هل لحام الفولاذ المقاوم للصدأ PWHT مطلوب للحام الفولاذ المقاوم للصدأ؟

تأتي أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ في بنى مجهرية مختلفة، من الأوستنيتي إلى الحديدي أو المارتنسيتي. مقاومتها للتآكل تجعلها مناسبة للصناعات مثل النفط والغاز.

يمكن أن تكون المعالجة الحرارية الفائقة للحرارة العالية PWHT مفيدة لخدمات SMSS ذات الرتبة الخفيفة عندما يتعلق الأمر بظروف الخدمة الحامضة؛ ومع ذلك، فإن البيانات المتعلقة بالتعرض طويل الأجل محدودة. تعتمد متطلبات PWHT على الرتبة وظروف الخدمة.

قابلية اللحام

يتطلب لحام الفولاذ المقاوم للصدأ تقنيات مختلفة عن لحام المعادن الأخرى. يمكن أن يؤثر نوع عملية اللحام التي تختارها على كل من مقاومته للتآكل والمسامية؛ قد يؤدي استخدام عمليات منخفضة الطاقة إلى تقليل معدلات الترسيب، مما يؤدي إلى تضييق حبة اللحام المعرضة للصدأ. عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، من الضروري استخدام غاز واقي مثل الأرجون للحماية من التأثيرات البيئية التي قد تؤثر على اللحامات.

توجد مجموعة من سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ المصممة لاستخدامات محددة، وتمتلك كل درجة بنية مجهرية وخصائص فريدة من نوعها. ونتيجة لذلك، تختلف قواعد التصنيع لكل درجة: يمكن لحام الدرجات الأوستنيتي باستخدام أي معدن حشو تفضله، بينما تتطلب السبائك الحديدية والمارتنسيتية إجراءات لحام محددة مع مدخلات حرارة أعلى لتحقيق نتائج مرضية. ولتحقيق نتائج مقبولة من السبائك المزدوجة فإنها تتطلب سلكًا محددًا للحام من أجل تحقيق نتائج مقبولة.

يجب أن تتضمن المعالجة الحرارية لما بعد اللحام لمقاطع سُمك الفولاذ المقاوم للصدأ المعالجة الحرارية لما بعد اللحام لتجنب التحسس. وهذا أمر ضروري لأن تفاعل الكروم مع الكربون يمكن أن يشكل كربيدات الكروم التي تؤدي إلى تآكل بين الخلايا الحبيبية، مما يؤدي إلى تآكل بين الخلايا الحبيبية في مناطق اللحام. يمكن تقليل حساسية التحسس من خلال التسخين المسبق والتبريد المتحكم فيه قبل اللحام، وفقًا لمواصفات ومعايير إجراءات اللحام (WPSs).

محتوى الكربون

تحتوي معظم سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ على مستويات منخفضة جدًا من الكربون. ومع ذلك، يمكن أن يكون لهذا تأثير سلبي على بعض الدرجات؛ يمكن أن يجعل الكربون الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ عرضة للتآكل بين الحبيبات (IGSC)، أو IGSCC؛ علاوة على ذلك، يمكن أن يقلل المحتوى العالي من الكربون من مقاومة التآكل لبعض الدرجات.

يمكن رؤية متانة الفولاذ المقاوم للصدأ في بعض المباني الأكثر شهرة في العالم - من كاتدرائية القديس بولس في لندن، ومظلة فندق سافوي في باريس ومبنى كرايسلر في نيويورك - حيث تتطلب مكوناته الهيكلية طول العمر.

غالبًا ما يتطلب الوصول إلى الأداء الأمثل من منتجات الفولاذ المقاوم للصدأ الجمع بين عناصر السبائك المختلفة، مثل الكروم والموليبدينوم والنيكل. وفي حين أن هذه السبائك تزيد من القوة مع تحسين مقاومة التآكل والخصائص الميكانيكية، يجب أن يكون الهدف الرئيسي منها زيادة القوة دون التأثير سلبًا على مقاومة التآكل أو الخصائص الميكانيكية.

يمكن أن تساعد عناصر صناعة السبائك في تلبية متطلبات تطبيقات محددة من خلال تغيير البنية المجهرية والمساهمة في مقاومة الكلال ومقاومة التآكل. ولتحقيق القوة والمتانة التي تفي بمتطلبات الاستخدام المقصود، يجب موازنة عناصر السبائك بعناية في نسبها.

