الفرق بين أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة

الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ عبارة عن مواد فولاذية أسطوانية طويلة مجوفة، تستخدم بشكل رئيسي في صناعات مثل البترول والكيماويات والطبية والأغذية والصناعات الخفيفة والآلات وأجهزة نقل خطوط الأنابيب الصناعية والمكونات الهيكلية الميكانيكية. بالإضافة إلى ذلك، فهي تستخدم على نطاق واسع في تصنيع أجزاء الآلات والهياكل الهندسية بسبب وزنها الخفيف عند الانحناء وتحمل قوة الالتواء. كما أنها تستخدم عادة في إنتاج مختلف الأسلحة التقليدية، براميل البنادق، والقذائف، وما إلى ذلك.

تركيز:
تتضمن عملية تصنيع الأنابيب غير الملحومة ثقب ثقب في قطعة مربعة من الفولاذ المقاوم للصدأ عند درجة حرارة 2200 درجة فهرنهايت، حيث يصبح فولاذ الأداة ناعمًا ويتشكل حلزونيًا من الثقب من خلال التثقيب والسحب. وينتج عن ذلك سماكة غير متساوية للجدار وغرابة مركزية عالية للأنبوب. لذلك، تسمح ASTM بفارق أكبر في سمك الجدار في الأنابيب غير الملحومة مقارنةً بالأنابيب الملحومة. تصنع أنابيب التماس من صفائح مدلفنة على البارد بدقة (يبلغ عرض كل ملف 4-5 أقدام). عادةً ما يكون لهذه الألواح المدرفلة على البارد أقصى فرق في سمك الجدار يبلغ 0.002 بوصة. يتم قطع اللوحة الفولاذية إلى عرض πd، حيث d هو القطر الخارجي للأنبوب. إن التسامح مع سمك الجدار لأنابيب التماس صغير، وسمك الجدار حول المحيط بأكمله موحد للغاية.

أداء اللحام:
بشكل عام، هناك اختلاف معين في التركيب الكيميائي بين الأنابيب الملحومة والأنابيب غير الملحومة. الفولاذ المستخدم لإنتاج الأنابيب غير الملحومة يلبي فقط المتطلبات الأساسية لـ ASTM، بينما يحتوي الفولاذ المستخدم لإنتاج الأنابيب الملحومة على تركيبات كيميائية مناسبة للحام. على سبيل المثال، يمكن لخليط من العناصر مثل السيليكون والكبريت والمنغنيز والأكسجين والفريت بنسب معينة أن ينتج معدن لحام يسهل نقل الحرارة أثناء عملية اللحام، وبالتالي ضمان الاندماج الكامل لدرزة اللحام بأكملها. الأنابيب الفولاذية التي تفتقر إلى هذه التركيبات الكيميائية، مثل الأنابيب غير الملحومة، ستواجه العديد من العوامل غير المستقرة أثناء عملية اللحام، مما يجعل من الصعب لحامها بشكل آمن وكامل.

حجم الحبوب:
يرتبط حجم حبيبات المعدن بدرجة حرارة المعالجة الحرارية ووقت الاحتفاظ بها عند درجة الحرارة هذه. حجم الحبوب لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملدنة وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة هو نفسه. إذا خضع أنبوب التماس للحد الأدنى من المعالجة الباردة، فسيكون حجم حبيبات معدن اللحام أصغر من حجم المعدن الأساسي؛ وإلا فإن حجم الحبوب سيكون هو نفسه.

قوة الأنابيب:
تعتمد قوة الأنبوب على تركيبة السبائك. لذلك، فإن أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة التي لها نفس تركيبة السبائك ونفس المعالجة الحرارية لها نفس القوة بشكل أساسي.

