خيوط الأنابيب: عملية أساسية لأنظمة توصيل الأنابيب الفولاذية

التعريف والمفهوم الأساسي

يعد توThread الأنبوب عملية ميكانيكية تُنشئ نتوءات حلزونية (خيوط) على الأسطح الداخلية أو الخارجية للأنابيب والتجهيزات لتمكين الروابط الميكانيكية الآمنة. تقوم هذه العملية بتحويل الأسطح الأنبوبية الناعمة إلى مكونات ذات خيوط يمكن الانضمام إليها دون الحاجة إلى اللحام أو طرق الربط الدائمة الأخرى. يعد توThread الأنبوب أساسياً في أنظمة نقل السوائل، مما يسمح بإنشاء وصلات محكمة الضغط وقابلة للفك في شبكات الأنابيب.

في سياق أوسع للمعادن، يمثل توThread الأنبوب تقاطعًا بين المعالجة الميكانيكية، وهندسة السطح، والتصميم الوظيفي. يُظهر كيف أن التعديل الميكانيكي لأسطح المعادن ينشئ ميزات وظيفية تحافظ على سلامة الهيكل بينما تتيح تجميع النظام وتفكيكه. تكمن العملية في تجسير تكنولوجيا التصنيع مع علم المواد، حيث يعتمد أداء الخيط على الخصائص الميكانيكية للفولاذ، وخصائص السطح، واستقرار الأبعاد.

الطبيعة الفيزيائية والأساس النظري

الآلية الفيزيائية

على المستوى المجهري، ينطوي توThread الأنبوب على تشوه بلاستيكي متحكم فيه لسطح الفولاذ. تعمل عملية الخيط على إزاحة المادة من خلال عمليات القطع أو التشكيل، مما يخلق أنماط إجهاد داخل البنية المجهرية بالقرب من جذر الخيوط وجوانبها. يؤدي هذا التشوه المحلي إلى تغيير بنية الحبة في المناطق المتأثرة، مما قد يُدخل آثار تقسية العمل التي يمكن أن تقوي المنطقة المخيطة.

تعمل عمليات قطع الخيط على قطع الحبيبات المعدنية وإنشاء أسطح جديدة، بينما تضغط عمليات تشكيل الخيط (الدرفلة) وتعيد توجيه تدفق الحبيبات دون إزالة المادة. تعتمد سلامة شكل الخيط الناتج على قدرة الفولاذ على الحفاظ على استقرار الأبعاد أثناء الضغوط القصية المفروضة أثناء توThread ومن ثم عزم التجميع.

النماذج النظرية

تستند النموذج النظري الأساسي لتThreads الأنبوب إلى هندسة الحلزون المركب مع ميكانيكا الاتصال الميكانيكي. يوفر معيار الخيط الموحد ومعايير الخيط المترية ISO الأساس الرياضي لأشكال الخيوط. تطورت هذه النماذج من عمل توحيد جوزيف ويتورث في الأربعينيات القرن التاسع عشر، والتعديلات اللاحقة من قبل ويليام سيلرز في الستينيات.

عالج نموذج الخيط التقليدي الخيوط كأشكال هندسية مثالية، لكن الأساليب الحديثة تعكس نظرية التشوه المرن البلاستيكي للتنبؤ بسلوك الخيط تحت الحمل. تأخذ نماذج تحليل العناصر المحدودة (FEA) الآن في الاعتبار تركيزات الإجهاد عند جذور الخيوط وتوزيع الحمل عبر الخيوط المتصلة. تتنبأ هذه النماذج المتقدمة بأداء الخيوط بشكل أفضل تحت ظروف التحميل المختلفة مقارنة بالأساليب المبسطة السابقة التي عالجت الخيوط كإسافائل منحدرة بسيطة.

أساس علم المواد

يرتبط أداء الخيط ارتباطًا مباشرًا ببنية الكريستال وحدود الحبيبات للفولاذ. توفر الهياكل الكريستالية المتمركزة في الجسم (BCC) في الفولاذ الفيريتي خصائص مختلفة لتThreads مقارنة بالهياكل المتمركزة في الوجه (FCC) في الفولاذ الأوستنيتي. تؤثر حدود الحبيبات على كيفية استجابة المادة لقوى القص أثناء عمليات التThreads.

