احتياطات عند لحام الأنابيب الفولاذية الحلزونية

لا مفر من لحام وقطع هيكل الأنابيب الفولاذية الحلزونية في تطبيقأنبوب فولاذي حلزونينظراً لخصائص الأنابيب الفولاذية الحلزونية، فإن لحامها وقطعها يختلف عن الفولاذ الكربوني العادي. فهي أكثر عرضة لظهور عيوب متنوعة في وصلات اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة. ويتجلى أداء لحام الأنابيب الفولاذية الحلزونية بشكل أساسي في الجوانب التالية. ويُقصد بالتشققات الناتجة عن درجات الحرارة العالية هنا التشققات المرتبطة باللحام. ويمكن تقسيم هذه التشققات تقريباً إلى تشققات التصلب، والتشققات الدقيقة، وتشققات المنطقة المتأثرة بالحرارة، وتشققات إعادة التسخين.

تشققات درجات الحرارة المنخفضة: قد تحدث تشققات درجات الحرارة المنخفضة في الأنابيب الفولاذية الحلزونية. ولأن الأسباب الرئيسية هي انتشار الهيدروجين، ودرجة تقييد الوصلة الملحومة، والبنية المتصلبة فيها، فإن الحل يكمن أساسًا في تقليل انتشار الهيدروجين أثناء عملية اللحام، وإجراء التسخين المسبق والمعالجة الحرارية اللاحقة للحام بشكل مناسب، وتقليل درجة التقييد.

متانة الوصلات الملحومة: للحد من قابلية أنابيب الصلب الحلزونية للتشقق عند درجات الحرارة العالية، يُضاف عادةً ما بين 5% و10% من الفريت إلى التركيبة. مع ذلك، يؤدي وجود هذه الفريتات إلى انخفاض متانة الوصلات عند درجات الحرارة المنخفضة.

عند لحام الأنابيب الفولاذية الحلزونية، تقل كمية الأوستنيت في منطقة اللحام، مما يؤثر على المتانة. بالإضافة إلى ذلك، مع ازدياد نسبة الفريت، تنخفض قيمة المتانة بشكل ملحوظ. وقد ثبت أن متانة وصلات اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي عالي النقاوة تنخفض بشكل كبير بسبب اختلاط الكربون والنيتروجين والأكسجين.

يؤدي ارتفاع نسبة الأكسجين في وصلات اللحام لبعض أنواع الفولاذ إلى تكوين شوائب أكسيدية. تصبح هذه الشوائب مصدرًا للتشققات أو مسارًا لانتشارها، مما يُسبب انخفاضًا في المتانة. عند خلط بعض أنواع الفولاذ بالهواء في الغاز الواقي، ترتفع نسبة النيتروجين، مُنتجةً بلورات Cr2N على شكل شرائح على مستوى الانفلاق {100} للمادة الأساسية. تصبح المادة الأساسية صلبة، وتنخفض المتانة.

هشاشة طور سيجما: يُعدّ الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، والفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي، والفولاذ المزدوج عرضةً لهشاشة طور سيجما. ونظرًا لترسب نسبة قليلة من طور ألفا في بنيته، تنخفض صلابته بشكل ملحوظ. يترسب هذا الطور عادةً في نطاق درجات حرارة يتراوح بين 600 و900 درجة مئوية، وخاصةً عند حوالي 75 درجة مئوية. وكإجراء وقائي لمنع حدوث طور سيجما، ينبغي تقليل محتوى الفريت في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي قدر الإمكان.

يحدث التقصف عند درجة حرارة 475 درجة مئوية، فعند تعريض سبيكة الحديد والكروم لهذه الدرجة (370-540 درجة مئوية) لفترة طويلة، تتحلل إلى محلول صلب من نوع ألفا ذي تركيز منخفض من الكروم، ومحلول صلب من نوع ألفا' ذي تركيز عالٍ من الكروم. وعندما يتجاوز تركيز الكروم في محلول ألفا' الصلب 75%، يتغير نمط التشوه من تشوه الانزلاق إلى تشوه التوأمة، مما يؤدي إلى التقصف عند درجة حرارة 475 درجة مئوية.