بعد اختبار الشد واختبار الاهتزاز ثلاثي الأبعاد، يحدث تمزيق أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ في الغالب بعيدًا عن مكان اللحام أو في المنطقة المتأثرة بالحرارة. وذلك بسبب وجود عدد أقل من الشوائب ومحتوى نيتروجين أعلى قليلاً في اللحام، مما يؤدي إلى قوة أفضل عند اللحام مقارنة بالمناطق الأخرى. ومع ذلك، تنص ASME (الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين) على أن أنابيب التماس المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ يمكنها تحمل 85% فقط من الضغط المسموح به، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن جمع البيانات تم قبل استخدام معدات اللحام المحسنة المستخدمة حاليًا.

تحدد ASME أن أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة التي تجتاز اختبار الموجات فوق الصوتية بنسبة 100% يمكنها تحمل الضغط المسموح به تمامًا. وبالمثل، تحدد أوروبا وآسيا أيضًا أن أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة التي تم اختبارها بواسطة اختبار التيار الدوامي يمكن أن تضمن أداء لحام عالي الجودة، الأمر الذي يتطلب إجراءات واختبارات مشروعة من قبل المؤسسات المرخصة.

المقاومة للتآكل:
تعتمد مقاومة التآكل على تكوين السبائك. تتمتع أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة بنفس التركيب الكيميائي لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة وتلك التي تخضع للمعالجة الحرارية الكاملة بنفس مقاومة التآكل. تثبت الاختبارات التكميلية المقدمة من ASTM أن مقاومة التآكل عند اللحام تعادل أو أفضل من مقاومة المعدن الأساسي. في بيئات الكلوريد الحمضية، قد يتسارع التآكل عند لحام الأنابيب الفولاذية غير المعالجة بالحرارة بشكل كامل، ولكن هذا مطلوب فقط لاختبار التآكل، والبيئة الفعلية ليست شديدة الخطورة.

الانحناء والليونة:
يمكن التحقق من ليونة اللحام من خلال الاختبارات التالية المحددة بواسطة ASTM: الانحناء عند 45 درجة، ثم الانحناء إلى 90 درجة، والتسطيح على طول اللحام؛ ثم اعكس خط التماس من الفولاذ المقاوم للصدأ وكرر الخطوات المذكورة أعلاه لثني اللحام إلى قطر داخلي قدره 180 درجة. معيار جودة اللحام هو عدم السماح بالتمزق أو الانفصال بين الحبيبات تحت التكبير 40x. يتم التحكم في الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء للأنبوب من خلال تركيبة السبائك، وعادةً ما يكون الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء 2d. حالة اللحام المثالية هي أن يكون اللحام في حالة محايدة أو ضاغطة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتم تلدين الأنبوب لتقليل صلابته وتحسين قابليته للانحناء.

سعر:
عادة ما يكون سعر الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ نصف سعر الأنابيب الفولاذية غير الملحومة.

سمك الجدار / القطر:
من الأفضل إنتاج الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ ذات الجدران الرقيقة ذات نسبة سمك الجدار / القطر الصغيرة عن طريق طرق اللحام، في حين أن الأنابيب ذات الجدران السميكة ذات نسبة سمك الجدار / القطر الكبيرة من الأفضل إنتاجها عن طريق طرق التثقيب.

الجودة الشاملة:
جودة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة تتفوق على جودة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة لأن أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة مصنوعة من ألواح مدرفلة على البارد تم فحصها، مما يحد من أي عيوب في اللحام. من ناحية أخرى، يتم تشكيل الأنابيب غير الملحومة من قضبان الفولاذ المقاوم للصدأ من خلال ثقب الرأس، مما يؤدي إلى العديد من ظواهر التمزق في جدار الأنبوب الناتج عن البثق. يُظهر اختبار التيار الدوامي أن معدل الخلل في أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ التماسية عادة ما يكون أقل من معدل أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة. مع اختبار الموجات فوق الصوتية، تكون الضوضاء الخلفية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة عالية جدًا بحيث يصعب اكتشاف العيوب، في حين أن الضوضاء الخلفية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة منخفضة، مما يجعل من السهل العثور على العيوب.