용접 시스템에서 대부분의 스테인리스 배관 파손은 용접부에서 시작됩니다. 이는 용접 금속이 약하기 때문이 아니라 스테인리스 용접 규칙을 따르지 않았기 때문입니다. 오스테나이트계 스테인리스강은 탄소강의 예열 및 용접 후 열처리가 필요하지 않습니다. 대신 적절한 필러, 제어된 열 입력, 낮은 층간 온도, 조인트 양쪽의 차폐라는 네 가지 더 조용한 원칙이 필요합니다.
어느 하나라도 파손되면 민감화, 고온 균열 또는 주변 파이프보다 빠르게 부식되는 용접 영역이 발생합니다. 이 가이드에서는 규칙, 필러 선택 논리 및 찾아야 할 결함을 설명합니다.
제품 형태
바 & 로드
플레이트 및 시트
코일 및 스트립
파이프 및 튜브
피팅 : 플랜지, 티, 엘보우, 리듀서 등
단조 : 링, 샤프트, 원형, 블록 등
스테인레스 용접이 다른 이유
탄소강 용접은 수소 균열을 방지하고 인성을 회복하는 것입니다. 스테인레스 용접은 열로 인해 파괴되는 내식성을 보존하는 것입니다. 오스테나이트 스테인리스가 425-870도 범위에서 유지되면(용접의 열 영향부에서 정확히 발생) 크롬 탄화물이 결정립 경계에 침전되고 그 옆의 금속은 크롬이 고갈되어 보호할 수 없게 됩니다.
따라서 용접은 해당 밴드의 시간이 최소화되도록 이루어져야 하며, 용접 금속 자체가 부식 방지 상태를 유지하도록 필러를 선택해야 합니다. 이 두 가지 목표는 아래의 모든 규칙을 구동합니다.
규칙 1: 필러를 모재와 일치시키고 저탄소 버전을 선호합니다.
| 비금속 | 선호하는 필러 | 왜 |
| 304 / 304L | 308L / 308L형 | 저탄소로 용접 민감화 방지 |
| 316 / 316L | 316L형 | 필러의 몰리브덴은 공식 저항과 일치합니다. |
| 321 / 347 | 347형 | 니오븀은 용접을 안정화하고 안정화된 베이스와 일치합니다. |
| 듀플렉스 2205/2507 | 과합금 이중 필러(22/25 Cr 유형) | 용접에서 오스테나이트-페라이트 균형을 보장합니다. |
| 니켈 합금(625, C276) | 적합한 니켈 필러(ERNiCrMo-3, ERNiCrMo-4) | 용접 금속은 베이스 내식성을 충족합니다. |
저탄소 필러 규칙은 가장 간단하고 가장 많이 위반되는 규칙입니다. 316 베이스를 316L 필러로 용접하면 베이스가 316임에도 불구하고 용접 금속의 탄소를 낮게 유지하고 용접은 316 용접 금속보다 민감화 저항성이 더 높아집니다. 비용이 들지 않으며 마진을 구매합니다.
규칙 2: 열 입력 제어
높은 열 입력은 넓은 열 영향 영역과 민감화 대역에 더 많은 시간을 의미합니다. 규율은 적당한 이동 속도, 넓은 직조보다는 스트링거 비드, 그리고 건전한 용접을 제공하는 최저 열 입력입니다. 이는 온도 노출이 비례적으로 더 큰 얇은 부분과 첫 번째 패스에서 가장 중요합니다.
규칙 3: 층간 온도를 낮게 유지하세요
오스테나이트 스테인리스의 경우 패스간 온도는 일반적으로 약 150도로 제한됩니다. 다중 패스 용접은 패스 사이에서 냉각되어야 축적된 열이 너무 오랫동안 예민화 밴드를 통해 조인트를 밀어내지 않습니다.
듀플렉스 등급은 여전히 더 엄격하며 과열로 인해 위상 균형이 잘못되어 시그마 위상이 형성될 수 있기 때문에 종종 150도 미만으로 제한되고 때로는 100도 근처로 제한됩니다. 스테인리스를 탄소강처럼 취급하고 조인트가 뜨거운 상태로 계속 용접되는 배관공은 파이프에 부식 문제를 일으키고 있습니다.
규칙 4: 조인트의 양쪽을 보호하십시오.
오스테나이트 용접의 루트 패스는 차폐되지 않으면 내부에서 산화되고, 산화된 루트는 외부에서 수리가 거의 불가능한 부식 및 오염 부위가 됩니다.
부식이 민감한 배관의 GTAW 루트 통로는 조인트 내부에서 아르곤으로 백퍼지를 받고 루트가 보호될 때까지 퍼지가 유지됩니다. 퍼지를 건너뛴 증거는 어둡고 비늘이 있는 뿌리입니다. 이것이 바로 내부 열 착색제 제거가 산세 가이드의 표면 이야기의 일부인 이유입니다.
검사관이 찾는 결함
| 결함 | 원인 | 무시할 경우 결과 |
| 용접 금속의 고온 균열 | 높은 열 입력, 구속된 접합, 불순물 | 하중이 가해졌을 때 용접 실패 |
| 민감한 열 영향부 | 과열, 높은 인터패스, 잘못된 필러 | 사용 중 입계 부식 |
| 산화된 뿌리 | 백퍼지 없음 | 뿌리 부분의 구멍 및 오염 |
| 시그마 위상(이중) | 과도한 열, 느린 냉각 | 부서지기 쉽고 인성이 낮은 용접부 |
| 철 오염 | 탄소강 브러시 및 도구 | 스테인리스 표면의 국부적인 녹 및 구멍 |
구매 주문서에 명시할 사항
- 용접 표준 및 절차: ASME IX 또는 이에 상응하는 자격을 갖춘 WPS
- 필러: 호출된 등급(예:. 316316 파이프의 L 필러)
- 부식 서비스를 위한 층간 온도 제한 및 백퍼지 요구 사항
- 용접 후 검사: 서비스에서 요구하는 경우 VT, RT 또는 UT
- 표면: 염화물 서비스를 위한 용접 영역의 열 착색 제거 및 산세척
FAQ
Q: 스테인리스도 탄소강처럼 예열과 용접 후 열처리가 필요한가요?
A: 아니요. 오스테나이트계 스테인리스는 예열이 필요하지 않으며 대부분의 경우 PWHT가 필요하지 않습니다. 중요한 처리 방법은 그 반대입니다. 감작 밴드를 피하기 위해 열을 낮게 유지하고 통과 사이에 냉각시키는 것입니다.
Q: 왜 316파이프에 316L 필러를 사용하나요?
A: 필러의 저탄소는 용접 금속의 감작 저항성을 유지합니다. 이는 비용이 적게 들고 염화물 서비스에서 용접 영역을 보호하는 표준 관행입니다.
Q: 루트 패스가 백퍼지되지 않으면 어떻게 됩니까?
A: 뿌리 내부가 산화됩니다. 스케일링된 루트는 사용 중에 구멍이 생길 수 있는 오염 지점이며 설치된 파이프를 청소하기 어렵습니다. 이러한 이유로 부식에 민감한 라인에서는 백퍼지를 지정합니다.
Q: 듀플렉스 스테인리스는 오스테나이트보다 용접하기가 더 어렵나요?
A: 그렇습니다. 위상 균형을 보호해야 합니다. 열 입력 및 층간 온도가 더 엄격해지고, 오스테나이트-페라이트 비율을 유지하기 위해 필러가 과도 합금됩니다. 좋은 결과를 얻으려면 적격 이중 절차가 필수입니다.
