أنبوب مخروطي، ويُعرف أيضًا باسم رأس التمديد، وهو عبارة عن وصلة تُستخدم لربط أنابيب ذات أقطار مختلفة، مما يُحدث تغييرًا في قطر الأنابيب. وفيما يلي شرح مفصل لأنابيب المخروطي:

تصنيف

حسب الشكل

أنابيب مخروطي متحدة المركز: تقع المحاور المركزية للطرفين في نفس الخط المستقيم، ويختلف القطر الخارجي للجزء الكبير عن القطر الخارجي للجزء الصغير، ولكن التغيير في القطر الداخلي يكون منتظمًا، وغالبًا ما تُستخدم في أنظمة الأنابيب الأفقية أو أنظمة الأنابيب التي تتطلب اتجاهًا دقيقًا للسوائل، حيث تسمح للسوائل بالانتقال بسلاسة من قطر كبير إلى قطر صغير، مما يقلل من مقاومة التدفق.

أنابيب مخروطي غير متحدة المركز: لا تقع المحاور المركزية للطرفين في نفس الخط المستقيم، ويكون أحد الجدران الخارجية متساويًا. هذا النوع من الأنابيب المخروطي مناسب في الحالات التي تتطلب ضبط ارتفاع الأنابيب أو منع تراكم السوائل أو الغازات داخل الأنابيب، مثل أنابيب مدخل ومخرج المضخات، حيث يُستخدم أنبوب مخروطي غير متحدة المركز لضمان تشغيل المضخة بشكل طبيعي، وجعل الجزء السفلي من الأنبوب متساويًا لمنع تراكم الغازات عند مدخل المضخة وتشكيل تجويف.

حسب المواد

على غرار وصلات الأنابيب الأخرى، تشمل المواد الشائعة الفولاذ الكربوني، والفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ السبائكي، والحديد الزهر، والمعادن الملونة (مثل النحاس والألومنيوم)، بالإضافة إلى البلاستيك. تتميز أنابيب المخروطي المصنوعة من مواد مختلفة بمقاومة للتآكل وقوة ومتانة مختلفة في درجات حرارة عالية، ويمكن اختيار الأنابيب المناسبة وفقًا لبيئة نظام الأنابيب وخصائص الوسائط. على سبيل المثال، في الصناعة الكيميائية، عند نقل الوسائط المسببة للتآكل، غالبًا ما يتم استخدام أنابيب مخروطي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو البلاستيك؛ وفي أنظمة أنابيب الطاقة عالية الضغط ودرجة الحرارة، غالبًا ما يتم استخدام أنابيب مخروطي مصنوعة من الفولاذ السبائكي أو الفولاذ الكربوني.

استخدامات

وصلة تغيير قطر الأنابيب: هذا هو الاستخدام الرئيسي لأنابيب المخروطي. في أنظمة الأنابيب، نظرًا لاختلاف متطلبات معلمات التدفق والضغط في أجزاء مختلفة، أو الحاجة إلى توصيل أجهزة أو صمامات ذات أقطار مختلفة، فمن الضروري استخدام أنابيب مخروطي لتحقيق انتقال قطر الأنابيب، وضمان تشغيل نظام الأنابيب بأكمله بشكل طبيعي.

ضبط سرعة تدفق السوائل والضغط: من خلال تغيير قطر الأنابيب، يمكن لأنابيب المخروطي ضبط سرعة تدفق السوائل والضغط. في بعض الأنظمة التي تتطلب التحكم في معدل تدفق السوائل والضغط، مثل أنظمة إمدادات المياه، وأنظمة نقل الغاز، إلخ، يمكن استخدام أنابيب المخروطي لتوزيع التدفق بشكل معقول وضبط الضغط وفقًا للاحتياجات الفعلية لتلبية متطلبات المستخدمين أو المعدات المختلفة.