تحدد البنية المجهرية للفولاذ قابليته للمعالجة، وجودة الخيوط، وسعة التحميل. تنتج الهياكل ذات الحبيبات الأصغر عمومًا أسطح خيط أكثر سلاسة مع مقاومة أفضل للتعب. قد تسهل الهياكل الخشنة عملية المعالجة ولكن يمكن أن تؤدي إلى أشكال خيوط أكثر خشونة مع نقاط تركيز إجهاد محتملة.

يرتبط توThread الأنبوب بمبادئ علم المواد الأساسية من خلال تقسية الشد، وحساسية الشقوق، ومفاهيم سلامة السطح. يمثل جذر الخيط عامل تركيز الإجهاد الذي يجب إدارتها من خلال التصميم الصحيح للخيط واختيار المواد لمنع الفشل المبكر تحت ظروف التحميل الدوري.

التعبير الرياضي وطرق الحساب

صيغة التعريف الأساسية

المعادلة الأساسية لقطر الخطوة للخيوط الأنبوبية هي:

$$E = D - 0.6495 \times p$$

حيث:
- $E$ = قطر الخطوة (القطر الفعال)
- $D$ = القطر الرئيسي (القطر الخارجي)
- $p$ = خطوة الخيط (المسافة بين الخيوط المتجاورة)

صيغ الحساب ذات الصلة

يتم حساب عمق الخيط لشكل خيط قياسي بزاوية 60 درجة كما يلي:

$$h = 0.866 \times p$$

حيث:
- $h$ = عمق الخيط
- $p$ = خطوة الخيط

يمكن حساب طول التداخل المطلوب لقوة خيط مناسبة كما يلي:

$$L = \frac{F \times S_f}{π \times E \times S_y \times 0.75}$$

حيث:
- $L$ = الحد الأدنى لطول التداخل
- $F$ = القوة المحورية المطبقة
- $S_f$ = عامل الأمان
- $E$ = قطر الخطوة
- $S_y$ = حد الخضوع للمادة
- 0.75 = عامل كفاءة قوة الخيط

الشروط المحددة والقيود

تنطبق هذه الصيغ على خيوط الأنبوب القياسية ذات زوايا الخيط 60 درجة وجذور وقمم مدورة. تفترض هذه الصيغ خصائص مواد متجانسة عبر قسم الخيوط ولا تأخذ في الاعتبار ظروف التحميل الديناميكي.

تقل دقة الحسابات بالنسبة لخيوط الأنابيب المخروطية حيث يتغير القطر على طول طول الخيط. لم يتم تضمين تأثير درجات الحرارة على أبعاد الخيوط في هذه الصيغ الأساسية، مما يتطلب حسابات إضافية للتوسع الحراري لتطبيقات الحرارة العالية.

تفرض هذه النماذج سلوك مواد مرنة وقد لا تتنبأ بدقة بالأداء عند حدوث تشوه بلاستيكي عند جذور الخيوط تحت الأحمال العالية.

طرق القياس والتوصيف

مواصفات الاختبار القياسية

تغطي ASME B1.20.1 خيوط NPT (خيوط الأنبوب الوطنية المائلة)، مع تحديد الأبعاد، والتسامحات، وطرق القياس لخيوط الأنابيب المخروطية في أمريكا الشمالية.

تحدد ISO 228 الخيوط الأنبوبية المتوازية (المستقيمة) التي تختم من خلال حشوات أو وسائل أخرى بدلاً من تداخل الخيوط.

تحدد ASME B1.20.3 المعايير لخيوط الأنبوب الجاف، والتي تتضمن ميزات خاصة لتحسين الختم بدون مادة مانعة للتسرب.

يوفر API 5B مواصفات لتكنولوجيا الخيوط، والقياس، والفحص لخيوط الصناديق، والأنابيب، والخطوط لصناعات النفط والغاز الطبيعي.

معدات الاختبار والمبادئ

تتحقق قياسات الخيط (مقاييس التوصيل والمقاييس الدائرية) من أبعاد الخيوط من خلال الاتصال الميكانيكي المباشر. تؤكد هذه الأدوات الدقيقة القطر الصحيح، والمسمار، والبروفايل.

تقوم المقارنات البصرية بعرض أشكال الخيوط المتضخمة على الشاشة للمقارنة مع القوالب القياسية. يتيح هذه الطريقة غير التلامسية إجراء تفتيش مفصل لشكل الخيط وجودة السطح.

