|
비금속 1 |
인코넬 600 / 합금 600, UNS N06600, W.Nr. 2.4816, ASME P-아니요. 43 |
|
비금속 2 |
탄소강, 예: ASTM A106 Gr. B, A333 Gr. 6, A516 Gr. 70, A105 (ASME P-아니요. 1) |
|
표준 필러(GTAW / GMAW) |
ERNiCr-3(합금 82), UNS N06082, AWS A5.14 / SFA-5.14 |
|
표준 필러(SMAW) |
ENiCrFe-2 또는 ENiCrFe-3(합금 182), AWS A5.11 / SFA-5.11 |
|
필러는 한번도 사용하지 않았습니다 |
탄소강(ER70S-6 / E7018) 또는 저-합금 Cr-Mo 필러 |
|
예열 |
일반적으로 필요하지 않습니다. 탄소 당량 및 두께에 따라 추가 |
|
용접후열처리- |
니켈 면에는 필요하지 않습니다. 탄소강 측으로만 구동 |
|
최대 층간 온도 |
150 C (300 F) |
|
용착된 용접 금속(합금 82) |
Tensile >= 552 MPa, yield >= 360 MPa, elongation >= 30% |
|
관리 코드 |
ASME BPVC 섹션 IX, ASME B31.3, ASME VIII Div. 1, API RP 582, NACE MR0175 / ISO 15156 |
인코넬 600을 탄소강에 용접할 수 있나요?

예.인코넬 600ASTM A106 등급 B, A333 등급 6 또는 A516 등급 70과 같은 탄소강에 직접 용접할 수 있으며 접합은 특이한 것이 아닌 일상적인 코드로 보호된 제작 방식입니다.- 이는 탄소강 필러가 아닌 니켈- 기반 필러 금속으로 만들어졌으며 ASME 보일러 및 압력 용기 코드 섹션 IX에 따라 이종 금속 용접으로 인증되었습니다. 기본 재료 형태의 전체 범위를 다음에서 볼 수 있습니다.인코넬 600 제품 페이지그리고 파이프 범위는인코넬 600 파이프 페이지.
이 접합의 어려움은 니켈 합금 때문이 아닙니다. 인코넬 600은 면-입방 구조의 오스테나이트계 니켈-크롬-철 합금이며 니켈 계열에서 용접성이 가장 높은 합금 중 하나입니다. 연성이 좋고 냉각 시 경화되지 않으며 용가재를 쉽게 수용합니다. 어려움은 탄소강에서 비롯됩니다. 탄소강은 신체-중심 입방체이며 열 영향을 받는 부분에서 경화되고-니켈 합금이 용해할 수 있는 것보다 훨씬 많은 탄소를 운반하며 열팽창 계수가 다릅니다. 인코넬 600과 탄소강 접합의 모든 심각한 고장 모드는 융합 라인의 탄소강 쪽에 위치하므로 필러 선택과 열 제어가 용접 기술보다 더 중요합니다.
이 조합은 내부식성-니켈 합금이 강철 구성 요소를 포함하는 구조적 또는 압력을 충족해야 하는 모든 곳에 나타납니다.- 일반적인 예로는 열교환기 튜브-와-튜브시트 조인트, 용광로 및 열처리 하드웨어, 플레어 및 버너 구성요소, 핵 증기 공급 배관 등이 있습니다. 엔지니어링 논리는 항상 동일합니다. 부식이나 내열성이 필요한 경우에만 니켈 합금 비용을 지불하고 나머지는 탄소강에 맡기는 것입니다. 용접은 해당 결정이 검증되거나 손실되는 경계입니다.
요점: 용접은 이종 금속 용접입니다. 자체 자격을 갖춘 절차와 용접공 자격이 필요합니다. 탄소강 절차와 탄소강 용접기는 니켈 합금 측에 재사용할 수 없습니다.
인코넬 600과 탄소강 접합이 이종 금속 용접인 이유는 무엇입니까?
두 개의 모재가 서로 다른 ASME P-번호와 서로 다른 결정 구조에 속하기 때문에 ASME 섹션 IX에서는 접합부를 서로 다른 금속 용접으로 분류합니다. 인코넬 600은 QW/QB-422의 P-No. 43 그룹 1이며 ISO 15608 그룹 번호는 43입니다. A106 등급 B, A333 등급 6, A516 등급 70 및 A105와 같은 탄소강은 P-No입니다.. 1. 해당 분류는 관리 서류가 아닙니다. 매장에서 수행할 수 있는 작업이 변경됩니다. 바닥.
첫 번째 결과는 절차적격성이다. 탄소강만으로 인증된 용접 절차 사양에는 인코넬 600이 포함되지 않으며, 인코넬 600에만 인증된 절차에는 탄소강이 포함되지 않습니다. 절차는 조합에 적합해야 합니다. 두 번째 결과는 테스트 체제입니다. 서로 다른 접합은 용접 금속이 아닌 페라이트 융합 라인에 약점을 집중시키기 때문에 ASME 섹션 IX에서는 인장 시험 외에도 가로 측면 굽힘 시편을 요구하므로 접합 라인이 전체 단면 두께에 걸쳐 구부러지고 취성 전이 영역이 스스로 드러나게 됩니다.
세 번째 결과는 용접공 자격입니다. 용접사 자격은 모재 P-번호와 용가재 F-번호에 묶여 있으므로 탄소강 자격증을 보유한 용접사는 이 접합을 할 자격이 없습니다. 실제로 이것은 현장에서 발견되는 가장 일반적인 규정 준수 격차이며, 니켈 합금은 손에서 다르게 반응하기 때문에 진정한 품질 격차이기도 합니다. 즉, 풀이 느리고 주어진 전류에 대해 침투력이 낮으며 금속이 오염에 훨씬 더 민감합니다.
표 1. 두 가지 기본 금속의 ASME 섹션 IX 그룹화
|
목 |
인코넬 600면 |
탄소강 측 |
|
일반 등급 |
인코넬 600 / 합금 600 |
ASTM A106 Gr. B, A333 Gr. 6, A516 Gr. 70, A105 |
|
UNS 번호 |
N06600 |
K03006, K03014, K02700, K03504 |
|
ASME 섹션 IX P-번호 |
P-아니요. 43 그룹 1 |
P-아니요. 1 그룹 1 또는 2 |
|
ISO 15608 그룹 |
43 |
1 |
|
결정 구조 |
오스테나이트계, 면{0}}중심 입방체 |
페라이트계, 체-중심 입방체 |
|
탄소 함량 |
최대 0.15% |
일반 0.25~0.35% |
|
냉각시 경화 |
없음 |
예, 열-영향 지역에서 |
|
수업에 참여하기 |
이종 금속 용접 - 별도의 WPS, PQR 및 용접공 자격 필요 |
인코넬 600을 탄소강에 용접하려면 어떤 용가재를 사용해야 합니까?
니켈- 기반 필러 금속을 사용하세요. ERNiCr-3(합금 82, UNS N06082, AWS A5.14 / ASME SFA-5.14)은 GTAW 및 GMAW의 기본값이고 ENiCrFe-2 또는 ENiCrFe-3(합금 182, AWS A5.11 / ASME SFA-5.11)은 SMAW의 기본값입니다. 생산 연결부에 탄소강, 저합금 크롬-몰리브덴 또는 오스테나이트계 스테인리스강 필러를 사용하지 마십시오.

ERNiCr-3은 니켈 최소 67%, 크롬 18~22%, 니오븀 + 탄탈럼 2.0~3.0%, 철 최대 3.0%, 탄소 최대 0.10%로 지정됩니다. 각 요소에는 작업이 있습니다. 니켈은 강철의 희석으로 인해 생성된 광범위한 조성 범위를 견딜 수 있는 연성 오스테나이트 매트릭스를 제공합니다. 크롬은 산화 및 내식성을 제공합니다. 니오븀은-균열 방지 원소입니다. 이는 황 및 인과 결합하여 입자 경계에서 저융점 필름 대신 고융점 니오븀 화합물을 형성합니다. 이는 바로 델타 페라이트가 포함되지 않은 완전 오스테나이트 용접에서 응고 균열을 방지하는 것입니다.
용착된 합금 82 용접 금속은 일반적으로 약 552MPa의 최소 인장 강도, 약 360MPa의 0.2% 항복 강도 및 30% 이상의 연신율에 도달하며 약 영하 196°C에서 +550°C까지 유용한 서비스를 제공합니다. 이 수치는 접합하는 탄소강을 여유롭게 초과합니다. 이는 중요합니다. 니켈 용접 금속은 접합부의 가장 강하고 가장 연성이 있는 부분이어야 변형이 취성에서 벗어나게 됩니다. 페라이트 융합 라인.
