خزان 304 ملحوم، بعد سنة واحدة ظهرت أخاديد تآكل "كقطع السكين" على جانبي اللحام — هذه عادة ليست مشكلة جودة اللحام، بل sensitization: المنطقة المتأثرة بالحرارة مكثت عند 450–850℃، فترسب كربيد الكروم على حدود الحبيبات، واستهلك الكروم القريب من الحدود، فتحولت تلك الحلقة إلى "منطقة فقيرة بالكروم".
حكم بجملة واحدة
الصفائح الرقيقة تبرد بسرعة بعد اللحام ومخاطر الت sensitization قليلة؛ الصفائح السميكة واللحام متعدد الطبقات والتبريد البطيء بعد اللحام مخاطرها كبيرة. من يخدم طويلاً عند 400–800℃، أو يلامس وسطاً نيتريكياً/كلورياً، أو يُستخدم في أنظمة مياه عالية النقاء، عليه استخدام 304L (أو 321/347). الـ 304 العادي عادة لا مشكلة له في العناصر الإنشائية العادية بالمياه العذبة عند درجة الحرارة العادية.
الفرق بين ثلاثة درجات
- 304: الكربون ≤ 0.08%، وهو الأكثر عرضة للت sensitization أثناء اللحام؛
- 304L: الكربون ≤ 0.03%، الكربون أقل من أن يشكل كربيد كروم متصلاً، ومخاطر الت sensitization تنخفض كثيراً؛
- 321 / 347: إضافة تيتانيوم أو نيوبيوم للتثبيت — يجعل الكربون يرتبط أولاً بالتيتانيوم/النيوبيوم بدل الكروم. يُستخدم في الخدمة عند حرارة عالية (400–800℃).
ملاحظة: 304L "يقلل" المخاطر فقط، وليس "محصناً". في الصفائح السميكة جداً، والحرارة الداخلة الكبيرة، والإصلاحات المتعددة، قد يظهر الت sensitization حتى في 304L.
كيف تحدد إن كان وضعك يستدعي الترقية
- سماكة الصفيحة: ≥6 mm أو لحام متعدد الطبقات والمسارات، المنطقة المتأثرة بالحرارة تبقى طويلاً في نطاق حرارة الت sensitization، يُنصح باستخدام 304L مباشرة؛
- حرارة الخدمة: 400–800℃ طويلة (مثل المبادلات الحرارية وأنظمة العادم) → استخدم 321/347 أو 310S؛ إذا كان التعرض حراً قصيراً وعارضاً، فـ 304L يكفي؛
- الوسط: نيتريك، ماء يحتوي كلور، لب ورق، ماء عالي النقاء (الماء ذو المقاومية العالية أكثر عرضة للتآكل الانتقائي للمنطقة الفقيرة بالكروم) → حساس؛
- التركيب: إذا كان اللحام في منطقة تركيز إجهاد، ولا يمكن إجراء محلول صلب بعد اللحام، فاترك هامشاً في المادة أولاً.
أربعة أمور يمكن فعلها (من الأقل تكلفة إلى الأعلى)
- ترقية المادة: 304 → 304L، الزيادة في التكلفة صغيرة، وهي أعلى خطوة من حيث القيمة مقابل التكلفة؛
- التحكم في الحرارة الداخلة: تيار منخفض، سرعة لحام عالية، التحكم في حرارة ما بين الطبقات، تجنب التذبذب الكبير، لتقصير نافذة زمن الت sensitization؛
- المحلول الصلب بعد اللحام: تسخين إلى حوالي 1050–1100℃ ثم تبريد سريع، لإعادة إذابة كربيد الكروم في المادة الأساسية. فعال لكن مكلف (تشوه، يحتاج معالجة كاملة)، يُستخدم فقط للمعدات الحرجة؛
- معالجة السطح: تخليل وتخميل اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة، لإزالة الطبقة السطحية الفقيرة بالكروم — علاج symptomatic، لكنه كافٍ في معظم الحالات.
كيف تتحقق
عند الخلاف، أجرِ اختبار التآكل بين الحبيبات وفق المعيار (مثل طريقة حمض الكبريتيك-كبريتات النحاس، أو الطريقة الكهروكيميائية)، لا بالفحص البصري. عند الشراء، إذا كان المشروع يشترط ذلك، يجب كتابة طريقة الاختبار ومعيار القبول في العقد، وإلا فكلٌّ سيقول كلامه عند الاستلام.
مزالق شائعة
- الرسم يقول "304" والواقع يحتاج مقاومة للتآكل بين الحبيبات، ولا يُكتشف ذلك إلا عند القبول لعدم وجود سند؛
- اعتبار 304L حلاً لكل شيء: الصفائح السميكة والحرارة الداخلة الكبيرة تُصاب بالت sensitization أيضاً؛
- بعد اللحام تجليخ فقط دون تجليخ + تخميل: تزال الطبقة الفقيرة بالكروم لكن لا يُعاد بناء طبقة التخميل، فيحدث التآكل كما هو؛
- استخدام 321 مع اختيار خاطئ لمادة اللحام (يجب استخدام مادة لحام مثبتة مطابقة)، فيصبح اللحام نفسه الحلقة الضعيفة؛
- الاعتقاد أن "عدم وجود شقوق في اللحام يعني القبول": الت sensitization مشكلة بنيوية مجهرية لا تُرى بالعين.
أخبرنا بسماكة صفيحتك، وطريقة اللحام، وحرارة الخدمة والوسط، ونعطيك توصية الاختيار بين 304 / 304L / 321 والعرض المقابل، ونكتب في العقد المعيار التنفيذي ومتطلبات الاختبار — تكلفة هذا النوع من المشاكل تكاد تكون كلها بعد وقوعها.
