가스 텅스텐 아크 용접(GTAW) 및 차폐 금속 아크 용접(SMAW)과 같은 기존 공정을 사용할 때 스테인리스 스틸 튜브 및 배관을 용접하려면 종종 아르곤으로 백퍼징이 필요합니다. 그러나 특히 파이프 직경과 길이가 증가함에 따라 가스 비용과 퍼지 공정의 설정 시간이 중요할 수 있습니다.
300 시리즈 스테인리스강을 용접할 때 계약자는 기존 GTAW 또는 SMAW에서 개선된 용접 공정으로 전환하여 개방형 근관 용접의 역풍을 제거할 수 있으며, 동시에 높은 용접 품질을 달성하고 재료의 내식성을 유지하며 WPS(용접 절차 사양)를 충족하려면 단락 가스 금속 아크 용접(GMAW) 공정이 필요합니다. 개선된 단락 GMAW 공정은 생산성, 효율성 및 사용 편의성 측면에서 추가적인 이점을 제공하여 수익을 개선하는 데 도움이 됩니다.
내식성과 강도 때문에 선호되는 스테인리스강 합금은 석유 및 가스, 석유화학, 바이오 연료를 비롯한 많은 파이프 및 튜빙 응용 분야에 사용됩니다. GTAW는 전통적으로 많은 스테인리스강 응용 분야에 사용되어 왔지만 개선된 단락 GMAW로 해결할 수 있는 몇 가지 단점이 있습니다.
첫째, 숙련된 용접공의 부족이 계속됨에 따라 GTAW에 익숙한 작업자를 찾는 것이 계속 어려운 과제입니다. 둘째, GTAW는 가장 빠른 용접 프로세스가 아니기 때문에 고객 요구를 충족하기 위해 생산성을 높이려는 회사를 방해합니다.
블로우백이란 무엇입니까? 퍼지는 오염 물질을 제거하고 지지대를 제공하기 위해 용접 공정 중에 가스를 도입하는 것입니다. 뒷면 퍼지는 산소가 있는 상태에서 용접 뒷면이 무거운 산화물을 형성하는 것을 방지합니다.
개방형 근관 용접 중에 뒷면이 보호되지 않으면 기판이 손상될 수 있습니다. 이 고장을 당화라고 부르며, 용접부 내부에 표면이 설탕처럼 보이기 때문에 이름이 붙여졌습니다. 매싱을 방지하기 위해 용접공은 가스 호스를 파이프 한쪽 끝에 삽입하고 퍼지 댐으로 파이프 끝을 막습니다. 또한 파이프의 다른 쪽 끝에 통풍구를 만들었습니다. 그들은 또한 일반적으로 조인트 개구부 주위에 테이프를 붙입니다. 파이프를 청소한 후 조인트 주변의 테이프 부분을 벗겨내고 뿌리 비드가 완성될 때까지 벗기고 용접하는 과정을 반복하면서 용접을 시작했습니다.
블로우백을 제거합니다. 되돌리는 데는 많은 시간과 비용이 소요될 수 있으며 경우에 따라 프로젝트에 수천 달러가 추가될 수 있습니다. 개선된 단락 GMAW 프로세스로 전환하면 회사는 많은 스테인리스강 응용 분야에서 백플러시 없이 루트 패스를 완료할 수 있습니다. 300 시리즈 스테인리스강용 용접 응용 프로그램은 이에 적합하며, 고순도 듀플렉스 스테인리스강용 용접 응용 프로그램은 현재 루트 패스용 GTAW가 필요합니다.
열 입력을 가능한 한 낮게 유지하면 작업물의 내부식성을 유지하는 데 도움이 됩니다.용접 패스 수를 줄이는 것은 열 입력을 줄이는 한 가지 방법입니다.규제 금속 증착(RMD®)과 같은 개선된 단락 GMAW 프로세스는 정밀하게 제어된 금속 전달을 사용하여 균일한 액적 증착을 제공합니다.이는 용접기가 용접 웅덩이를 제어하기 쉽게 하여 열 입력과 용접 속도를 제어합니다.낮은 열 입력으로 용접 웅덩이가 더 빨리 고화됩니다.
