스테인리스 스틸은 작업하기 어려운 것은 아니지만, 용접에는 세심한 주의가 필요합니다. 연강이나 알루미늄처럼 열을 발산하지 않으며, 너무 많이 가열하면 내식성이 다소 손상될 수 있습니다. 내식성을 유지하는 데는 적절한 관리가 필요합니다. 이미지: Miller Electric
스테인리스강은 내식성이 뛰어나 고순도 식품 및 음료, 제약, 압력 용기, 석유화학 분야 등 여러 중요 파이프 용도에 적합한 소재입니다. 하지만 이 소재는 연강이나 알루미늄처럼 열을 발산하지 않으며, 부적절한 용접은 내식성을 저하시킬 수 있습니다. 과도한 열과 잘못된 용가재 사용은 이러한 문제를 야기할 수 있습니다.
최고의 스테인리스 스틸 용접 기법을 따르면 결과를 개선하고 금속의 내식성을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한, 용접 공정을 개선하면 품질 저하 없이 생산성을 높일 수 있습니다.
스테인리스강 용접 시 탄소 함량을 제어하기 위해 용가재 선택이 매우 중요합니다. 스테인리스강 파이프 용접에 사용되는 용가재는 용접 성능을 향상시키고 용도에 적합해야 합니다.
ER308L과 같이 "L" 표시가 있는 용가재를 찾으십시오. 이 금속은 최대 탄소 함량이 낮아 저탄소 스테인리스강 합금의 내식성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 저탄소 모재를 표준 용가재로 용접하면 용접부의 탄소 함량이 증가하여 부식 위험이 커집니다. "H" 표시가 있는 용가재는 탄소 함량이 높고 고온에서 더 높은 강도가 필요한 용도에 적합하므로 사용하지 마십시오.
스테인리스강을 용접할 때는 불순물이라고도 하는 원소의 미량 함량이 낮은 필러 금속을 선택하는 것도 중요합니다. 불순물은 필러 금속을 만드는 데 사용되는 원료에 존재하는 안티몬, 비소, 인, 황 등의 잔류 원소입니다. 이러한 원소는 재료의 내식성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
스테인리스강은 열 입력에 매우 민감하기 때문에 접합부 준비 및 적절한 조립은 재료의 특성을 유지하기 위한 열 제어에 중요한 역할을 합니다. 부품 간의 틈이나 불균일한 맞춤은 토치가 한 자리에 더 오래 머물러야 하므로, 이러한 틈을 메우기 위해 더 많은 용가재가 필요합니다. 이로 인해 해당 부위에 열이 축적되어 부품이 과열될 수 있습니다. 또한, 맞춤 불량은 틈을 메우고 필요한 용입량을 확보하기 어렵게 만들 수 있습니다. 부품과 스테인리스강의 적합성을 최대한 정확하게 맞추도록 주의하십시오.
이 소재의 순도 또한 매우 중요합니다. 용접 접합부에 극소량의 오염 물질이나 먼지가 있어도 최종 제품의 강도와 내식성을 저하시키는 결함이 발생할 수 있습니다. 용접 전 모재를 청소하려면 탄소강이나 알루미늄에 사용하지 않은 특수 스테인리스강 브러시를 사용하십시오.
스테인리스강에서 내식성 저하의 주요 원인은 예민화입니다. 이는 용접 온도와 냉각 속도의 변동이 너무 심하여 재료의 미세 구조가 변할 때 발생할 수 있습니다.
루트 백워시 없이 GMAW와 제어된 증착 금속(RMD)을 사용하여 용접한 스테인리스 스틸 파이프의 외부 용접은 GTAW 백워시를 사용하여 만든 용접과 외관과 품질이 비슷합니다.
스테인리스강의 내식성에 중요한 역할을 하는 것은 산화크롬입니다. 하지만 용접부의 탄소 함량이 너무 높으면 탄화크롬이 형성됩니다. 탄화크롬은 크롬과 결합하여 원하는 산화크롬의 생성을 방해하여 스테인리스강의 내식성을 저하시킵니다. 산화크롬이 부족하면 원하는 특성을 얻지 못하고 부식이 발생합니다.
감작 방지는 필러 금속 선택과 열 입력 제어에 달려 있습니다. 앞서 언급했듯이 스테인리스강 용접 시에는 탄소 함량이 낮은 필러 금속을 선택하는 것이 중요합니다. 그러나 특정 용도에서는 강도를 확보하기 위해 탄소가 필요할 수 있습니다. 특히 저탄소 필러 금속이 적합하지 않은 경우 온도 제어가 매우 중요합니다.
용접부와 열영향부(HAZ)가 고온(일반적으로 화씨 950~1500도, 섭씨 500~800도)에 노출되는 시간을 최소화하십시오. 이 온도 범위에서 납땜하는 시간이 짧을수록 발열량이 줄어듭니다. 납땜 과정 중 층간 온도를 항상 확인하고 관찰하십시오.
