شرح مفصّل لتقنية التصنيع المركب للأنابيب الفولاذية ثلاثي طبقات PE من شركة تشينغداو هونغتشنغ هونغ

شرح مفصل لتقنية التآكل المضادة للبولي إيثيلين ثلاثي الطبقات في أنابيب الصلب المركبة من «تشينغداو هونغتشنغ هونغ»

في المجالات الحيوية مثل نقل النفط والغاز وبناء الشبكات الحضرية، ترتبط تقنيات مقاومة التآكل للأنابيب بشكل مباشر بعمر المشروع وسلامة التشغيل. وتُعدّ شركة تشينغداو هونغتشنغ هونغ لمقاومة التآكل والعزل الحراري المحدودة، باعتبارها شركة رائدة في مجال معدات مقاومة التآكل والعزل الحراري في الصين، من خلال تقنية مقاومة التآكل ثلاثية الطبقات (3PE) التي طورتها، والتي تتميز بتصميم علمي ذي بنية ثلاثية الطبقات، وخط إنتاج آلي بالكامل، ونظام صارم لمراقبة الجودة، وقد أصبحت معيارًا في الصناعة. سيتناول هذا المقال بالتحليل العميق المزايا الجوهرية لهذه التقنية من أربعة أبعاد: المبادئ التقنية، و流程 العملية، وتكوين المعدات، وتطبيقاتها في الصناعة.

أولاً، مبدأ تقنية الوقاية من التآكل ثلاثية الطبقة: نظام حماية تعاوني من ثلاث طبقات

تم تطوير تقنية التآكل المضادة للثلاث طبقات (3PE) بشكل مشترك في ثمانينيات القرن العشرين من قبل شركة مانيسمان الألمانية وشركة باسف. وتتمثّل فكرتها الأساسية في تحقيق حماية مزدوجة تشمل «الحماية من التآكل والحماية الميكانيكية» بفضل التفاعل المتكامل بين ثلاث طبقات من المواد: مسحوق الإيبوكسي (FBE)، والمواد اللاصقة (AD)، والبولي إيثيلين (PE).

تُطبَّق طبقة المسحوق الإيبوكسي الأولى باستخدام تقنية الرش الكهروستاتيكي. بعد تسخين الأنبوب الفولاذي مسبقًا إلى درجة حرارة تتراوح بين 200 و220℃، تلتصق حبيبات المسحوق بجدار الأنبوب بواسطة شحن كهروستاتيكي عالي الجهد، ثم تذوب وتتصلب عند درجات حرارة عالية لتكوّن غشاءً كثيفًا. تتميّز هذه الطبقة بخمول كيميائي فائق، إذ تمنع دخول الماء والأكسجين والوسط الحمضي، كما تصل قوة التصاقها إلى ما بين 5 و10 ميجاباسكال، وهي تشكّل الحاجز الأساسي في نظام الوقاية من التآكل.

يستخدم مادة اللصق للطبقة الوسطى مواد متعددة البوليمرات، حيث تكوّن المجموعات القطبية والغير قطبية في بنيتها الجزيئية روابط كيميائية مع طبقة الإيبوكسي وطبقة البولي إيثيلين على التوالي، مما يحل مشكلة الانفصال الناجمة عن اختلاف القطبية بين الطبقتين. تُظهر بيانات التجارب أن طبقة اللصق تزيد من قوة التصاق الطبقة الداخلية بنسبة 300%، ما يضمن حفاظ الطبقة المقاومة للتآكل على سلامتها في بيئات ذات إجهادات معقدة.

تُلف الطبقة الخارجية المصنوعة من البولي إيثيلين بواسطة آلة البثق، مكوّنةً طبقة حماية فيزيائية بسماكة تتراوح بين 2.5 و3.7 ملم. تبلغ مقاومة الصدمات للبولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) 50 كيلوجول/م²، كما أن مقاومته للتآكل تزيد خمس مرات عن تلك الخاصة بأنابيب الفولاذ العادية، وهو قادر على مقاومة إجهادات التربة والأضرار الميكانيكية والشيخوخة الناتجة عن الأشعة فوق البنفسجية، وتتجاوز فترة استخدامه 30 عامًا.

ثانيًا: خط إنتاج آلي بالكامل: نموذج رائد في التصنيع بتحكم دقيق

تجمع خط إنتاج التآكل الثلاثي من «تشينغداو هونغتشنغ هونغ» بين تقنيات أساسية مثل المحرك الهيدروليكي الألماني لتنظيف الصدأ بالقذف، والرش الكهروستاتيكي الذكي مع التحكم الذكي في درجة الحرارة، والبثق المزدوج المتزامن للمركبات المركبة، مما يتيح أتمتة كاملة للعملية بدءًا من المعالجة المسبقة للأنابيب الفولاذية وحتى فحص المنتجات النهائية.

في مرحلة المعالجة المسبقة، تستخدم الشركة آلة تنظيف بالحبيبات مدعومة بمحرك هيدروليكي ألماني، حيث تُستخدم رمال فولاذية بسرعة اصطدام تبلغ 80 م/ثانية لإزالة طبقة الأكسدة من سطح الأنابيب الفولاذية، مما يحقق مستوى نقاء من الدرجة Sa2.5، مع التحكم في خشونة السطح Ra ضمن نطاق 60-100 ميكرومتر، ما يوفر قاعدة مثالية لالتصاق المسحوق الإيبوكسي.