표 2. 인코넬 600부터 탄소강까지의 필러 금속 선택 매트릭스
|
프로세스 |
필러 |
분류 |
공칭 구성 |
언제 사용하나요? |
|
GTAW(TIG) |
ERNiCr-3(합금 82) |
AWS A5.14, UNS N06082 |
67 Ni, 18-22 Cr, 2-3 Nb+Ta, 최대 3 Fe |
루트 패스 및 얇은{0}}벽 작업에 대한 기본값입니다. 최고의 열 제어 |
|
GMAW(MIG) |
ERNiCr-3(합금 82) |
AWS A5.14, UNS N06082 |
67 Ni, 18-22 Cr, 2-3 Nb+Ta, 최대 3 Fe |
더 두꺼운 충진재가 평평하고 수평 위치에서 통과하며 스프레이 이동 |
|
SMAW(스틱) |
ENiCrFe-2 또는 ENiCrFe-3(합금 182) |
AWS A5.11 |
Ni 베이스, 13-17 Cr, 1.5-3 Nb+Ta, 최대 10 Fe |
현장 용접, 수리 및 접근 제한 |
|
GTAW / GMAW |
ERNiCrMo-3(합금 625 필러) |
AWS A5.14, UNS N06625 |
62 Ni, 21 Cr, 9 Mo, 3.5 Nb |
심한 염화물 또는 피팅 서비스, 더 높은 접합 강도 |
|
GTAW / SMAW |
ERNiCrFe-5 / ENiCrFe-7 제품군 |
AWS A5.14 / A5.11 |
Ni-Cr-Fe, 저탄소, 니오븀 없음 |
PWSCC 저항이 요구되는 매우 높은 온도 크리프 서비스 및 핵 조인트 |
|
어느 |
탄소강 또는 Cr{0}}Mo 필러 |
AWS A5.18 / A5.20 / A5.5 |
Fe 염기 |
이 조인트에는 허용되지 않음 |
소모품과 동시에 모재를 소싱하는 경우 플레이트 및 시트 범위는ASTM B168 UNS N06600 플레이트 페이지, 바 및 로드 범위는인코넬 600 바 페이지, 그리고 일반적으로 이러한 조인트의 끝에 장착되는 피팅맞대기-용접 파이프 피팅 페이지.
ERNiCr-3가 인코넬 600에서 탄소강까지의 표준 필러인 이유는 무엇입니까?
ERNiCr-3은 열팽창 계수가 탄소강과 오스테나이트 스테인리스강 사이에 있고 서로 다른 접합으로 인해 필연적으로 발생하는 높은 희석을 견딜 수 있기 때문에 표준 필러입니다. 이 두 가지 특성은 Inconel 600을 탄소강 용접에 실제로 죽이는 두 가지 실패 메커니즘, 즉 융합 라인의 열팽창 차등 피로와 희석 및 탄소 이동으로 인한 단단하고 부서지기 쉬운 전이 영역을 해결합니다.
확장론이 결정적이다. 측정된 평균 열팽창 계수는 합금 600이 탄소강과 매우 유사하며 300-시리즈 스테인리스강보다 훨씬 더 가까운 것으로 나타났습니다. 이것이 우선 바이메탈 및 트랜지션 조인트로 Inconel 600을 선택한 이유 중 하나입니다. 이는 또한 모재 금속보다 304 스테인리스에 더 가까운 팽창 계수를 갖는 ER309L과 같은 오스테나이트계 스테인리스 필러가 모재 조합 자체에는 없었던 불일치를 초래한다는 것을 의미합니다. 니켈 기반 필러는 이러한 불일치를 추가하는 것을 방지합니다.
표 3. 평균 열팽창 계수 - 니켈- 기반 필러가 유리한 이유
|
재료 |
CTE 20-100C(um/m/C) |
CTE~425C(um/m/C) |
탄소강과의 불일치 |
|
탄소강(A106 Gr. B) |
약 11.7 |
약 14.3 |
참조 |
|
인코넬 600(UNS N06600) |
약 13.3 |
약 14.4 |
매우 작은 - 우수한 일치 |
|
ERNiCr-3 / 합금 82 필러 |
약 13 |
약 14 |
소형 - 중간체, 조인트 전환 |
|
304/316 오스테나이트계 스테인리스 |
약 17.3 |
약 18.1 |
큰 -은 페라이트 핵융합 라인에 부담을 줍니다. |
|
ER309L 필러 |
약 16.5 |
약 18 |
고온 서비스에 적합하지 않은 대형 -- |
희석 논증도 똑같이 중요합니다. 니켈 함량이 67% 이상인 니켈{1}} 기반 필러는 탄소강에서 상당량의 철을 흡수하면서도 여전히 완전한 오스테나이트 상태를 유지하고 균열이 발생하지 않습니다-. 더 얇은 필러는 불가능합니다. 이것이 바로 ERNiCr-3가 인코넬 600뿐만 아니라 인코넬 600을 탄소강, 스테인리스강, 기타 니켈 합금에 용접하는 데 사용되고 클래딩 및 버터링 소모품으로도 사용되는 이유입니다. 동일한 논리가 자매 용접 가이드에 적용됩니다.인코넬 625 용접그리고하스텔로이 C276 용접, 여기서 니켈- 기반 필러는 다시 시술의 앵커가 됩니다.
핵심 사항: 현장 경험 법칙: 조인트의 사용 온도가 약 315C(600F) 이상인 경우, 열처리할 경우 또는 서비스가 신맛이 나는 경우 니켈- 기반 필러를 지정하세요. 오스테나이트계 스테인리스 필러는 저온-, 낮은-영향을 주는 절충안으로 Inconel 600과 탄소강 접합부에 사용해서는 안 됩니다.
인코넬 600에서 탄소강까지 어떤 충전재 금속을 피해야 합니까?
탄소강 필러, 저-합금 크롬-몰리브덴 필러, ER309L 또는 ER308L과 같은 오스테나이트계 스테인리스 필러를 사용하지 마세요. 각각은 접합부의 내식성을 파괴하고 단단하고 균열이 발생하기 쉬운-전이 영역을 생성하거나 모재 금속에는 없는 열팽창 불일치를 유발합니다. 유일한 예외는 특정 서비스 목적으로 선택된 니켈{7}} 기반 필러로, 이는 지름길이 아닌 의도적인 대체입니다.
표 4. 피해야 할 충전재와 파손 메커니즘
|
필러 |
무슨 일이 일어나는가 |
왜 실패하는가 |
|
ER70S-6, E7018, ER80S-G(탄소강) |
용접부의 니켈 함량은 강철 조성 쪽으로 붕괴됩니다. |
융합부는 내식성을 잃고 페라이트계 부분은 경화되어 조인트가 강도 또는 경도 의도를 충족할 수 없습니다. |
|
ER80S-B2, E9018-B3(Cr-Mo) |
탄소와 크롬은 인터페이스를 통해 이동합니다. |
단단하고 부서지기 쉬운 전이 밴드를 촉진하고 신맛이 나는 서비스에서 경도 한계를 통과하지 못합니다. |
|
ER309L, ER308L(오스테나이트계 스테인리스) |
대략 16~18um/m/C 팽창으로 오스테나이트계 용접 금속 용착 |
탄소강에 대한 팽창 불일치로 인해 페라이트 융합 라인에 변형이 집중되고 열 피로가 발생합니다. |
|
ENi-1(니켈 61) |
매우 낮은 합금 니켈 침전물 |
순수 니켈 및 일부 버터링에 사용 가능하지만 Inconel 600용 ERNiCr-3보다 강도와 내산화성이 낮습니다. |
오스테나이트계 스테인리스 옵션은 다른 곳에서도 널리 사용되기 때문에 특별한 경고가 필요합니다. ER309L은 약 315C 이하의 온도에서 탄소강을 300 시리즈 스테인레스강에 접합하기 위한 합법적이고 일반적인 선택입니다. 그 이유는 ER309L의 높은 합금 함량이 강철에서 희석을 흡수하고 오스테나이트를 유지하기 때문입니다.
문제는 탄소강과 스테인리스강 접합에 대한 규칙이 작성되었다는 것입니다. 다른 면이 탄소강과 팽창계수가 거의 동일한 인코넬 600인 경우, 팽창계수가 16~18um/m/C인 필러를 도입하면 모재 간에 전혀 존재하지 않았던 불일치가 발생합니다. 관절이 좋아지는 것이 아니라 악화됩니다.
또한 대체와 수용 가능한 대안의 개념을 분리하는 것도 가치가 있습니다. Alloy 625 필러인 ERNiCrMo-3은 심각한 부식성 서비스를 위한 합법적인 대안입니다. ERNiCrFe-5 및 저탄소 ERNiCrFe-7A/ENiCrFe-7 제품군은 초고온 또는 원자력 서비스를 위한 합법적인 대안입니다. 이는 교환 가능한 스왑이 아닙니다. 용가재를 변경하면 필수 변수가 변경되므로 생산 작업에 사용하기 전에 새로운 절차 자격이 필요합니다.
언제 다른 니켈 기반 필러를 선택해야 할까요?-
심한 염화물, 공식 또는 틈새 부식 서비스 또는 접합부에 더 높은 강도가 필요한 경우 ERNiCrMo-3을 선택하십시오. 초고온 크리프 서비스 또는 1차 수응력 부식 균열에 대한 저항성이 지정된 핵 조인트의 경우 ERNiCrFe-5 또는 ERNiCrFe-7A/ENiCrFe-7 제품군을 선택하십시오. 그 밖의 모든 경우에는 ERNiCr-3이 정확하고 가장 경제적인 답변으로 남아 있습니다.