توفر آلات القياس بالإحداثيات (CMMs) قياسات ثلاثية الأبعاد دقيقة لمعايار الخيوط. يمكن أن تخطط هذه الأنظمة المدارة بواسطة الكمبيوتر لملفات خيط كاملة بدقة ميكرونية.

تقيس مقاييس الخيوط قطر الخطوة مع منصات خاصة تتواصل مع جوانب الخيوط. توفر هذه الأدوات تحققًا سريعًا من الأبعاد الحرجة للخيوط.

متطلبات العينة

يجب أن تكون عينات الأنابيب القياسية نظيفة وخالية من المسامير، مع نهايات مقطوعة بشكل مربع على محور الأنبوب. عادةً ما يتطلب تحضير السطح إزالة المسامير وأحيانًا إزالة الدهون بشكل خفيف لضمان قياس دقيق.

يجب أن تكون عينات الخيوط في درجة حرارة مرجعية قياسية (عادةً 20°C/68°F) لتجنب تأثيرات التمدد الحراري على القياسات. قد يتطلب التوازن الحراري فترات تكييف قبل القياس.

لإجراء الفحص المعدني لأقسام الخيط، يجب قطع العينات بعناية لتجنب تلف بروفايل الخيط. تتبع إجراءات التركيب، والتلميع، والجلخ تقنيات التحضير الميتالوجرافي القياسية.

معلمات الاختبار

تُجرى الاختبارات القياسية في درجة حرارة الغرفة (20 درجة مئوية ± 3 درجة مئوية) وفي ضغط جوي عادي. قد يكون من الضروري التحكم في الرطوبة للحصول على قياسات عالية الدقة.

يتطلب تطبيق مقاييس الخيوط توتراً محكومًا لضمان تداخل ثابت دون تشوه. يستخدم عادةً تداخل مشدود بين 1-5 نيوتن متر اعتمادًا على حجم الخيط.

تستخدم اختبارات التسرب للوصلات المخيطة عادةً ضغوط تتراوح بين 1.5 إلى 2 مرات من ضغط العمل المقدّر للوصلة، مع أوقات احتفاظ تتراوح بين 5-15 دقيقة.

معالجة البيانات

تُجمع بيانات قياس الخيوط عادةً على شكل انحرافات أبعاد من القيم الاسمية. تشمل هذه القياسات قطر الخطوة، والمسمار، وزاوية الجوانب، ونصف قطر الجذر.

تحدد طرق التحكم في العمليات الإحصائية نطاقات التباين المقبولة، مستخدمة عادةً قيم Cpk 1.33 أو أكبر لأبعاد الخيوط الحرجة. تراقب المخططات البيانية استقرار عملية توThread على مدار الوقت.

يجمع التقييم النهائي لجودة الخيوط بين القياسات البعدية ونتائج الفحص البصري وبيانات الاختبار الوظيفي لتحديد القبول.

نطاقات القيم النموذجية

تصنيف الفولاذ	نطاق القيمة النموذجي (قوة الخيط)	ظروف الاختبار	المعيار المرجعي
فولاذ الكربون (A53)	60-70% من قوة جسم الأنبوب	درجة حرارة الغرفة، حمل ثابت	ASME B1.20.1
فولاذ غير قابل للصدأ (304/316)	55-65% من قوة جسم الأنبوب	درجة حرارة الغرفة، حمل ثابت	ASME B1.20.1
كروم-مولي (A335 P11/P22)	65-75% من قوة جسم الأنبوب	درجة حرارة مرتفعة (350°م)	ASME B31.3
API 5L Line Pipe	80-95% من قوة جسم الأنبوب	درجة حرارة الغرفة، حمل ثابت	API 5B

تختلف قوة الخيط بشكل كبير مع شكل الخيط، وطول التداخل، وجودة التصنيع. تحقق الخيوط المخروطية عمومًا كفاءة أعلى في القوة مقارنة بالخيوط المستقيمة بفضل توزيع أفضل للحمل.

تمثل هذه القيم الخيوط المصنوعة بشكل صحيح ذات أطوال تداخل قياسية. يمكن أن يؤدي تقليل التداخل أو العيوب في التصنيع إلى تقليل القيم القوية بشكل كبير. تصبح تأثيرات درجة الحرارة مهمة فوق 200 درجة مئوية، حيث تبدأ آليات الزحف في التأثير على أداء الخيط.

