غالبًا ما يُطلب التنظيف العكسي بالأرجون عند لحام أنابيب ومواسير الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام عمليات تقليدية، مثل لحام قوس التنغستن المحمي بالغاز (GTAW) ولحام قوس المعدن المحمي (SMAW). إلا أن تكلفة الغاز ووقت إعداد عملية التطهير قد يكونان عاملين مهمين، خاصةً مع زيادة أقطار الأنابيب وأطوالها.
عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 300، يمكن للمقاولين تجنب الكسر الخلفي في لحامات قناة الجذر المفتوحة من خلال التحول من لحام GTAW أو SMAW التقليدي إلى عملية لحام متقدمة، مع الحفاظ على جودة اللحام العالية، ومقاومة المواد للتآكل، واستيفاء مواصفات إجراءات اللحام (WPS). يتطلب لحام القوس المعدني بالدارة القصيرة (GMAW). كما توفر عملية لحام القوس المعدني بالدارة القصيرة المُحسّنة مزايا إضافية للأداء والكفاءة وسهولة الاستخدام، مما يُسهم في زيادة الأرباح.
بفضل مقاومتها للتآكل ومتانتها، تُستخدم سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ في العديد من تطبيقات الأنابيب، بما في ذلك النفط والغاز والبتروكيماويات والوقود الحيوي. ورغم أن استخدام GTAW تقليدي في العديد من تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ، إلا أن له بعض العيوب التي يمكن معالجتها باستخدام GMAW مُحسّن لقصر الدائرة.
أولاً، نظرًا للنقص المستمر في اللحامين المهرة، يُمثل العثور على عمال مُلِمّين بتقنية GTAW تحديًا مستمرًا. ثانيًا، لا تُعدّ عملية اللحام بتقنية GTAW أسرع عملية لحام، مما يُعيق الشركات التي تسعى إلى زيادة إنتاجيتها لتلبية متطلبات عملائها. ثالثًا، تتطلب عملية غسل أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ عملية غسل عكسية طويلة ومكلفة.
ما هو التغذية الراجعة؟ التطهير هو إدخال الغاز أثناء عملية اللحام لإزالة الشوائب وتوفير الدعم. يحمي التطهير الخلفي الجانب الخلفي من اللحام من تكوّن أكاسيد ثقيلة بوجود الأكسجين.
إذا لم يُحمَ الجانب الخلفي أثناء لحام قناة جذر مفتوحة، فقد يُتلف الجزء السفلي. يُسمى هذا التلف بالتَسَكُّن (التَّسَكُّن) لأنه يُنتج سطحًا يشبه السكر داخل اللحام. لمنع الاحتكاك، يُدخل اللحام خرطوم غاز في أحد طرفي الأنبوب ويُسد طرفه بصمام تطهير. كما يُنشئ فتحة تهوية في الطرف الآخر من الأنبوب. وعادةً ما يُلصق شريط لاصق حول فتحة الوصلة. بعد تنظيف الأنبوب، يُزال الشريط اللاصق حول الوصلة ويبدأ اللحام، مُكررًا عملية نزع الشريط واللحام حتى اكتمال حبة الجذر.
التخلص من رد الفعل العكسي. قد يكلف التتبع الكثير من الوقت والمال، وفي بعض الحالات يضيف آلاف الدولارات إلى المشروع. يتيح التحول إلى عملية GMAW متقدمة قصيرة الدورة للشركة إجراء تمريرات جذرية دون الحاجة إلى الشطف العكسي في العديد من تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ. يُعد لحام الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 300 مناسبًا تمامًا لهذا الغرض، بينما يتطلب لحام الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج عالي النقاء حاليًا عملية GTAW لتمريرات الجذر.
يساعد الحفاظ على أدنى مستوى ممكن من الحرارة الداخلة في الحفاظ على مقاومة قطعة العمل للتآكل. إحدى طرق تقليل الحرارة الداخلة هي تقليل عدد مرات اللحام. تستخدم عمليات اللحام بالحرارة المموجة (GMAW) المتطورة ذات الدائرة القصيرة، مثل ترسيب المعادن المُتحكم به (RMD®)، نقلًا دقيقًا للمعادن لضمان ترسيب قطرات متساوٍ. هذا يُسهّل على اللحام التحكم في حوض اللحام، والذي بدوره يُنظّم الحرارة الداخلة وسرعة اللحام. انخفاض الحرارة الداخلة يسمح لحوض اللحام بالتجمد بشكل أسرع.
بفضل النقل المُتحكّم للمعادن والتجميد الأسرع لحوض اللحام، يكون حوض اللحام أقل اضطرابًا، ويخرج غاز الحماية من شعلة اللحام بالغاز المشع (GMAW) بسلاسة نسبية. يسمح هذا لغاز الحماية بالمرور عبر الجذور المكشوفة، مما يُجبر الغلاف الجوي على الخروج، ويمنع التحلّل أو الأكسدة على الجانب السفلي من اللحام. يستغرق هذا التغلغل الغازي وقتًا قصيرًا لأن البرك تتجمد بسرعة كبيرة.