핵 관련 언급은 필러 화학이 미용상의 선택이 아니라는 가장 강력한 증거이기 때문에 이해할 가치가 있습니다. 초기 핵 이종 용접에서는 합금 600 모재에 합금 82 및 합금 182 필러를 사용했습니다. 수십 년 동안 사용하면서 이러한 접합부 중 일부에서 일차적인 물 응력 부식 균열이 발생했으며 업계에서는 새로운 구조를 합금 52/152 제품군의 저-탄소, 고-크롬 필러로 전환했습니다. 이 필러는 해당 메커니즘에 훨씬 더 잘 견딥니다. 수업 내용은 다음과 같이 일반화됩니다.{10}장기 수명이 다른 접합의 경우 인증서의 인장 강도뿐만 아니라 예상되는 성능 저하 메커니즘에 맞게 필러를 지정하세요.
Alloy 52/152 제품군에는 고유한 절충안이 있습니다-. 이러한 필러는 -크롬 및 니오븀- 함량이 높아 내부식성이 향상되지만 용접 풀 유동성이 감소하고 융착 부족 및 연성 침지 균열에 대한 민감도가 높아집니다. 이 장비는 해당 장비에 대해 자격을 갖춘 절차와 해당 장비를 사용해 본 용접공에 의해서만 사용해야 합니다. 이와 대조적으로 ERNiCr-3은 관대하며 이것이 바로 탄소강에 대한 Inconel 600의 업계 기본값으로 남아 있는 이유입니다.
인코넬 600에서 탄소강까지 어떤 용접 공정이 가장 적합합니까?
GTAW는 루트 패스와 얇은 벽 작업에 가장 적합한 프로세스이고, 스프레이 전사가 포함된 GMAW는 두꺼운 충전 패스에 적합하며 SMAW는 실용적인 현장 선택입니다. 서브머지드 아크 용접 및 플럭스{2}}코어드 아크 용접은 니켈 측에 권장되지 않습니다. 왜냐하면 플럭스가 합금과 상호 작용하고 열 입력이 높을수록 희석 및 탄소 이동이 증가하기 때문입니다.

공정 선택은 니켈 합금의 특성에 따라 직접적으로 이루어집니다. 인코넬 600은 탄소강의 열전도도가 약 50W/m/K인 것에 비해 약 15W/m/K이므로 열이 퍼지는 대신 아크에 집중됩니다. 이는 동일한 전류에 대해 더 깊은 침투와 더 넓은 열 영향 영역을 생성합니다. 즉, 더 낮은 전류를 사용하고 정지하는 대신 꾸준히 이동해야 함을 의미합니다. 용접 풀은 또한 강철 풀보다 더 느리기 때문에 접합 벽을 덜 쉽게 적시고 융합 부족을 피하기 위해 약간 더 긴 호와 더 세심한 조작이 필요합니다.
표 5. 인코넬 600면 용접공정 비교
|
프로세스 |
극성/모드 |
필러 양식 |
직위 |
최고의 사용 |
주의사항 |
|
GTAW(TIG) |
DCEN, 높은-빈도 시작 |
1.6~2.4mm 로드 |
모두 |
루트 패스, 얇은 벽, 튜브-에서-튜브시트로 |
느린; 퍼지 가스가 필요합니다. 호 길이를 짧게 유지 |
|
GMAW(MIG) |
DCEP, 스프레이 이송 |
0.8~1.2mm 와이어 |
평면, 수평 |
두꺼운 부분을 채우고 덮으세요. |
단락된-회로 전환을 피하세요. CO2 추가 없음 |
|
SMAW(스틱) |
제조업체별 DCEP 또는 AC |
2.4~4.0mm 전극 |
모두 |
현장 용접, 수리, 접근 제한 |
패스 사이에 슬래그를 완전히 제거합니다. 짧은 호 |
|
FCAW |
DCEP |
플럭스-코어드 와이어 |
평면, 수평 |
니켈 측에는 권장되지 않습니다. |
플럭스 잔류물 및 더 높은 열 입력 |
|
봤다 |
DCEP |
베어 와이어와 플럭스 |
평면만 |
니켈 측에는 권장되지 않습니다. |
과도한 열 입력 및 희석; 플럭스 호환성 |
인코넬 600부터 탄소강까지 어떤 용접 매개변수를 사용해야 합니까?
완전한 융합을 제공하는 가장 낮은 전류를 사용하고, 열 입력을 대략 0.5~1.8kJ/mm(약 13~45kJ/in)의 중간 범위로 유지하고, 층간 온도를 150C(300F) 이하로 유지합니다. 아래 매개변수 범위는 절차 개발의 일반적인 시작점입니다. 생산 작업에 적용되는 값은 자격을 갖춘 용접 절차 사양에 기록된 값입니다.
표 6. 탄소강에 대한 인코넬 600의 일반적인 용접 매개변수
|
매개변수 |
GTAW(TIG) |
GMAW(MIG) |
SMAW(스틱) |
|
필러 |
ERNiCr-3, 1.6~2.4mm |
ERNiCr-3, 0.8~1.2mm |
ENiCrFe-2 / -3, 2.4 ~ 4.0mm |
|
현재의 |
70~120A(DCEN) |
130~200A(DCEP, 스프레이) |
80~130A(DCEP) |
|
전압 |
10~14V |
24~30V |
22~28V |
|
이동 속도 |
75~150mm/분 |
200~350mm/분 |
100~200mm/분 |
|
차폐가스 |
아르곤 100%, 10~15L/min |
아르곤 + 15 ~ 25% 헬륨 |
해당 없음(플럭스 코팅) |
|
백업/퍼지 가스 |
아르곤, 산소 100ppm 미만 |
해당되는 경우 아르곤 |
해당되는 경우 아르곤 |
|
입열량 |
0.5~1.5kJ/mm2 |
0.8~1.8kJ/mm2 |
0.8~1.8kJ/mm2 |
|
층간 온도 |
최대 150C(300F) |
최대 150C(300F) |
최대 150C(300F) |
|
비드 기술 |
스트링거, 전극 직경의 3배보다 넓은 직조 없음 |
스트링거, 스프레이 이송 전용 |
스트링거, 쇼트 아크, 전체 슬래그 제거 |
두 가지 매개변수 결정이 나머지 것보다 더 중요합니다. 첫 번째는 열 입력입니다. 너무 많은 열 입력은 탄소강의 열 영향 영역을 넓히고-철과 함께 니켈 도금층의 희석을 증가시키며 니켈 합금에서 크롬 탄화물 석출을 촉진합니다.
열 입력이 너무 적으면 융합이 부족할 위험이 있습니다. 이는 느린 풀이 강철 풀처럼 좁은 모서리로 흐르지 않기 때문에 니켈 용접의 심각한 결함입니다. 두 번째는 층간온도이다. 니켈 합금에는 핫{2}}패스 방식이 필요하지 않습니다. 각 패스를 자연적으로 냉각시키고, 다음 패스를 시작하기 전에 패스 간 온도를 측정하고, 속도를 높이기 위해 조인트를 물로 담금질하지 마십시오.
전류와 극성도 사람들을 혼란에 빠뜨립니다. 니켈 합금의 GTAW는 스테인리스강과 마찬가지로 직류 전극 음극에서 작동합니다. 니켈 SMAW 전극은 일반적으로 많은 탄소강 전극에 사용되는 전극-음극 설정의 반대인 직류 전극 양극에서 작동하며 일부 브랜드는 교류에서도 작동합니다. 극성은 침투, 비드 프로필 및 다공성 경향에 영향을 미치므로 항상 전극 제조업체의 데이터 시트를 따르십시오.
조인트를 어떻게 준비하고 퍼지해야 합니까?
루트 면이 1.5~2.0mm이고 루트 간격이 2.0~3.0mm인 60~70도 포함-각 V-홈을 가공하고, 니켈 합금 전용 툴링을 사용하여 양쪽 면을 밝은 금속으로 청소하고, 아르곤으로 닫힌 섹션을 백-퍼지하여 내부 산소를 약 100ppm 미만으로 유지합니다. 관절 준비는 이 관절의 미용이 아닙니다. 이는 크래킹 제어 조치입니다.
인코넬 600은 유황과 저융점 오염물질에 매우 민감합니다.- 황, 인, 납 및 유사 원소는 완전 오스테나이트 용접 금속의 결정립 경계에서 낮은-용해 필름을 형성하고 열간 균열을 유발합니다. 일반적인 제조 현장의 소스에는 절삭유, 가공 냉각수, 페인트, 레이아웃 염료, 마커 잉크, 접착 테이프 잔여물, 황-함유 또는 염화물-함유 윤활유 등이 포함됩니다. 해결책은 절차적입니다. 아세톤이나 이소프로필 알코올과 같은 염화물이 없는-저유황 용매로 모두 제거하고, 탄소강에 닿은 적이 없는 스테인리스 또는 니켈 브러시를 사용하고, 탄소강 연삭 먼지가 니켈 표면에 쌓이지 않도록 하세요.
파이프, 튜브 및 폐쇄 섹션의 경우 내부 표면을 백킹 퍼지로 보호해야 합니다. 이것이 없으면 뿌리 통로 내부가 산화되어 일반적으로 설탕화라고 불리는 거친 색상의 비늘을 형성합니다. 슈거링은 외관상의 결함일 뿐만 아니라 국부적인 부식 저항성을 파괴하고 뿌리에 균열이 시작되는 지점을 생성하며 일단 접합부를 닫은 후에는 제거하기가 매우 어렵습니다. 조인트에 가까운 퍼지 댐을 사용하고, 공기를 치환할 수 있는 충분한 퍼지 시간을 허용하고, 추측보다는 산소 수준을 확인하십시오.