تُزوَّد عملية الرش بنظام ذكي للتحكم في درجة الحرارة، حيث يراقب مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء درجة حرارة سطح الأنبوب الفولاذي في الوقت الحقيقي، مع التحكم في الخطأ ضمن ±3℃، مما يضمن ذوبان المسحوق الإيبوكسي بشكل كامل. وتُرتب ست مجموعات من بخاخات الكهرباء الساكنة بشكل دائري بزاوية 360°، ويبلغ خطأ تجانس سمك الطبقة ≤5%، وتصل كفاءة الرش لكل أنبوب إلى 120 م²/ساعة.

تستخدم مرحلة التغليف المركب تقنية البثق المتزامن بواسطة آلة بثق مزدوجة، حيث يتم دمج المادة اللاصقة والبولي إيثيلين في حالة ذوبان عند درجة حرارة تتراوح بين 180 و220℃ عبر رأس خاص، مع التحكم في الضغط ضمن نطاق 0.8 إلى 1.2 ميجاباسكال، مما يضمن اتصالًا سلسًا بين الطبقات الثلاث. يستخدم نظام التبريد بالماء تصميمًا متعدد الأقسام للرش، مع التحكم في تدرج معدل التبريد لتجنب حدوث شقوق في الطبقة المغلفة بسبب الإجهاد الحراري.

ثالثًا: نظام صارم لمراقبة الجودة: تتبع كامل للمنتج من المواد الخام إلى المنتج النهائي.

أنشأت شركة تشينغداو هونغتشنغ هونغ نظام إدارة جودة شاملًا يغطي جميع مراحل العملية، بدءًا من فحص المواد الخام ومرورًا بمراقبة عملية الإنتاج وحتى قبول المنتجات النهائية. يجب أن تجتاز مساحيق الإيبوكسي 12 اختبارًا، منها اختبار رذاذ الملح (عدم وجود صدأ لمدة 5000 ساعة) واختبار الانحناء (عدم ظهور شقوق في أنبوب فولاذي قطره 10 أضعاف). كما يجب أن تستوفي مواد البولي إيثيلين معايير مثل نقطة تليين فيكا ≥110℃ واستطالة عند الكسر ≥500%.

خلال عملية الإنتاج، تخضع كل أنبوب فولاذي لست عمليات فحص، تشمل: الكشف عن التسريب باستخدام شرارة كهربائية (جهد اختبار 25 كيلوفولت)، قياس سماكة الطبقة المغلفة (دقة ±0.01 ملم)، واختبار التصاق الطبقة (طريقة السحب ≥50 نيوتن/ملم²)، وغيرها من العمليات الأخرى. ويتم معالجة أطراف الأنابيب النهائية باستخدام آلة تشذيب ذات تحكم رقمي، مع التحكم في زاوية التشذيب ضمن نطاق 30° ± 2°، مما يضمن جودة اللحام في الموقع.

أدخلت الشركة أيضًا نظام تتبع إنترنت الأشياء، حيث يُزوَّد كل أنبوب فولاذي برمز استجابة سريع فريد يسجّل دفعة الإنتاج وبيانات الفحص ومعلومات النقل، مما يتيح إمكانية التتبع الكامل من لحظة دخول المواد الخام إلى المخزن وحتى بدء تشغيل المشروع.

رابعًا: التطبيقات الصناعية والقبول السوقي: تصدير التقنيات بتوسع عالمي

تمّ استخدام تقنية الحماية من التآكل الثلاثية «Pe» لشركة تشينغداو هونغتشنغ هونغ على نطاق واسع في مشاريع كبرى داخل الصين وخارجها. ففي الداخل، شاركت معداتها في إنشاء مشروع خط الغاز الغربي-الشرقي الثالث وخط الغاز الطبيعي الشرقي بين الصين وروسيا، وغيرها من المشاريع الاستراتيجية الوطنية، حيث بلغ إجمالي طول أنابيب الحماية من التآكل أكثر من 20 ألف كيلومتر. وفي الأسواق الدولية، تُصدَّر منتجات الشركة إلى أكثر من 30 دولة، منها روسيا ومصر والدنمارك، وقد أظهرت أداءً متميزًا في مشاريع مثل حقل كاشاغان للنفط في كازاخستان ومشروع كيم أوه البحرية لتوليد الطاقة من الرياح في فيتنام.

فيما يخص التكرار التقني، تواصل الشركة استثمارها في البحث والتطوير؛ فسيُطلق في عام 2025 «آلة بثق مزدوجة ذكية للتحكم في درجة الحرارة» ترفع دقة درجة الحرارة المركبة إلى ±1℃، مما يزيد قوة التصاق الطبقة المقاومة للتآكل بنسبة 15%. كما أن «خط إنتاج التشكيل بالتفريغ من الجيل الجديد» يغطي بشكل كامل أقطار الأنابيب من Φ89 إلى 3020 ملم، ويرفع كفاءة الإنتاج بنسبة 40%.

باعتبارها قاعدةً لتصدير معدات مقاومة التآكل والحفاظ على الحرارة داخل البلاد، تلتزم شركة تشينغداو هونغتشنغ هونغ بمبدأ «الاعتماد على التكنولوجيا والعمل بصدق»، وعبر الابتكار التقني المستمر والتوسع العالمي، لم تُسهم فقط في دفع التحديث التقني لقطاع مقاومة التآكل للأنابيب داخل الصين، بل قدّمت أيضًا حلًّا صينيًا لضمان أمن البنية التحتية العالمية للطاقة. وتُعيد تقنية مقاومة التآكل الثلاثية الطبقة تعريف المعايير الجديدة لحماية الأنابيب بفضل تصميمها العلمي وحرفية صناعتها العالية وجودتها الموثوقة.