أنبوب غير متجانس القطر، ويُعرف أيضًا باسم مخروط، وهو عبارة عن وصلة تُستخدم لربط أنابيب ذات أقطار مختلفة، مما يُحدث تغييرًا في قطر الأنبوب. فيما يلي شرح مفصل لأنابيب غير متجانسة القطر:

التصنيف

حسب الشكل

أنابيب غير متجانسة القطر متحدة المركز: تقع المحاور المركزية لطرفي الأنبوب على نفس الخط المستقيم، ويختلف القطر الخارجي للطرف الكبير والطرف الصغير، ولكن التغيير في القطر الداخلي يكون منتظمًا، وغالبًا ما تُستخدم في أنابيب التوصيل الأفقية أو أنظمة الأنابيب التي تتطلب تدفقًا سلسًا للسوائل، مما يسمح للسوائل بالانتقال بسلاسة من قطر كبير إلى قطر صغير، مما يقلل من مقاومة التدفق.

أنابيب غير متجانسة القطر غير متحدة المركز: لا تقع المحاور المركزية لطرفي الأنبوب على نفس الخط المستقيم، ويكون أحد الجدران الخارجية مسطحًا. هذا النوع من الأنابيب غير متجانسة القطر مناسب للمناسبات التي تتطلب ضبط ارتفاع الأنبوب أو تجنب تراكم السوائل أو الغازات داخل الأنبوب، مثل أنابيب مدخل ومخرج المضخة، لضمان التشغيل السليم للمضخة، غالبًا ما تُستخدم أنابيب غير متجانسة القطر غير متحدة المركز، بحيث يكون قاع الأنبوب مسطحًا، لمنع تراكم الغاز في مدخل المضخة وتشكيل ظاهرة التآكل.

حسب الخامة

مثل الأنابيب الأخرى، تشمل الأنواع الشائعة الفولاذ الكربوني، والفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ المُصْنَع، والحديد الزهر، والمعادن الملونة (مثل النحاس والألومنيوم)، والبلاستيك. تتميز أنابيب غير متجانسة القطر المصنوعة من مواد مختلفة بمقاومة للتآكل وقوة ومتانة مختلفة، بالإضافة إلى قدرتها على تحمل درجات الحرارة العالية، ويمكن اختيارها وفقًا لبيئة عمل نظام الأنابيب وخصائص الوسائط. على سبيل المثال، في صناعة المواد الكيميائية، عند نقل وسائط كيميائية، غالبًا ما يتم استخدام أنابيب غير متجانسة القطر المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو البلاستيك؛ في أنظمة أنابيب الطاقة عالية الضغط ودرجة الحرارة، غالبًا ما يتم استخدام أنابيب غير متجانسة القطر المصنوعة من الفولاذ المُصنَع أو الفولاذ الكربوني.

الاستخدامات

وصل أنابيب ذات أقطار مختلفة: هذا هو الاستخدام الرئيسي لأنابيب غير متجانسة القطر. في نظام الأنابيب، نظرًا لاختلاف متطلبات تدفق ومعلمات الضغط في أجزاء مختلفة، أو الحاجة إلى توصيل معدات أو صمامات ذات أقطار مختلفة، فمن الضروري استخدام أنابيب غير متجانسة القطر لتحقيق انتقال قطر الأنبوب، وضمان التشغيل السليم لنظام الأنابيب بأكمله.

ضبط سرعة تدفق السوائل والضغط: من خلال تغيير قطر الأنبوب، يمكن لأنابيب غير متجانسة القطر أن تضبط سرعة تدفق السوائل والضغط. في بعض الأنظمة التي تتطلب التحكم في تدفق السوائل والضغط، مثل أنظمة إمداد المياه، وأنظمة نقل الغاز، يمكن استخدام أنابيب غير متجانسة القطر لتوزيع التدفق وضبط الضغط حسب الحاجة الفعلية لتلبية متطلبات المستخدمين أو المعدات المختلفة.

