إن اللحام وقطع هيكل الأنبوب الفولاذي الحلزوني أمر لا مفر منه في تطبيقأنبوب فولاذي حلزونينظرًا لخصائص أنبوب الفولاذ الحلزوني نفسه، مقارنةً بالفولاذ الكربوني العادي، فإن لحام وقطع أنبوب الفولاذ الحلزوني يتميزان بخصوصية، مما يسهل حدوث عيوب مختلفة في وصلاته الملحومة ومنطقة التأثر بالحرارة (HAZ). يتجلى أداء لحام أنبوب الفولاذ الحلزوني بشكل رئيسي في الجوانب التالية: شقوق درجات الحرارة العالية. تشير الشقوق عالية الحرارة المذكورة هنا إلى الشقوق المتعلقة باللحام. يمكن تقسيم الشقوق عالية الحرارة تقريبًا إلى شقوق التصلب، والشقوق الدقيقة، وشقوق المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ)، وشقوق إعادة التسخين.
تحدث أحيانًا شقوق منخفضة الحرارة في الأنابيب الفولاذية الحلزونية. ولأن السبب الرئيسي لحدوثها هو انتشار الهيدروجين، ودرجة تقييد المفصل الملحوم وبنيته الصلبة، فإن الحل يكمن أساسًا في تقليل انتشار الهيدروجين أثناء عملية اللحام، والتسخين المسبق والمعالجة الحرارية المناسبة قبل وبعد اللحام، وتقليل درجة التقييد.
لتقليل حساسية التشققات الناتجة عن درجات الحرارة العالية في الأنابيب الفولاذية الحلزونية، عادةً ما تُصمَّم صلابة الوصلة الملحومة بحيث تبقى فيها نسبة تتراوح بين 5% و10% من الفريت. إلا أن وجود هذه الفريتات يُقلِّل من صلابة الوصلة عند درجات الحرارة المنخفضة.
عند لحام أنبوب الفولاذ الحلزوني، تنخفض كمية الأوستينيت في منطقة اللحام، مما يؤثر على المتانة. بالإضافة إلى ذلك، مع زيادة الفريت، تنخفض قيمة المتانة بشكل ملحوظ. وقد ثبت أن سبب الانخفاض الملحوظ في متانة اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي عالي النقاء يعود إلى اختلاط الكربون والنيتروجين والأكسجين.
أدى ارتفاع نسبة الأكسجين في الوصلات الملحومة لبعض هذه الفولاذات إلى تكوين شوائب أكسيدية، والتي أصبحت مصادر للتشققات أو مسارات لانتشارها، مما أدى إلى انخفاض صلابتها. في بعض أنواع الفولاذ، تؤدي زيادة نسبة النيتروجين في الغاز الواقي إلى تكوين Cr2N شبيه بالشبكة على سطح مستوى انقسام المصفوفة (100)، وتصبح المصفوفة صلبة وتنخفض صلابتها.
هشاشة طور سيجما: يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، والفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي، والفولاذ ثنائي الطور عرضة لهشاشة طور سيجما. ونتيجة لترسب نسبة ضئيلة من طور ألفا في الهيكل، تنخفض صلابة الفولاذ بشكل ملحوظ. يترسب طور ألفا عادةً في نطاق 600-900 درجة مئوية، وخاصةً عند حوالي 75 درجة مئوية. وهو الأكثر عرضة للترسب. وكإجراء وقائي لمنع حدوث ذلك، يجب تقليل محتوى الفريت في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي إلى أدنى حد.
عند الهشاشة عند درجة حرارة 475 درجة مئوية، وعند حفظها لفترة طويلة (370-540 درجة مئوية)، تتحلل سبيكة الحديد والكروم إلى محلول صلب α بتركيز منخفض من الكروم ومحلول صلب α' بتركيز عالٍ من الكروم. عندما يزيد تركيز الكروم في المحلول الصلب α' عن 75%، يتغير التشوه من تشوه انزلاقي إلى تشوه مزدوج، مما يؤدي إلى الهشاشة عند درجة حرارة 475 درجة مئوية.
وقت النشر: ١١ نوفمبر ٢٠٢٢