الاحتياطات وطرق الكشف عن لحامات أنابيب الصلب

تعتمد عملية اللحام على درجة الحرارة العالية لمصدر حرارة اللحام لإذابة قضيب اللحام وأنبوب الصلب عند الوصلة لتشكيل خط اللحام. بعد ذلكأنبوب فولاذي ملحومبعد التبريد، يتم توصيل اللحامين معًا لتشكيل وحدة متكاملة. وبحسب شكل أنبوب الصلب الملحوم والموضع النسبي للحامات، تُقسم اللحامات إلى لحامات طرفية، ولحامات زاوية، ولحامات سدادة، والتثبيت الكهربائي. تُستخدم اللحامات الطرفية غالبًا لربط الصفائح والقطاعات الفولاذية؛ بينما تُستخدم لحامات الزاوية غالبًا لوصلات التراكب؛ أما لحامات السدادة والتثبيت الكهربائي فنادرًا ما تُستخدم، وتُعتبر فقط لتقليل طول وصلات التراكب.

لضمان عدم تشوه قطعة العمل نتيجة التمدد الحراري أثناء اللحام، يجب ضمان تباعد لحامات أنابيب الصلب المحددة للموقع، ويمكن تحديد هذا التباعد وفقًا للجدول أدناه. يُعد لحام أنابيب الصلب المحددة للموقع جزءًا من اللحام النهائي، لذا يجب لحامه بإحكام ودون عيوب. في حال تطلب لحام أنابيب الصلب لحامًا من جانب واحد وتشكيلًا من الجانبين، يجب لحامها بشكل كامل. يجب أن يتم لحام أنابيب الصلب المحددة للموقع وفقًا لمتطلبات عملية اللحام الرسمية. إذا تطلب لحام أنابيب الصلب الرسمية تسخينًا مسبقًا وتبريدًا بطيئًا، فيجب تسخينها مسبقًا قبل لحام الموقع وتبريدها ببطء بعد اللحام. يجب ألا يكون ارتفاع لحام أنابيب الصلب المحددة للموقع كبيرًا جدًا لتجنب اللحام في مكانه. في حال حدوث ذلك، يُفضل خفض ارتفاع لحام أنابيب الصلب المحددة للموقع وتشكيل طرفيه بشكل مائل لتسهيل عملية اللحام. في حال وجود تشققات أو مسامات أو عيوب أخرى في لحام أنبوب الصلب المستخدم في تحديد المواقع، يجب إزالة الجزء المتضرر من اللحام وإعادة لحامه. ولا يُسمح بإعادة صهره.

أولاً، وفقًا لعمليات اللحام المختلفة، يمكن أن تتخذ لحامات الأنابيب الفولاذية أشكالًا عديدة:

1. وفقًا للتركيبات المختلفة للحام أنابيب الصلب، يمكن تقسيمها إلى خمسة أنواع: اللحام التناكبي، واللحام الزاوي، واللحام السدادي، واللحام الأخدودي، واللحام النهائي.
(1) اللحام التناكبي: هو لحام يتم بين أسطح الأخاديد الخاصة باللحام أو بين سطح أخدود جزء وسطح جزء آخر.
(2) لحام الزاوية: لحام أنبوب فولاذي يتم لحامه على طول تقاطع جزأين متعامدين أو شبه متعامدين.
(3) اللحام النهائي: لحام أنبوب فولاذي يتكون من وصلة نهائية.
(4) اللحام السدادي: هو لحام أنبوب فولاذي يتم تشكيله عن طريق لحام لوحين في فتحة دائرية عندما يتداخل جزآن، أحدهما يحتوي على فتحة دائرية. اللحام الزاوي الذي يتم لحامه فقط في الفتحة لا يُعد لحامًا سداديًا.
(5) لحام الفتحة: هو لحام أنبوب فولاذي يتم تشكيله عن طريق لحام لوحين في فتحة طويلة عندما يتداخل لوحان، أحدهما يحتوي على فتحة طويلة. لحام الزاوية فقط ليس لحام فتحة.
اللحام التناكبي: يُصنف اللحام التناكبي، وفقًا لدرجة تغلغله في الأنبوب الفولاذي، إلى نوعين: لحام تناكبي كامل التغلغل ولحام تناكبي غير كامل التغلغل. يتعرض اللحام التناكبي غير كامل التغلغل لقوة ضئيلة جدًا، مما يؤدي إلى تركيز إجهاد عالٍ. أما اللحام التناكبي كامل التغلغل فيُسمى لحامًا تناكبيًا. ولتسهيل عملية الإنشاء، وضمان جودتها، والتأكد من ملء اللحام التناكبي للفجوة في المادة الأصلية، تُستخدم أشكال مختلفة للأخاديد تبعًا لسمك الصفيحة الفولاذية. عندما تكون الفجوة كبيرة جدًا (3-6 مم)، يمكن وضع وسادة (لوحة بدء القوس) أسفل اللحام على شكل حرف V، أو اللحام أحادي الجانب على شكل حرف V، أو اللحام على شكل حرف I، وذلك لمنع تدفق الفولاذ المنصهر من الأنبوب ولضمان اكتمال اللحام. لضمان جودة اللحام، ومنع حدوث الأخاديد في كلا طرفي لحام الأنابيب الفولاذية، وتقليل تأثير تركيز الإجهاد على الحمل الديناميكي، بعد تشكيل لحام الأنابيب الفولاذية، ما لم يؤثر ذلك على استخدامها، يمكن ترك الطرفين على اللحام، وإلا فيجب قطعهما بعد اللحام.
لحام الزاوية: لا تحتاج حافة لوحة التوصيل إلى معالجة دقيقة، ولا توجد فجوة في اللوحة، ويتم ملء أنبوب الصلب الملحوم مباشرة في منطقة الزاوية القائمة أو الزاوية المائلة التي تشكلها اللحامتان.

