شرح مفصل لتصنيف مواد أسطوانات الغاز غير الملحومة

بناءً على اختلاف مواد التصنيع، يمكن تقسيم أسطوانات الغاز غير الملحومة إلى الأنواع الرئيسية التالية. توجد اختلافات جوهرية بين أنواع الأسطوانات المختلفة من حيث عمليات التصنيع، وخصائص المواد، ومجالات الاستخدام. التصنيف الدقيق هو كما يلي:

1. أسطوانات غاز فولاذية بدون لحامات

تُصنع أسطوانات الغاز الفولاذية غير الملحومة باستخدام قضبان فولاذية عالية الجودة أو أنابيب فولاذية غير ملحومة كمواد خام أساسية، من خلال عمليات الختم والتمدد أو الغزل الساخن والإغلاق من الأسفل. مادة هيكل الأسطوانة هي الفولاذ المُصهر في أفران الموقد المفتوح الأساسية، أو الأفران الكهربائية، أو المحولات القاعدية المنفوخة بالأكسجين. تشمل المواد الشائعة الفولاذ الكربوني عالي الجودة، وفولاذ المنغنيز، وفولاذ الكروم والموليبدينوم، وسبائك فولاذية خاصة أخرى. تتميز هذه المواد بأداء ممتاز في تحمل الضغط واستقرار هيكلي.

بفضل مقاومتها الموثوقة للضغط، تُستخدم أسطوانات الغاز الفولاذية غير الملحومة بشكل أساسي لاحتواء الغازات الدائمة (أي الغازات المضغوطة) والغازات المسالة عالية الضغط، وتُطبق على نطاق واسع في مجالات مثل الإنتاج الصناعي وإمدادات الطاقة.

2. أسطوانات الغاز الملحومة بالفولاذ

تستخدم أسطوانات الغاز الملحومة بالفولاذ صفائح فولاذية كمواد خام، تُشكل بالختم ثم تُصنع من خلال عمليات اللحام باللف. كما أن مادة هيكل الأسطوانة ومكوناتها الحاملة للضغط هي الفولاذ المُصهور، والذي يحتاج إلى صهر ومعالجته في أفران الموقد المفتوح، أو الأفران الكهربائية، أو محولات الأكسجين. يجب أن تتمتع المواد الأساسية بقابلية تشكيل ختم جيدة وتوافق جيد مع اللحام لضمان أداء الختم والمتانة الهيكلية للوصلات الملحومة.

بالمقارنة مع أسطوانات الغاز الفولاذية غير الملحومة، تتميز بمقاومة ضغط منخفضة نسبيًا. وهي مناسبة بشكل رئيسي لاحتواء الغازات المسالة منخفضة الضغط، وتُستخدم عادةً في مجالات مثل إمدادات الغاز المدنية وإمدادات الغاز الصناعية الصغيرة.

3. أسطوانات غاز من ألياف زجاجية ملفوفة بخيوط

تعتمد أسطوانات الغاز المصنوعة من الألياف الزجاجية الملفوفة بخيوط (بعضها مُقوّى بألياف الكربون) على تصميم هيكل مُركّب. عادةً ما تستخدم أسطوانة داخلية من الألومنيوم كطبقة لضمان إحكام الهواء، بينما يُغلّف الجزء الخارجي بألياف زجاجية ومادة لاصقة لتشكيل طبقة تقوية تتحمل الضغط. تتحمل الأسطوانة الخارجية الملفوفة قوة تحمل الضغط بشكل رئيسي. يمنحها هذا الهيكل المُركّب أداءً ممتازًا في العزل الحراري وخفة الوزن، مما يُحسّن بشكل كبير من سهولة الحمل أثناء الاستخدام.

يُستخدم هذا النوع من أسطوانات الغاز غالبًا لاحتواء الهواء المضغوط لأغراض التنفس، وخاصةً في حالات الطوارئ مثل الإنقاذ من الحرائق، والعمل في المناطق السامة والضارة، والبناء في بيئات تعاني من نقص الأكسجين. يحملها العاملون على ظهورهم، وتُستخدم مع أقنعة التنفس. من حيث معايير المواصفات، عادةً ما يكون حجمها صغيرًا، ويتراوح عادةً بين لتر واحد وعشرة لترات، وضغط النفخ مرتفع نسبيًا، يتراوح غالبًا بين 15 و30 ميجا باسكال، لتلبية احتياجات إمدادات الغاز للعمليات طويلة الأمد.