قياس الكسر الحجمي للفريت في لحامات الوصلات الدوبلكس

لماذا يعتبر توازن الفريت مهمًا في الوصلات الدوبلكس

يتم اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي/الفريتي الدوبلكس لمزيجه من القوة ومقاومة التآكل. في المنتجات المطاوعة واللحامات، يعد توازن الأوستينيت-فريت مؤشرًا رئيسيًا على ما إذا كانت المادة قد تمت معالجتها ولحامها بشكل صحيح. بالنسبة لمشتري EPC الذين يقومون بتوريد وصلات الأنابيب الدوبلكس، غالبًا ما تُطرح الأسئلة على أنها "ما هو كسر الفريت؟" ولكن كيف يتم قياس هذا الكسر، وما الذي يثبته النتيجة فعليًا، يعتمد على طريقة الاختبار والمواصفة التي تقف خلفه.

غالبًا ما يتم الاستشهاد بمعيارين من معايير ASTM: ASTM E562 و ASTM A923. يتم الخلط بينهما أحيانًا لأن كلاهما يتعلق بالبنية المجهرية للفولاذ المقاوم للصدأ الدوبلكس. ومع ذلك، فإنهما يجيبان على أسئلة معدنية مختلفة ولا يمكن استبدالهما ببعضهما البعض.

ASTM E562: العد النقطي اليدوي المنهجي

ASTM E562 هي طريقة اختبار قياسية لتحديد الكسر الحجمي عن طريق العد النقطي اليدوي المنهجي. وهي تستند إلى المبدأ المجسمي القائل بأن شبكة نقاط منتظمة، عند وضعها بشكل منهجي على صورة مقطع ثنائي الأبعاد عبر البنية المجهرية، يمكن أن توفر تقديرًا إحصائيًا غير متحيز للكسر الحجمي لمكوّن أو طور قابل للتمييز. يتطلب المعيار عددًا تمثيليًا من المواضع على حقول مختلفة.

في لحامات الوصلات الدوبلكس، يتم استخدام E562 لتقدير الكسر الحجمي للفريت في البنية المجهرية. يقوم أخصائي المعادن بإعداد مقطع مسطح ومصقول ومحفور، ويضع شبكة، ويعد النقاط التي تقع على الفريت. النتيجة هي كسر حجمي، يُعبَّر عنه عادةً كنسبة مئوية.

نقاط رئيسية للمشترين:

• E562 هو إجراء عد نقطي يدوي. يتم وصف تحليل الصور الآلي بشكل منفصل في ASTM E1245.
• يمكن تطبيق الطريقة على أي طور يمكن تمييزه بوضوح على مقطع ثنائي الأبعاد.
• لا يحدد المعيار نفسه نطاقًا مقبولًا للفريت. يأتي هذا النطاق من مواصفة المادة أو مواصفة إجراءات اللحام (WPS) أو مواصفة المشروع.

ASTM A923: اكتشاف الأطوار البينية المعدنية الضارة

ASTM A923 ليست طريقة لعد الفريت. إنها مجموعة من طرق الاختبار لاكتشاف الطور البيني المعدني الضار في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي/الفريتي الدوبلكس إلى الحد الذي تتأثر فيه المتانة ومقاومة التآكل بشكل كبير.

يتضمن المعيار ثلاث طرق اختبار:

• طريقة الاختبار أ: اختبار النقش بهيدروكسيد الصوديوم لتصنيف هياكل النقش.
• طريقة الاختبار ب: اختبار تأثير شاربي لتصنيف الهياكل.
• طريقة الاختبار ج: اختبار التآكل بكلوريد الحديديك لتصنيف الهياكل.

يمكن أن يحدث وجود الأطوار البينية عندما تتعرض الفولاذ المقاوم للصدأ الدوبلكس لدرجات حرارة تتراوح من حوالي 600 درجة فهرنهايت إلى 1750 درجة فهرنهايت (320 درجة مئوية إلى 955 درجة مئوية). تعتمد سرعة الترسيب على التركيب والتاريخ الحراري أو الميكانيكي الحراري. يمكن للمعاملة الحرارية الصحيحة أن تقضي على هذه الأطوار؛ التبريد السريع من التلدين بالمحلول يوفر أقصى مقاومة للتعرضات الحرارية اللاحقة.

الأمر الحاسم هو أن الامتثال للمتطلبات الكيميائية والميكانيكية لمواصفة المنتج المطبقة لا يشير بالضرورة إلى عدم وجود أطوار ضارة. هذا يعني أن PQR أو MTR يمكن أن يُظهر قيم شد مقبولة بينما لا تزال الأطوار البينية موجودة.

أسئلة مختلفة، طرق اختبار مختلفة

لا يمكن التأكيد بما فيه الكفاية على التمييز الذي تم التحقق منه: قياس كسر الفريت واكتشاف الطور البيني المعدني الضار يجيبان على أسئلة معدنية مختلفة.

الكسر الحجمي للفريت هو مؤشر توازن البنية المجهرية. يمكن استخدامه لتأهيل إجراء لحام أو التحقق من حالة المادة الأساسية، لكنه لا يخبرك مباشرة ما إذا كانت طور سيجما أو طور كاي أو غيرها من الأطوار البينية قد تشكلت.

تم تصميم اختبارات ASTM A923 لاكتشاف وجود أطوار بينية أدت بالفعل إلى تدهور المتانة أو مقاومة التآكل. لا يقيس A923 كسر الفريت.

يجب ألا يستخدم المشترون أبدًا نتيجة A923 كقيمة لكسر الفريت، ولا يجب عليهم استخدام عد نقطي E562 كدليل على عدم وجود أطوار بينية.

