شرح مفصل لتصنيف المواد المستخدمة في أسطوانات الغاز غير الملحومة

استنادًا إلى اختلاف مواد التصنيع، يمكن تقسيم أسطوانات الغاز غير الملحومة إلى الأنواع الرئيسية التالية. توجد اختلافات كبيرة بين أنواع الأسطوانات المختلفة من حيث عمليات التصنيع وخصائص المواد وسيناريوهات الاستخدام. التصنيف المحدد كما يلي:

1. أسطوانات غاز فولاذية غير ملحومة

تُصنع أسطوانات الغاز الفولاذية غير الملحومة باستخدام سبائك فولاذية عالية الجودة أو أنابيب فولاذية غير ملحومة كمواد خام أساسية، وذلك من خلال عمليات التشكيل والتمديد أو عمليات التشكيل بالغزل الساخن وإغلاق القاعدة. أما مادة جسم الأسطوانة فهي فولاذ مُقسّى يُصهر في أفران مفتوحة تقليدية، أو أفران كهربائية، أو محولات حرارية تعمل بالأكسجين. تشمل المواد الشائعة الفولاذ الكربوني عالي الجودة، وفولاذ المنغنيز، وفولاذ الكروم والموليبدينوم، وأنواع أخرى من سبائك الفولاذ الخاصة. تتميز هذه المواد بقدرة تحمل ضغط ممتازة واستقرار هيكلي عالٍ.

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

2. أسطوانات غاز ملحومة من الفولاذ

تستخدم أسطوانات الغاز الملحومة المصنوعة من الفولاذ صفائح فولاذية كمواد خام، تُشكّل بالضغط ثم تُصنّع من خلال عمليات اللحام بالدرفلة. كما تُصنع مادة جسم الأسطوانة ومكونات تحمل الضغط من الفولاذ المُعالَج حرارياً، والذي يحتاج إلى الصهر والمعالجة في أفران مفتوحة أو أفران كهربائية أو محولات أكسجين. يجب أن تتمتع المواد الأساسية بقابلية تشكيل جيدة بالضغط وتوافق جيد مع اللحام لضمان أداء منع التسرب وقوة البنية للوصلات الملحومة.

بالمقارنة مع أسطوانات الغاز الفولاذية غير الملحومة، فإن مستوى مقاومتها للضغط أقل نسبيًا. وهي مناسبة بشكل أساسي لاحتواء الغازات المسالة ذات الضغط المنخفض، وتُستخدم عادةً في تطبيقات مثل إمدادات الغاز المدنية وإمدادات الغاز الصناعية الصغيرة.

3. أسطوانات غاز من الألياف الزجاجية الملفوفة بالخيوط

تعتمد أسطوانات الغاز المصنوعة من الألياف الزجاجية الملفوفة (بعضها مدعم بألياف الكربون) تصميمًا هيكليًا مركبًا. تستخدم هذه الأسطوانات عادةً أسطوانة داخلية من الألومنيوم كطبقة مانعة لتسرب الهواء، بينما يُلف الجزء الخارجي بألياف زجاجية ومادة لاصقة لتشكيل طبقة تقوية تتحمل الضغط. وتتحمل الأسطوانة الخارجية الملفوفة معظم قوة الضغط. يمنحها هذا الهيكل المركب أداءً ممتازًا في العزل الحراري وخفة الوزن، مما يُحسّن بشكل ملحوظ سهولة نقلها أثناء الاستخدام.

يُستخدم هذا النوع من أسطوانات الغاز في الغالب لتخزين الهواء المضغوط لأغراض التنفس، ويُستخدم بشكل أساسي في عمليات الإنقاذ من الحرائق، والعمل في المناطق الخطرة والسامة، والبناء في بيئات تفتقر إلى الأكسجين. يحملها المشغلون على ظهورهم ويستخدمونها مع أقنعة التنفس. أما من حيث المواصفات، فحجمها عادةً ما يكون صغيرًا، ويتراوح عمومًا بين 1 و10 لترات، وضغط نفخها مرتفع نسبيًا، ويتراوح غالبًا بين 15 و30 ميجا باسكال، لتلبية احتياجات إمدادات الغاز للعمليات طويلة الأمد.