제어된 금속 전달 및 더 빠른 용접 풀 동결로 용접 풀의 난류가 줄어들고 차폐 가스가 GMAW 건을 상대적으로 방해받지 않습니다. 이렇게 하면 차폐 가스가 열린 루트를 통과하여 대기를 대체하고 용접 뒷면의 당화 또는 산화를 방지할 수 있습니다. 이 가스 커버리지는 웅덩이가 매우 빨리 동결되기 때문에 짧은 시간만 걸립니다.
테스트 결과 수정된 단락 GMAW 프로세스는 루트 비드가 GTAW로 용접되었을 때 스테인리스강의 내식성을 유지하면서 용접 품질 표준을 충족하는 것으로 나타났습니다.
용접 공정을 변경하려면 회사에서 WPS를 재인증해야 하지만 그러한 전환은 새로운 제조 및 수리 작업에 엄청난 시간과 비용 절감을 제공할 수 있습니다.
개선된 단락 GMAW 프로세스를 사용하는 개방형 근관 용접은 생산성, 효율성 및 용접기 교육에 추가적인 이점을 제공합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
루트 채널의 두께를 증가시키기 위해 더 많은 금속을 증착할 수 있기 때문에 뜨거운 채널의 가능성을 제거합니다.
파이프 섹션 사이의 높거나 낮은 오정렬에 대한 우수한 허용 오차. 부드러운 금속 전달로 인해 공정에서 최대 3/16인치의 간격을 쉽게 메울 수 있습니다.
아크 길이는 전극 확장에 관계없이 일관되며 일관된 확장을 유지하기 위해 고군분투하는 작업자를 보완합니다. 보다 쉽게 ​​제어되는 용접 퍼들과 일관된 금속 전송으로 새로운 용접공의 교육 시간을 줄일 수 있습니다.
프로세스 전환을 위한 가동 중지 시간을 줄입니다.루트, 채우기 및 캡 채널에 동일한 와이어 및 차폐 가스를 사용할 수 있습니다.채널이 채워지고 최소 80%의 아르곤 차폐 가스로 캡핑된 경우 펄스 GMAW 공정을 사용할 수 있습니다.
스테인리스강 응용 분야에서 백플러시를 제거하려는 작업의 경우 수정된 단락 GMAW 공정으로 전환할 때 성공을 위한 5가지 핵심 요령을 따르는 것이 중요합니다.
파이프의 내부와 외부를 청소하여 오염 물질을 제거하십시오. 스테인레스 스틸용 와이어 브러시를 사용하여 가장자리에서 최소 1인치 떨어진 조인트의 뒷면을 청소하십시오.
316LSi 또는 308LSi와 같이 규소 함량이 높은 스테인리스강 용가재를 사용하십시오. 규소 함량이 높을수록 용접 풀 젖음에 도움이 되며 탈산제 역할을 합니다.
최상의 성능을 위해 90% 헬륨, 7.5% 아르곤 및 2.5% 이산화탄소와 같이 공정을 위해 특별히 제조된 차폐 가스 혼합물을 사용하십시오. 또 다른 옵션은 98% 아르곤 및 2% 이산화탄소입니다. 용접 가스 공급업체는 다른 권장 사항이 있을 수 있습니다.
최상의 결과를 얻으려면 루트 채널링에 테이퍼형 팁과 노즐을 사용하여 가스 적용 범위를 찾습니다. 가스 확산기가 내장된 원추형 노즐은 뛰어난 적용 범위를 제공합니다.
백킹 가스 없이 수정된 단락 GMAW 공정을 사용하면 용접 뒷면에 소량의 스케일이 생성됩니다. 이는 일반적으로 용접이 냉각되면서 떨어져 나가고 석유, 발전소 및 석유화학 분야의 품질 표준을 충족합니다.
Jim Byrne은 Miller Electric Mfg. LLC(1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com)의 영업 및 애플리케이션 관리자입니다.
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