أنواع الشقوق والتدابير الوقائية عند لحام الأنابيب الفولاذية

تحت التأثير المشترك لإجهاد اللحام وعوامل التقصف الأخرى، تتلاشى قوة الترابط الذري للمعدن في المنطقة الموضعية لوصلة أنبوب الصلب الملحوم، وتُسمى الفجوة المتكونة عند السطح الفاصل الجديد بشق اللحام. يتميز هذا الشق بوجود شقوق حادة ونسبة أبعاد كبيرة.

(1) خصائص عيوب التشققات الحرارية: أثناء عملية لحام الأنابيب الفولاذية، تكون الشقوق الناتجة عن تبريد معدن اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة إلى منطقة درجة الحرارة العالية بالقرب من نقطة التصلب هي شقوق حرارية.
السبب: ينتج هذا عن التأثير المشترك للطبقة السائلة المتكونة من اليوتكتيك منخفض درجة الانصهار أثناء تبريد وتبلور حوض الصهر، والتصلب تحت تأثير إجهاد الشد. ويمكن أن يؤدي ازدياد تأثير أي من هذين العاملين إلى تعزيز تشكل الشقوق الحرارية.
التدابير الوقائية: التحكم في محتوى الشوائب الضارة في لحام الأنابيب الفولاذية، أي محتوى الكربون والكبريت والفوسفور، والحد من تكوّن اليوتكتيك منخفض الانصهار في حوض اللحام. عادةً ما يكون محتوى الكبريت والفوسفور في معدن الأنبوب الفولاذي الملحوم أقل من 0.03%. لا تتجاوز النسبة الوزنية للكربون في سلك اللحام 0.12%. يجب استخدام قضبان أو مواد لحام أساسية للحام المكونات المهمة. التحكم في معايير اللحام، وزيادة معامل شكل اللحام للأنابيب الفولاذية بشكل مناسب، وتجنب اللحامات العميقة والضيقة. استخدام اللحام متعدد الطبقات ومتعدد المسارات، والتسخين المسبق قبل اللحام والتبريد البطيء بعده، واختيار شكل وصلة اللحام بشكل صحيح، وترتيب تسلسل اللحام بشكل منطقي، ومحاولة استخدام اللحام المتناظر. استخدام ألواح إغلاق القوس لتوجيه حفرة القوس إلى خارج منطقة اللحام، بحيث حتى في حالة حدوث تشققات في حفرة القوس، فإنها لن تؤثر على منطقة اللحام نفسها.

(2) خصائص عيوب التشققات الباردة: تسمى التشققات الناتجة عن اللحام عندما يتم تبريد وصلات أنابيب الصلب الملحومة إلى درجة حرارة منخفضة (200 ~ 300 للصلب) بالتشققات الباردة.
الأسباب: تحدث عيوب التصدع البارد بشكل رئيسي في الفولاذ متوسط ​​الكربون، والفولاذ منخفض السبائك، والفولاذ متوسط ​​السبائك عالي المقاومة. وتشمل الأسباب ما يلي: ميل مادة اللحام نفسها إلى التصلب بشكل أكبر؛ وذوبان كمية كبيرة من الهيدروجين في حوض اللحام المنصهر؛ وتوليد وصلة اللحام إجهاد تقييد كبير أثناء عملية اللحام.
الإجراءات الوقائية: قبل اللحام، جفف قضيب اللحام ومادة الصهر جيدًا وفقًا للمتطلبات لتقليل مصدر الهيدروجين. نظف جيدًا الأوساخ والرطوبة والصدأ من الأخدود ومن كلا الجانبين، وتحكم في درجة حرارة المحيط. اختر مواد لحام عالية الجودة منخفضة الهيدروجين وعمليات لحام مناسبة. عند لحام الفولاذ منخفض السبائك عالي القوة ذي قابلية التصلب العالية، استخدم أقطابًا من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. اختر معايير اللحام المناسبة، بما في ذلك التسخين المسبق والتبريد البطيء والتسخين اللاحق والمعالجة الحرارية بعد اللحام. اختر تسلسل لحام مناسبًا لتقليل الإجهاد الداخلي للحام. زد تيار اللحام وخفف سرعة اللحام بشكل مناسب لإبطاء معدل تبريد المنطقة المتأثرة بالحرارة ومنع تكوّن بنية متصلبة.

(3) خصائص عيوب الشقوق الناتجة عن إعادة التسخين: تسمى الشقوق الناتجة عن إعادة تسخين اللحام ضمن نطاق درجة حرارة معين بعد اللحام (مثل المعالجة الحرارية لتخفيف الإجهاد أو اللحام متعدد الطبقات) بشقوق إعادة التسخين.
السبب: تحدث تشققات إعادة التسخين عادةً في نطاق 1200-1350 درجة مئوية بالقرب من خط نقطة الانصهار. تبلغ درجة حرارة التسخين اللازمة لتشققات إعادة التسخين في الفولاذ عالي المقاومة منخفض السبائك حوالي 580-650 درجة مئوية. وعندما يحتوي الفولاذ على المزيد من عناصر السبائك مثل الكروم والموليبدينوم والثرومبين، يزداد احتمال حدوث تشققات إعادة التسخين.
التدابير الوقائية: التحكم في التركيب الكيميائي لأنبوب الصلب ومعدن اللحام، وضبط محتوى العناصر التي تؤثر بشكل كبير على تشققات إعادة التسخين (مثل الكروم والفاناديوم والبورون) بشكل مناسب. تقليل صلابة الوصلة وتركيز الإجهاد، وصقل اللحام وسطحه الفاصل مع المعدن الأساسي بسلاسة. استخدام مدخلات حرارية عالية للحام. زيادة درجات حرارة التسخين المسبق واللاحق. اتخاذ تدابير أثناء عملية اللحام لتقليل إجهاد اللحام، مثل استخدام أقطاب كهربائية صغيرة القطر، واللحام بمعايير لحام صغيرة، وعدم تحريك القطب الكهربائي أثناء اللحام. عند معالجة تخفيف الإجهاد، تجنب منطقة درجة الحرارة الحساسة التي تُسبب تشققات إعادة التسخين. تختلف درجة الحرارة الحساسة باختلاف نوع الفولاذ.