ספיגת גז לאחור בהלחמה של צינורות נירוסטה: מניעת תופעת ה'סוכר' ודלקת השורש

השמדת אדים באחורי המחבר פירושה החלפת האוויר שבתוך הצינור הנירוסטאי בגז אינרטי, לרוב ארגון, כדי שראש הלחמה המותך יתקשה ללא מגע בחמצן. אם מבצעים זאת כראוי, מונעים את 'הסגרינג' – פני השטח האחוריים של הלחמה שמתאפיינים בהצטברות גרגירים ותחמוצת חמורה, מה שמקלקל את התנגדות הלחמה לתחלואה ואינו ניתן לסילוק על ידי סגירה. המטרה המעשית היא להוריד את ריכוז החמצן הנותר בתוך המחבר למטה מ-0.5% (באחוזים), ולמטה מ-0.1% עבור עבודות של סגסוגות עשירות במיוחד או בעלות טהרה גבוהה, לפני שהפעלת הלחמה מתחילה. ראש לחמה ברק וنظוף אינו רק עניין אסתטי; זהו מה שמגן על הסרט הפסיבי ועל משך החיים של הצינור.

מהו הסגרינג וכיצד הוא מתרחש
כאשר פלדות נירוסטה אוסטניטיות ודופלקס מגיעות לטמפרטורת הלחמה, הכרום תופס כל חמצן שזמין. בתוך צינור לא נקי, האוויר הנלכד מתחמצן את השורש החם, ויוצר שכבת חומר חמצני עשיר בכרום, גסה, כהה ודומה לסוכר, ומסיר כרום מהמתכת שמתחתיה. האזור הדל-כروم כבר אינו יכול לשאת סרט פסיבי, ולכן השורש הופך לנקודת החלשה של החיבור מול נקבוביות, התקפה בפער ושבר מתנשאים.

לסוכר יש גם עונש מכני. קנה החומר החמצני שביר ולא סדיר; הוא מפריע לזרימה, מאכסן משקעים, ונותן לקורוזיה ולעייפות מקום להתחיל. וברגע שזה קורה, הנזק הוא מתכתי, לא רק סרט משטחי. גריסת הפנים של צינור גמור היא לעיתים נדירות אפשרית ולא תחזיר את הכרום שאבד מהסגסוגת, ולכן מניעתו במהלך הלחמה היא הפתרון האמין היחיד.

תפקיד ניקוי הגב בארגון
השיטה של שטיפת האזור האחורי פועלת על ידי מילוי החלל הפנימי של המחברון בארגון, גז אינרטי כבד מהאוויר שלא יגיב עם המתכת החמה. כאשר הארגון זורם פנימה, הוא ממעיל ומדחה את האוויר הנותן חמצן עד ששאריות החמצן נמוכות מספיק כדי שלא יווצר אוקסיד משמעותי במהלך הקיבוע. לאחר מכן מבצעים את הלחיצה, כשגז השielding של הלהב מגן על החיצון וגז השטיפה מגן על הפנים הפנימית, כך ששתי צדדי השורש נשארים נקיים.

ארגון הוא הבחירה הנפוצה בשל אי-ההבחנה שלו, הזמינות שלו והצפיפות שלו, אשר עוזרת לו לשקוע ולדחות את האוויר במקטעים אופקיים. במחברונים עבים יותר או בעלי יחס סגסוגת גבוה יותר, חלק מהמפעלים מוסיפים מעט מימן לארגון כדי להשיג שורש בהיר יותר, אך תערובות המכילות מימן משמשות רק בדרגות אוסטניטיות ולא בשום מקרה בפלדות דו-פазיות או מרטנזיטיות בגלל סיכון לקריעות. העיקרון אינו משתנה: יש לשמור על חוסר חמצן באזור השורש החם עד שמתקרר מתחת לטמפרטורה שבה מתרחשת חמצון.

השגת היעד של החמצן

הסילוק האפקטיבי נמדד, ולא מוערך. סגروا את הנפח שאותו מסלקים, הכניסו ארגון בקצב מבוקר, וצפו בפליטה בעזרת محلל חמצן עד שהקריאה מגיעה ליעד לפני השחיקה. סף קבלה נפוץ הוא פחות מ-0.5% חמצן שאריות לעבודות נירוסטה כלליות, עם גבולות צרים יותר לשירותים דרמטיים.

נפח וזרימה של הגז המנקה חייבים להתאים לקוטר ואורך הצינור. זרימה קטנה מדי משאירה כיסי אוויר; זרימה גדולה מדי יוצרת טורבולנציה שיכולה להפריע לבריכה המותכת או לכבות את השורש. יש להכניס ארגון בתחתית ולהוציא את האוויר בחלק העליון, כך שהאוויר הקל יידחף קדימה על ידי גז הארגון הלא פעיל הנע קדימה, ולתת לשלב הניקוי מספיק זמן לפני הדלקת הקשת.

