ما هي تدفقات العملية الرئيسية لتصنيع أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد غير الملحومة وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد الملحومة

مواسير حديدية مقاومة للصدأ تُستخدم على نطاق واسع في أنظمة عوادم السيارات، والمبادلات الحرارية، والأجهزة المنزلية نظرًا لمقاومتها الممتازة للتكسير الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC)، ومعامل التمدد الحراري المنخفض، ومزايا التكلفة. يتم تصنيف عمليات التصنيع في المقام الأول إلى أنابيب ملحومة وغير ملحومة. تختلف هذه العمليات بشكل كبير، ولكن كلاهما مهم للخصائص الميكانيكية ومقاومة التآكل للمنتج النهائي.

عملية تصنيع الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ من الحديد غير الملحومة

يكمن مفتاح تصنيع الأنابيب غير الملحومة في تحقيق التوحيد العالي في هيكل المواد وخصائصها عبر جدار الأنبوب بأكمله من خلال الثقب الساخن والعمل البارد الدقيق، وبالتالي تجنب إدخال أي عيوب في اللحام.

1. التحضير والثقب

اختيار المواد الخام: يتم استخدام قطع مستديرة من الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد عالي النقاء. نظرًا لأن درجات الحديد (مثل 430 و439 و444) تتمتع بشكل عام بمرونة أقل من الفولاذ الأوستنيتي، فإن الجودة المعدنية للقضبان عالية للغاية، مع رقابة صارمة على الشوائب والفصل.

التسخين: يتم تسخين البليت إلى درجة حرارة الثقب. يضمن التحكم الدقيق في درجة الحرارة ليونة مع تجنب خشونة الحبوب أو أكسدة السطح.

الثقب: يتم استخدام الثاقب الدوار لثقب قطعة من الفولاذ الصلب في قشرة مجوفة. هذه هي الخطوة الأكثر أهمية في تصنيع الأنابيب غير الملحومة، حيث أن جودة الثقب تحدد بشكل مباشر مدى صعوبة العمليات اللاحقة وجودة الأسطح الداخلية والخارجية للأنبوب.

2. المتداول والرسم

الدرفلة على الساخن/البثق: تدخل القشرة بعد ذلك إلى مطحنة الأنابيب (مثل مطحنة بيلجر) لمزيد من الدرفلة على الساخن لتقليل القطر الخارجي وسمك الجدار مع تحسين جودة السطح الداخلي والخارجي ودقة الأبعاد، مما ينتج عنه أنبوب خشن. بالنسبة لبعض درجات السبائك العالية، يمكن استخدام البثق.

تحضير العمل البارد: يتم تخليل الأنبوب الخشن لإزالة مقياس الأكسيد والتحضير للعمل البارد.

العمل البارد: هذه خطوة أساسية في تحقيق الأنابيب غير الملحومة عالية الدقة. ويشمل في المقام الأول الدرفلة على البارد والسحب على البارد. يقوم السحب على البارد بسحب الأنبوب من خلال قالب، مما يقلل من أبعاده ويحسن تشطيب سطحه. يعمل العمل البارد على زيادة قوة الأنبوب بشكل ملحوظ، ولكنه يؤدي أيضًا إلى تصلب العمل وتقليل الاستطالة.

3. المعالجة الحرارية والتشطيب

التلدين: بعد العمل على البارد، يجب أن يخضع الأنبوب للتليين بالمحلول (أو التلدين المتوسط) للتخلص من تصلب العمل والضغوط المتبقية، واستعادة ليونة الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد، وتحسين مقاومته للتآكل. تؤثر درجة حرارة التلدين ووقت التثبيت بشكل كبير على حجم حبيبات الأنابيب الحديدية.

الاستقامة: يؤدي ذلك إلى إزالة الانحناءات التي تحدث أثناء المعالجة الحرارية.

التشطيب والفحص: يشمل ذلك القطع، والشطب، والتخليل، والتلميع، والاختبار غير المدمر (NDT)، مثل اختبار التيار الدوامي واختبار الموجات فوق الصوتية، لضمان خلو الأنبوب من العيوب الداخلية مثل الشقوق أو الطبقات البينية.

عملية تصنيع الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ الملحومة

يعتمد تصنيع الأنابيب الملحومة على الشريط (الملف)، مما يوفر مزايا كفاءة الإنتاج العالية ودقة الأبعاد. ومع ذلك، يجب أن يكون الهيكل المعدني في منطقة اللحام متسقًا مع المادة الأساسية ويجب تجنب التآكل بين الحبيبات.

1. الإعداد والتشكيل

تحضير المواد الخام: يتم استخدام لفائف المدرفلة على البارد من الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي (ملف مدرفل على البارد) أو ملف مدرفل على الساخن. تعد جودة الحافة وتحمل سمك الشريط أمرًا بالغ الأهمية، مما يؤثر بشكل مباشر على استقرار اللحام اللاحق.

الحز: يتم قطع الملف طوليًا إلى شرائح بعرض محدد، يتوافق بدقة مع محيط الأنبوب المطلوب.

التشكيل المستمر: يمر الشريط عبر سلسلة من البكرات، مما يؤدي إلى ثنيه تدريجيًا إلى شكل أنبوب دائري مفتوح، يُعرف باسم الأنبوب الفارغ. ويجب أن تكون هذه العملية موحدة ومستمرة لمنع تركزات الإجهاد.

2. اللحام

اللحام الحثي عالي التردد (HFIW) أو لحام قوس البلازما (PAW): هذه هي طريقة اللحام الأكثر شيوعًا لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد.

يستخدم HFIW تيارًا كهربائيًا عالي التردد لتوليد الحرارة، ودمج حواف الأنبوب الفارغة. نظرًا لأن درجات الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد (خاصة الدرجات المستقرة) تتمتع عمومًا بقابلية لحام ممتازة، فإن HFIW يمكنها تحقيق لحام ذاتي سريع وعالي الجودة (بدون إضافة معدن حشو).

إن مفتاح عملية اللحام هو التحكم الدقيق في مدخلات الحرارة والبثق لضمان تحسين الحبوب في منطقة اللحام، ومنع تكوين المراحل الهشة مثل مارتنسيت، وتقليل أكسدة اللحام.

تشذيب الخرز: بعد اللحام، يجب إزالة حبات اللحام البارزة داخل وخارج اللحام على الفور لتلبية متطلبات مقاومة الأبعاد والسوائل.

3. التحجيم والتشطيب

التلدين اللامع على الخط: بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد، يتم إجراء التلدين اللامع المستمر على الخط مباشرة بعد اللحام. تهدف المعالجة الحرارية في جو وقائي (مثل الهيدروجين أو خليط النيتروجين والهيدروجين) إلى استعادة البنية المجهرية للحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ)، والقضاء على الضغوط المتبقية، والحفاظ على السطح النهائي للأنبوب، مما يلغي الحاجة إلى مزيد من التخليل.

التحجيم والتقويم: بعد التلدين، يمر الأنبوب من خلال مطحنة التحجيم للتحجيم النهائي وتصحيح الاستدارة، يليه التقويم.

اختبار تيار إيدي: يعد اختبار تيار إيدي لمنطقة اللحام خطوة رئيسية لمراقبة الجودة، مما يضمن خلو اللحام من العيوب مثل الاختراق غير الكامل والمسامية والشقوق.