غالبًا ما يتطلب لحام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ التطهير الخلفي باستخدام الأرجون عند استخدام العمليات التقليدية مثل لحام قوس التنغستن الغازي (GTAW) ولحام قوس المعدن المحمي (SMAW). ولكن تكلفة الغاز ووقت إعداد عملية التطهير يمكن أن يكونا مهمين، خاصة مع زيادة أقطار الأنابيب وأطوالها.
عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 300، يمكن للمقاولين القضاء على النفخ في لحامات قناة الجذر المفتوحة عن طريق التحول من GTAW أو SMAW التقليدي إلى عملية لحام محسنة، مع تحقيق جودة لحام عالية، والحفاظ على مقاومة التآكل للمادة، وتلبية متطلبات إجراءات اللحام (WPS) تتطلب عملية لحام قوس معدني غازي قصير الدائرة (GMAW). كما توفر عملية GMAW القصيرة الدائرة المحسنة فوائد إضافية في الإنتاجية والكفاءة وسهولة الاستخدام، مما يساعد على تحسين الأرباح.
تتميز سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومتها للتآكل وقوتها، وتستخدم في العديد من تطبيقات الأنابيب والأنابيب، بما في ذلك النفط والغاز والبتروكيماويات والوقود الحيوي. وفي حين تم استخدام GTAW تقليديًا في العديد من تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ، إلا أن لها بعض العيوب التي يمكن معالجتها عن طريق تحسين GMAW ذات الدائرة القصيرة.
أولا، مع استمرار نقص اللحامين المهرة، فإن العثور على عمال على دراية بتقنية GTAW يمثل تحديًا مستمرًا. ثانيًا، لا تعد تقنية GTAW أسرع عملية لحام، مما يعيق الشركات التي تتطلع إلى زيادة الإنتاجية لتلبية متطلبات العملاء. ثالثًا، تتطلب عملية غسيل عكسي تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ.
ما هو النفخ الخلفي؟ التطهير هو إدخال الغاز أثناء عملية اللحام لإزالة الملوثات وتوفير الدعم. يحمي التطهير الخلفي الجانب الخلفي من اللحام من تكوين أكاسيد ثقيلة في وجود الأكسجين.
إذا لم يتم حماية الجانب الخلفي أثناء لحام قناة الجذر المفتوحة، فقد يؤدي ذلك إلى تلف الركيزة. يسمى هذا الانهيار بالتسمم السكري، وقد سمي بهذا الاسم لأنه يؤدي إلى سطح يشبه السكر داخل اللحام. لمنع الهريس، يقوم اللحام بإدخال خرطوم غاز في أحد طرفي الأنبوب ويسد نهاية الأنبوب بسد تطهير. كما قاموا بإنشاء فتحة تهوية على الطرف الآخر من الأنبوب. كما وضعوا عادةً شريطًا حول فتحة المفصل. بعد تنظيف الأنبوب، قاموا بإزالة جزء من الشريط حول المفصل وبدأوا اللحام، وكرروا عملية التجريد واللحام حتى اكتمال حبة الجذر.
يمكن أن تكلف عمليات التتبع الكثير من الوقت والمال، وفي بعض الحالات تضيف آلاف الدولارات إلى المشروع. لقد مكّن الانتقال إلى عملية GMAW ذات الدائرة القصيرة المحسنة الشركة من إكمال تمريرات الجذر دون الغسيل العكسي في العديد من تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ. تطبيقات اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ من السلسلة 300 مناسبة تمامًا لهذا، في حين تتطلب تطبيقات اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج عالي النقاء حاليًا GTAW لتمرير الجذر.
يساعد الحفاظ على مدخلات الحرارة منخفضة قدر الإمكان في الحفاظ على مقاومة التآكل لقطعة العمل. يعد تقليل عدد عمليات اللحام إحدى الطرق لتقليل مدخلات الحرارة. تستخدم عمليات GMAW ذات الدائرة القصيرة المحسنة، مثل الترسيب المعدني المنظم (RMD®)، نقلًا معدنيًا يتم التحكم فيه بدقة لتوفير ترسب قطرات موحد. هذا يجعل من الأسهل على اللحام التحكم في بركة اللحام، والتي بدورها تتحكم في مدخلات الحرارة وسرعة اللحام. يسمح مدخل الحرارة المنخفض لبركة اللحام بالتجميد بشكل أسرع.
