احتياطات عند لحام الأنابيب الفولاذية الحلزونية

لا مفر من اللحام والقطعأنبوب فولاذي حلزونيفي تطبيقات الأنابيب الفولاذية الحلزونية، تبرز أهمية بنية هذه الأنابيب. ونظرًا لخصائصها الفريدة، فإن لحامها وقطعها يختلف عن الفولاذ الكربوني العادي، مما يجعل من السهل ظهور عيوب مختلفة في وصلاتها الملحومة والمنطقة المتأثرة بالحرارة. ويتجلى أداء اللحام في الأنابيب الفولاذية الحلزونية بشكل أساسي في الجوانب التالية، حيث يُقصد بالتشققات الناتجة عن درجات الحرارة العالية هنا التشققات المرتبطة باللحام. ويمكن تقسيم هذه التشققات تقريبًا 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 السبب الرئيسي لتكوّنها هو انتشار الهيدروجين، ودرجة تقييد الوصلات الملحومة، والبنية المتصلبة فيها، فإن الحل يكمن أساسًا في تقليل انتشار الهيدروجين أثناء اللحام، وإجراء التسخين المسبق والمعالجة الحرارية اللاحقة للحام بشكل صحيح، 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، تميل قيمة المتانة إلى الانخفاض بشكل ملحوظ. وقد ثبت أن متانة وصلات اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي عالي النقاوة تنخفض بشكل كبير بسبب اختلاط الكربون والنيتروجين والأكسجين.

تتكون شوائب الأكسجين بعد زيادة محتوى الأكسجين في الوصلات الملحومة لبعض أنواع الفولاذ، وتصبح هذه الشوائب مصدرًا للتشققات أو وسيلة لانتشارها، مما يقلل من المتانة. في بعض أنواع الفولاذ، وبسبب اختلاط الهواء بالغاز الواقي، يزداد محتوى النيتروجين فيه، مما يؤدي إلى تكوين بلورات Cr2N على شكل شرائح على سطح الانفلاق {100} للمادة الأساسية، فتتصلب المادة الأساسية 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. يترسب هذا الطور عادةً في نطاق 600-900 درجة مئوية، وخاصةً عند حوالي 75 درجة مئوية. وكإجراء وقائي لمنع تكوّن هذا الطور، ينبغي تقليل محتوى الفريت في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي قدر الإمكان.

يحدث التقصف عند درجة حرارة 475 درجة مئوية، فعند الاحتفاظ بسبيكة الحديد والكروم عند هذه الدرجة (370-540 درجة مئوية) لفترة طويلة، تتحلل إلى محلول صلب ألفا ذي تركيز منخفض من الكروم ومحلول صلب ألفا' ذي تركيز عالٍ من الكروم. وعندما يتجاوز تركيز الكروم في محلول ألفا' الصلب 75%، يتغير التشوه من تشوه انزلاقي إلى تشوه توأمي، مما يؤدي إلى حدوث التقصف عند درجة حرارة 475 درجة مئوية.