وقد أظهرت الاختبارات أن عملية GMAW ذات الدائرة القصيرة المعدلة تلبي معايير جودة اللحام مع الحفاظ على مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ من خلال لحام حبة الجذر GTAW.
يتطلب تغيير عملية اللحام من الشركة إعادة اعتماد WPS، ولكن مثل هذا التحول يمكن أن يؤدي إلى مكاسب كبيرة في الوقت وتوفير التكاليف في أعمال التصنيع والإصلاح الجديدة.
يوفر لحام قنوات الجذور المفتوحة باستخدام تقنية اللحام بالقوس المغناطيسي (GMAW) المتطورة ذات الدائرة القصيرة فوائد إضافية في الإنتاجية والكفاءة وتدريب فنيي اللحام. ويشمل ذلك:
يزيل إمكانية تكون القنوات الساخنة بسبب إمكانية إدخال كمية أكبر من المعدن لزيادة سمك قناة الجذر.
مقاومة ممتازة للإزاحات العالية والمنخفضة بين أقسام الأنابيب. بفضل النقل السلس للمعادن، يُمكن لهذه العملية سدّ فجوات تصل إلى 3⁄16 بوصة بسهولة.
طول القوس ثابت بغض النظر عن امتداد القطب، مما يُعوّض عن صعوبة الحفاظ على امتداد ثابت للقوس. يُسهم سهولة التحكم في حوض اللحام ونقل المعدن بشكل منتظم في تقليل وقت تدريب اللحامين الجدد.
تقليل وقت التوقف عن العمل لتغيير العملية. يمكن استخدام نفس السلك وغاز الحماية لعلاج الجذور، وملء القنوات، وتغطيتها. يمكن استخدام عملية GMAW النبضية بشرط ملء القنوات وإغلاقها بنسبة 80% على الأقل باستخدام غاز حماية الأرجون.
بالنسبة لعمليات الغسيل العكسي للفولاذ المقاوم للصدأ، من المهم اتباع خمس نصائح رئيسية للانتقال الناجح إلى عملية GMAW ذات الدائرة القصيرة المعدلة.
نظّف الأنابيب من الداخل والخارج لإزالة أي ملوثات. استخدم فرشاة سلكية مصممة للفولاذ المقاوم للصدأ لتنظيف الجزء الخلفي من الوصلة على بُعد بوصة واحدة على الأقل من الحافة.
استخدم معدن حشو من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي السيليكون، مثل 316LSi أو 308LSi. يُعزز محتوى السيليكون العالي ترطيب حوض اللحام، ويعمل كمزيل للأكسدة.
للحصول على أفضل النتائج، استخدم خليط غاز درع مُصمم خصيصًا لهذه العملية، مثل 90% هيليوم، و7.5% أرجون، و2.5% ثاني أكسيد الكربون. خيار آخر هو 98% أرجون و2% ثاني أكسيد الكربون. قد يُقدم مُورّد غاز اللحام توصيات أخرى.
للحصول على أفضل النتائج، استخدم الطرف المخروطي وطرف قناة الجذر لتحديد تغطية الغاز. توفر الفوهة المخروطية المزودة بناشر غاز مدمج تغطية ممتازة.
تجدر الإشارة إلى أن استخدام عملية لحام GMAW ذات دائرة قصر مُعدّلة، بدون غاز احتياطي، يُنتج كمية صغيرة من الخبث على الجانب السفلي من اللحام. عادةً ما يتقشر هذا الخبث مع تبريد اللحام، وهو مُطابق لمعايير الجودة المُستخدمة في صناعة النفط ومحطات الطاقة والبتروكيماويات.
جيم بيرن هو مدير المبيعات والتطبيقات لشركة Miller Electric Mfg. LLC، 1635 W. Spencer St.، Appleton، WI 54912، 920-734-9821، www.millerwelds.com.
مجلة الأنابيب والأنابيب صدرت عام 1990 في مجلة The Tube & Pipe Journal. مجلة الأنابيب والأنابيب (1990) مجلة الأنبوب والأنابيب كانت الجريدة الأولى، أحدث الصناعات المعدنية في عام 1990. أصبحت مجلة Tube & Pipe Journal أول مجلة مخصصة لصناعة الأنابيب المعدنية في عام 1990.واليوم، تظل هذه المجلة هي المطبوعة الصناعية الوحيدة في أمريكا الشمالية وأصبحت المصدر الأكثر ثقة للمعلومات لمحترفي صناعة الأنابيب.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من The FABRICATOR، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.
أصبحت النسخة الرقمية من مجلة The Tube & Pipe Journal متاحة الآن بشكل كامل، مما يوفر سهولة الوصول إلى الموارد الصناعية القيمة.
احصل على وصول رقمي كامل إلى مجلة STAMPING Journal، التي تضم أحدث التقنيات وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن، مع إمكانية الوصول الرقمي الكامل إلى The Fabricator en Español، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.