خزان من 304 ملحوم ظهرت على جانبَي خط اللحام بعد سنة أخاديد تآكل "كقطع السكين" — وهذا في الغالب ليس عيباً في جودة اللحام، بل هوالحساسية (sensitization): بقاء منطقة التأثير الحراري في نطاق 450–850℃ مدة طويلة يؤدي إلى ترسّب كربيد الكروم على حدود الحبيبات واستهلاك الكروم القريب منها، فتتحول تلك الحلقة إلى "منطقة فقيرة بالكروم".
حكم سريع
الألواح الرقيقة تبرد بسرعة عند اللحام فتقل مخاطر الحساسية؛ أما الألواح السميكة واللحام متعدد الطبقات والتبريد البطيء بعد اللحام فترتفع فيها المخاطر. وفي حالات الخدمة الطويلة عند 400–800℃، أو التلامس مع حمض النيتريك أو وسط يحتوي على الكلور، أو الاستخدام في أنظمة المياه فائقة النقاء، يجب استخدام 304L (أو 321/347).أما 304 العادي فغالباً لا مشكلة فيه في العناصر الإنشائية العادية المعرّضة لمياه عذبة بدرجة حرارة الغرفة.
الفرق بين الدرجات الثلاث
- 304: كربون ≤ 0.08%، وهو الأكثر عرضة للحساسية أثناء اللحام؛
- 304L: كربون ≤ 0.03%، والكربون فيه أقل من أن يشكّل كربيد كروم متصلاً،فتنخفض مخاطر الحساسية انخفاضاً كبيراً؛
- 321 / 347: بإضافة التيتانيوم أو النيوبيومللتثبيت— إذ يرتبط الكربون أولاً بالتيتانيوم/النيوبيوم بدلاً من الكروم. ويُستخدم في حالات الخدمة عند درجات حرارة عالية (400–800℃).
ملاحظة: 304L يقلّل المخاطر فقط ولا يحصّن منها. ففي الألواح شديدة السمك أو مع مدخلات حرارية كبيرة أو عمليات إصلاح متكررة، قد تظهر الحساسية حتى في 304L.
كيف تحدد ما إذا كانت ظروف تشغيلك تستدعي الترقية
- سماكة اللوح: ≥6 mm أو اللحام متعدد الطبقات والمسارات، حيث تبقى منطقة التأثير الحراري طويلاً في نطاق حرارة الحساسية → يُنصح باستخدام 304L مباشرة؛
- حرارة الخدمة: 400–800℃ لفترات طويلة (مثل المبادلات الحرارية وأنظمة العادم) → استخدم 321/347 أو 310S؛ أما التعرض الحراري القصير العارض فيكفي معه 304L؛
- الوسط: حمض النيتريك، المياه المحتوية على الكلور، عجينة الورق، المياه فائقة النقاء (المياه ذات المقاومة النوعية العالية أكثر عرضة للتآكل الانتقائي للمناطق الفقيرة بالكروم) → وسط حساس؛
- البنية: إذا كانت اللحامات في مناطق تركيز الإجهاد أو يتعذر إجراء المحلول الصلب بعد اللحام، فاترك هامشاً إضافياً في اختيار المادة.
أربعة إجراءات ممكنة (من الأقل تكلفة إلى الأعلى)
- ترقية المادة: من 304 إلى 304L بزيادة تكلفة طفيفة، وهي أعلى خطوة من حيث القيمة مقابل التكلفة؛
- التحكم في المدخلات الحرارية: تيار منخفض، سرعة لحام عالية، التحكم في درجة حرارة ما بين الطبقات، تجنّب التأرجح الواسع، لتقصير نافذة زمن الحساسية؛
- المحلول الصلب بعد اللحام: التسخين إلى نحو 1050–1100℃ ثم التبريد السريع لإعادة إذابة كربيد الكروم في المادة الأساسية.فعّال لكنه مكلف(تشوّه، ويتطلب معالجة كاملة)، ويُستخدم فقط في المعدات الحرجة؛
- المعالجة السطحية: التخليل والتخميل للحامات ومناطق التأثير الحراري لإزالة الطبقة السطحية الفقيرة بالكروم — علاج للأعراض، لكنه كافٍ في معظم ظروف التشغيل.
كيف تتحقق
عند الخلاف، أجرِ اختبار التآكل بين الحبيبات وفق المعايير (مثل طريقة حمض الكبريتيك-كبريتات النحاس، أو الطرق الكهروكيميائية)، لا بالفحص البصري. وإذا كان المشروع يشترط ذلك عند الشراء، فحدّد في العقدطريقة الاختبار ومعيار الحكم، وإلا فسيختلف الطرفان بعد وصول الشحنة.
مزالق شائعة
- كتابة "304" على المخططات بينما الحاجة الفعلية لمقاومة التآكل بين الحبيبات، ولا يُكتشف غياب السند إلا عند الفحص والاستلام؛
- اعتبار 304L حلاً لكل شيء: فهو أيضاً يتعرض للحساسية في الألواح السميكة مع المدخلات الحرارية الكبيرة؛
- التجليخ فقط بعد اللحام دون تجليخ وتخميل: إزالة الطبقة الفقيرة بالكروم دون إعادة بناء طبقة التخميل، فيستمر التآكل كما هو؛
- استخدام 321 مع اختيار خاطئ لمادة اللحام (يجب استخدام مادة لحام مثبتة مطابقة)، فيصبح اللحام نفسه نقطة الضعف؛
- الاعتقاد بأن "عدم وجود تشققات في اللحام يعني القبول": الحساسية مسألة بنية مجهرية لا تُرى بالعين المجردة.
أخبرنا بسماكة لوحك وطريقة اللحام وحرارة الخدمة والوسط، وسنقدّم لك توصية بالاختيار بين 304 / 304L / 321 مع عرض السعر المقابل، ونحدّد في العقد معايير التنفيذ ومتطلبات الاختبار — فتكلفة هذا النوع من المشكلات تكاد تكون كلها بعد وقوعها.
