بناء السفن
ما هي أنابيب الفولاذ الأسود؟
تُصنع أنابيب الفولاذ الأسود من فولاذ غير مطلي بطبقة أساسية كالزنك أو الطلاء. ولأن سطحها داكن اللون، ويتشكل بفعل أكسيد الحديد أثناء عملية التصنيع، تُسمى أنابيب الفولاذ الأسود.
هل الأنبوب الأسود من الفولاذ الطري؟
يُصنع أنبوب الفولاذ الأسود عادةً من الفولاذ الطري (الفولاذ منخفض الكربون)، لذا يُمكن لحامه بمعظم أنواع الفولاذ. على الرغم من استخدام مصطلح "أنبوب الحديد الأسود" أحيانًا، تجدر الإشارة إلى أنه يُشير إلى الفولاذ منخفض الكربون، وليس الحديد الزهر.
يُستخدم أنبوب الفولاذ الطري الأسود على نطاق واسع في تصنيع المركبات، والأجزاء الميكانيكية، والأدوات، والمحامل، وغيرها من المجالات. ونظرًا لمرونته ومتانته العالية نسبيًا، يتميز بقابلية لحام ممتازة ومقاومة ممتازة للتآكل.
ما هو أنبوب الفولاذ الكربوني الأسود؟
يُشير مصطلح "أنبوب الفولاذ الكربوني الأسود" إلى أنبوب فولاذي يحتوي على نسبة عالية من الكربون، عادةً ما تزيد عن 0.1%. يُعدّ التسويد نوعًا من معالجة الأكسدة على سطح الفولاذ، ويُستخدم بشكل رئيسي في الفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك. يتم ذلك بتسخين قطعة العمل في محلول قلوي ومؤكسد عالي التركيز (درجة حرارة التسخين حوالي 140 درجة مئوية، مع عزل لمدة ساعة إلى ساعتين) لتشكيل طبقة كثيفة من أكسيد الحديد (Fe3O4) على سطح الفولاذ.
تستطيع طبقة أكسيد الحديد عزل الهواء ومنع الأكسدة الداخلية للفولاذ، مما يحقق مقاومة التآكل. ونظرًا لاختلاف طرق التشغيل والتركيب الكيميائي للمعدن نفسه، فإن لون هذه الطبقة يشمل الأسود والأزرق المائل للأسود والبني، وغيرها.
استخدامات أنبوب الفولاذ الكربوني الأسود:
يُستخدم أنبوب الفولاذ الكربوني الأسود غالبًا في أنابيب الغاز الطبيعي أو المياه نظرًا لانخفاض تكلفته وإمكانية لحامه بالطرق الشائعة. تستخدم بعض خطوط أنابيب النفط طويلة المدى أيضًا أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود (مثل أنابيب الفولاذ الأسود منخفض الكربون) نظرًا لإمكانية توصيل هذه الأنابيب في الموقع ومقاومة صدأها. يمكن استخدام هذا النوع من الأنابيب الفولاذية في الظروف المناخية أو الأرضية التي قد تُسرّع التآكل، ولكنها قد تتطلب حماية إضافية، مثل الأنودات. الأنود هو قضيب زنك مُدمج يتآكل أولًا عند توصيله بالأنبوب الفولاذي.
تصنيف أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود:
1. أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود غير الملحومة
تُصنع أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود غير الملحومة عن طريق ثقب كتل الفولاذ الصلبة في أشكال أسطوانية مجوفة. ونظرًا لعدم وجود لحامات، فهي أقوى ومناسبة لتطبيقات الضغط العالي.
2. أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود الملحومة
أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود الملحومة هي أنابيب أسطوانية تُشكل عن طريق ثني ولحام ألواح أو شرائح فولاذية. وهي بديل اقتصادي للأنابيب غير الملحومة، وتُستخدم عادةً في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية والهيكلية.
مزايا أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود:
1. مقاومة التآكل
بفضل طبقة الأكسيد على سطح أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود، تتميز هذه الأنابيب بمقاومة أفضل للتآكل.
2. مظهر جميل
يتميز هذا الفولاذ بلون أسود لامع، ولون سطح موحد، ومظهر جميل.