ما يجب على المشترين التحقق منه في المواصفات

يجب أن تأتي نطاقات القبول لكسر الفريت من المواصفة الحاكمة. يمكن أن تكون هذه:

• معيار المنتج ASTM لمادة الوصلة (على سبيل المثال، يغطي A790/A790M أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي/الأوستنيتي غير الملحومة والملحومة، بينما يغطي A928/A928M الأنابيب الملحومة بالانصهار الكهربائي؛ قد تشير الوصلات إلى معيار مماثل).
• مواصفة إجراءات اللحام أو سجل تأهيل الإجراء.
• مواصفة المشروع أو المتطلبات الفنية للعميل.

لا تفترض أن "رقم الفريت" العام من مقياس مغناطيسي يعادل كسرًا حجميًا معدنيًا. العلاقة بين رقم الفريت ومحتوى الفريت المقاس بالطرق المغناطيسية والكسر الحجمي المحدد بالعد النقطي ليست مباشرة. يجب تأهيلها لكل مادة وعملية.

فحوصات المشتريات لطلبات الوصلات الدوبلكس

عند طلب عروض أسعار للوصلات الدوبلكس، أضف هذه الأسئلة إلى طلب عرض الأسعار الخاص بك:

1. ما معيار قبول الفريت المطبق؟ اطلب من الشركة المصنعة تحديد الكسر الحجمي للفريت المطلوب أو رقم الفريت، والمعيار الحاكم.
2. ما طريقة الاختبار التي سيتم استخدامها؟ إذا كان الشرط هو الكسر الحجمي المعدني، فقم بتأكيد أن ASTM E562 مرجعية وأن المختبر لديه خبرة في الفولاذ المقاوم للصدأ الدوبلكس.
3. كيف سيتم استبعاد الأطوار البينية المعدنية الضارة؟ اسأل عما إذا كان سيتم إجراء ASTM A923 على عينات تمثيلية، وما هي طريقة الاختبار (أ، ب، أو ج) المحددة.
4. ما موقع أخذ العينات؟ قد توجد الأطوار البينية في المقاطع السميكة أو المناطق المتأثرة بالحرارة في اللحام. يجب أن يكون أخذ العينات ممثلاً للمواقع الحرجة.
5. هل نتائج الاختبار مدعومة بحزمة وثائق كاملة؟ اطلب تقرير الاختبار ومرجع الطريقة وعدد الحقول المعدودة أو العينات المختبرة.

نقاط التفتيش والتوثيق

• تأكد من أن خطة الجودة الخاصة بالشركة المصنعة تتضمن كلاً من الاختبارات الكيميائية والميكانيكية، وأن A923 مذكور عندما تتطلبه مواصفة المشروع.
• راجع تقرير الاختبار لتعيين المعيار وطبعته. يجب أن يُظهر التقرير الذي يقول "اختبار الفريت وفقًا لـ ASTM E562" حجم الشبكة وعدد الحقول والكسر الحجمي المحسوب مع عدم اليقين الإحصائي.
• اطلب نسخة من تأهيل إجراء اللحام إذا كانت الوصلات ملحومة.
• إذا كان الفحص من طرف ثالث متضمنًا، فحدد أن المفتش يتحقق من طريقة الاختبار ومعايير القبول قبل الإفراج.
• لا تقبل رقم فريت من جهاز مغناطيسي كبديل عن ASTM E562 ما لم تسمح مواصفة المشروع صراحةً بهذا الارتباط.

المخاطر الشائعة في اختبار الفريت والأطوار البينية

• تحديد الاختبار الخاطئ: طلب A923 عندما تكون الحاجة الفعلية هي التحقق من كسر الفريت يمكن أن يؤخر الإنتاج ويزيد التكلفة.
• معادلة القراءات المغناطيسية بالكسر الحجمي: يتأثر رقم الفريت المغناطيسي بحجم حبيبات الأوستينيت والتوجيه وعوامل أخرى؛ إنه ليس بديلاً مباشرًا عن العد النقطي.
• تجاهل تأثير اللحام: يمكن أن يؤدي الإدخال الحراري غير الصحيح أو درجة حرارة البين باس إلى تغيير توازن الفريت أو تعزيز الترسيب البيني. تحقق من WPS للوصلات الدوبلكس.
• الاعتماد على شهادة المواد وحدها: كما تنص A923، فإن الامتثال للمتطلبات الكيميائية والميكانيكية لا يشير بالضرورة إلى عدم وجود أطوار ضارة.
• معايير القبول غير الواضحة: إذا لم يحدد المشتري نطاقًا، فقد تستخدم الشركة المصنعة معاييرها الداخلية الخاصة، والتي قد لا تتطابق مع متطلبات مشروعك.

كيفية المضي قدمًا

يجب أن يبدأ شراء الوصلات الدوبلكس بمواصفة مكتوبة واضحة. حدد متطلب الفريت وطريقة الاختبار وطريقة اكتشاف الطور البيني قبل طلب عروض الأسعار. إذا كانت مواصفة مشروعك تقول "محتوى الفريت وفقًا لـ ASTM E562" أو "الأطوار البينية وفقًا لـ ASTM A923"، فتأكد من أن الشركة المصنعة تفهم المعيار المطبق وما هي حدود القبول السارية.

لمجموعة كاملة من الوصلات الدوبلكس وغيرها من الوصلات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، راجع خط /en/products الخاص بنا. عندما تكون مستعدًا لإرسال طلب عرض أسعار، قم بتضمين بنود الاختبار الدقيقة ومعايير القبول من مواصفة مشروعك؛ تتيح لك صفحة /en/inquiry الخاصة بنا إرفاق تلك المستندات مباشرة.

المصادر

• https://store.astm.org/e0562-19e01.html
• https://store.astm.org/a0923-25.html