عملية لحام أنابيب الفولاذ المزدوج المقاوم للصدأ 2205 والاحتياطات اللازمة

1. يتميز الجيل الثاني من أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور بانخفاض محتواه من الكربون والنيتروجين، حيث تبلغ تركيبته النموذجية 5% كروم و0.17% نيكل، ويحتوي على نسبة نيتروجين أعلى من الجيل الأول، مما يُحسّن مقاومته للتآكل الإجهادي والتنقر في البيئات الحمضية ذات التركيز العالي لأيونات الكلوريد. يُعد النيتروجين عنصرًا قويًا في تكوين الأوستنيت. ولا تُحسّن إضافة النيتروجين إلى الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور من لدونة الفولاذ ومتانته دون إحداث ضرر ملحوظ فحسب، بل تُحسّن أيضًا من قوته، وتُثبّط ترسيب الكربيدات وتُؤخّر تكوّنها.

٢. الوظيفة التنظيمية: في البيوت الزجاجية، يشكل الأوستنيت والفريت حوالي نصف المحلول الصلب، الذي يتميز ببنية ثنائية الطور. ويحتفظ بخصائص موصلات الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ذات العدد القليل، ومقاومته للتنقر والتشقق والتآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد، بالإضافة إلى متانته الجيدة، وانخفاض درجة حرارة التقصف، ومقاومته للتآكل بين الحبيبات، وخصائصه الميكانيكية، وقابليته الجيدة للحام.

3. في ظل نفس ظروف درجة الضغط، يمكن توفير المواد، حيث تبلغ مقاومة الخضوع ومقاومة التآكل الإجهادي لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج ما يقارب ضعف مثيلاتها في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، بينما يكون معامل التمدد الخطي أقل من معامل التمدد الخطي في نظام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، ويقترب منه الفولاذ منخفض الكربون. ولا تُعدّ عملية التشكيل على البارد بنفس جودة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.

4. قابلية اللحام: يتميز أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2205 بقابلية لحام جيدة، حيث تكون حساسيته للتشقق عند اللحام البارد والساخن منخفضة، وعادةً لا يحتاج إلى تسخين مسبق قبل اللحام أو معالجة حرارية بعده. ونظرًا لانخفاض ميل الفريت أحادي الطور وارتفاع محتوى النيتروجين في المنطقة المتأثرة بالحرارة، يمكن التحكم في طاقة سلك اللحام عند اختيار مادة اللحام المناسبة، مما يحقق أداءً شاملاً جيدًا.

5. التصدع الساخن: حساسية الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي للتصدع الساخن أقل بكثير من حساسيته في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. ويعود ذلك إلى انخفاض محتوى النيكل، وقلة الشوائب التي تُسهّل تكوين اليوتكتيك منخفض الانصهار، وصعوبة تكوّن طبقة سائلة ذات نقطة انصهار منخفضة، وعدم وجود خطر النمو السريع للحبوب عند درجات الحرارة العالية.

6. هشاشة المنطقة المتأثرة بالحرارة: تكمن المشكلة الرئيسية في لحام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج في المنطقة المتأثرة بالحرارة. فبسبب التبريد السريع لهذه المنطقة في حالة عدم التوازن لدورة حرارة اللحام، تبقى كمية أكبر من الفريت المبرد، مما يزيد من حساسية التآكل والتشقق الناتج عن الهيدروجين.

٧. علم المعادن في اللحام: أثناء عملية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، وتحت تأثير دورات التبريد والتسخين، تخضع البنية المجهرية والمنطقة المتأثرة بالحرارة لمعدن اللحام لسلسلة من التغيرات. عند درجات الحرارة العالية، تترسب بنية الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج من الفريت والأوستنيت أثناء التبريد. وتتأثر كمية ترسب الأوستنيت بعوامل عديدة.