또 다른 방법은 티타늄이나 니오븀과 같은 합금 성분을 함유한 필러 금속을 사용하여 크롬 탄화물 형성을 방지하는 것입니다. 이러한 성분은 강도와 ​​인성에 영향을 미치기 때문에 모든 용도에 사용할 수는 없습니다.
루트 용접 텅스텐 아크 용접(GTAW)은 스테인리스강 파이프의 전통적인 용접 방식입니다. 이 용접 방식은 일반적으로 용접부 아랫면의 산화를 방지하기 위해 아르곤 백플러시가 필요합니다. 그러나 스테인리스강 파이프에 와이어 용접 공정을 사용하는 것이 점점 더 보편화되고 있습니다. 이러한 경우, 다양한 차폐 가스가 재료의 내식성에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 것이 중요합니다.
스테인리스강을 가스 아크 용접(GMAW)으로 용접할 때는 전통적으로 아르곤과 이산화탄소, 아르곤과 산소의 혼합물 또는 헬륨, 아르곤, 이산화탄소의 3가지 가스 혼합물을 사용했습니다. 일반적으로 이러한 혼합물은 대부분 아르곤 또는 헬륨을 함유하고 이산화탄소는 5% 미만으로 함유하는데, 이는 이산화탄소가 용접 풀에 탄소를 공급하여 감작 위험을 증가시키기 때문입니다. 스테인리스강의 GMAW에는 순수 아르곤 가스를 사용하지 않는 것이 좋습니다.
스테인리스강용 코어드 와이어는 아르곤 75%와 이산화탄소 25%의 전통적인 혼합물에서 작동하도록 설계되었습니다. 플럭스에는 보호 가스의 탄소로 인한 용접부 오염을 방지하는 성분이 함유되어 있습니다.
GMAW 공정이 발전함에 따라 스테인리스강 파이프 용접이 더욱 쉬워졌습니다. 일부 용도에는 여전히 GTAW 공정이 필요할 수 있지만, 고급 와이어 가공 공정을 통해 다양한 스테인리스강 용도에서 유사한 품질과 더 높은 생산성을 제공할 수 있습니다.
GMAW RMD로 만든 ID 스테인리스강 용접은 해당 OD 용접과 품질과 외관이 비슷합니다.
밀러 제어 금속 증착(RMD)과 같은 변형된 단락 회로 GMAW 공정을 사용하는 루트 패스는 일부 오스테나이트계 스테인리스강 적용 분야에서 역류 현상을 제거합니다. RMD 루트 패스 후 펄스 GMAW 또는 플럭스 코어드 아크 용접을 통해 패스를 채우고 닫을 수 있습니다. 이러한 변화는 특히 대구경 파이프의 경우 역류 방지 GTAW를 사용하는 것보다 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.
RMD는 정밀하게 제어되는 단락 금속 이송을 통해 조용하고 안정적인 아크 및 용접 풀을 생성합니다. 이를 통해 저온 런인(cold run-in)이나 용융 불량 발생 가능성이 줄어들고, 스패터 발생이 감소하며, 파이프 루트 패스 품질이 향상됩니다. 정밀하게 제어되는 금속 이송은 균일한 액적 증착을 보장하고 용접 풀, 즉 입열 및 용접 속도 제어를 용이하게 합니다.
비전통적인 공정은 용접 생산성을 향상시킬 수 있습니다. RMD를 사용하면 용접 속도를 분당 6~12인치까지 높일 수 있습니다. 이 공정은 부품을 추가로 가열하지 않고도 생산성을 향상시키므로 스테인리스강의 특성과 내식성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 또한, 공정의 열 입력을 줄이면 모재 변형을 제어하는 ​​데에도 도움이 됩니다.
이 펄스 GMAW 공정은 기존 펄스 분사 방식보다 아크 길이가 짧고, 아크 콘이 좁으며, 열 입력량이 적습니다. 폐쇄형 공정이기 때문에 아크 드리프트와 팁과 소재 간 거리 변동이 거의 없습니다. 따라서 현장 용접 여부와 관계없이 용접 풀 관리가 간소화됩니다. 마지막으로, 충전 및 탑 롤용 펄스 GMAW와 루트 롤용 RMD를 결합하면 단일 와이어와 단일 가스를 사용하여 용접 공정을 수행할 수 있어 공정 전환 시간이 단축됩니다.
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。 1990년 튜브 및 파이프 저널 Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвяЂенным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal은 1990년에 금속 파이프 산업을 전문으로 하는 최초의 잡지가 되었습니다.오늘날에도 이 잡지는 북미 지역에서 유일한 업계 간행물로 남아 있으며, 파이프 전문가들에게 가장 신뢰받는 정보 출처가 되었습니다.
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