تتحكم الأنابيب الشعرية في كمية غاز التبريد التي تتدفق عبر النظام بسبب قطرها الداخلي الصغير للغاية، والذي يتراوح عادةً بين نصف ملليمتر وملليمترين. عندما يخرج غاز التبريد الساخن والمحمل بالضغط من المكثف ويمر عبر هذه الأنابيب الدقيقة، يحدث احتكاك كبير يؤدي إلى خفض الضغط بنسبة تصل إلى 85٪، وفقًا لأبحاث Ponemon لعام 2023. يؤدي الانخفاض المفاجئ في الضغط إلى تمدد سريع لغاز التبريد، مما يجعله أبرد خلال هذه العملية، حتى يصبح خليطًا بارداً من السائل والبخار قبل أن يصل إلى ملف التبخير حيث تتم عملية التبريد الرئيسية.
تستخدم الأنابيب الشعرية في حوالي 89 في المائة من وحدات تكييف الهواء المنزلية كجهازات توسيع فتحة ثابتة، تحل محل تلك الصمامات الميكانيكية المعقدة التي نراها في أماكن أخرى (وفقا لبيانات ASHRAE من 2023). هذه الأنابيب الصغيرة عادة ما تكون مصنوعة من النحاس أو مواد الفولاذ المقاوم للصدأ. يساعدون في تنظيم كمية المبردات التي تدفق إلى قسم التبخر، مما يحسن في النهاية مدى امتصاص النظام للحرارة من الهواء الداخلي. لماذا أصبحت هذه المكونات منتشرة؟ تصميم بسيط جنبا إلى جنب مع الأداء الموثوق به يجعلها مثالية لعمليات التصنيع على نطاق واسع. وخاصة بالنسبة للمصنعين الذين يستهدفون المستهلكين الذين يحتاجون إلى حلول تبريد موثوقة دون كسر البنك في مرافق إنتاج أنابيب الشعيرات التيار المتردد في جميع أنحاء البلاد.
يتم تحديد تنظيم التدفق من قبل ثلاثة عوامل رئيسية:
أثبتت تصميمات الأنبوب الشعري المحسّنة تحسينًا بنسبة 12–15% في تصنيفات SEER لأنظمة التكييف العاكس من خلال تدفق مستقر للسائل المبرّد، وفقًا لدراسات حديثة تحسينات في تصميم أنظمة التدفئة والتبريد .
تلعب المعادن التي تقاوم التآكل دوراً حاسماً عندما تحتاج المواد إلى تحمل تغيرات درجات الحرارة المتكررة والمواد الكيميائية القاسية على مدى الزمن. لا تزال وحدات تكييف الهواء تعتمد على النحاس في مكوناتها الداخلية، حيث تستخدم حوالي ثلاثة أرباع أنظمة التكييف النحاس لأنه يوصّل الحرارة بشكل جيد للغاية ويمكن تشكيله بسهولة أثناء عملية التصنيع وفقاً للبيانات الصادرة عن صناعة التدفئة وتكييف الهواء (HVAC) لعام 2023. أما بالنسبة لأنظمة التبريد التي تتعامل مع الأمونيا بشكل خاص، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ يصبح المادة المفضلة للاستخدام نظراً لقدرته الأفضل على مقاومة التأثيرات المسببة للتآكل. تجد سبائك النحاس الأصفر تطبيقاتها في ظروف ضغط منخفضة معينة حيث قد لا تكون المواد الأخرى فعّالة بنفس القدر، على الرغم من أن هذه الاستخدامات تميل إلى أن تكون متخصصة جداً داخل الصناعة.
يتم إنتاج أنابيب النحاس الملساء من خلال عمليات سحب باردة تحقق تحملًا أبعاديًا بنسبة 0.5%. يقوم قياس الأشعة السينية عبر الإنترنت بمراقبة سمك الجدار أثناء عملية السحب، ويحافظ على توحيد السمك ضمن ±0.01 مم، وهو ما يُعد ضروريًا لقياس دقيق لكمية غاز التبريد في أنظمة التكييف الدقيقة.
