용접은 플랜지-연결, 절곡 및 결합된 316 가열 튜브의 코어 형성 공정입니다. 불합리한 용접 순서는 다방향 잔류 인장 응력의 중첩을 초래하고, 열 영향을 받는 부위의 민감성을 악화시키며, 틈새 부식을 유발하는 숨겨진 틈을 생성합니다.- 부식성 매체에서 가열 튜브의 갑작스러운 누출 고장은 재료 품질 결함보다는 무질서한 용접 절차에서 비롯됩니다. 본 논문에서는 부적절한 용접 순서의 부정적인 영향을 분석하고 표준화된 작업 단계를 공식화합니다.
1. 무질서한 용접순서의 피해 메커니즘
(1) 누적잔류응력
여러 개의 용접 조인트를 간격 없이 연속적으로 용접하면 각 용접에서 고르지 않은 열 수축 응력이 발생합니다. 인접한 위치를 순차적으로 용접하면 응력이 파이프 본체, 플랜지 루트 및 굽은 전이 섹션에 중첩되고 집중됩니다. 인장 응력과 염화물 매질의 복합 작용으로 응력 부식 균열이 발생할 가능성이 높습니다.
(2) 2차 열감작
450~850도 온도 범위는 316 스테인레스 강의 민감화 간격입니다. 이전 용접을 용접하고 바로 근처에서 용접을 수행하면 첫 번째 용접과 그 열{4}영향부가 반복적으로 예민화 온도대에 들어가게 되어 크롬 탄화물이 대량으로 석출되고 결정립계 크롬이 심하게 소모되며 입계 부식 저항성이 급격히 감소합니다.
(3) 변형 및 틈 형성
한쪽-고정 전체-길이 연속 용접은 파이프 피팅의 비대칭 열 변형을 유발하여 용접 루트의 정렬 불량, 불완전한 침투 및 용접 이음매 내부에 보이지 않는 좁은 틈을 초래합니다. 부식성 이온이 틈새에 축적되어 폐색 셀을 형성하고 외관 검사로는 감지할 수 없는 틈새 부식을 유발합니다.
2. 표준 분할 스킵 용접 공정(코어 최적화 방식)
사전 위치 지정 스폿 용접: 4~6개의 균일하게 분포된 위치 지정 솔더 조인트를 사용하여 정식 용접 중 오프셋을 방지하기 위해 플랜지와 파이프 본체를 고정합니다.
용접 분할 건너뛰기: 원형 용접을 4개의 동일한 부분으로 나누고 1번 섹션을 먼저 용접한 다음 3번 대각선 섹션으로 점프합니다. 실온 근처까지 식힌 후 2번, 4번 부분을 차례로 용접합니다.
간격 냉각 제어: 각 용접 섹션은 다음 용접 작업 전에 공작물이 자연적으로 냉각되고 민감화 온도 영역을 벗어날 수 있도록 3~8분 동안 정지되어야 합니다.
전체 공정 전반에 걸쳐 뒷면 아르곤 보호: 용접 루트에서 산화 및 슬래그 포함을 방지하여 용접 내부의 고유한 부식 원인을 제거합니다.
3. U-자형 및 다중-헤드 결합 가열 튜브의 용접 순서 규칙
양쪽 끝에 두 개의 플랜지가 있는 U-형 가열 튜브의 경우: 먼저 한쪽 끝에서 플랜지를 용접하고 완전히 냉각되어 응력을 해제한 다음 작업물을 뒤집어 다른 쪽 끝에서 플랜지를 용접합니다. 동시 용접을 위해 양쪽 끝을 고정하지 마십시오. 다중-튜브 열 통합 가열 어셈블리의 경우: 단일 파이프를 엇갈린 간격으로 하나씩 용접하고, 인접한 파이프 조인트의 집중적인 연속 용접을 금지하고, 고정 프레임의 전체 열 변형과 추가적인 어셈블리 응력을 방지합니다.
4. 오프셋 용접 시퀀스 결함을 위한 사후-용접 보완 공정
모든 용접이 완료된 후 열영향부 표면의 용접열에 의해 손상된 부동태막을 보수하기 위해 전반적인 화학적 부동태화를 실시-합니다.
고-염화물 부식 조건에서 사용되는 가열 튜브의 경우, 축적된 인장 잔류 응력을 제거하기 위해 용접 후 통합 응력 제거 어닐링을 수행합니다.
주요 용접 부위에 침투 검사를 실시하여 작은 균열이나 변형으로 숨겨진 불완전한 침투 여부를 확인합니다.
5. 용접방식별 비교효과
表格
| 용접 모드 | 스트레스 및 민감도 수준 | 부식 숨겨진 위험 |
|---|---|---|
| 연속 풀-원 1회-용접 | 높은 스트레스 + 반복적인 민감성 | 매우 높음 |
| 순차적 시계방향 연속용접 | 부분 응력 중첩 | 중간 |
| 대각선 스킵 분할 용접 | 균일한 낮은 응력, 단일 열 주기 | 매우 낮음 |
결론
표준화된 용접 시퀀스의 기본 목적은 공작물이 민감화 온도 범위를 통과하는 열 사이클 수를 제어하고 용접 잔류 응력을 분산시키는 것입니다. 냉각 간격을 갖는 대각선 건너뛰기 용접을 채택하면 316개 가열 튜브의 용접-으로 인한 부식 실패 확률을 75% 이상 줄일 수 있습니다. 이는 대량 생산에서 비용이 저렴하고 필수 공정 사양인- 것입니다.