المتطلبات التقنية

دقة الأبعاد: يجب أن يتوافق القطر الخارجي الكبير، والقطر الخارجي الصغير، وسمك الجدار، والطول لأنابيب غير متجانسة القطر مع المعايير ذات الصلة ومتطلبات التصميم، ويجب التحكم في انحراف الأبعاد ضمن النطاق المسموح به، لضمان التوافق الجيد مع أنابيب التوصيل. بالنسبة لبعض أنظمة الأنابيب ذات المتطلبات العالية للدقة، مثل مجالات الطيران والفضاء، والكيمياء الدقيقة، فإن متطلبات دقة الأبعاد لأنابيب غير متجانسة القطر أكثر صرامة.

خصائص الخامة: وفقًا لخصائص بيئة الاستخدام ووسائط السوائل، يتم اختيار المواد ذات الخصائص الميكانيكية المناسبة، ومقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية. على سبيل المثال، في الأنابيب التي تعمل في درجات حرارة عالية، وضغط عالي، ووسائط كيميائية، يجب استخدام أنابيب غير متجانسة القطر المصنوعة من الفولاذ المصنع أو الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة ومقاوم للتآكل؛ في أنظمة الأنابيب المستخدمة في بيئات درجات الحرارة المنخفضة، يجب مراعاة ليونة المواد عند درجات الحرارة المنخفضة، واختيار مواد يمكنها الحفاظ على أداء جيد عند درجات الحرارة المنخفضة.

جودة السطح: يجب أن تكون الأسطح الداخلية والخارجية لأنابيب غير متجانسة القطر ناعمة، وخالية من الشقوق، والعيوب، والمسام، والشعيرات، وما إلى ذلك، لتقليل مقاومة تدفق السوائل داخل الأنابيب، وتجنب المشاكل مثل التآكل والتآكل الناتجة عن عيوب السطح، مما يؤثر على عمر خدمة نظام الأنابيب. بالنسبة لبعض المناسبات التي تتطلب جودة عالية للسوائل، مثل صناعة المواد الغذائية، والصناعات الدوائية، يجب أيضًا معالجة السطح الداخلي لأنابيب غير متجانسة القطر بشكل خاص لتلبية معايير الصحة.

عملية التصنيع

عملية الدفع: هي إحدى الطرق الشائعة لتصنيع أنابيب غير متجانسة القطر. يتم وضع أنابيب الفولاذ المُسخّنة في قالب الدفع، ومن خلال دفع آلة الدفع، يتشكل أنبوب الفولاذ تدريجيًا في القالب، لتصنيع أنابيب غير متجانسة القطر ذات أقطار مختلفة. تتميز أنابيب غير متجانسة القطر المصنوعة بواسطة عملية الدفع بدقة أبعاد عالية، وجودة سطح جيدة، وهيكل داخلي كثيف، وخصائص ميكانيكية جيدة، وهي مناسبة لتصنيع أنابيب غير متجانسة القطر من مواد ومواصفات مختلفة.

عملية الضغط: بالنسبة لبعض أنابيب غير متجانسة القطر صغيرة الحجم، يمكن استخدام عملية الضغط. يتم قطع الصفائح أو الأنابيب المعدنية إلى أشكال مناسبة، ثم وضعها في القالب، ثم يتم استخدام آلة الضغط لتطبيق الضغط على المواد لتشكيلها في القالب. تتميز عملية الضغط بكفاءة عالية، وتكلفة منخفضة نسبيًا، ولكن يصعب ضغط أنابيب غير متجانسة القطر كبيرة الحجم وسميكة الجدران.

عملية اللحام: بالنسبة لبعض أنابيب غير متجانسة القطر ذات المواصفات أو المواد الخاصة، والتي لا يمكن تصنيعها عن طريق عمليات الدفع أو الضغط، يمكن استخدام عملية اللحام. يتم قطع الأنابيب ذات الأقطار المختلفة إلى أشكال مناسبة، ثم يتم توصيلها معًا عن طريق اللحام لتشكيل أنابيب غير متجانسة القطر. تتطلب جودة اللحام لأنابيب غير متجانسة القطر المُلحّمة متطلبات عالية، ويجب استخدام طرق اللحام ومعلمات العملية المناسبة لضمان قوة اللحام وإحكامها. يجب أيضًا إجراء فحص غير مدمر بعد اللحام للتحقق مما إذا كانت هناك عيوب في اللحام.