تحليل تطبيقات الهندسة

اعتبارات التصميم

عادةً ما يستخدم المهندسون عوامل الأمان بين 2.0 إلى 4.0 عند تصميم الوصلات المخيطة، اعتمادًا على مدى حرج التطبيق. تنطبق عوامل أعلى على ظروف التحميل الديناميكي أو حيث تكون عواقب الفشل شديدة.

توازن اختيار الخيط بين متطلبات الختم، وسعة الضغط، واحتياجات التجميع/التفكيك، والاعتبارات المالية. توفر الخيوط المخروطية قدرات ختم ذاتية لكن تحتاج إلى تصنيع أكثر دقة مقارنة بالخيوط المستقيمة مع عناصر ختم منفصلة.

يجب أن يأخذ اختيار المواد للمكونات المخيطة في الاعتبار ليس فقط القوة ولكن أيضًا مقاومة التآكل، خاصة للفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك أخرى معرضة لتجمد الخيوط. قد تكون معالجة السطح أو الزيوت ضرورية لضمان التجميع والتفكيك الموثوقين.

المجالات الرئيسة للتطبيق

تعتمد أنظمة نقل النفط والغاز بشدة على الوصلات الأنبوبية المخيطة، خاصة في تجميعات رأس البئر وأنظمة التجميع. تتطلب هذه التطبيقات وصلات تحافظ على سلامتها تحت ضغط عالٍ، وتغيير درجة الحرارة، وتعريضها للسوائل المسببة للتآكل.

تمثل أنظمة السباكة للبناء منطقة تطبيق ذات حجم عالٍ بمختلف المتطلبات، مركزًا على فعالية التكلفة وسهولة التركيب. تعمل هذه الأنظمة عادةً تحت ضغط أقل ولكن يجب أن تحافظ على أداء خالٍ من التسرب لعقود مع صيانة بسيطة.

تستخدم أنظمة الأنابيب الصناعية أشكال خيوط متخصصة لأماكن معينة، مثل الخيوط الصحية في معالجة الطعام أو الخيوط ذات الضغط العالي في الأنظمة الهيدروليكية. يوازن كل تطبيق بين سعة الضغط، واحتياجات التفكيك، والقيود الفريدة للنظام.

مساومات الأداء

يقدم عمق الخيط مقايضة مع قوة جدار الأنبوب، حيث توفر الخيوط الأعمق تداخلًا أفضل ولكن تقلل من سماكة الجدار الفعالة. تصبح هذه المسألة حرجة بشكل خاص في التطبيقات ذات الضغط العالي حيث يقترب إجهاد الجدار بالفعل من حدود المادة.

توازن خطوة الخيط بين القدرة على الختم وكفاءة التجميع. توفر الخيوط الدقيقة ختم ضغط أفضل ولكنها تحتاج إلى مزيد من لفات التجميع، بينما تقوم الخيوط الخشنة بالتجميع بسرعة ولكن قد يكون لديها سعة ضغط أقل.

يجب على المهندسين التوازن بين التعديلات على تآكل الخيط وبين تداخل الخيط، خاصة في البيئات العدائية. يمكن أن تعقد إضافة سماكة المادة لحماية الاهتراء العمليات المخيطة وتغير التداخل الفعال للخيط.

تحليل الفشل

يعد التقاطع الخيطي نمط فشل شائع حيث يتم تداخل الخيوط بشكل غير صحيح أثناء التجميع. يدمر ذلك شكل الخيط، ويخلق مسارات تسرب، ويقلل بشكل كبير من قوة الاتصال. يتطلب الوقاية محاذاة صحيحة أثناء التداخل الأول وتقنيات تجميع مناسبة.

عادةً ما يبدأ فشل التعب عند جذور الخيوط حيث يكون تركيز الإجهاد هو الأعلى. تتقدم عملية الفشل عبر بدء الشقوق، وانتشارها عبر شكل الخيط، والانفصال الكامل النهائي. يمكن أن يقلل تحسين بروفيلات جذور الخيط وتطبيق عزم صحيح من هذه المخاطر.

يحدث الفشل الناتج عن الالتصاق عندما تتعرض أسطح الخيط لحام موضعي وتمزق أثناء التجميع، خاصة مع الفولاذ المقاوم للصدأ ومواد أخرى معرضة لذلك. يمكن أن تقلل معالجة السطح، والزيوت المناسبة، وسرعات التجميع المتحكم فيها من ميل الالتصاق.