표 7. 루트 패스에 대한 퍼지 가스 품질 목표
|
내부 산소 수준 |
뿌리 표면의 모습 |
수용성 |
|
50ppm 이하 |
브라이트, 메탈릭, 실버 |
부식 및 위생 서비스에 이상적 |
|
50~100ppm |
연한 밀짚 또는 연한 금색 |
일반적으로 대부분의 프로세스 서비스에 허용됩니다. |
|
100~500ppm |
파란색 또는 어두운 밀짚 |
가장자리 가의; 엔지니어링 평가 및 가능한 재작업 필요 |
|
500ppm 이상 |
회색, 검은색 또는 설탕이 첨가된 비늘 |
거부하다; 루트를 제거하고 다시{0}}용접해야 합니다. |
탄소강 측을 예열해야 합니까?
일반적으로 그렇지 않습니다. 인코넬 600은 예열이 필요하지 않으며, 탄소 당량이 약 0.42 미만이고 두께가 최대 약 19mm인 P-No{3}} 그룹 1의 탄소강은 표면이 건조하고 이슬점 이상인 경우 일반적으로 주변 온도에서 용접할 수 있습니다. 더 두꺼운 단면, 더 높은 탄소 등가물, 고도로 구속된 접합부, 추운 주변 조건 또는 관리 규정이나 소유자 사양에서 요구하는 경우 예열이 필요합니다.

이 조인트를 예열하는 목적은 니켈 합금을 돕는 것이 아닙니다. 이는 탄소강 열영향부의 냉각 속도를 늦추어 단단한 마르텐사이트로 변형되지 않도록 하고 용접이 냉각되기 전에 용해된 수소가 빠져나갈 시간을 갖도록 하는 것입니다. 이것이 예열이 전적으로 탄소강 측에 의해 구동되는 이유이며, 인코넬 600이 아닌 강철의 탄소 등가물이 필요한지 여부를 결정하는 이유입니다. IIW 공식을 사용하여 계산합니다: CE=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15.
표 8. 탄소강 측 예열 지침
|
탄소당량(IIW) |
두께 |
예열 |
논평 |
|
최대 0.42 |
최대 19mm |
필요하지 않습니다. 표면을 건조하고 이슬점 이상으로 유지 |
A106 Gr에 일반적입니다. B 및 A516 Gr. 70 |
|
최대 0.42 |
19~38mm |
50~100℃ |
수소 탈출을 확인하고 HAZ 냉각 속도를 늦춥니다. |
|
0.42 이상 |
어느 |
최소 100~150C |
더 높은 경도 위험; 경도 조사를 고려하다 |
|
어느 |
38mm 이상 또는 높은 구속 |
100~150℃ |
PWHT가 발동되는지 여부도 검토하세요. |
|
어느 |
어떤 신맛 서비스 |
100~150℃ |
NACE MR0175 경도 한계는 두께에 관계없이 적용됩니다. |
요점: Inconel 600 면에 예열을 가하지 마십시오. 탄소강 면만 가열하고 공정 중 어느 시점에서든 니켈 합금의 온도가 150°C(300°F)를 초과하지 않도록 하십시오.
Inconel 600에서 탄소강까지 용접 후 열처리가 필요합니까?
아니요, 니켈 쪽은 아닙니다. Inconel 600 및 ERNiCr-3 용접 금속은 용접 후 열처리가 필요하지 않으며-이를 불필요하게 적용하는 것은 매우 해롭습니다. 융합 라인을 통한 탄소 이동은 대략 480C 이상으로 가속되고 탄소강의 열처리 온도 범위는-해당 임계값보다 높습니다. 용접 후 열처리는 탄소강 측이 관련 규정 또는 서비스 조건에 따라 트리거되는 경우에만 필요합니다.
세 가지 트리거는 거의 모든 경우를 포괄합니다. ASME B31.3 공정 배관에 따라 표 331.1.1은 공칭 벽 두께가 19mm를 초과하는 경우 593~649C(1100~1200F)에서 P-No. 1 탄소강에 대한 용접 후 열처리를 요구합니다. ASME BPVC 섹션 VIII Division 1에 따라 UCS{21}}56은 공칭 두께 38mm 이상을 의무화하고 최소 예열 95C가 유지되는 경우 32~38mm 사이의 조건부 면제를 적용합니다. 그리고 NACE MR0175/ISO 15156에 따라 사워 서비스의 탄소강 또는 저합금강 용접은 최대 경도 22HRC(약 248HV)를 충족해야 합니다. 이는 실제로 두께에 관계없이 열처리를 의미합니다.
열처리가 불가피한 경우, 완성된 이종 접합부를 열처리하는 것이 올바른 엔지니어링 대응이 아닙니다. 다음 섹션에서 설명하는 버터링을 사용하여 최종 용접이 이루어지기 전에 탄소 이동 경계면을 생성하고 열처리하는 것입니다. 이는 탄소강 제조에 대한 높은 무결성의-Inconel 600에서 가장 중요한 절차적 결정입니다.
표 9.-용접 후 열처리 트리거 및 매개변수
|
준거 규칙 |
방아쇠 |
온도 |
대기 시간 |
적용대상 |
|
ASME B31.3 표 331.1.1 |
P-아니요. 1 19mm 이상의 공칭 벽 |
593~649C(1100~1200F) |
25mm당 1시간, 최소 30분 |
프로세스 배관 |
|
ASME B31.3 면제 |
P-아니요. 1 19mm 이하, 심각하지 않은-사용, 예열 유지 |
필요하지 않음 |
해당 없음 |
프로세스 배관 |
|
ASME VIII Div. 1 UCS-56 |
P-아니요. 1 공칭 두께 38mm 초과 |
최소 595C(1100F) |
두께별 표 |
압력 용기 |
|
ASME VIII Div. 1 UCS-56(d) |
95C 이상의 예열 시 32~38mm |
조건부 면제 가능 |
해당 없음 |
압력 용기 |
|
NACE MR0175 / ISO 15156 |
사워 서비스의 탄소강 또는 저{0}}합금강 용접 |
코드당, 일반적으로 620~650C |
두께별 |
사워 서비스, 모든 두께 |
|
니켈 측(인코넬 600, ERNiCr-3) |
자체적으로는 필요하지 않음 |
해당 없음 |
해당 없음 |
480C 이상에서 불필요한 PWHT 방지 |
버터링이란 무엇이며 언제 사용해야 합니까?
버터링은 탄소강 표면에 하나 이상의 니켈- 기반 필러 층을 증착하고, 해당 표면을 평평하게 가공하고, 탄소강 부품에만 용접 후 열처리를 수행한 다음 니켈- 기반 필러로 접합부를 완성하는 방법입니다. 탄소강 측면을 열처리해야 할 때마다, 탄소강이 두껍거나 고도로 구속된 단조품인 경우, 현장 조건으로 인해 완성된 접합부의 열처리를 제어하는 것이 불가능할 때마다 이 방법을 사용하십시오.
손상이 발생한 위치를 확인하면 메커니즘은 간단합니다. 탄소 이동은 페라이트강과 고-크롬 니켈 침전물 사이의 경계에서 발생합니다. 직접 용접 조인트에서 해당 경계는 프로덕션 용접이므로 조인트에 적용되는 열처리로 인해 프로덕션 용접이 손상됩니다. 탄소강에 먼저 버터를 바르면 버터링 작업 내부에 탄소 이동 경계가 생성되어 마음대로 열처리할 수 있습니다. 그런 다음 후속 생산 용접은 니켈- 기반 용접 금속과 Inconel 600 사이에서 이루어집니다. Inconel 600은 오스테나이트-대-오스테나이트 접합으로 열처리가 필요하지 않고 훨씬 더 예측 가능하게 동작합니다.
실제로 버터링은 최소 2개의 증착 층을 의미하며 일반적으로 약 3~4mm의 평평한 표면으로 기계 가공된 5~8mm의 증착물을 의미합니다. 그런 다음 버터를 바른 구성 요소를 열처리하고 검사하고 서비스가 신맛인지 경도를 조사한 후에야 접합이 완성됩니다. 완성된 조인트는 동일한 니켈- 기반 필러로 용접되고 정상적으로 검사됩니다. 추가 비용은 실제로 발생하지만 산성 또는 고온 서비스에서 이종 용접이 실패하는 것보다 거의 항상 저렴합니다.
인코넬 600을 탄소강에 단계별로 용접하는 방법은 무엇입니까?
아래 순서는 규정 준수 조인트의 표준 작업 순서입니다.- 사람들이 건너뛰고 대부분의 실패를 일으키는 두 단계는 3단계와 4단계의 절차 및 용접공 자격과 6단계의 퍼지 검증입니다.

1. 소재 조합 및 디자인 기반 확인
정확한 Inconel 600 제품 사양(예: ASTM B167 파이프 또는 ASTM B168 플레이트)과 정확한 탄소강 등급 및 두께를 식별합니다. 설계 온도, 서비스 유체, 서비스 신맛 여부, 조인트를 관리하는 배관 또는 용기 코드를 기록합니다. 이는 탄소강 측에 의해 예열 또는 용접 후 열처리가 시작될지 여부를 결정합니다.