بفضل النقل المعدني المتحكم فيه وتجميد حوض اللحام بشكل أسرع، يكون حوض اللحام أقل اضطرابًا ويترك الغاز الواقي مسدس GMAW دون إزعاج نسبيًا. يسمح هذا للغاز الواقي بالمرور عبر الجذر المفتوح، مما يؤدي إلى إزاحة الغلاف الجوي ومنع التحلل أو الأكسدة على الجزء الخلفي من اللحام. لا يستغرق تغطية الغاز هذه سوى وقت قصير 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 كما هو الحال عندما تم لحام حبة الجذر باستخدام GTAW.
يتطلب التغيير في عملية اللحام من الشركة إعادة اعتماد نظام WPS الخاص بها، ولكن مثل هذا التبديل يمكن أن يؤدي إلى عوائد ضخمة في الوقت وتوفير التكاليف لأعمال التصنيع والإصلاح الجديدة.
يوفر لحام قناة الجذر المفتوحة باستخدام عملية GMAW ذات الدائرة القصيرة المحسنة فوائد إضافية في الإنتاجية والكفاءة وتدريب اللحام. وتشمل هذه الفوائد:
يزيل إمكانية ظهور القنوات الساخنة نتيجة القدرة على ترسيب المزيد من المعدن لزيادة سمك قناة الجذر.
تحمل ممتاز للانحرافات العالية والمنخفضة بين أقسام الأنابيب. وبفضل النقل المعدني السلس، يمكن لهذه العملية سد الفجوات التي تصل إلى 3⁄16 بوصة بسهولة.
يظل طول القوس ثابتًا بغض النظر عن امتداد القطب، مما يعوض المشغلين الذين يجدون صعوبة في الحفاظ على امتداد ثابت. يمكن أن يؤدي التحكم بسهولة في بركة اللحام ونقل المعدن الثابت إلى تقليل وقت التدريب للحاميين الجدد.
تقليل وقت التوقف عن العمل عند تغيير العمليات. يمكن استخدام نفس السلك وغاز الحماية للقنوات الجذرية والملء والغطاء. يمكن استخدام عملية GMAW النبضية بشرط أن تكون القنوات مملوءة ومغطاة بما لا يقل عن 80٪ من غاز الحماية من الأرجون.
بالنسبة للعمليات التي تسعى إلى القضاء على التدفق العكسي في تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ، من المهم اتباع خمس نصائح رئيسية للنجاح عند التبديل إلى عملية GMAW ذات الدائرة القصيرة المعدلة.
قم بتنظيف الجزء الداخلي والخارجي للأنابيب لإزالة أي ملوثات. استخدم فرشاة سلكية مصممة للفولاذ المقاوم للصدأ لتنظيف الجزء الخلفي من المفصل على مسافة 1 بوصة على الأقل من الحافة.
استخدم معدن حشو من الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي على نسبة عالية من السيليكون، مثل 316LSi أو 308LSi. يساعد محتوى السيليكون العالي على ترطيب حوض اللحام ويعمل كمزيل للأكسدة.
للحصول على أفضل أداء، استخدم خليط غاز الحماية المصمم خصيصًا لهذه العملية، مثل 90% هيليوم، و7.5% أرجون، و2.5% ثاني أكسيد الكربون. خيار آخر هو 98% أرجون و2% ثاني أكسيد الكربون. قد يكون لدى مورد غاز اللحام توصيات أخرى.
للحصول على أفضل النتائج، استخدم طرفًا مدببًا وفوهة لتوجيه الجذر لتحديد تغطية الغاز. توفر الفوهة المخروطية مع موزع الغاز المدمج تغطية ممتازة.
لاحظ أن استخدام عملية GMAW ذات الدائرة القصيرة المعدلة بدون غاز الدعم ينتج كمية صغيرة من الحجم على الجانب الخلفي من اللحام. وعادة ما تتقشر هذه الكمية عندما يبرد اللحام وتلبي معايير الجودة لتطبيقات البترول ومحطات الطاقة والبتروكيماويات.
جيم بيرن هو مدير المبيعات والتطبيقات في شركة Miller Electric Mfg. LLC، 1635 W. Spencer St.، Appleton، WI 54912، 920-734-9821، www.millerwelds.com.
أصبحت مجلة Tube & Pipe Journal أول مجلة مخصصة لخدمة صناعة الأنابيب المعدنية في عام 1990. واليوم، تظل المجلة الوحيدة في أمريكا الشمالية المخصصة للصناعة وأصبحت المصدر الأكثر ثقة للمعلومات لمحترفي 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.
استمتع بالوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة STAMPING Journal، التي توفر أحدث التطورات التكنولوجية وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من The Fabricator en Español، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.