سلك لحام الألومنيوم لبناء السفن والتطبيقات البحرية
خزانات ناقلات الغاز الطبيعي المسال · العبّارات السريعة وزوارق الدوريات · المنصات البحرية
تواجه الهياكل البحرية تآكلًا متواصلًا بمياه البحر، وفروقًا في الضغط، ودورات حرارية متكررة. وتستلزم أبدان الألومنيوم وبُناها الفوقية معادن حشو من سبائك 5xxx عالية المغنيسيوم تحافظ على مقاومتها الميكانيكية ومقاومتها للتآكل طوال الخدمة الممتدة في بيئة مياه البحر.
بدن السفينة الألومنيومي هو في الحقيقة عائلتان من السبائك ملحومتان معًا: ألواح 5xxx (5083 و5383 و5059) للبدن الخارجي والقاع لأنها تصمد أمام مياه البحر، ومقاطع 6xxx مبثوقة (6082 و6005A) للأسطح والمقوّيات والبُنى الفوقية لأنها تُبثق إلى ألواح مقوّاة. ولكل عائلة منطقها الخاص في اختيار معدن الحشو، وللوصلة التي تلتقيان عندها منطق ثالث. وبموجب قواعد هيئات التصنيف، تُحسم الحالات الثلاث جميعها داخل إجراءات اللحام المؤهَّلة لدى حوض بناء السفن — وهنا بالضبط يجب أن يندرج سلك GOLDING.
ممّ يُصنع بدن السفينة الألومنيومي
تُشترى ألواح البدن وفق ASTM B928 بحالة المعالجة H116 أو H321 — وهما حالتا معالجة مُعرَّفتان في ASTM B928 مع اشتراط اختبار للتآكل بين الحبيبي لهذه السبائك عالية المغنيسيوم (3% أو أكثر). و5083 هي السبيكة الأساسية؛ أما 5383 و5059 فهما الصنفان الأعلى مقاومة المستخدمان حيث يكون الوزن هو الأهم، كما في العبّارات السريعة وزوارق الدوريات. وفوق خط الماء ينتقل الهيكل إلى مقاطع 6082-T6 و6005A-T6 المبثوقة.
| الهيكل | السبيكة المعتادة | السبب | معدن الحشو |
|---|---|---|---|
| ألواح البدن الخارجي والقاع والخزانات | 5083-H116 / H321 · 5383 · 5059 | مقاومة تآكل مياه البحر وفق ASTM B928؛ مقاومة مكتسبة بالتصلّد الانفعالي | ER5183 |
| الأسطح والمقوّيات والبُنى الفوقية | 6082-T6 · 6005A-T6 | ألواح مقوّاة مبثوقة؛ مقاومة متوسطة | ER5356 · ER5183 |
| وصلات اللوح بالمقطع المبثوق (5xxx إلى 6xxx) | 5083 + 6082 | وصلة بين معدنين مختلفين؛ الممطولية أهم من المقاومة القصوى | ER5356 |
| التجهيزات وخزانات الوقود والماء | 5083 · 5052 | مقاومة التآكل؛ صفائح قابلة للتشكيل | ER5356 |
مواءمة اللحام مع اللوح
تلين ألواح 5xxx المصلَّدة بالانفعال في المنطقة المتأثرة حراريًا عائدةً نحو حالة التلدين، ولذلك يجب أن يحمل معدن اللحام أكبر قدر ممكن من المقاومة. وهذا ما يفعله ER5183: فالمنغنيز فيه (0.50–1.0%) يرفع المقاومة في حالة ما بعد اللحام فوق مستوى ER5356، وهو ما يجعله الخيار الافتراضي لدرزات البدن الخارجي من 5083 والخيار المعتاد على 5383 و5059. ويبقى ER5356 السلك متعدد الأغراض للتجهيزات والوصلات بين المعدنين المختلفين 5xxx و6xxx، وحيثما تكون الممطولية أهم من المقاومة القصوى.
