1. إدخال الهيدروجين أثناء اللحام
1.1 تدفق اللحام والتحكم في الرطوبة
تعتمد عملية اللحام بالقوس المغمور المستخدمة في تشكيل الأنابيب الملحومة LSAW على تغطية التدفق للتدريع واستقرار حوض اللحام. إذا كان تدفق اللحام أو القطب يمتص الرطوبة المحيطة - خاصة في أقسام التخزين المكشوفة - يتشكل الهيدروجين في حوض الذوبان ويصبح هيدروجينًا قابلاً للانتشار داخل اللحام وHAZ. يجب أن يبدأ التحكم في الرطوبة قبل فترة طويلة من تشكيل الأنابيب. يعد تجفيف التدفق قبل اللحام وحماية أخدود اللحام من الملوثات الصناعية من بين متغيرات العملية الأولى المرتبطة بفشل HIC.
1.2 مصادر التلوث: النفط، الماء، والتعامل مع المخلفات
يعد التلوث الخارجي - على سبيل المثال، بقايا زيت رافعة الرافعة، أو رطوبة معالجة اللوحة، أو طبقة سطح الأخدود المفتوح - مصدرًا شائعًا للهيدروجين غير المباشر أثناء اللحام. تنتشر مصادر الهيدروجين هذه لاحقًا في طبقات اللحام الطولية.
1.3 التسخين المسبق والتداخل-التسلسل الحراري
يؤدي التسخين المسبق للألواح الفولاذية ذات سمك الجدار الأكبر- قبل تصنيع LSAW دورًا مزدوجًا: خفض معدل التبريد لتجنب إخماد-هياكل HAZ المتصلبة، وتمكين الهيدروجين من الانتشار أثناء اللحام بدلاً من قفله داخل جذر اللحام. يضمن التسلسل الحراري Interpass- الاحتفاظ بالحرارة بالتساوي، مما يقلل من تباين تركيز الهيدروجين عبر اتجاه اللحام.
الجدول 1: متغير اللحام مقابل مساهمة الهيدروجين
| لحام متغير | مستوى مساهمة الهيدروجين | زيادة مخاطر الكراك | طريقة التحكم |
|---|---|---|---|
| التدفق غير المجفف | عالي | عالية جدًا | خبز الفرن 300-350 درجة |
| فيلم زيت الأخدود | واسطة | عالي | تنظيف المذيبات الصناعية |
| حرارة ما قبل-منخفضة | واسطة | عالي | تسخين مسبق من 150 إلى 250 درجة |
| التبريد السريع | غير مباشر | عالية جدًا | التحكم في تبريد العزل |
الجدول 2: معلمات تجفيف التدفق الموصى بها
| حالة التدفق | درجة حرارة التجفيف | وقت التجفيف | التخفيض المتوقع للهيدروجين |
|---|---|---|---|
| تدفق الرطوبة المحيطة | 300 درجة | 2–4 h | تخفيض بنسبة 80-90% |
| تدفق تخزين الشتاء البارد | 350 درجة | 4–6 h | 90% أو أكثر |
2. التأثيرات الحرارية والهندسة الخرزية
2.1 اختراق حبة اللحام وشكل الجذر
2.1.1 الاختراق العميق مقابل الهيدروجين-توجيه الضغط
جذر اللحام هو الموقع المفضل لتراكم الهيدروجين في هندسة حبة LSAW الطولية. قد يؤدي الاختراق العميق المفرط إلى دفع الهيدروجين إلى خطوط الاندماج العلوية، في حين أن الاختراق غير الكافي يشكل فراغات تركيز الإجهاد عند الجذور. يجب أن يوازن مورفولوجيا الجذر بين الاختراق وسلاسة انتقال الإجهاد.
2.1.2 تأثير درجة الجذر
إذا أظهرت هندسة الجذر حوافًا حادة أو مناطق انهيار خرزية، فإن تركيز الإجهاد-يؤدي إلى تسريع عملية التنوي الهشة الناتجة عن الهيدروجين-. غالبًا ما تُظهر حالات فشل HIC في العينات الصناعية امتداد شق الجذر بدلاً من أصول تشقق الجدار الأوسط-.
2.2 تدرج التبريد والفرق الحراري
انتشار الهيدروجين حساس لدرجة الحرارة. تدرجات التبريد بقطر كبيرأنابيب LSAWفخ الهيدروجين في وقت سابق في طبقات أكثر برودة. تساعد إدارة عزل خط اللحام-الكبير في الحفاظ على قابلية انتشار الهيدروجين بشكل متساوٍ قبل عملية التصلب النهائية.
3. مساهمة الإجهاد من عمليات اللحام
3.1 الإجهاد المتبقي من اللحام الطولي
3.1.1 إجهاد الشد على طول اتجاه التماس
تؤدي عمليات اللحام الطويلة على أنابيب LSAW إلى إنشاء إجهاد شد اتجاهي متبقٍ يتماشى مع طبقات طولية. قد يكون الإجهاد المتبقي وحده كافياً لتنشيط HIC إذا تم الوصول إلى عتبة الهيدروجين القابلة للانتشار.
3.1.2 تمرير الضغط المتراكم المتعدد-
تتطلب أنابيب LSAW غالبًا-لحامًا متعدد التمريرات - يمكن أن يتراكم كل تمرير الضغط ويحتجز المزيد من الهيدروجين القابل للانتشار إذا لم تتم إدارة التسلسل الحراري، أو تجفيف التدفق، أو التحكم في التبريد-بيني بشكل صارم.
3.2 تشكيل الإجهاد المضاف إلى إجهاد اللحام
غالبًا ما يؤدي إجهاد تشكيل الفولاذ الناتج عن ثني الصفائح بالإضافة إلى إجهاد اللحام الطولي المتبقي إلى إنشاء مناطق ذروة إجهاد الشد عند خطوط التماس - نقاط البدء المشتركة لـ HIC في سلاسل LSAW.
4. توصيات العمليات الصناعية
4.1 لحام آخر لإزالة الهيدروجين
يعد التحميص الحراري للهيدروجين-، أو "إزالة-التحميص بالهيدروجين،" بعد مسار اللحام النهائي، -خطوة تخفيف صناعية موثقة جيدًا لخطوط أنابيب الهيدروجين LSAW - خاصة عندما يؤدي سماكة الجدار الكبيرة إلى زمن انتقال أطول لانتشار الهيدروجين.
4.2 قائمة التحقق من التحكم في العمليات لعمليات اللحام LSAW
تشتمل القائمة المرجعية الأساسية للعمليات الصناعية على ما يلي: تأكيد جفاف التدفق ← تنظيف الأخدود ← -التحقق من الحرارة مسبقًا ← العزل الداخلي - ← امتثال هندسة الجذر ← ما بعد - خبز هيدروجين اللحام ← خريطة تدرج الصلابة ← فحص تصوير اللحام النهائي.
4.3 النتائج العملية لتعديل العملية
في العديد من خطوط الإنتاج الصناعي، بمجرد تصحيح جفاف التدفق، وتلوث طبقة الزيت-، وهندسة اللحام-المشكلات، تنخفض عيوب تكسير الهيدروجين المماثلة بشكل كبير في مراجعات الأنابيب النهائية.