العوامل المؤثرة وطرق التحكم

تأثير التركيب الكيميائي

يؤثر محتوى الكربون بشكل كبير على أداء الخيط، حيث توفر الفولاذات ذات الكربون المتوسط (0.30-0.45% C) توازنًا مثاليًا بين القوة وقابلية المعالجة. تزيد محتويات الكربون العالية من قوة الخيط ولكن تزيد من صعوبة القطع وميل الالتصاق.

تحسن الإضافات من الكبريت (0.10-0.30%) بشكل كبير من قابلية المعالجة في الفولاذات سهلة القطع، مما يسمح بسرعات خيط أعلى وتشطيب أفضل للسطح. ومع ذلك، فإن هذه الإضافات تقلل من الأداء عند درجات الحرارة العالية ويمكن أن تؤثر على مقاومة التآكل.

يجب التحكم في محتوى الفوسفور بعناية، حيث يمكن أن تؤدي المستويات التي تتجاوز 0.04% إلى تهيؤ الهشاشة عند جذور الخيوط، خاصة في البيئات الباردة أو تحت ظروف الحمل الصادم.

تأثير البنية المجهرية

تنتج البنيات المجهرية ذات الحبيبات الدقيقة عمومًا أسطح خيط أكثر سلاسة ومقاومة أفضل للتعب. عادةً ما توفر أرقام حجم الحبة ASTM 5-8 الأداء المثالي للتThreads لمعظم درجات الفولاذ.

يؤثر توزيع الطور على العمليات الخيطية وأداء الخيوط. تTHREAD الأشكال العادية ذات التوزيعات المتجانسة من الفيريتي-اللؤلؤي عموماً بطريقتها أكثر اتساقًا مما تفعل الهياكل المعالجة بالمعالجة المائية بإضافات المارتنزيت-باينيت.

يمكن أن تخلق الإدخالات غير المعدنية، وخاصة الكبريتات المنغنيزية الممتدة، تجويفات في أشكال الخيوط. تعتبر هذه التجويفات عوامل تركيز الإجهاد ومسارات تسرب محتملة في التطبيقات التي تحتوي على ضغط.

تأثير المعالجة

يؤثر المعالجة الحرارية بشكل كبير على أداء الخيط. يسهل معالجة المواد المتعادلة توThread ولكن تنتج اتصالات ذات قوة أقل، بينما توفر المواد المعالجة بالسحق والقابلية أقوى خيوط ولكن تحتاج إلى أدوات قطع أكثر قوة.

تعمل عمليات السحب الباردة على تنظيم هيكل الحبة وتصلب السطح، مما يحسن جودة قطع الخيط ولكن قد يزيد من تآكل الأدوات. يمكن أن تؤثر الخصائص الاتجاهية الناتجة على قوة الخيط في اتجاهات تحميل مختلفة.

يجب التحكم في معدلات التبريد أثناء المعالجة الحرارية بعد توThread لمنع تشوه قد يؤثر على ملاءمة الخيط وقدرته على الختم. تعتبر التبريد البطيء والمتجانس مهمة بشكل خاص للمكونات المخيطة ذات القطر الكبير والجدران الرقيقة.

العوامل البيئية

يؤثر درجة حرارة التشغيل بشكل كبير على أداء الاتصال المخيط. تقلل درجات الحرارة المرتفعة من قوة المادة ويمكن أن تؤدي إلى استرخاء قوى الحمولة، في حين أن درجات الحرارة المنخفضة جدًا قد تؤدي إلى الهشاشة عند جذور الخيوط.

تؤثر البيئات المسببة للتآكل على جوانب الخيط وجذوره، مما يقلل من تداخل الخيط الفعال ويخلق نقاط تركيز الإجهاد. يكون هذا التأثير واضحًا جدًا في الخدمات الحامضية (التي تحتوي على H₂S) حيث يمكن أن تحدث شقوق إجهاد الكبريت.

تغيرات درجة الحرارة الدورية تسبب تمدد حراري متفاوت يمكن أن يؤدي إلى فك الوصلات المخيطة مع مرور الوقت. يصبح هذا التأثير مهمًا عند توصيل مواد ذات معامل تمدد حراري مختلف أو في أنظمة تتعرض لتغيرات حرارية متكررة.