2. 용가재를 선택하고 WPS를 작성합니다.
GTAW 및 GMAW의 경우 ERNiCr-3(82 합금)을 선택하고 SMAW의 경우 ENiCrFe-2 / ENiCrFe-3(182 합금)을 선택합니다. 용접 절차 사양에 필러, 프로세스, 극성, 전류 및 전압 범위, 이동 속도, 보호 가스, 백킹 또는 퍼지 가스, 패스간 온도 제한 및 열 입력 범위를 문서화합니다.
3. 측면 굽힘으로 절차 자격을 얻습니다.
두 P-번호를 결합한 테스트 쿠폰을 용접하고 테스트합니다. 조인트는 이종 금속 용접이기 때문에 ASME 섹션 IX에서는 인장 테스트 외에도 가로 측면 굽힘 시편이 필요하므로 페라이트 융합 선이 변형되고 부서지기 쉬운 전이 영역이 노출됩니다.
4. 니켈합금 용접공 자격 취득
니켈 합금 측면의 성능 테스트를 통해 각 용접공의 자격을 인증합니다. 탄소강에만 자격을 취득한 용접사는 Inconel 600을 용접할 자격이 없습니다. 용접사의 성능 자격은 모재 P-번호와 필러 F{3}}번호에 연결되어 있기 때문입니다.
5. 조인트 준비 및 청소
루트 면이 1.5~2.0mm이고 루트 간격이 2.0~3.0mm인 60~70도 각도의 -각 V-홈을 가공합니다. 니켈 합금 전용 공구를 사용하여 양면을 광택 금속으로 연삭하거나 기계 가공한 다음 염화물이 없는-저황-용제로 닦아냅니다. 페인트, 오일, 마커 잉크 및 황{12}}함유 화합물을 모두 제거합니다.
6. 퍼지 가스를 설정하고 필요한 경우 예열합니다.
백-파이프 및 튜브 조인트를 아르곤으로 퍼지하고 내부 산소 수준을 약 100ppm 미만으로 유지하여 뿌리가 산화되거나 설탕이 발생하지 않도록 합니다. 탄소 당량, 두께, 구속 수준 또는 주변 온도가 요구하는 경우에만 탄소강 면에 예열을 적용하고, 인코넬 600 면을 150C 이상으로 예열하지 마십시오.
7. 제어된 열 입력 및 스트링거 비드로 용접
ERNiCr-3 및 DCEN을 사용하여 GTAW로 루트를 용접합니다. 넓은 직조보다는 스트링거 비드를 증착하고 용접 풀을 작게 유지하며 WPS에 명시된 범위 내로 열 입력을 제어합니다. 패스간 온도를 지속적으로 모니터링하고 패스 사이에 접합부를 다시 150C 미만으로 냉각시키십시오.
8. 필요한 경우 조인트를 완성하기 전에 버터를 바르고 열처리합니다.
탄소강 측면을 용접 후 열처리해야 하는 경우, 탄소강 표면에 최소 2겹의 니켈- 기반 필러를 증착하고 버터 표면을 편평하게 기계 가공한 다음 해당 부품에 대해서만 용접 후 열처리를 수행한 다음 니켈-기반 필러로 연결부를 완성하여 최종 용접에서 열처리 온도가 발생하지 않도록 합니다.-
9. 검사, 테스트 및 문서화
육안검사를 실시한 후 규정에 따라 염색침투검사, 방사선검사 또는 초음파검사를 실시한다. 서비스가 신맛이 나면 페라이트 핵융합 라인 전체에 걸쳐 경도 조사를 실행합니다. 확실한 재료 식별을 통해 필러와 모재를 확인하고 WPS, PQR, 용접공 인증서 및 열처리 차트를 용접 데이터 패키지에 보관하세요.{2}}
조인트가 파이프 또는 튜브 연결인 경우 탄소강 측의 피팅 및 플랜지는 일반적으로 표준 제품 사양에 적용됩니다. 그만큼단조 파이프 피팅 페이지그리고플랜지 개요 페이지용접 절차와 구매 품목이 일관되게 유지되도록 해당 구성 요소를 지정하고 주문하는 방법을 설명합니다.
인코넬 600과 탄소강 용접에서 어떤 결함이 발생합니까?
주요 결함은 니켈 용접 금속의 응고 균열, 탄소강 열 영향부의 -수소 보조 균열-, 느린 니켈 용접 풀의 융합 부족, 오염으로 인한 다공성 또는 불량한 가스 적용 범위, 부적절한 퍼징으로 인한 루트 산화, 관련 하드 전이 영역과 관련된 탄소 이동입니다. 각각에는 특정 원인과 특정 제어가 있습니다.
표 10. 결함, 근본 원인 및 예방
|
결함 |
발생 장소 |
근본 원인 |
방지 |
|
응고(열간) 균열 |
니켈 용접 금속, 중심선 또는 분화구 |
오스테나이트 결정립계의 황 및 인 막; 오목한 비드 프로필 |
ERNiCr-3을 함유한 니오븀-을 사용하세요. 깨끗한 표면; 스트링거 비드; 오목한 비드 모양; 낮은 열 입력 |
|
수소-보조 분해 |
탄소강 열-영향부 |
경질 마르텐사이트 + 용존 수소; 높은 탄소당량; 예열 없음 |
탄소당량 및 두께에 따라 예열; 열 입력 제어; 건조 소모품; 경도 조사 |
|
융합 부족 |
특히 좁은 홈의 측벽과 루트 |
느린 니켈 풀, 너무 낮은 전류, 과도한 이동 속도, 열악한 조인트 접근 |
적절한 전류 및 전압; 올바른 이동 각도; 개방형 루트 갭; 지나치게-엮지 마세요 |
|
다공성 |
흩어져 있거나 클러스터된 용접 금속 |
오일, 그리스, 페인트, 수분; 부적절하거나 난류인 가스 흐름; 체커 |
용제 세척; 정확한 가스 흐름과 노즐; 바람 차폐; 건식 필러 |
|
뿌리 산화(설탕) |
파이프 및 튜브 뿌리의 내부 표면 |
퍼지 가스가 부적절하거나 없습니다. 치환되지 않은 산소 |
아르곤으로 퍼지; 100ppm 미만의 산소를 확인합니다. 충분한 퍼지 시간을 허용하십시오 |
|
탄소 이동/하드 존 |
탄소강 측 융합 라인 |
약 480C 이상의 탄소 확산; 높은 희석; 불필요한 PWHT |
니켈-계 필러; 최소 희석; PWHT를 피하십시오; PWHT가 필요한 경우 버터링을 사용하십시오. |
|
열피로균열 |
탄소강 열 영향-영향부의 용접 토우 |
열 순환 시 필러와 페라이트 모재 사이의 차등 팽창 |
탄소강에 가까운 팽창을 갖는 필러를 사용하십시오. 오스테나이트계 스테인리스 충전재를 피하십시오. 통제 억제 |
|
왜곡 |
전체 어셈블리 |
국부적인 열 입력; 비대칭 용접 순서; 높은 구속 |
균형 잡힌 용접 순서; 최소 열 입력; 적절한 태킹; 자유로운 수축을 허용 |
이 조인트에 대한 절차와 용접공의 자격을 어떻게 갖추나요?
두 P-번호를 결합한 절차 인증 기록을 사용하여 용접 절차 사양을 인증하고 인장 테스트 외에 가로 측면 굴곡을 사용하여 테스트합니다. 그런 다음 용접기 성능 자격은 모재 P-번호 및 필러 F-번호에 연결되어 있고 탄소강에서 이전되지 않기 때문에 니켈 합금에 대해 각 용접기를 별도로 자격을 부여합니다.
측면 굴곡 요건은 자격의 기술적 핵심입니다. 서로 다른 접합부에 대한 가로 인장 시험은 일반적으로 약한 모재에서는 실패하며 융합선에 대해서는 거의 알려주지 않습니다. 전체 두께를 가공하고 페라이트 융합 선이 인장 상태에 있도록 구부린 측면 굽힘 시편은 경질 전이 영역 또는 탄소{2}} 고갈 밴드가 존재하는 영역에 정확하게 변형을 가하고 조인트가 작동하기 전에 문제를 드러냅니다. ASME 섹션 IX QW-462.2는 시편을 정의하고 QW-423은 서로 다른 모재 조합을 관리합니다. 두께가 약 12mm를 넘는 재료의 경우 전체 단면 두께를 테스트하기 때문에 측면 굽힘이 표준 접근 방식입니다.
