تعمل المعالجة الحرارية بعد اللحام على تعزيز متانة سبائك الصلب

يُحدث اللحام ضغوطًا حرارية وميكانيكية قد تؤدي إلى تشويه أو تآكل أو فشل المعادن الملحومة معًا. تعمل المعالجات الحرارية لما بعد اللحام مثل التلدين بالمحلول والتلطيف على تعديل البنية المجهرية للمعدن من أجل تخفيف تركيزات الإجهاد التي تتشكل بعد اللحام؛ مما يزيد في النهاية من عمر الخدمة.

يمكن إجراء المعالجة الحرارية الفائقة بطرق مختلفة اعتمادًا على حجم المشروع وظروف الموقع. تعمل الأفران بشكل أفضل عند معالجة المكونات الكبيرة مثل أوعية الضغط؛ وتعمل وسادات التسخين المقاومة وملفات الحث بشكل أفضل لمعالجة مناطق لحام محددة مثل خطوط الأنابيب.

تخفيف التوتر

يعتبر تخفيف الإجهاد جزء لا يتجزأ من العديد من قوانين أوعية الضغط والأنابيب. وتتضمن طريقة PWHT تسخين الهيكل الفولاذي الملحوم بالكامل تدريجياً حتى تصل درجة حرارته القصوى، مما يتيح التمدد وتحرير الإجهادات المتبقية في اللحام. كما يمكن أن يقلل المعالجة الحرارية الفائقة PWHT من مستويات الصلابة لتحسين المتانة والليونة.

مطلوب PWHT بسبب تكوين إجهادات داخلية عالية في الهياكل الملحومة التي تتجاوز إجهادات التصميم، بسبب التدرجات الحرارية الناشئة أثناء لحام معدن اللحام والمادة الأم. تتضمن PWHT تسخين اللحامات حتى درجات حرارة PWHT الخاصة بها لفترات زمنية محددة قبل التبريد بشكل منتظم؛ تضمن معرفة درجة حرارة PWHT لسبائك الصلب الحصول على نتائج مثالية للتسخين والتبريد؛ سيؤدي اختيارها بعناية إلى نتائج ناجحة.

تعديلات البنية المجهرية

يغير PWHT تركيب معدن اللحام بطرق تزيد من صلابة الصدمات. كشفت ملاحظات SEM عن وجود رواسب ثانوية شبيهة بالإبر وحبيبية في معدن اللحام تم تحديدها باستخدام حيود إلكتروني محدد المساحة باسم "كربيدات MC Carbides"، مع علاقات اتجاهها المكعب على المكعب مع المصفوفة.

قام لان وآخرون بدراسة تأثير اللحام والمعالجة بالحرارة الفائقة PWHT على البنية المجهرية للهيكل المجهرية للسبائك Hastelloy N بدرجة 760 ميجا باسكال. كشفت اللحامات من كلتا التقنيتين عن وجود مارتينسيت اللوح مع مكونات كربيد دقيقة مشتتة؛ أما اللحامات المصنوعة باستخدام اللحامات LBW فكانت تحتوي على باينيت خشن. بعد معالجة PWHT، تفتت العديد من جزيئات كربيد MC وأُعيد توزيعها في جميع أنحاء اللحام، مما أدى إلى تكوين باينيت خشن حبيبي غني بالخام V والنيكل والمو.

درس Guo وآخرون تأثير اللحام بالليزر بدون معدن حشو على البنية المجهرية للصلب S960MC. أظهرت العينات الملحومة بنية مجهرية SCHAZ، تتكون من البينيت السفلي؛ و ICHAZ مع مناطق من الكربون العالي والمارتنسيت ذاتي التصلب؛ وFGHAZ الذي يتميز ببنية حبيبات كبيرة.

مقاومة التآكل

التآكل هو عملية عضوية تتفاعل فيها المعادن مع العناصر البيئية لتتآكل في خواصها وسلامتها، وتصبح في النهاية غير وظيفية وتتدهور بنيتها بمرور الوقت. وقد تم تطوير مواد مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم والتيتانيوم خصيصاً لمواجهة عملية التآكل هذه.