مقاومة التآكل

تعتمد مقاومة التآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ على تركيبته الكيميائية، خاصةً محتواه من الكروم. يتفاعل الكروم مع الأكسجين لتشكيل طبقة واقية خارجية تحد من التعرض للهواء والماء بينما تساعد أيضًا على منع التفاعلات الكهروكيميائية بين سطح المعدن والمواد الكيميائية المسببة للتآكل التي تهاجمه من الداخل. لكن هذا لا يجعل الفولاذ المقاوم للصدأ محصنًا من التآكل - اعتمادًا على عوامل مثل التركيز الكيميائي ومستويات الأس الهيدروجيني للمحلول ودرجة الحرارة التي تؤثر جميعها على قدرته على المقاومة.

جميع درجات الفولاذ المقاوم للصدأ تقاوم التآكل من أحماض الفسفوريك والنتريك في درجات الحرارة العادية، ولكن يجب أن تكون الدرجات الأعلى سبيكة مقاومة لأحماض الكبريتيك والهيدروكلوريك المركزة من أجل الحماية الفعالة. التآكل الموضعي مثل التآكل الموضعي مثل التآكل الموضعي والتآكل الشقوق ممكن، وإن كان أقل حدوثًا من الأكسدة العامة.

يمكن للمواد المضافة مثل الموليبدينوم تحسين مقاومة سبيكة الفولاذ المقاوم للصدأ لبعض المواد الكيميائية المسببة للتآكل، ويمكن تخميل سطحها لزيادة الحماية من التآكل.

قد تكون هناك حاجة إلى المعالجة الحرارية الفائقة لجميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ في بعض التطبيقات لتجنب التحسس والتآكل بين الخلايا الحبيبية (IGC)، خاصةً عند التعرض لدرجات حرارة عالية. يختلف دور PWHT بناءً على محتوى الكربون والتركيب الكيميائي لمادة الفولاذ وسُمك المقطع - مع الحاجة إلى معالجات أكثر صرامة اعتمادًا على محتوى الكربون أو عوامل التحسس التي يمكن أن تقلل من القوة أو مقاومة التآكل في الخدمة.

شروط الخدمة

يتسم الفولاذ المقاوم للصدأ بالصلابة الشديدة، حيث يتميز بنسب قوة إلى الوزن مثيرة للإعجاب، كما أنه يتميز بالعديد من الخصائص التي تجعله مناسبًا لمختلف التطبيقات والبيئات. ويعتمد عمرها الافتراضي على عوامل مثل البيئة التي توضع فيها ومستوى مقاومة التآكل وتركيبة السبيكة - وعادةً ما يدوم الفولاذ المقاوم للصدأ لفترة أطول في الأماكن الجافة الداخلية مع القليل من التعرض للملوثات أو البيئات البحرية التي تسبب التآكل؛ ويمكن أن يؤدي التنظيف المنتظم إلى إطالة عمرها الافتراضي أيضًا.

قد يكون من الصعب التعامل مع بعض درجات الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يتطلب أدوات ومهارات خاصة لأغراض التشكيل أو التصنيع الآلي. وعلاوة على ذلك، يمكن أن تكون هذه المواد عرضة للفشل الهش إذا تم إجهادها أكثر من اللازم - وهو أمر يجب أخذه في الاعتبار عند استخدام الأجهزة المضغوطة التي تتضمن هذه المواد حيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى التصدع الإجهادي الناتج عن التآكل الإجهادي.

ونظرًا لهذه الاعتبارات، من الضروري عند التعامل مع هذه المادة الالتزام بجميع المواصفات والإرشادات المتعلقة بها. وهذا يعني اختيار الرتبة المناسبة، وتقليل وقت التعرض لدرجات الحرارة الساخنة، واللحام فقط مع المتخصصين المدربين على استخدامها. عادةً لا تكون هناك حاجة إلى المعالجة الحرارية بعد اللحام في الدرجات الأوستنيتية نظرًا لمقاومتها للكسر الهش؛ ومع ذلك، قد تتطلب الدرجات المارتنسيتية مزيدًا من المعالجات الحرارية؛ ويمكن أن تؤدي إضافة النيكل والموليبدينوم إلى تقليل مخاطر التشقق الإجهادي الناتج عن التآكل الإجهادي في هذا الصدد.