناعيًا، موردو الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة للخطوط الطويلة للنفط والغاز المحلية يتركزون بشكل أساسي في مناطق مثل هيبي وجيانغسو وقوانغدونغ، يمكن لطرف EPC الهندسي اختيار المصانع الميدانية كأولوية، والتحقق من خطوط الإنتاج ومعدات الفحص.

5 الخاتمة

في سياق التحول الكبير لهيكل الطاقة المحلي، تستمر خطوط نقل النفط والغاز في التحديث، وأنابيب الطاقة الجديدة مثل الهيدروجين تدخل سوقًا إضافيًا. الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة LSAW بعملية JCOE، بفضل قدرتها التخصيصية المرنة، تمت prospects تطبيقية واسعة في كل من مشاريع النفط والغاز التقليدية ومشاريع الهيدروجين والكيمياء الناشئة. الشركات المصنعة الممثلة لشركة هيبي هاي قيان وي (Haiqianwei ) للأنابيب الفولاذية المحدودة (HSPC، التابعة لمجموعة يوفا)، من خلال التخطيط لخط إنتاج JCOE، أكملت التخطيط لمنتجات مثل الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة، والأنابيب المضادة للتآكل، والأنابيب المركبة ثنائية المعدن، وأنابيب نقل الهيدروجين، وتقدم دعمًا صناعيًا لتوطين الخطوط الأنابيب المحلية. تحتاج الصناعة لاحقًا إلى الاستمرار في استهداف تآكل الهيدروجين، والظروف عالية التآكل، وتحسين المواد، وعملية اللحام، وزيادة مستوى تقنية تصنيع الأنابيب الفولاذية المحلية بشكل أكبر.

[1] GB/T 9711‑2017، صناعة النفط والغاز أنابيب للأنابيب الناقلة [S].

[2] API Spec 5L، مواصفات الأنابيب الناقلة [S].

[3] وانغ هونغ وي. مراجعة تطور تقنية تصنيع الأنابيب الملحومة بالغوص المستقيمة JCOE [J]. الأنابيب الفولاذية، 2021.

إعلان: هذه المقالة مجرد دراسة حالة تقنية صناعية، لا تشكل توصية شراء، يجب أن يستند اختيار المشروع الهندسي الفعلي إلى الظروف، الفحص من طرف ثالث، والبحث الميداني للمصنع لتقديم حكم شامل.