تُستخدم تقنية التمدد الحراري على نطاق واسع في صناعة البترول،الصناعات الكيميائيةشهدت صناعة أنابيب الصلب غير الملحومة، المصنعة بتقنية التمدد الحراري، نموًا ملحوظًا في السنوات الأخيرة، لا سيما في قطاعات الطاقة الكهربائية وغيرها، حيث تُعد أنابيب آبار النفط من أهم مجالات استخدامها. تتميز هذه الأنابيب بثبات أبعادها، ونعومة سطحها، وخلوها من العيوب الداخلية. إضافةً إلى ذلك، يُستخدم التمدد الحراري في زيادة القطر الداخلي، وتقليل حجم الغلاف الخارجي، ومعالجة الزوايا، وغيرها من عمليات تصنيع أنابيب الصلب غير الملحومة، مما يُحسّن كفاءة الإنتاج ودقة التصنيع.

الأنابيب الفولاذية غير الملحومة المُمددة حراريًا هي نوع من الأنابيب الفولاذية غير الملحومة تُصنع من خلال عملية التسخين وتوسيع القطر. بالمقارنة مع الأنابيب الفولاذية غير الملحومة المسحوبة على البارد، تتميز الأنابيب الفولاذية غير الملحومة المُمددة حراريًا بسماكة جدار أقل وقطر خارجي أكبر. تشمل عملية تصنيع هذه الأنابيب عدة مراحل من التثقيب، والتسخين، وتوسيع القطر، والتبريد، وغيرها. تضمن هذه العملية نعومة السطحين الداخلي والخارجي للأنبوب، بالإضافة إلى خصائص ميكانيكية ممتازة.
يُعد التمدد الحراري لأنابيب الصلب عملية شائعة الاستخدام في تصنيعها. ويمكن تقسيم عملية إنتاجها إلى الخطوات التالية: تحضير المواد، التسخين المسبق، التمدد الحراري، والتبريد.
أولاً، يتم تجهيز المواد. من المواد الخام الشائعة الاستخدام أنابيب الصلب الملحومة وغير الملحومة، والتي تُستخدم عادةً في صناعة النفط والغاز. تخضع هذه الأنابيب لفحص جودة دقيق قبل الإنتاج لضمان جودتها. بعد ذلك، تُقطع الأنابيب وتُشذب لضمان مطابقتها للمقاس والطول المطلوبين.
يلي ذلك مرحلة التسخين. ضع الأنبوب الفولاذي في فرن التسخين المسبق وسخّنه إلى درجة الحرارة المناسبة. يهدف التسخين المسبق إلى تقليل الإجهاد والتشوه أثناء التمدد الحراري اللاحق، وضمان الجودة والأداء العام للأنبوب الفولاذي.
ثم تدخل مرحلة التمدد الحراري. يُغذى أنبوب الصلب المُسخّن مسبقًا إلى جهاز التمدد، حيث يتمدد الأنبوب شعاعيًا بفعل قوة الجهاز. عادةً ما تستخدم أجهزة التمدد بكرتين مخروطيتين، إحداهما ثابتة والأخرى دوارة. تدفع البكرات الدوارة المادة الموجودة على الجدار الداخلي لأنبوب الصلب إلى الخارج، مما يؤدي إلى تمدده.
أثناء عملية التمدد الحراري، يتأثر الأنبوب الفولاذي بقوة الاحتكاك الناتجة عن البكرات، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته. لا يقتصر الأمر على تمدد الأنبوب فحسب، بل يُحسّن أيضًا بنيته الداخلية وخواصه الميكانيكية. في الوقت نفسه، وبفضل القوة المؤثرة عليه أثناء التمدد الحراري، يُمكن التخلص من جزء من الإجهاد الداخلي وتقليل تشوه الأنبوب.
وأخيرًا، تأتي مرحلة التبريد. بعد اكتمال التمدد الحراري، يجب تبريد الأنبوب الفولاذي ليعود إلى درجة حرارة الغرفة. عادةً، يُمكن تبريد الأنبوب الفولاذي باستخدام سائل تبريد، أو يُترك ليبرد بشكل طبيعي. يهدف التبريد إلى زيادة استقرار بنية الأنبوب الفولاذي ومنع التلف الناتج عن الانخفاض السريع في درجة الحرارة.
باختصار، تتضمن عملية إنتاج أنابيب الصلب المتمددة حرارياً أربع خطوات رئيسية: تحضير المواد، التسخين المسبق، التمدد الحراري، والتبريد. ومن خلال هذه العملية، يمكن إنتاج أنابيب فولاذية متمددة حرارياً ذات جودة عالية وأداء ممتاز.
تُعدّ عملية التمدد الحراري للأنابيب الفولاذية غير الملحومة تقنيةً فعّالة وعالية الجودة في معالجة الأنابيب، وقد شاع استخدامها في قطاعات البترول والصناعات الكيميائية والطاقة الكهربائية وغيرها. وفي التطبيقات العملية، من الضروري مراعاة جوانب مثل جودة الأنابيب الفولاذية، ودرجة حرارة المعالجة ومدة المعالجة، وحماية القوالب، لضمان فعالية المعالجة وجودة المنتج.
تشمل مواد التمدد الحراري الشائعة ما يلي:Q345، 10، 20، 35، 45، 16Mn، فولاذ هيكلي سبيكي، إلخ.