خزان 304 ملحوم، وبعد سنة ظهرت أخاديد تآكل "كقطع السكين" على جانبي اللحام — هذه عادة ليست مشكلة جودة اللحام، بل هي sensitization: المنطقة المتأثرة بالحرارة مكثت عند 450–850℃، فترسب كربيد الكروم على حدود الحبيبات، واستهلك الكروم القريب من حدود الحبيبات، فتحولت تلك الحلقة إلى "منطقة فقيرة بالكروم".
حكم بجملة واحدة
الألواح الرقيقة تبرد بسرعة بعد اللحام ومخاطر الت sensitization قليلة؛ الألواح السميكة واللحام متعدد الطبقات والتبريد البطيء بعد اللحام مخاطرها كبيرة. من يخدم لفترة طويلة عند 400–800℃، أو يتلامس مع حمض النيتريك/وسط يحتوي كلوريد، أو يُستخدم في أنظمة مياه عالية النقاء، يجب أن يستخدم 304L (أو 321/347). الـ 304 العادي عادة لا مشكلة عليه في العناصر الإنشائية العادية مع مياه عذبة بدرجة حرارة الغرفة.
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 متصل، ومخاطر الت sensitization تنخفض بشكل كبير؛
- 321 / 347: إضافة تيتانيوم أو نيوبيوم للتثبيت — يجعل الكربون يرتبط أولاً بالتيتانيوم/النيوبيوم بدلاً من الكروم. يُستخدم في حالات الخدمة عند حرارة عالية (400–800℃).
ملاحظة: 304L فقط "يقلل" المخاطر، وليس "محصناً". في الألواح السميكة جداً، والحرارة الداخلة الكبيرة، والإصلاحات المتعددة، قد يظهر الت sensitization حتى في 304L.
كيف تحدد إن كانت حالتك التشغيلية تستدعي الترقية
- سمك اللوح: ≥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℃ لفترة طويلة (مثل المبادلات الحرارية وأنظمة العادم) → استخدم 321/347 أو 310S؛ إذا كان التعرض حراريًا عابرًا وقصيرًا فقط، فـ 304L كافٍ؛
- الوسط: حمض النيتريك، مياه تحتوي كلوريد، لب الورق، مياه عالية النقاء (المياه ذات المقاومة 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 الخطوة الأعلى قيمة مقابل التكلفة؛
- التحكم في الحرارة الداخلة: تيار منخفض، سرعة لحام عالية، التحكم في حرارة ما بين الطبقات، تجنب التمايل الكبير، لتقصير نافذة زمن الت sensitization؛
- المحلول الصلب بعد اللحام: التسخين إلى حوالي 1050–1100℃ ثم التبريد السريع، لإعادة إذابة كربيد الكروم في المصفوفة. فعال لكن التكلفة عالية (تشوه، يحتاج معالجة كاملة)، يُستخدم فقط للمعدات الحرجة؛
- معالجة السطح: التخليل والتخميل للحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة، لإزالة الطبقة السطحية الفقيرة بالكروم — علاج للأعراض، لكنه كافٍ في معظم الحالات التشغيلية.
كيف تتحقق
عند وجود خلاف، أجرِ اختبار التآكل بين الحبيبات وفق المعايير (مثل طريقة حمض الكبريتيك-كبريتات النحاس، أو الطرق الكهروكيميائية)، وليس بالفحص البصري. عند الشراء، إذا كان المشروع يتطلب ذلك، يجب كتابة طريقة الاختبار ومعيار القبول في العقد، وإلا فسيختلف الجميع بعد وصول البضاعة.
مزالق شائعة
- المخططات تكتب "304" بينما الحاجة الفعلية لمقاومة التآكل بين الحبيبات، ولا يُكتشف ذلك إلا عند الفحص والاستلام لعدم وجود أساس؛
- اعتبار 304L حلاً سحرياً: فهو أيضاً يتعرض للت sensitization عند الحرارة الداخلة الكبيرة في الألواح السميكة؛
- الجلخ فقط بعد اللحام دون جلخ + تخميل: تزال الطبقة الفقيرة بالكروم لكن لا يُعاد بناء طبقة التخميل، ويستمر التآكل؛
- استخدام 321 مع اختيار خاطئ لمادة اللحام (يجب استخدام مادة لحام مثبتة مطابقة)، فيصبح اللحام نفسه نقطة ضعف؛
- الاعتقاد أن "عدم وجود تشققات في اللحام يعني القبول": الت sensitization مشكلة بنيوية مجهرية لا تُرى بالعين المجردة.
أخبرنا بسمك اللوح وطريقة اللحام وحرارة الخدمة والوسط، وسنقدم لك توصية الاختيار بين 304 / 304L / 321 والعرض السعري المقابل، ونكتب في العقد معيار التنفيذ ومتطلبات الاختبار — تكلفة هذا النوع من المشاكل تكاد تكون كلها بعد وقوعها.