표 11. Inconel 600과 탄소강 접합에 대한 자격 필수 사항
|
목 |
요구 사항 |
참조 |
|
비금속 조합 |
P-No. 43 및 P-No. 1가 모두 테스트 쿠폰에 표시되어야 합니다. |
ASME IX QW-423 |
|
충전재 금속 |
니켈-기반, F-아니요. 43; F-숫자의 변화는 필수 변수입니다. |
ASME IX QW-404 |
|
테스트 체제 |
인장 및 가로 측면 굽힘, QW-451당 최소 2개의 시편 |
ASME IX QW-451, QW-462.2 |
|
두께 범위 |
PQR은 테스트된 모재 두께에 대해 1.5T~2T를 포괄합니다. |
ASME IX QW-451 |
|
용접사 자격 |
니켈합금에 대한 별도의 성능시험 탄소강 자격은 이전되지 않습니다 |
ASME IX QW-301, QW-302 |
|
포지션 커버리지 |
테스트 위치에 따라 자격을 갖추었습니다. 6G는 파이프의 모든 위치를 포괄합니다. |
ASME IX QW-303, QW-461 |
|
경도 조사 |
사워 서비스에 필요, 탄소강 측 최대 22HRC |
NACE MR0175 / ISO 15156 |
|
선적 서류 비치 |
WPS, PQR, 용접공 인증서, 열처리 차트 및 NDE 보고서가 함께 보관됩니다. |
ASME IX QG-106, QG-107 |
조인트를 어떻게 검사하고 테스트합니까?
육안 검사부터 시작하여 저-황 및 저-할로겐 침투제로 염료 침투 탐상 테스트를 추가한 다음 설계에 따라 방사선투과 또는 위상 배열 초음파 검사를 추가합니다. 사워 서비스를 위해 페라이트 용융 라인 전체에 경도 조사를 추가하고, 확실한 재료 식별을 통해 재료를 확인하고, 니켈 용접 금속에 본질적으로 페라이트가 포함되어 있지 않은지 확인합니다.
서로 다른 니켈 용접에 대해 두 가지 검사 지점이 있습니다. 첫 번째는 침투 테스트 재료가 니켈 합금에 적합해야 한다는 것입니다. 표준 침투 테스트는 온도에서 니켈을 공격하는 황과 할로겐을 운반할 수 있으므로 테스트 자체가 부식 원인이 될 수 있습니다. 두 번째는 니켈 측이 아니라 페라이트 측에서 경도가 중요하다는 것입니다. 융합 라인을 가로질러 탄소강 열 영향 영역에 배치된 경도 횡단은 예열 및 열처리 전략이 실제로 작동했는지 여부를 알려줍니다.-
표 12. Inconel 600과 탄소강 용접부의 검사 방법
|
방법 |
무엇을 찾는가 |
사용시 |
메모 |
|
시각적(VT) |
비드 프로파일, 언더컷, 산화, 아크 스트라이크 |
모든 용접 |
접근 가능한 곳에서 내부적으로 루트를 확인하세요. |
|
염료침투제(PT) |
표면-파괴 균열, 다공성, 융합 부족 |
중요한 관절의 루트 및 캡 |
저-황 및 저-할로겐 침투제만 사용 가능 |
|
방사선 촬영(RT) |
내부 다공성, 융합 부족, 내포물 |
디자인 및 코드별 |
니켈 용접은 조밀합니다. 세밀한-기술 사용 |
|
초음파/위상배열(UT/PAUT) |
융합 부족, 평면 결함, 크기 조정 |
두꺼운 벽과 RT가 실용적이지 않은 곳 |
서로 다른-용접별 보정이 필요함 |
|
경도 조사 |
탄소강 열 영향 영역의 하드 존- |
사워 서비스, 고탄소당량 |
NACE MR0175에서 최대 22HRC(약 248HV) |
|
양성 물질 식별(PMI) |
잘못된 모재 또는 필러 |
재료 검증 |
Inconel 600과 탄소강 모두 검증 |
|
페라이트 체크 |
니켈 용접 금속의 델타 페라이트 |
지정된 경우 |
FN 0에 ERNiCr-3 입금 |
|
측면 굽힘(파괴적) |
페라이트 핵융합 라인의 취성 전이 영역 |
절차 적격성 |
이 조인트 유형에 대한 가장 민감한 테스트 |
Inconel 600과 탄소강 용접에 적용되는 표준 및 코드는 무엇입니까?
조인트는 자격을 위한 ASME BPVC 섹션 IX, 설계 및 열처리를 위한 장비에 적용되는 건설 코드, 소모품에 대한 AWS 필러 금속 사양, 서비스에 황화수소가 포함될 때마다 NACE MR0175/ISO 15156의 적용을 받습니다.
표 13. 인코넬 600에서 탄소강 용접에 대한 표준 및 코드
|
기준 |
그것이 지배하는 것 |
여기서 중요한 이유 |
|
ASME BPVC 섹션 IX |
용접 절차 및 용접사 자격 |
P-No. 43 - P-No. 1 조합, 측면 굽힘 테스트, F-번호 제어 |
|
ASME B31.3 |
공정 배관 설계, 예열 및 PWHT |
표 330.1.1 예열 및 표 331.1.1 19 mm에서의 PWHT |
|
ASME BPVC 섹션 VIII Div. 1 |
압력 용기 건설 |
38mm 이상 UCS-56 PWHT, UCS-66 충격 면제 |
|
ASME B31.1 |
동력배관 |
발전소 이종 조인트의 예열 및 PWHT |
|
APIRP 582 |
화학, 석유 및 가스 산업을 위한 용접 지침 |
이종 금속 용접 및 니켈-베이스 필러 선택에 대한 업계 모범 사례 |
|
AWS A5.14 / SFA-5.14 |
니켈 합금 베어 와이어 및 로드 |
ERNiCr-3 및 ERNiCrMo-3의 분류 |
|
AWS A5.11 / SFA-5.11 |
니켈 합금 SMAW 전극 |
ENiCrFe-2와 ENiCrFe-3의 분류 |
|
NACE MR0175 / ISO 15156 |
H2S-포함 서비스 자료 |
22 HRC 경도한계 및 경도조사 요건 |
|
ASTM B166/B167/B168/B564/B366 |
인코넬 600 제품 형태 |
바, 파이프, 플레이트, 단조품 및 피팅에 대한 기본 금속 사양 |
|
ASTM A106/A333/A516/A105 |
탄소강 제품 형태 |
페라이트측 비금속 사양 |
|
ISO 15608 / ISO 15614-1 / ISO 9606-1 |
재료 분류 및 자격 |
ISO- 기반 프로젝트의 경우 그룹 43 - 그룹 1 조합 |
고합금 니켈 또는 몰리브덴 등급도 포함하는 프로젝트의 경우 다음의 병행 지침을 확인하는 것이 좋습니다.Hastelloy C276 궁극적인 가이드그리고인코넬 625 가이드, 필러 화학이 다르더라도 용접 논리와 자격 구조가 동일하기 때문입니다.
인코넬 600 vs 인코넬 625 vs 탄소강: 등급 비교
인코넬 600은 범용-용도의 고온-니켈{3}}크롬-철 합금이며 세 가지 합금 중 탄소강에 용접하기 가장 쉽습니다. 인코넬 625는 훨씬 더 높은 강도와 염화물 저항성을 위해 몰리브덴과 니오븀을 첨가하며, 인코넬 625의 필러 금속은 가혹한 환경에 대한 표준 업그레이드입니다. 탄소강은 하중과 압력을 견디는 경제적인 구조재료입니다. 아래 비교에서는 어떤 속성이 어떤 필러 결정을 내리는지 설명합니다.

표 14. 이종 용접 관련 등급 비교
|
재산 |
인코넬 600 (N06600) |
인코넬 625(N06625) |
탄소강(A106 Gr. B) |
|
공칭 구성 |
72 Ni, 15 Cr, 8 Fe |
62 Ni, 21 Cr, 9 Mo, 3.5 Nb |
Fe 잔량, 최대 0.30C, 1.0Mn |
|
ASME P-번호 |
ㅇ-아니요. 43 |
ㅇ-아니요. 43 |
ㅇ-아니요. 1 |
|
구조 |
오스테나이트계 |
오스테나이트계 |
페라이트계 |
|
CTE 20-100C(um/m/C) |
약 13.3 |
약 12.8 |
약 11.7 |
|
항복 강도(어닐링) |
약 240MPa |
약 415MPa |
약 240MPa |
|
염화물 SCC 저항성 |
훌륭한 |
훌륭한 |
가난한 |
|
산화한도(공기, 연속) |
약 1095C |
약 980C |
약 540℃ |
|
탄소강에 용접 |
니켈 필러, 간단함 |
니켈 필러, 간단함 |
베이스측 |
|
CS 조인트에 선호되는 필러 |
ERNiCr-3 |
ERNiCrMo-3 |
해당 없음 |
|
일반적인 서비스 드라이버 |
고온, 염화물 SCC, 가성 |
강도, 염화물, 해수, 산성 가스 |
압력 억제 |
표에서 한 가지 실용적인 점은 Inconel 600과 Inconel 625가 모두 P-No. 43 상태이므로 한 가지에 적합한 절차가 다른 것을 자동으로 다루지 않는다는 것입니다. 비금속 사양은 필수 변수이므로 프로젝트에서 두 등급을 모두 사용하는 경우 각 등급을 충족해야 합니다. 니켈 합금과 스테인리스강 간의 광범위한 비교는 다음에서 다룹니다.인코넬 625 대 316L 비교그리고인코넬 625와 인콜로이 825 비교.
Inconel 600을 탄소강 용접에 사용하는 데 드는 비용은 무엇입니까?