المتطلبات التقنية

دقة الأبعاد: يجب أن تتوافق الأبعاد الخارجية للطرف الكبير والطرف الصغير وأنابيب المخروطي وسمك الجدار والطول مع المعايير والمتطلبات التصميمية ذات الصلة، ويجب التحكم في انحراف الأبعاد ضمن النطاق المسموح به لضمان التوافق الجيد مع أنابيب التوصيل. خاصة بالنسبة لأنظمة الأنابيب ذات المتطلبات الدقيقة، مثل مجالات الطيران والفضاء، والصناعات الكيميائية الدقيقة، فإن متطلبات دقة أبعاد أنابيب المخروطي أكثر صرامة.

خصائص المواد: وفقًا لخصائص بيئة الاستخدام ووسائط السوائل، يتم اختيار المواد ذات الخصائص الميكانيكية المناسبة ومقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية. على سبيل المثال، في أنابيب ذات درجة حرارة عالية وضغط عالي ووسائط تآكل، يجب اختيار أنابيب مخروطي مصنوعة من الفولاذ السبائكي أو الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة ومقاوم للتآكل؛ في أنظمة الأنابيب المستخدمة في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، من الضروري مراعاة ليونة المواد في درجات الحرارة المنخفضة، واختيار المواد التي يمكنها الحفاظ على أداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة.

جودة السطح: يجب أن يكون السطح الداخلي والخارجي لأنابيب المخروطي أملسًا، وخالٍ من الشقوق، والثقوب، والمسام، والشعيرات، إلخ، لتقليل مقاومة تدفق السوائل داخل الأنابيب، وتجنب مشاكل التآكل والتلف الناتجة عن عيوب السطح، مما يؤثر على عمر خدمة نظام الأنابيب. بالنسبة للحالات التي تتطلب جودة عالية للسوائل، مثل صناعات المواد الغذائية والأدوية، يجب أيضًا معالجة السطح الداخلي لأنابيب المخروطي بشكل خاص لتلبية متطلبات المعايير الصحية.

عملية التصنيع

عملية الدفع: هي إحدى الطرق الشائعة لتصنيع أنابيب المخروطي. يتم وضع قطعة العمل الأنبوبية من الفولاذ المُسخّن في قالب الدفع، ويتم دفعها بواسطة آلة الدفع لتشكيل أنابيب مخروطي ذات أقطار مختلفة. تتميز أنابيب المخروطي المصنوعة باستخدام عملية الدفع بدقة الأبعاد العالية، وجودة سطح ممتازة، وتماسك داخلي، وخصائص ميكانيكية جيدة، وهي مناسبة لتصنيع أنابيب مخروطي من مختلف المواد والمواصفات.

عملية الضغط: بالنسبة لأنابيب المخروطي صغيرة الحجم، يمكن استخدام عملية الضغط. يتم قطع صفائح أو أنابيب معدنية إلى أشكال مناسبة، ثم وضعها في قالب، وتشكيلها باستخدام مكبس. تتميز عملية الضغط بكفاءة إنتاج عالية، وتكلفة منخفضة نسبيًا، ولكن صعوبة ضغط أنابيب المخروطي كبيرة الحجم وسميكة الجدران أكبر.

عملية اللحام: بالنسبة لبعض أنابيب المخروطي ذات المواصفات أو المواد الخاصة، والتي لا يمكن تصنيعها عن طريق الدفع أو الضغط، يمكن استخدام عملية اللحام. يتم قطع أنابيب ذات أقطار مختلفة إلى أشكال مناسبة، ثم ربطها معًا عن طريق اللحام لتشكيل أنابيب مخروطي. تتطلب أنابيب المخروطي الملحومة جودة لحام عالية، ويجب استخدام طرق اللحام ومعلمات العملية المناسبة لضمان قوة وصلابة اللحام. يجب أيضًا إجراء فحص غير مدمر بعد اللحام للتحقق من وجود عيوب في اللحام.