مقاومة التآكل لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير المغناطيسية

نعلم جميعًا أن البنية التركيبية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي غير المغناطيسي، وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ منزوعة المغناطيسية، وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ منزوعة المغناطيسية، هي الأوستنيت. وبفضل خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، يتمتع بصلابة جيدة في درجات الحرارة المنخفضة، كما يتميز في الوقت نفسه بمرونة وصلابة عاليتين في درجات الحرارة المنخفضة. لذلك، أصبح الأوستنيت أحد المواد الرئيسية لتصنيع معدات التشغيل في وحدات التبريد، وتحديدًا معدات التخزين والنقل المبردة. فما هو أداء أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ذات الجدران الرقيقة في درجات الحرارة المنخفضة؟

1. الخواص الميكانيكية: عند درجات الحرارة المنخفضة، تزداد قوة الشد وقوة الخضوع لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الممغنطة (أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ المُزالة منها المغناطيسية) مع انخفاض درجة الحرارة. وتُعد قوة الشد أكثر حساسية لدرجة الحرارة، ويكون ازديادها أكثر وضوحًا.

٢. الخصائص الفيزيائية: عند درجات الحرارة المنخفضة، تنخفض الموصلية الحرارية والسعة الحرارية النوعية للأوستنيت مع انخفاض درجة الحرارة، مما يُسهّل على معدات التخزين والنقل منخفضة الحرارة المصنوعة من أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الممغنطة (أنابيب إزالة المغناطيسية من الفولاذ المقاوم للصدأ) تقليل فقد الحرارة إلى أدنى حد. يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى زيادة معامل التمدد الحراري للفولاذ الأوستنيتي. لذلك، عند اختيار مواد اللحام للمواد منخفضة الحرارة، ينبغي اختيار مواد لحام ذات معامل تمدد حراري مماثل لمعامل التمدد الحراري للمعدن الأساسي.

3. البنية البلورية للمعدن نفسه: تنتمي أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الممغنطة (أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الممغنطة) إلى شبكة مكعبة مركزية الوجوه. تتميز هذه البنية البلورية بصلابة عالية في درجات الحرارة المنخفضة، ولن تصبح هشة إلى حد كبير.

٤. التركيب الكيميائي: تشمل العناصر الكيميائية الرئيسية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الممغنطة (أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ المُزالة مغناطيسيتها) الكربون والكروم والنيكل والمنغنيز والنيوبيوم، وغيرها. يُشكّل الكروم طبقة أكسيد كثيفة على سطح الأنبوب، بينما تُكسب إضافة النيكل الفولاذ الأوستنيتي مقاومة عالية للتآكل وأداءً ممتازًا في درجات الحرارة المنخفضة. عند اختيار مواد خزانات التخزين المبردة، يجب التركيز على الأداء في درجات الحرارة المنخفضة ومقاومة التآكل، لذا يجب اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون أو منخفض الكربون للغاية. تبلغ نسبة الكربون في مادتي 304L و316L 0.03% فقط.

٥. يبدأ تحول المارتنسيت عند درجة حرارة معينة: إذا لم تتم معالجة الأوستنيت بشكل صحيح، فإنه يتحول إلى مارتنسيت، مما يقلل بشكل كبير من متانة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الممغنطة. يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 304L و316L في الأوستنيت كمواد مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة لأن تحول المارتنسيت فيهما يبدأ عند حوالي -٢٠٠ درجة مئوية.

ما سبق يوضح أداء أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ منزوع المغناطيسية عند درجات الحرارة المنخفضة. في بيئات درجات الحرارة المنخفضة، تزداد قوة الشد وقوة الخضوع للأنابيب الأوستنيتية ذات الجدران الرقيقة مع انخفاض درجة الحرارة؛ بينما تنخفض الموصلية الحرارية والسعة الحرارية النوعية للأنابيب الفولاذية مع انخفاض درجة الحرارة؛ يتميز التركيب الأوستنيتي بمتانة أعلى، مما يقلل من الهشاشة؛ لذا يُنصح باستخدام الفولاذ من النوعين 304L و316L للأنابيب ذات الجدران الرقيقة العاملة في بيئات درجات الحرارة المنخفضة.