مقدمة عن المحتوى المحدد للكشف عن الموجات في الأنابيب الفولاذية ذات اللحام المستقيم

تقنية الكشف عن الموجات الخاصة بـأنبوب فولاذي ذو لحام مستقيمتُعدّ تقنية الكشف عن اللحامات تقنيةً ظهرت تدريجياً في السنوات الأخيرة، ولها أهمية بالغة في تحسين استقرار أنابيب الصلب ذات اللحامات المستقيمة. وسنقدم لكم شرحاً تفصيلياً حول التطبيقات المحددة والمشاكل الشائعة للكشف عن اللحامات في أنابيب الصلب ذات اللحامات المستقيمة.

أولاً، ما هي عيوب اللحام الشائعة؟ وكيف يتشكل كل منها؟ تشمل العيوب الشائعة في اللحام المسام، وشوائب الخبث، وعدم اكتمال الاختراق، وعدم اكتمال الانصهار، والتشققات.
١. المسامات هي تجاويف تتشكل في معدن اللحام، تمتص الغازات الزائدة أو الغازات الناتجة عن التفاعلات المعدنية عندما تكون درجة حرارة حوض اللحام مرتفعة أثناء عملية اللحام. لا يمكن لهذه الغازات الخروج قبل التبريد والتصلب. السبب الرئيسي لتكوّنها هو عدم تجفيف القطب أو مادة الصهر قبل اللحام، وعدم تنظيف الأوساخ من سطح منطقة اللحام.
٢. يشير مصطلح "الاختراق غير الكامل" إلى عدم اختراق المعدن الأساسي عند جذر الوصلة الملحومة. والسبب الرئيسي هو انخفاض تيار اللحام، أو زيادة سرعة القطع، أو عدم ملاءمة مواصفات اللحام.
3. عدم الانصهار يعني عدم حدوث انصهار بين معدن الحشو والمعدن الأساسي، أو بين معدن الحشو ومعدن الحشو نفسه. والسبب الرئيسي لعدم الانصهار هو عدم نظافة الأخاديد، أو زيادة سرعة الشريط، أو انخفاض تيار اللحام، أو عدم ملاءمة زاوية قضيب اللحام.
4. شوائب الخبث: تشير إلى الخبث أو الشوائب غير المعدنية المتبقية في معدن اللحام بعد اللحام. والسبب الرئيسي لظهور شوائب الخبث هو انخفاض تيار اللحام، أو زيادة سرعة اللحام، أو عدم كفاية التنظيف، مما يؤدي إلى تأخر طفو الخبث أو الشوائب غير المعدنية.
٥. الشق: يشير إلى الشق الذي ينكسر جزئيًا في المنطقة المتأثرة بالحرارة من اللحام أو المعدن الأساسي أثناء اللحام أو بعده. يمكن تقسيم الشقوق إلى شقوق ساخنة، وشقوق باردة، وشقوق ناتجة عن إعادة التسخين، وذلك حسب أسبابها. تنتج الشقوق الساخنة عن عمليات لحام غير سليمة أثناء اللحام؛ أما الشقوق الباردة فتنتج عن إجهاد اللحام المفرط، أو ارتفاع نسبة الهيدروجين في تدفق سلك اللحام، أو اختلاف الصلابة المفرط في قطعة اللحام. ولذلك، تُسمى أيضًا بالشق المتأخر؛ أما الشق الناتج عن إعادة التسخين فهو عادةً الشق الذي يتولد عن إعادة تسخين قطعة اللحام (معالجة حرارية لتخفيف الإجهاد أو عملية تسخين أخرى) بعد اللحام.

ثانيًا، في الكشف عن عيوب الموجة في خط اللحام، لماذا يتم استخدام الكشف عن عيوب الموجة القصية في كثير من الأحيان؟
تُعدّ المسامات وشوائب الخبث في اللحام عيوبًا ثلاثية الأبعاد وأقل ضررًا. أما الشقوق وعدم اكتمال الاختراق وعدم اكتمال الانصهار فهي عيوب مستوية، وهي شديدة الضرر. في الكشف عن عيوب اللحام، ونظرًا لتأثير التعزيز العالي والعيوب الخطيرة كالشقوق وعدم اكتمال الاختراق وعدم اكتمال الانصهار، والتي غالبًا ما تكون عمودية على سطح الكشف أو مائلة عليه، يُستخدم عادةً الكشف عن العيوب باستخدام الموجات القصية.