מחסומים לניקוי והקמה פרקטית
בקווים ארוכים, ניקוי כל הצינור הוא איטי ובזבזני, ולכן מחסומים ניקוי מסיסים או מכניים מבודדים אזור קצר סביב המחבר. מחסומים מנייר או סרט מסיס במים נפוצים במיוחד משום שהם מתמוססים ונשטפים במהלך בדיקת הלחיצה ההידראולית או בעת הפעלה, ללא שאריות בתוך הקו. סיבובים מתנפחים ופלגים מכניים ניתנים לשימוש חוזר בעבודות חוזרות. לא משנה איזה מחסום נבחר, יש לספק פתח פליטה מבוקר כדי למנוע עלייה בלחץ שיכולה לעוות את השורש, וכן לכסות את הפער הלוחם בטיפטוף או בכיסוי עד להתחלה של הלحام.
נהלים מומלצים כוללים ניקוי לפני הלחמה ושימור זרימת הגז במהלך הלחמה, הרצת הניקוי עד שהתפר השורש והמעבר החם מתקררים, והגנה על קצות הצינורות הפתוחים מזרמים. Wenqiang מיישמת את הנהלים הללו בכל תהליכי ייצור הצינורות והצינורותית המולחמים שלה לפי התקנים ASTM A249, A269, A312 ו-A928, עם אימות איכות הלחמה באמצעות NDT ובדיקת לחץ הידרוסטטי תחת מערכת ISO 9001.

זיהוי וקבלת צבע השורש
צבע השורש הסופי הוא מדד חזותי מהיר לכמות החמצן שהגיעה למתכת. שורש בצבע כסף בراق או צהוב-קש מצביע על חימצון מזערי והוא מקובל בדרך כלל. גוונים כהים יותר, מהכחול ועד לאפור, מצביעים על חימצון הולך וגדל, ושורש אפור כהה או שחור, גרגירי, נקרא סוכר ונדחה. רבות מהמפרטים והתקנים, כגון AWS D18.1 ללחמת צינורות סניטריים, מגדירים רמות חימצון מקובלות באמצעות דיאגרמות צבע.
מכיוון שצבע החום מפחית את התנגדות הניקור גם לפני הופעת סוכרון מלא, עבודות באיכות גבוהה במיוחד או בעלות דרישות קשיחות דורשות שורשים בהירים ביותר ולפעמים ניקוי לאחר הלחיצה. רישום צבע השורש יחד עם קריאות חמצן של הגז המוזרם מספק עדות ניתנת לעקבה לכך שהחיבור נוצר בשליטה.

מסקנות
הזרמת גז ארגון מאחור (back-purging) היא ההבדל בין חיבור נירוסטה שמגן על עצמו מפני ניקור במשך עשורים לבין חיבור שמתפרק מהפנים החיצונה. יש להחליפם של האוויר בארגון, לרדת לרמות חמצן שאריות של כ-0.5% ומטה, לבודד את החיבור באמצעות מחסומים לזרימת הגז, לאשר את הפליטה בעזרת מד חמצן, ולקבל רק שורשים בהירים וחופשיים משכבות חנקניות. אם תעשו זאת, תحمו את הכרום שנותן לנירוסטה את תכונת הפסיביות שלה. התוצאה היא שורש חיבור בעל עמידות לניקור זהה לזו של הצינור המקורי – דבר הדרוש במערכות צינורות כימיות, סניטריות, מזון ואופשור, אשר חייבות לפעול ללא תקלות במשך עשורים.

שאלות נפוצות
ש: האם אפשר לקלף את הסוכרון לאחר הלחיצה?
א: באופן כללי לא. סגרינג הוא חמצון של השורש הפנימי שמביא גם ליציאה של כרום מהמתכת שמתחת לו, והחלק הפנימי של הצינור בדרך כלל אינו נגיש. גריסה אינה יכולה לשחזר את הכרום שאבד, ולכן מניעתו באמצעות ריפוד אחורי היא הגישה היחידה האמינה.
ש: באיזו רמת חמצן שארית יש לכוון לפני הלחיצה?
ת: מתחת ל-0.5% היא ברירה מקובלת עבור יישומים רבים של נירוסטה, בעוד שחיבורים של נירוסטה בעלת תכולת כרום גבוהה, ניקיון גבוה או יישומים קשיחים דורשים רמה של פחות מ-0.1%. יש תמיד לבדוק זאת בעזרת מד חמצן בפליטה של הריפוד לפני התחלת הלחיצה.

צינור נירוסטה מנותק, מלווה בריפוד אחורי ומנוקה מקרוזיה, מייצור ונקיאנג: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/