طرق التحسين

يخلق الدرفلة (بدلاً من القطع) الخيوط من خلال التشوه البلاستيكي، مما ينتج خيوطًا أقوى مع ضغوط متبقية ضغطية في مناطق الجذر الحرجة. تُحسن هذه العملية مقاومة التعب بنسبة تصل إلى 30% مقارنة بالخيوط المقطوعة.

يمكن أن تحسن المعالجات السطحية مثل النترنة أو الكربنة بشكل كبير من مقاومة تآكل الخيوط ومقاومة الالتصاق. تُنتج هذه المعالجات طبقات سطحية صلبة بينما تحافظ على نواة مرنة لتحقيق القوة الشاملة.

يمكن أن تؤدي تعديلات شكل الخيط، مثل زيادة نصف القطر الجذري أو تعديل زوايا الجوانب، إلى تحسين أداء التعب بشكل كبير. تقلل هذه التحسينات في التصميم من عوامل تركيز الإجهاد في المواقع الحرجة بينما تحافظ على التوافق مع أنظمة تقطيع الخيوط القياسية.

المصطلحات والمعايير ذات الصلة

المصطلحات ذات الصلة

تشير ظاهرة الالتصاق بالخيط إلى شكل من أشكال التآكل اللصق الذي يحدث أثناء تجميع الخيوط، وخاصة مع الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك أخرى ذات خصائص ميتالوجرافية مماثلة. يمكن أن يؤدي هذا الظاهرة إلى تجمد الخيوط أو تمزقها خلال التجميع.

يمثل قطر خطوة الخيط القطر النظري لأسطوانة خيالية تمر عبر الخيوط في النقاط التي تكون فيها عرض الخيط والشق متساويين. يحدد هذا البعد الحرج إلى حد كبير التوافق بين الخيوط المتزاوجة.

تُعد خطوة الخيط المسافة المحورية التي يتقدم فيها الخيط في دورة كاملة واحدة. بالنسبة للخيوط ذات البدء الفردي، تساوي الخطوة الخطوة؛ بالنسبة للخيوط متعددة البدء، تساوي الخطوة الخطوة مضروبة في عدد البدء.

تشكل هذه المصطلحات جوانب مترابطة من هندسة الخيط وخصائص الأداء التي تحدد بشكل جماعي وظيفة الاتصال.

المعايير الرئيسية

ASME B1.20.1 هو المعيار الرئيسي في أمريكا الشمالية لخيوط الأنابيب، حيث يحدد أشكال خيوط NPT (خيوط الأنبوب الوطنية المائلة) وNPTF (خيوط الأنبوب الوطنية المائلة للوقود). يحدد هذا المعيار الأبعاد، والتسامحات، وطرق القياس لخيوط الأنابيب المخروطية.

ISO 7-1 توفر المعيار الدولي لخيوط الأنابيب حيث يتم إنشاء وصلات محكمة الضغط على الخيوط. يحدد هذا المعيار سلاسل الخيوط R (الخارجية) وRc (الداخلية) والتي تعادل تقريبا خيوط NPT.

تختلف مواصفات API عن المعايير الصناعية العامة من خلال دمج متطلبات إضافية لتطبيقات النفط والغاز الطبيعي. تشمل هذه المعايير متطلبات اختبار أكثر صرامة وأشكال خيوط متخصصة لشروط خدمة متطرفة.

اتجاهات التطوير

تظهر تقنيات الطلاء المتقدمة لتحسين أداء الخيوط، بما في ذلك الطلاءات النانوية المركبة التي توفر مقاومة استثنائية للتصاق بينما تحافظ على دقة الأبعاد. يمكن أن تزيد هذه الطلاءات من عمر الخدمة بشكل كبير في البيئات الصعبة.

تتيح أدوات الهندسة المعتمدة على الكمبيوتر الآن النمذجة الدقيقة لسلوك الخيوط تحت ظروف تحميل معقدة. تتيح هذه القدرات المحاكاة تحسين أشكال الخيوط لتطبيقات معينة بدون الحاجة إلى اختبار مادي واسع النطاق.

تبدأ تقنيات التصنيع الإضافية في التأثير على توThread الأنبوب من خلال تمكين أشكال خيوط داخلية وخارجية معقدة كانت مستحيلة التصنيع سابقًا. قد تؤدي هذه التطورات إلى تصميمات وصلات جديدة مع خصائص أداء محسنة.