ثالثًا، ما هي المبادئ التي ينبغي اتباعها لاختيار قيمة K للمسبار عند استخدام تقنية الكشف عن عيوب اللحام بموجات القص؟ ينبغي مراعاة الجوانب الثلاثة التالية عند اختيار قيمة K للمسبار:
1. قم بتمكين شعاع الصوت لمسح قسم اللحام بأكمله.
2. اجعل الخط المركزي لحزمة الصوت عموديًا على العيوب الخطيرة الرئيسية قدر الإمكان.
3. ضمان حساسية كافية لاكتشاف العيوب.

رابعاً، ما هي طرق المسح الأساسية للمسبار الزاوي أثناء الكشف عن عيوب اللحام، وما هي الوظائف الرئيسية لكل منها؟
يُعدّ فحص الزجزاج طريقة مسح يتم فيها استخدام المسح الأمامي والخلفي، والجانبي الأيمن والأيسر، والزاوية في آنٍ واحد، حيث يتحرك المسبار بشكل متعرج. ويمكن من خلاله فحص خط اللحام بحثًا عن العيوب.
المسح الجانبي الأيمن والأيسر: طريقة المسح التي يتحرك فيها المسبار بشكل متوازٍ مع اتجاه اللحام. ويمكن من خلالها استنتاج طول العيب الطولي في اللحام.
المسح الأمامي والخلفي: استنتاج عمق العيب وارتفاعه.
مسح الزوايا: تحديد اتجاه العيوب.
يتم إجراء المسح الأمامي والخلفي واليساري والزاوية في نفس الوقت، ويمكن العثور على أصداء كبيرة نسبياً للعيوب، ومن ثم يمكن تحديد موقع العيوب.
المسح المحيطي: استنتاج شكل العيب.
الفحص المتوازي، والفحص المتوازي المائل، والفحص المتقاطع: الكشف عن العيوب العرضية في اللحامات والمناطق المتأثرة بالحرارة.
المسح المتزامن: للكشف عن العيوب المستوية العمودية على سطح الكشف عن العيوب.

خامساً، في عملية الكشف عن عيوب اللحام، كيف يتم تحديد موضع العيب في اللحام؟ بعد اكتشاف موجة العيب في عملية الكشف عن عيوب اللحام، يتم تحديد موضع العيب في اللحام الفعلي بناءً على موضع موجة العيب على شاشة راسم الإشارة. وتنقسم طرق تحديد موضع العيب إلى:
1. طريقة تحديد موضع مسار الصوت: عندما يقوم الجهاز بضبط سرعة المسح وفقًا لمسار الصوت 1:n، يتم استخدامه لتحديد موضع العيب.
2. طريقة تحديد الموضع الأفقي: عندما يقوم الجهاز بضبط سرعة المسح وفقًا للنسبة الأفقية 1:n، يتم استخدامها لتحديد موضع العيب.
3. طريقة تحديد العمق: عندما يقوم الجهاز بضبط سرعة المسح وفقًا للعمق 1:n، يتم استخدامها لتحديد موضع العيب.

6. ما هي طرق قياس طول مؤشر العيب في الكشف عن عيوب اللحام؟ وما هي الحالات التي ينطبق عليها كل منها؟ في الكشف عن العيوب، إذا تم العثور على عيوب تقع على الخط الكمي أو فوقه، فيجب قياس طول موجة العيب المشار إليها.

ينص معيار JB/T4130.3-2005 على أنه عندما تحتوي موجة العيب على نقطة عالية واحدة فقط، يُستخدم أسلوب 6 ديسيبل لقياس طولها المُشار إليه. أما عندما تحتوي موجة العيب على نقاط عالية متعددة، وكان ارتفاع الموجة عند نقطة النهاية يقع في المنطقة الثانية، فيُستخدم أسلوب 6 ديسيبل عند نقطة النهاية لقياس طولها المُشار إليه.