2. وفقًا للمواقع المكانية المختلفة للحام: يمكن تقسيمه إلى أربعة أشكال: اللحام المسطح، واللحام الرأسي، واللحام الأفقي، واللحام العلوي.

3. وفقًا لظروف اللحام المتقطعة المختلفة لأنابيب الصلب، يمكن تقسيمها إلى نوعين: اللحام المستمر واللحام المتقطع. وينقسم اللحام المتقطع إلى نوعين: متداخل ومتوازي. بالإضافة إلى طول ساق اللحام (K)، يجب أن يشير حجم اللحام أيضًا إلى طول (L) والمسافة (e) بين كل قسم من أقسام اللحام المتقطع، ويُستخدم الرمز "Z" للدلالة على اللحام المتداخل.

4. وفقًا للوظائف المختلفة للحام الأنابيب الفولاذية، يتم تقسيمها إلى لحامات تحمل الأحمال المستخدمة لتحمل الأحمال، ولحامات توصيل لا تتحمل الأحمال بشكل مباشر ولكنها تلعب دور التوصيل فقط، ولحامات منع التسرب المستخدمة بشكل أساسي لمنع تسرب السوائل، ولحامات تحديد المواقع قصيرة الطول التي يتم لحامها لتجميع وتثبيت موضع الوصلة على اللحام قبل اللحام الرسمي.

ثانياً، هناك عدة طرق للكشف عن عيوب لحام الأنابيب الفولاذية.

1. الكشف عن العيوب بالأشعة: الكشف عن العيوب بالأشعة هو أسلوب للكشف عن العيوب الداخلية في الوصلات الملحومة عن طريق تسليط الأشعة عليها. يُظهر هذا الأسلوب بوضوح الحالة الداخلية للوصلات الملحومة، ولذلك يُستخدم على نطاق واسع في فحص مختلف الهياكل الملحومة. عمليًا، يتميز الكشف عن العيوب بالأشعة بحساسية وموثوقية عاليتين، ولكنه ينطوي أيضًا على بعض العيوب، مثل ارتفاع تكلفة المعدات وتعقيد عملية التشغيل.

٢. الكشف عن العيوب بالموجات فوق الصوتية: يُعدّ الكشف عن العيوب بالموجات فوق الصوتية طريقةً للكشف عن العيوب الداخلية في الوصلات الملحومة، وذلك بالاستفادة من خصائص الموجات فوق الصوتية المنتشرة في الأوساط الصلبة. تتميز هذه الطريقة بقدرتها على تحديد موقع العيوب وقياسها بدقة، فضلاً عن حساسيتها وموثوقيتها العالية. وتُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في عمليات فحص اللحام لمختلف أنواع الأنابيب الفولاذية، مثل خطوط الأنابيب وأوعية الضغط وغيرها.

3. الكشف عن العيوب باستخدام الجسيمات المغناطيسية: يُعدّ الكشف عن العيوب باستخدام الجسيمات المغناطيسية طريقةً للكشف عن العيوب السطحية والقريبة من السطح، وذلك بالاعتماد على خاصية امتصاص المسحوق المغناطيسي على سطح الوصلات الملحومة. تتميز هذه الطريقة بدقة عالية في الكشف عن الشقوق السطحية والمسام وغيرها من عيوب الوصلات الملحومة، كما أنها تتمتع بحساسية وموثوقية عاليتين. وتُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في عمليات فحص اللحام لمختلف أنواع الأنابيب الفولاذية، مثل الهياكل الفولاذية والسفن وغيرها.

٤. الكشف عن العيوب باستخدام التيارات الدوامية: يُعدّ الكشف عن العيوب باستخدام التيارات الدوامية طريقةً للكشف عن العيوب الداخلية من خلال استخدام التغيرات في المجال المغناطيسي الناتجة عن التيارات الدوامية في الوصلات الملحومة. يتميز هذا الأسلوب بحساسية وموثوقية عاليتين، ويمكنه الكشف بدقة عن العيوب الداخلية في الوصلات الملحومة. عمليًا، يُستخدم الكشف عن العيوب باستخدام التيارات الدوامية على نطاق واسع في فحص لحام أنواع مختلفة من الأنابيب الفولاذية، مثل أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ وأنابيب النحاس، وغيرها.

٥. الكشف عن العيوب باستخدام سائل الاختراق: يُعدّ الكشف عن العيوب باستخدام سائل الاختراق طريقةً للكشف عن العيوب السطحية من خلال خاصية اختراق السائل لسطح الوصلات الملحومة. يُمكن لاختبار سائل الاختراق الكشف بدقة عن الشقوق السطحية والمسام وغيرها من عيوب الوصلات الملحومة بحساسية وموثوقية عاليتين. في التطبيقات العملية، يُستخدم اختبار سائل الاختراق على نطاق واسع في فحص اللحام لمختلف أنواع الأنابيب الفولاذية، مثل المسبوكات وأوعية الضغط وغيرها.