지배적인 비용은 용착된 금속이 아닌 검증 및 검사 패키지입니다. 니켈- 기반 필러는 탄소강 필러보다 킬로그램당 비용이 몇 배 더 높지만 단일 인증 절차로 다수의 유사한 조인트를 다룰 수 있는 반면, 절차 인증, 용접공 인증, 퍼지 가스, 경도 검사 및 용접 후 열처리는 대부분 고정 비용이므로 한 번만 부담하고 분할 상환해야 합니다.
세 가지 결정이 비용을 가장 많이 이동시킵니다. 첫째, 버터링이 필요한지 여부입니다. 증착, 가공 및 별도의 열처리 주기가 추가되지만, 관리하기 어려운 열처리 문제가 관리 가능한 문제로 전환됩니다.- 둘째, 관리 코드가 용접 후 열처리를 트리거하는지 여부입니다. ASME B31.3에 따라 19mm 임계값 미만으로 유지하면 전체 작업이 방지됩니다. 셋째, 니켈 합금의 현장 용접에는 방풍, 퍼지 제어 및 해당 직위 자격을 갖춘 용접공이 필요하기 때문에 현장이 아닌 작업장에서 작업이 얼마나 많이 수행되는지입니다. 이러한 종류의 작업에 대한 조립식 경제성은 다음에서 검토됩니다.파이프 스풀 조립식 대 현장 용접 비용 비교.
필러를 잘못 만드는 데 드는 엔지니어링 비용이 필러 자체의 비용보다 훨씬 높다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 화학 공장이나 사워 가스 라인의 이종 용접 실패는 생산 손실, 재작업, 재{1}}검사 및 수정된 절차를 의미합니다. 이러한 비대칭성으로 인해 니켈{3}} 기반 필러가 프리미엄 옵션이 아닌 기본 옵션으로 지정됩니다.
자주 묻는 질문
인코넬 600을 탄소강에 용접할 수 있나요?
예. Inconel 600(UNS N06600)은 니켈- 기반 용가재를 사용할 때 ASTM A106 등급 B 또는 A516 등급 70과 같은 탄소강에 안정적으로 용접됩니다. 조인트는 이종 금속 용접으로 분류되므로 자체 자격을 갖춘 절차와 니켈 합금 자격을 갖춘 용접공이 필요합니다. 일반적인 응용 분야로는 써모웰 및 노즐 연결, 열교환기 튜브--튜브시트 접합부, 용광로 하드웨어 및 원자력 부품이 있습니다.
Inconel 600을 탄소강에 용접하려면 어떤 용가재를 사용해야 합니까?
니켈- 기반 필러 금속을 사용하세요. ERNiCr-3(합금 82, UNS N06082, AWS A5.14)은 GTAW 및 GMAW의 표준 선택이고 ENiCrFe-2 또는 ENiCrFe-3(합금 182, AWS A5.11)은 SMAW의 표준 선택입니다. 이러한 필러는 탄소강의 열팽창과 밀접하게 일치하고, 강철의 희석을 허용하며, 니오브 함량이 황과 인을 결합시키기 때문에 응고 균열에 저항합니다.
ER309L을 사용하여 인코넬 600을 탄소강에 용접할 수 있습니까?
고온-온도나 중요한 서비스에는 적합하지 않습니다. ER309L은 대략 315C(600F) 이하에서 탄소강을 스테인리스강에 접합하는 데 널리 사용되지만, 탄소강과 인코넬 600의 경우 오스테나이트계 필러의 열팽창 계수는 탄소강의 경우 약 12에 비해 섭씨 1도당 미터당 약 18마이크로미터입니다. 이러한 불일치는 페라이트 융합 라인에 변형을 집중시키고 열 피로와 균열을 유발합니다. ERNiCr-3과 같은 니켈{10}}계 필러는 모든 온도에서 선호됩니다.
인코넬 600의 ASME P-번호는 무엇입니까?
Inconel 600(UNS N06600)은 QW/QB-422에 나열된 ASME BPVC 섹션 IX의 P-아니요. 43 그룹 1입니다. ISO 15608 그룹 번호도 43입니다. A106 등급 B, A333 등급 6, A516 등급 70 및 A105와 같은 탄소강은 P-아니요. 1. 두 모재가 서로 다른 P 번호를 갖기 때문에 ASME 섹션 IX에서는 접합부를 서로 다른 금속 용접으로 취급합니다.
인코넬 600을 탄소강에 용접할 때 예열이 필요합니까?
일반적으로 그렇지 않습니다. Inconel 600 자체는 예열이 필요하지 않으며 탄소 당량이 약 0.42 미만이고 두께가 최대 약 19mm인 P-No{3}} 탄소강은 일반적으로 표면이 건조하고 이슬점 이상인 경우 주변 온도에서 용접할 수 있습니다. 예열은 더 두꺼운 단면, 더 높은 탄소 당량, 높은 구속력, 낮은 주변 온도 또는 관리 규정이나 소유자 사양에서 요구하는 경우에 필요합니다.
Inconel 600과 탄소강 용접에는 용접 후 열처리가 필요합니까?
니켈 측에는 해당되지 않습니다. 인코넬 600 및 ERNiCr-3 용접 금속은 용접 후 열처리가 필요하지 않으며 탄소 이동이 대략 480C 이상에서 가속되기 때문에 이를 불필요하게 적용하는 것은 해롭습니다. 열처리는 탄소강 측이 이를 트리거하는 경우에만 필요합니다. 예를 들어 ASME B31.3 표 331.1.1에서는 벽 두께가 19mm 이상, ASME VIII Division 1 UCS-56에서는 38mm 이상이거나 산성 물질인 경우 NACE MR0175 / ISO 15156에 따른 서비스.
Inconel 600에서 탄소강 용접으로 탄소 이동이 발생하는 이유는 무엇입니까?
탄소는 양면의 탄소 활동이 매우 다르기 때문에 이동합니다. 약 480C 이상의 서비스 또는 열처리 온도에서 페라이트강의 탄소는 더 높은-크롬 니켈 쪽으로 확산되고 융합 경계를 따라 크롬 탄화물로 침전됩니다. 이로 인해 강철에는 부드러운 탄소-고갈 페라이트 밴드가 남고 경계면에는 단단하고 부서지기 쉬운 탄화물-풍부 밴드가 남습니다. 해결책은 용융 영역의 니켈 함량을 높이고 탄소 활동을 감소시키는 니켈- 기반 필러로 희석을 최소화하고 불필요한 열처리를 방지합니다.
인코넬 600을 탄소강에 용접할 때 균열이 발생하는 이유는 무엇입니까?
네 가지 메커니즘이 지배적입니다. 황과 인에 의해 발생하는 오스테나이트 용접 풀의 응고 또는 고온 균열; 높은 탄소 당량 및 예열 없음에 의해 구동되는 탄소강 측의 강한 열-영향 영역에서 수소- 보조 균열; 팽창 불일치로 인한 페라이트 핵융합 라인의 차등 열팽창 피로; 및 조인트를 잘못된 온도에서 열처리할 때 응력-이완 또는 이완 균열이 발생합니다. 니오븀-함유 니켈 필러, 깨끗한 표면, 제어된 열 입력 및 올바른 예열 제어 모두 4가지입니다.
이종금속 용접에서 버터링이란 무엇입니까?
버터링은 탄소강 표면에 하나 이상의 니켈{0} 기반 필러 층을 증착하고 표면을 평평하게 가공하고 탄소강 부품 자체를 열처리한 다음 니켈- 기반 필러로 접합부를 완성하는 방법입니다. 이는 최종 용접에서 탄소 이동 인터페이스를 분리하고 완성된 니켈 용접을 해당 온도에 노출시키지 않고도 탄소강이 코드나 서비스에서 요구하는 용접 후 열처리를 받을 수 있도록 합니다.-
Inconel 600의 GTAW에는 어떤 보호 가스를 사용해야 합니까?
대부분의 GTAW 작업에는 분당 약 10~15리터의 100% 아르곤을 사용합니다. 더 두꺼운 섹션의 경우 또는 더 나은 습윤 및 침투가 필요한 경우 75% 헬륨과 25% 아르곤과 같은 아르곤 및 헬륨 혼합물을 사용하십시오. 다공성 및 질화물 형성을 유발하는 이산화탄소나 질소-함유 가스를 사용하지 마십시오. GMAW의 경우 헬륨 함량이 15~25%인 아르곤이 일반적입니다.
용접공은 Inconel 600에 대한 특별한 자격이 필요합니까?
예. ASME 섹션 IX에 따른 용접공 성능 자격은 모재 P-번호 및 용가재 F-번호와 연결되어 있으므로 탄소강에만 자격을 갖춘 용접공은 Inconel 600을 용접할 자격이 없습니다. 각 용접공은 생산 접합 작업을 수행하기 전에 자격을 갖춘 절차를 사용하여 니켈 합금에 대한 별도의 성능 테스트를 통과해야 합니다.
Inconel 600 용접의 최대 패스간 온도는 얼마입니까?
Inconel 600을 용접할 때, 특히 탄소강에 용접할 때 층간 온도를 150C(300F) 이하로 유지하십시오. 패스간 온도가 지나치게 높으면 냉각 속도가 느려지고, 니켈 합금의 탄화크롬 석출과 입자 성장이 촉진되며, 강철의 희석이 증가하고, 열간 균열 위험과 내식성 손실이 증가합니다. 접합부를 담금질하기보다는 패스 사이에 자연스럽게 냉각시키십시오.