وثمة حدّ واحد ينطبق على السلكين معًا. فمعدن لحام 5xxx عالي المغنيسيوم قد يتعرّض للتحسس ويصبح عرضة للتشقق بالتآكل الإجهادي في الخدمة المستمرة فوق نحو 65 °C. ولا يبلغ هيكل البدن في البحر هذه الدرجة أبدًا، لكن حواجز غرفة المحركات القريبة من مسارات العادم والخزانات المسخَّنة قد تبلغها — وتلك المناطق تستدعي نظامًا أقل مغنيسيومًا (معدن أساس 5454 مع معدن حشو ER5554)، وهو خارج نطاق منتجات GOLDING الحالي.
الألواح السميكة والدرزات الطويلة وMIG النبضي
درزات البدن الخارجي هي لحامات متعددة الممرات تمتد على طول البدن على أنظمة MIG القنطرية أو الروبوتية، وكثيرًا ما تُنفَّذ بالانتقال النبضي وبمزائج الأرغون والهيليوم للحصول على الاختراق في الألواح الأثقل. ويُفحص كل ممر بموجب قواعد هيئة التصنيف، ولذلك فإن تقطّع التغذية الذي يخلّف عيبًا عند التوقف وإعادة البدء ليس مشكلة شكلية — بل يعني إزالة بالجلخ وإعادة لحام وإعادة فحص.
يُصنَّع سلكا GOLDING ER5183 وER5356 سعيًا إلى هدف قطر قدره ±0.01 mm على بكرات 7 kg ملفوفة طبقيًا بدقة، مع ضبط انحناء السلك ولولبته بحيث يتغذّى عبر بطانات التغذية الطويلة من دون انحراف. وتُشحن كل دفعة مصحوبة بتحليلها الكيميائي لسجلات اللحام لدى حوض البناء.
هيئات التصنيف: من يحمل ماذا
تُبنى السفن المصنَّفة بموجب قواعد هيئة تصنيف — ABS أو DNV أو Lloyd's Register أو Bureau Veritas — وتعتمد هذه الهيئات شيئين مختلفين: إجراءات اللحام واللحّامين لدى حوض بناء السفن، ثم، عبر برامج اعتماد نوعي منفصلة، مواد اللحام الاستهلاكية كلًّا على حدة. ولا تحمل GOLDING حاليًا اعتمادًا من أي هيئة تصنيف لموادها الاستهلاكية. فسلكها مصنَّف وفق مواصفة التصنيف AWS A5.10 ويُشحن مع التركيب الكيميائي لكل دفعة؛ وفي البدن المصنَّف يكون قبول أي مادة استهلاكية قرارًا لمفتّش هيئة التصنيف ضمن إجراءات الحوض المعتمدة، أما بناة الزوارق غير المصنَّفة فيؤهّلونه ضمن WPS الخاص بهم.
الأسئلة الشائعة
ER5183 — فمحتواه الأعلى من المنغنيز يمنح أعلى مقاومة في حالة ما بعد اللحام بين معادن الحشو 5xxx الشائعة، ويوائم ألواح البدن الخارجي من 5083 و5383 و5059. وER5356 للتجهيزات والوصلات بين 5xxx و6xxx. ولا يُستخدم ER4043 أبدًا على ألواح 5xxx البحرية.
لا. لا تحمل GOLDING حاليًا اعتمادًا من أي هيئة تصنيف لموادها الاستهلاكية. فالسلك مصنَّف وفق AWS A5.10 مع التركيب الكيميائي لكل دفعة؛ وعلى السفينة المصنَّفة يقرّر مفتّش هيئة التصنيف قبوله ضمن إجراءات اللحام المعتمدة لدى الحوض، أما بناة السفن غير المصنَّفة فيؤهّلونه ضمن WPS الخاص بهم.
ليس في الخدمة المستمرة فوق نحو 65 °C — فمعدن اللحام عالي المغنيسيوم مثل ER5183 أو ER5356 قد يتعرّض للتحسس ويتشقق تحت الإجهاد. وتستخدم الحواجز والخزانات المسخَّنة نظامًا أقل مغنيسيومًا، هو ألواح 5454 مع معدن حشو ER5554، وهو ما لا تنتجه GOLDING حاليًا.