نحاس الإلكتروليت من النوع (ETP) يحتوي على نسبة محتوى أكسجين تصل إلى ≤0.04% لمنع هشاشة الهيدروجين أثناء عملية اللحام. وبعد عملية التلدين، تستهدف الوصول إلى صلادة 65 HRB على مقياس روكويل B، لتحقيق توازن بين القابلية للتشكلية ومقاومة الضغط. وتفحص أنظمة الرؤية الآلية جميع الأنابيب للتأكد من مطابقتها لتحملات قطر ASME B36.19M قبل الشحن.
تستخدم مصانع أنابيب الشعرية التكيفية سحبًا باردًا متعدد المراحل للوصول إلى قطر 0.5 مم بدقة ±0.01 مم. يتم تقليل خامات النحاس عبر 6 إلى 12 مرحلة باستخدام قوالب كربيد التنجستن، مما يضمن سمكًا موحدًا للجدران. أنظمة قياس الليزر في الوقت الفعلي تحافظ على الثبات الأبعادي أثناء عمليات الإنتاج عالية السرعة التي تتجاوز 25 متر/دقيقة.
تقلل هندسة القوالب المثلى (بزاوية دخول تتراوح بين 12° و16°) ومحاليل التزييت من حمض الأوكساليك والصابون من قوة الاحتكاك الناتجة عن عملية السحب بنسبة 38% مقارنة بالبدائل النفطية (TheZebra.org 2021). تتبع سلسلة تدريجية للقوالب تحقق نسب سحب تتراوح بين 1.15 و1.35 لكل مرحلة سحب، مما يسمح بتحقيق نسبة تقلص إجمالية تصل إلى 75% في المساحة المقطعية دون إحداث عيوب في المادة.
تتعرض الأنابيب النحاسية لعملية تلدين دفعية عند درجات حرارة تتراوح بين 450–550 درجة مئوية في أفران متحكم في الغاز المحيط بها (النتروجين) بين مراحل الرسم. تُعيد هذه العملية استطالة المادة (≥35%) وتحقن إعادة التبلور الكامل خلال 90 دقيقة. ويتم التحقق من سلامة البنية المجهرية بواسطة تحليل المعادن قبل إجراء أي عمليات معالجة إضافية.
تقوم ماكينات القطع ذات التحكم العددي (CNC) بقطع الأنابيب إلى أطوال تتراوح بين 1.5–6 أمتار بدقة ± 2 مم وبسرعة تصل إلى 30 متر/دقيقة. أما أنظمة اللف المؤازرة فتنتج لفات تزن ما بين 150–300 كجم مع الحفاظ على ثبات القطر الداخلي لللفة بدقة 0.5 مم. وتمنع طبقات الفواصل البوليمرية التالفة السطحية أثناء المناورة والنقل.
تؤثر جودة السطح بشكل مباشر على تدفق غاز التبريد وموثوقية النظام. يقلل إنهاء داخلي ناعم (أقل من 0.8 µm Ra ( من الاضطراب في التدفق ويمنع تراكم الجسيمات التي قد تؤدي إلى انسدادات دقيقة. قد تؤدي العيوب السطحية التي تتجاوز 5% من سمك الجدار قد تقلل من سعة التبريد بنسبة 12–18% (مجلة تقنية تكييف الهواء، 2023)، مما يبرز الحاجة إلى ضوابط تصنيع صارمة.
بعد عملية السحب، تمر الأنابيب بعملية تخليل باستخدام حمض النيتريك لإزالة طبقات الأكاسيد، تليها عملية شطف ثلاثية المراحل بماء منزوع الأيونات لإزالة المواد الكيميائية المتبقية. وتُجفف الأنابيب باستخدام سكاكين هوائية عالية السرعة عند 65–80°م ، مما يقلل محتوى الرطوبة إلى أقل من 50 جزء في المليون — وهي خطوة حاسمة في منع التآكل الداخلي.