تتميّز بعض المواد، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، بمقاومة داخلية للتآكل بسبب تركيبها الكيميائي. ويخلق الكروم في سبيكته طبقة رقيقة من الأكسيد الواقي على سطحه تبعد الأكسجين وتمنعه من الوصول إلى المعدن الداخلي، وبالتالي تمنع تكوّن الصدأ. علاوة على ذلك، فإن طبقة الأكسيد السلبية والشفاء الذاتي هذه تعيد النمو في حالة حدوث خدش أو تعرض المعدن للخدش أو التلف.

تُستخدم تقنية اللحام PWHT لتقليل الإجهادات أثناء عمليات اللحام، والتي قد تساهم في التآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك الأخرى. ومن خلال التخفيف من هذه الضغوط وتحسين المقاومة ضد التآكل في الهياكل الملحومة، يمكن لتقنية اللحام الحراري الحراري الفائق الحرارة (PWHT) أن تخفف من هذه الضغوط وتزيد من مقاومة التآكل في اللحامات المصنوعة من السبائك عن طريق تقليل الضغوط المتبقية وتحسين توزيع عناصر السبائك وتقليل المسامية في اللحامات - وبالتالي تعزيز مقاومة التآكل.

المتانة

تُعد المتانة ذات أهمية قصوى عند بناء الجسور والمنصات البحرية، وتضمن المعالجة الحرارية قبل اللحام وبعده قدرة مشروعك على تحمل درجات الحرارة القصوى والتآكل والإجهاد والقوى الأخرى دون أن يتحلل أو يتدهور بمرور الوقت.

تساعد تقنية PWHT على منع التشقق الناجم عن الهيدروجين، وتقليل التدرجات الحرارية، وتحسين قابلية اللحام وجودة اللحام، وتعزيز الليونة، وتلطيف منطقة اللحام وحماية عمال اللحام. وعلاوة على ذلك، قد يقلل المعالجة الحرارية الحرارية الفائقة PWHT من ترشيش/تشويه اللحام مما يزيد من الإنتاجية.

تعتمد درجات حرارة PWHT على تركيبة المادة وظروف الخدمة مثل التدوير الحراري والتعرض للتآكل والتحميل الناتج عن التعب. يؤدي ضعف التحكم في درجة الحرارة إلى الإضرار بسلامة اللحام وتقليل فعالية المعالجة؛ وقد يؤدي الفشل في القيام بذلك قبل الأوان إلى فشل اللحام أو تقليل الفعالية بشكل كبير. عند العمل مع المعادن المختلفة، من الضروري بشكل خاص أن يتم التحكم في التدرجات وتوزيع الحرارة بحيث يتلقى كل جزء من اللحام درجة الحرارة المستهدفة للحام بدون تشويه أو تشقق أو تآكل أو تآكل أو تشقق وضمان تكوين البرليت أو الفريت. تقدم TEAM دورات تسخين دقيقة عبر دورات تسخين المقاومة والحث واللهب التي تضمن حصول كل بوصة وركن على دورات التسخين المطلوبة حتى لا تحدث تدرجات حرارية ويضمن توزيع الحرارة حصول كل جزء من اللحام على دورات التسخين المطلوبة لتقليل التدرجات وتوزيع الحرارة لتحقيق أفضل جودة وفعالية لحام ممكنة لمختلف المعادن. لتلبية دورات التسخين الدقيقة الخاصة بـ TEAM (المقاومة أو الحث أو اللهب) تعظيم دورات التسخين المنتظمة لتقليل التدرجات وتوزيع الحرارة إلى الحد الأدنى لضمان تلقي جميع المناطق درجة الحرارة المطلوبة وبالتالي تقليل التشوه وتكوين التآكل المتشقق مع تشجيع تكوين اللؤلؤ الناعم/الفريت/التآكل وما إلى ذلك.