Inconel 600-탄소강 용접을 어떻게 검사합니까?
육안 검사로 시작한 다음 저-황 및 저-할로겐 침투제를 사용하여 염색 침투제 테스트를 수행한 다음 설계에 따라 방사선투과 또는 위상 배열 초음파 검사를 수행합니다. 서비스가 신맛이 나는 경우 페라이트 용융 라인 전체에 경도 조사를 추가하고, 확실한 재료 식별을 통해 필러와 모재를 확인하고, 니켈 용접 금속에서 페라이트가 0인지 확인합니다. 절차 자격 쿠폰의 파괴적인 측면 굽힘은 페라이트 융합 라인에서 가장 민감한 검사입니다.
인코넬 600을 스테인레스강 316에 용접할 수 있습니까?
네, 탄소강에 용접하는 것보다 쉽습니다. 인코넬 600 및 316 스테인리스강은 모두 오스테나이트이므로 결정 구조 불일치가 없으며 동일한 규모의 탄소 이동 위험도 없습니다. ERNiCr-3은 희석에 내성이 있고 고온 균열에 저항하기 때문에 여전히 선호되는 필러입니다. 하지만 공식이나 염화물 저항 문제가 있는 경우에는 ERNiCrMo-3과 같은 고몰리브덴 필러가 사용됩니다.
ERNiCr-3과 ERNiCrMo-3의 차이점은 무엇입니까?
ERNiCr-3(합금 82)은 약 67% 니켈, 18~22% 크롬, 2~3% 니오븀을 함유한 니켈-크롬-철 필러이며 Inconel 600을 탄소강에 용접하기 위한 표준 선택입니다. ERNiCrMo-3(합금 625 필러)에는 약 9%의 몰리브덴과 3.5%의 니오븀이 첨가되어 공식, 틈새 부식 및 염화물에 대한 저항성이 훨씬 향상되고 강도도 높아집니다. 심각한 부식 서비스 또는 더 높은 접합 강도를 위해서는 ERNiCrMo-3을 선택하고 변경에는 새로운 절차 자격이 필요하다는 점에 유의하십시오.
인코넬 600-탄소강 용접에 사워 서비스를 위해 후처리가 필요합니까?
니켈 쪽은 그렇지 않지만 탄소강 쪽은 그렇습니다. NACE MR0175/ISO 15156 캡은 사워 서비스의 탄소강 및 저{7}}합금강에 대해 22 HRC(약 248 HV)의 용접 및 열{3}}영향을 받는- 영역 경도를 나타내며, -용접된 열-영향 영역은 탄소 등가량이 약 0.42 이상일 때 그 영역을 초과하는 경우가 많습니다. 실용적인 해결책은 탄소강에 버터를 바르고 해당 부품을 열처리하여 경도 한계를 충족하고 경도 조사를 통해 확인한 다음 니켈{11}} 기반 필러로 접합부를 완성하는 것입니다.
Inconel 600 용접의 다공성을 어떻게 방지합니까?
청결도와 가스 공급 범위가 결과를 결정합니다. 염화물이 없는-저황-용제로 조인트의 그리스를 제거하고 닦고, 페인트, 마커 잉크 및 황{3}}함유 화합물을 모두 제거하고, 전용 스테인리스 또는 니켈 브러시를 사용하고, 탄소강 연삭 먼지가 니켈 표면을 오염시키지 않도록 하십시오. 그런 다음 올바른 보호 가스 흐름을 사용하고, 외풍으로부터 용접 풀을 보호하고, 닫힌 부분을 아르곤으로 퍼지하고, 필러 와이어를 깨끗하고 건조하게 유지하십시오.
탄소강측의 탄소당량한도는 얼마입니까?
IIW 공식 CE=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15를 사용합니다. 약 0.42 이상의 탄소 당량을 갖는 강철은 열-영향부가 경화되고 수소 균열이 발생하기 쉽기 때문에 용접하기 어려운 것으로 간주됩니다. Inconel 600과 탄소강 접합의 경우 페라이트계 열 영향 영역이{12}다른 용접이 가장 자주 실패하는 곳이기 때문에 이것이 중요합니다. 따라서 탄소 당량이 높을수록 예열, 열 입력 제어 및 종종 경도 조사를 의미합니다.
인코넬 600을 탄소강에 용접하는 데 드는 비용은 얼마입니까?
용접 자체는 비용의 작은 부분입니다. 니켈- 기반 필러는 탄소강 필러보다 킬로그램당 비용이 몇 배 더 높으며 버터링, 절차 자격, 용접공 자격, 퍼지 가스, 경도 조사 및 용접 후 열처리는 엔지니어링 및 검사 시간을 추가합니다.{2}} 지배적인 비용 동인은 일반적으로 용착된 금속이 아닌 검증 패키지입니다. 이것이 바로 단일 검증 절차가 코드에서 허용하는 만큼 많은 유사한 조인트에서 재사용되어야 하는 이유입니다.
Inconel 600과 탄소강을 용접하는 가장 좋은 용접 공정은 무엇입니까?
가스 텅스텐 아크 용접은 정확한 열 제어와 깨끗하고 슬래그가 없는- 침전물을 제공하므로 루트 패스 및 얇은 벽 작업에 가장 적합한 공정입니다. 스프레이 전사를 이용한 가스 금속 아크 용접은 두꺼운 충진재에 적합하며 차폐 금속 아크 용접은 ENiCrFe-2 또는 ENiCrFe-3 전극을 사용하는 실용적인 현장 선택입니다. 서브머지드 아크 및 플럭스 코어 용접은 일반적으로 플럭스 상호 작용과 높은 열 입력으로 인해 니켈 측에 권장되지 않습니다.
아래 질문은 엔지니어, 제작업체 및 조달 팀이 탄소강 용접에 대한 Inconel 600에 대해 가장 자주 묻는 질문입니다. 더 폭넓은 니켈 합금 질문에 대해서는 다음을 참조하세요.JN 합금 FAQ 색인.
관련 제품 및 추가 자료
인코넬 600(UNS N06600) 제품 개요- 기본 재료 형태, 사양 및 용도
인코넬 600 파이프- 고온 및 염화물 서비스를 위한 이음매 없는 용접 파이프-
ASTM B168 UNS N06600 플레이트- 용기, 튜브시트 및 용광로 하드웨어용 플레이트 및 시트
인코넬 600 플랜지- 단조 플랜지 및 노즐 구성요소
인코넬 600에 대해 알아야 할 모든 것- 속성, 부식 및 선택
인코넬 600에 대해 알아야 할 사항- 실용적인 제작 노트
인코넬 600 파이프의 특성 및 용도- 애플리케이션- 중심 선택
인코넬 600의 응용- 업종-별- 업종별 보기
인코넬 600 파이프 공급업체 페이지- 주문, 공차 및 문서화
인코넬 600 제품의 장점- 합금이 비용을 버는 곳
인코넬 625 용접 가이드자매 합금에 대한 - 공정, 매개변수 및 용가재
하스텔로이 C276 용접 가이드- 니켈 합금을 함유한 몰리브덴- 용접
인코넬 625 허브 가이드- 전체 Inconel 625 콘텐츠 클러스터
Hastelloy C276 궁극적인 가이드- 전체 C276 콘텐츠 클러스터
산 종류에 따른 니켈 합금 파이프 선택- 화학 서비스에 적합한 합금
화학공장용 니켈합금파이프 선택방법- 선택 워크플로
Incoloy 825와 산성 가스용 Hastelloy C276 비교- 신 서비스 재료 선택
화학 장비- 부식성 서비스용으로 제작된 장비
석유 및 가스 산업 솔루션- 업스트림, 미드스트림 및 다운스트림 재료
해양 엔지니어링 솔루션- 해수 및 해양 물질
파이프 스풀 사전 제작과 현장 용접- 비용 및 품질 비교
사례 연구: LNG 시설용 Inconel 625 파이프 스풀- 제작 프로젝트 예시
인코넬 파이프- 완전한 니켈 합금 파이프 제품군
인코넬강- 합금 계열 개요
니켈 합금 파이프- 전체 제품군
인코넬 시트 및 플레이트- 플랫 제품군
인코넬 환봉- 바 및 로드 범위
강판 및 판- 카본 및 스테인레스 판재 제품
강관 및 튜브- 탄소 및 스테인리스 관형 제품
맞대기-용접 파이프 피팅- 용접 배관 시스템용 피팅
단조 파이프 피팅- 고압- 단조 부품
플랜지- 플랜지 유형 및 선택
스테인레스 스틸 316- 일반적으로 니켈 합금에 결합되는 오스테나이트계 등급
스테인레스 스틸 304- 범용- 목적의 오스테나이트계 등급
JN 합금 소개- 제조 역량 및 품질 시스템
이 조인트에 인코넬 600 또는 탄소강 재료가 필요합니까?
JN Alloy는 밀 테스트 인증서, PMI 보고서 및 전체 추적성을 갖춘 ASTM/ASME 사양에 맞는 Inconel 600 파이프, 튜브, 플레이트, 바, 플랜지 및 피팅을 공급합니다. 귀하의 모재 조합을 알려주시면 제품 형태를 귀하의 용접 절차에 맞추는 데 도움을 드리겠습니다.인코넬 600 제품 보기.