تتم عملية التغليف النهائي في غرف نظيفة من الفئة ISO Class 5، حيث تُغلق الأنابيب في حاويات مملوءة بالنيتروجين لمنع الأكسدة. وتحد الأنظمة الآلية من الاتصال البشري، بينما تتحقق أجهزة العد الليزري للجسيمات من نظافة المنتج وفقًا لمعيار MIL-STD-1246E. تحتفظ المرافق من الطراز الأوّل بمستويات تلوث لا تتجاوز 10 جسيمات/سم² للجزيئات الأكبر من 0.5 ميكرومتر.
يتم اختبار كل أنبوب بضغط يساوي 2.5× ضغط التشغيل (عادةً ما يتراوح بين 500–800 رطلاً لكل بوصة مربعة) لمدة 10–15 دقيقة لتأكيد سلامة التركيب. يكشف هذا الاختبار الهيدروستاتيكي عن تسرب دقيق يصل إلى 0.003 مم ويضمن الموثوقية تحت ضغوط التبريد الواقعية، وفقًا لإرشادات ASHRAE لعام 2024.
تؤكد ميكرومترات الليزر وأجهزة قياس السماكة فوق الصوتية القطر الخارجي بدقة ±0.01 مم وسمك الجدار بدقة ±5%. تُراقب هذه القياسات في الوقت الفعلي، ويتم رفض الوحدات غير المطابقة تلقائيًا لضمان الامتثال لمعايير ASTM B280.
تخضع اختبارات الحياة المُسرَّعة إلى 15 سنة من الخدمة عبر 50,000 دورة ضغط (50–300 رطل/بوصة مربعة) وصدمات حرارية تتراوح بين -40°م و 120°م. وللاستحقاق ضمن تغطية الضمان، يجب أن تحتفظ الأنابيب بـ 95% على الأقل من قوتها الابتدائي على الانفجار (≥1,200 رطل/بوصة مربعة) بعد الاختبار.
يتم وضع علامة على كل أنبوب بواسطة رمز منقوش بالليزر يتيح تتبعًا كاملًا حتى المواد الخام وعناصر العملية والسجلات الفاحصة، ويدعم متطلبات التدقيق لمدة 10 سنوات.
تُستخدم الأنابيب الشعرية بشكل متزايد في المضخات الحرارية التي تعمل بالانفرتر هذه الأيام، خاصةً مع حاجة الشركات المصنعة إلى مكونات تُحقق أداءً موثوقًا تحت ظروف ضغط متغيرة تتجاوز متطلبات الأنظمة المنقسمة التقليدية. ولقد دفع الاتجاه نحو بدائل أكثر صداقة للبيئة مثل غاز التبريد R-290 العديد من أصحاب المصانع إلى إعادة النظر في عملياتهم الإنتاجية. وحوالي 42 بالمائة من الشركات التي تُنتج الأنابيب الشعرية للتكييف قاموا بتحديث عمليات إنتاجهم منذ بداية العام الماضي. وتتركز هذه التحسينات على منع المشاكل المتعلقة بالهشاشة الناتجة عن الهيدروجين مع مواكبة متطلبات السلامة الجديدة التي تتطور باستمرار في هذا القطاع.
تقوم الأنابيب الشعرية بشكل أساسي بوظيفة أجهزة توسيع ذات فتحة ثابتة، حيث تنظم تدفق غاز التبريد إلى قسم المبخر لتعزيز امتصاص الحرارة من هواء الغرفة.
يُستخدم النحاس بشكل شائع نظرًا لموصلته الحرارية الممتازة وسهولة تشكيله، مما يجعله مناسبًا لمكونات تكييف الهواء عالية الجودة.
يتم التحكم في انخفاض الضغط من خلال هندسة الأنبوب وطوله وخصائص الغاز المبرد، والتي تؤثر على مقاومة التدفق والفرق في الضغط.
تحدد المعيار ASTM B280 استخدام نحاس نقي بنسبة 99.9%، مما يضمن التوافق مع الغازات المبردة الحديثة وتحدد خصائص أساسية مثل مقاومة الشد ونسبة التلوث بالأكاسيد.
EN
أخبار ساخنة