가스 차폐 텅스텐 아크 용접(GTAW) 및 차폐 금속 아크 용접(SMAW)과 같은 기존 용접 공정을 사용하여 스테인리스강 튜브 및 파이프를 용접할 때 아르곤 역세척이 필요한 경우가 많습니다. 그러나 특히 파이프 직경과 길이가 증가함에 따라 가스 비용과 퍼지 공정 준비 시간이 중요한 요소가 될 수 있습니다.
300 시리즈 스테인리스강 용접 시, 시공업체는 기존의 GTAW 또는 SMAW 용접 방식에서 고급 용접 공정으로 전환함으로써 개방형 근관 용접 시 발생하는 역류 현상을 방지하고, 고품질 용접, 재료의 내식성 유지, 용접 절차 사양(WPS) 충족 등의 이점을 누릴 수 있습니다. 특히, 개선된 단락 금속 아크 용접(GMAW) 공정은 성능, 효율성, 사용 편의성을 향상시켜 수익 증대에 기여합니다.
스테인리스강 합금은 내식성과 강도가 뛰어나 석유 및 가스, 석유화학, 바이오 연료를 포함한 다양한 파이프 및 배관 분야에 사용됩니다. 전통적으로 많은 스테인리스강 응용 분야에 GTAW(고강도 용접) 방식이 사용되어 왔지만, 개선된 단락 GMAW(가철강 용접) 방식을 통해 해결할 수 있는 몇 가지 단점이 있습니다.
첫째, 숙련된 용접공 부족 현상이 지속되고 있어 GTAW 용접에 익숙한 인력을 찾는 것이 어려운 과제입니다. 둘째, GTAW는 용접 속도가 빠르지 않아 고객 요구 사항을 충족하기 위해 생산성을 높이려는 기업에게는 걸림돌이 됩니다. 셋째, 스테인리스강 파이프의 역세척 작업이 길고 비용이 많이 듭니다.
피드백이란 무엇인가요? 퍼지는 용접 과정에서 오염 물질을 제거하고 용접부를 지지하기 위해 가스를 주입하는 것입니다. 후면 퍼지는 산소 존재 하에서 용접부 뒷면에 심한 산화물이 형성되는 것을 방지합니다.
개방형 근관 용접 시 뒷면을 보호하지 않으면 근관 바닥이 손상될 수 있습니다. 이러한 손상을 당화라고 하는데, 용접 부위 내부에 설탕과 같은 표면이 생기기 때문입니다. 마찰로 인한 손상을 방지하기 위해 용접사는 파이프 한쪽 끝에 가스 호스를 삽입하고 퍼지 밸브로 막습니다. 또한 파이프 반대쪽 끝에도 통풍구를 만듭니다. 일반적으로 접합부 주변에 테이프를 감습니다. 파이프를 세척한 후 접합부 주변의 테이프를 제거하고 용접을 시작하며, 근관 비드가 완성될 때까지 테이프 제거 및 용접 과정을 반복합니다.
역류 현상을 없애십시오. 재작업은 상당한 시간과 비용을 소모하며, 경우에 따라 프로젝트에 수천 달러의 추가 비용을 초래할 수 있습니다. 고급 단주기 GMAW 공정으로 전환함으로써, 이 회사는 많은 스테인리스강 용접에서 역류 없이 루트 패스를 수행할 수 있습니다. 300 시리즈 스테인리스강 용접에 특히 적합하며, 고순도 듀플렉스 스테인리스강 용접에는 현재 GTAW 공정이 사용되고 있습니다.
열 입력량을 최대한 낮게 유지하면 공작물의 내식성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 열 입력량을 줄이는 한 가지 방법은 용접 패스 횟수를 줄이는 것입니다. RMD®(Controlled Metal Deposition)와 같은 고급 단락 GMAW 공정은 정밀하게 제어된 금속 이송을 통해 균일한 용적 증착을 보장합니다. 이를 통해 용접공은 용접 풀을 더 쉽게 제어할 수 있으며, 결과적으로 열 입력량과 용접 속도를 조절할 수 있습니다. 열 입력량이 적으면 용접 풀이 더 빨리 굳어집니다.