3. استخدامات متعددة
يُعد الفولاذ الكربوني الأسود نوعًا من الفولاذ يحتوي على نسبة عالية من الكربون، تتراوح عادةً بين 0.3% و2.0%. وبفضل محتواه العالي من الكربون، يتميز الفولاذ الكربوني الأسود بصلابة وقوة عاليتين، بالإضافة إلى متانة ومرونة جيدتين. هذا ما يجعله يُستخدم على نطاق واسع في نقل المياه والغاز، وفي صناعات البناء والآلات.
ما هي استخدامات أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود؟
تتميز أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود بتعدد استخداماتها بفضل متانتها وقلة صيانتها. تُستخدم عادةً لنقل الغاز والمياه إلى المناطق الريفية والحضرية، أو في الأنابيب التي تحمي الأسلاك الكهربائية وتنقل البخار والهواء عالي الضغط. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم أنابيب الفولاذ الأسود أيضًا في صناعات النفط والبترول لنقل كميات كبيرة من النفط عبر المناطق النائية.
تشمل الاستخدامات الأخرى لأنابيب الفولاذ الأسود توزيع الغاز داخل المنازل وخارجها، وآبار المياه، وشبكات الصرف الصحي. مع ذلك، لا تُستخدم أنابيب الفولاذ الأسود أبدًا لنقل مياه الشرب نظرًا لتآكلها في الماء، وذوبان معادن الأنبوب فيها، مما يؤدي إلى انسداد الأنابيب.
التطبيقات النموذجية:
نقل النفط والغاز: دفنها وطلائها دون معالجة مضادة للتآكل.
أنظمة الحماية من الحرائق: الأنبوب الرئيسي لرشاشات إطفاء الحرائق في المباني.
هياكل المباني: السقالات، هياكل الهياكل الفولاذية.
تصنيع الآلات: الأسطوانات الهيدروليكية، دعم المعدات.
ما الفرق بين أنابيب الفولاذ الأسود وأنواع أنابيب الفولاذ الأخرى؟
هناك طريقتان لإنتاج أنابيب الفولاذ الأسود، إما ملحومة أو غير ملحومة. تتطلب كلتا الطريقتين صب الفولاذ الخام في شكل أولي يسهل معالجته. يُمدد الفولاذ بعد ذلك ليشكل أنبوبًا غير ملحوم، أو تُضغط حوافه وتُلحم باللحام لصنع الأنبوب. ظهرت أقدم طرق إنتاج أنابيب الفولاذ في أوائل القرن التاسع عشر، وتطورت تدريجيًا لتصبح عملية الإنتاج الحديثة اليوم.
1. مقاومة التآكل
تتميز أنابيب الفولاذ الكربوني الأسود بمقاومة جيدة للتآكل بفضل طبقة أكسيد سوداء على سطحها. في درجة حرارة الغرفة، تكون مقاومة أنابيب الفولاذ الكربوني للتآكل ضعيفة، ويتآكل بسهولة بفعل المواد الكيميائية مثل الأكاسيد والأحماض والأملاح. تُعد المعالجة السطحية لأنابيب الفولاذ الكربوني من الإجراءات المهمة لتحسين مقاومتها للتآكل. تشمل طرق المعالجة السطحية الشائعة الطلاء الكهربائي، والجلفنة، والرش، والنفخ الرملي، وغيرها.
2. السعر
نظرًا للمعالجة السطحية السوداء لأنابيب الفولاذ الكربوني الأسود، فإن تكلفتها أعلى من تكلفة أنابيب الفولاذ الكربوني العادية.
المعايير والأنواع الشائعة:
ASTM A53: أنابيب فولاذية سوداء عامة (بدون لحام/ملحومة)
ASTM A106: أنابيب فولاذية سوداء بدون لحام لدرجات الحرارة العالية
API 5L: أنابيب خطوط الأنابيب لنقل النفط والغاز
ASTM A500: أنابيب هيكلية
احتياطات الاستخدام:
متطلبات مقاومة التآكل: يُشترط استخدام طلاء أو طبقة مقاومة للتآكل للاستخدام الخارجي.
توافق مع السوائل: قد يصدأ عند نقل الماء، لذا يُنصح باستخدامه مع المواد غير المسببة للتآكل.
شهادة مقاومة الحرائق: يجب أن يتوافق مع معايير NFPA وغيرها من معايير الحماية من الحرائق.
Read more: Carbon Steel Galvanized Pipe VS Carbon Steel Black Pipe