금속 이송이 제어되고 용접 풀이 더 빨리 응고되기 때문에 용접 풀의 흐름이 원활하고 보호 가스가 GMAW 토치에서 비교적 부드럽게 배출됩니다. 이를 통해 보호 가스가 노출된 루트를 통과하면서 대기를 밀어내고 용접부 아래쪽의 슈가링(sugaring)이나 산화를 방지합니다. 용접 풀이 매우 빠르게 응고되기 때문에 이러한 가스 차폐 과정은 단시간에 완료됩니다.
시험 결과, 변형된 단락 GMAW 공정은 GTAW 루트 비드 용접의 스테인리스강 내식성을 유지하면서 용접 품질 기준을 충족하는 것으로 나타났습니다.
용접 공정을 변경하려면 회사는 WPS(용접 절차 사양)를 재인증받아야 하지만, 이러한 전환을 통해 신규 제조 및 수리 작업에서 상당한 시간 절약과 비용 절감을 이룰 수 있습니다.
고급 단락 GMAW 용접 공정을 사용하여 개방형 근관을 용접하면 생산성, 효율성 및 용접사 교육 측면에서 추가적인 이점이 있습니다. 이러한 이점은 다음과 같습니다.
근관 두께를 늘리기 위해 금속 표면을 더 많이 노출시킬 가능성으로 인해 발생할 수 있는 고온 채널의 가능성을 제거합니다.
파이프 구간 간의 높은 변위 및 낮은 변위에 대한 저항성이 탁월합니다. 원활한 금속 이송으로 최대 3/16인치의 간격을 쉽게 메울 수 있습니다.
아크 길이는 전극 돌출 길이에 관계없이 일정하므로, 일정한 전극 돌출 길이를 유지하기 어려운 작업자의 어려움을 보완해 줍니다. 용접 풀 제어가 용이하고 금속 이송이 균일하여 신규 용접공의 교육 시간을 단축할 수 있습니다.
공정 변경으로 인한 가동 중지 시간이 단축됩니다. 동일한 와이어와 보호 가스를 사용하여 근관, 충전 및 덮개 작업을 수행할 수 있습니다. 펄스 GMAW 공정은 근관이 아르곤 보호 가스로 최소 80% 이상 충전 및 폐쇄된 경우에 사용할 수 있습니다.
스테인리스강 역세척 작업의 경우, 변형 단락 GMAW 공정으로 성공적으로 전환하기 위해서는 다섯 가지 핵심 사항을 준수하는 것이 중요합니다.
배관의 안팎을 깨끗이 청소하여 오염 물질을 제거하십시오. 스테인리스 스틸용 철솔을 사용하여 배관 연결부 뒷면, 가장자리에서 최소 2.5cm(1인치) 떨어진 곳까지 청소하십시오.
316LSi 또는 308LSi와 같은 고실리콘 스테인리스강 용접봉을 사용하십시오. 실리콘 함량이 높을수록 용접 풀의 젖음성이 향상되고 탈산제 역할을 합니다.
최상의 결과를 얻으려면 90% 헬륨, 7.5% 아르곤, 2.5% 이산화탄소와 같이 용접 공정에 맞게 특별히 제조된 보호 가스 혼합물을 사용하십시오. 98% 아르곤과 2% 이산화탄소를 사용하는 것도 좋은 방법입니다. 용접 가스 공급업체에서 다른 권장 사항을 제시할 수도 있습니다.
최상의 결과를 얻으려면 원뿔형 팁과 근관용 팁을 사용하여 가스 도포 위치를 확인하십시오. 가스 확산기가 내장된 원뿔형 노즐은 탁월한 가스 도포 효과를 제공합니다.
참고로, 백업 가스 없이 변형된 단락 GMAW 공정을 사용하면 용접부 아래쪽에 소량의 슬래그가 발생합니다. 이 슬래그는 일반적으로 용접부가 식으면서 떨어져 나가므로 석유 산업, 발전소 및 석유화학 산업의 품질 기준을 충족합니다.
짐 번은 밀러 일렉트릭 매뉴팩처링 LLC(주소: 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 전화: 920-734-9821, 웹사이트: www.millerwelds.com)의 영업 및 응용 프로그램 관리자입니다.
Tube & Pipe Journal 于1990 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志。 튜브 및 파이프 저널 (1990년) Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвяЂенным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal은 1990년에 금속 파이프 산업에 특화된 최초의 잡지가 되었습니다.오늘날에도 이 간행물은 북미에서 유일한 업계 전문지이며, 배관 업계 전문가들에게 가장 신뢰받는 정보 출처로 자리매김했습니다.
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