수소는 용접 성능을 심각하게 저해하는 원소입니다. 수소가 존재하면 수소 취성, 백반, 기공, 균열 등의 용접 결함이 발생할 수 있으며, 심한 경우 용접 구조물의 파손으로 이어질 수 있습니다. 따라서 중요한 용접 부위의 수소 함량은 반드시 관리해야 합니다. 대구경 석유 및 가스 파이프라인은 높은 작동 압력으로 인해 용접 부위에 상당한 인장 응력이 가해집니다. 이러한 파이프라인 생산 과정에서는 저수소 용접 재료를 사용하여 용접부의 수소 함량을 낮추고자 노력합니다. 그러나 직선 이음매의 서브머지드 아크 용접 파이프 생산 과정에서는 용접부에 소량의 수소 관련 결함이 발생하는 경우가 있습니다. 용접부 내 수소 발생 원인을 찾아 제거하는 것이 직선 이음매 서브머지드 아크 용접 파이프에서 수소로 인한 결함을 방지하는 핵심 과제입니다.
원인 분석
용접부에서 수소로 인해 발생하는 결함은 수소 함량과 관련이 있습니다. 용접부의 수소 함량이 낮으면 수소 취성이 발생하고, 수소 함량이 높으면 인장 또는 굽힘 단면에 백반이 자주 나타납니다. 용융 풀이 많은 양의 수소를 흡수하면 용접부에 기공이 생기고, 용접부 내 확산된 수소 함량이 높으면 인장 응력이 커져 냉간 균열이 발생합니다.
용접 부위의 수소 발생을 제어하기 위한 조치는 다음과 같습니다.
첫째, 용접 재료의 수소 함량을 제한하십시오.
둘째, 용접하기 전에 용접선 표면과 용접 홈에 있는 녹, 기름, 흡착된 물 등을 제거하십시오.
셋째, 야금 처리를 통해 용접부의 수소 함량을 줄입니다. 넷째, 용접 공정 매개변수를 제어합니다. 다섯째, 용접 후 탈수소 처리를 합니다. 직선 이음매 서브머지드 아크 용접 파이프의 생산 공정에서 용접부의 수소 함량은 주로 위의 두 가지 조치를 통해 제어됩니다.
① 강판의 초음파 결함 검출 효과를 확보하기 위해 커플링수로 사용되는 물의 양이 많습니다. 생산 주기가 빠를 경우, 강판이 성형 단계에 도달했을 때 강판 표면의 잔류수가 완전히 마르지 않고 강관 내부에 남아 있게 됩니다. 강관 홈이 아래쪽으로 회전한 후 6시 방향에서 내부 용접이 이루어지기 때문에 강관 내부의 물이 홈으로 흘러 들어가 용접 후 기공이 발생합니다.
②여름철 고온으로 인해 성형기계의 유압 스테이션에서 열 방출이 느려지고 오일 온도가 상승하여 유압 실린더에서 오일이 누출되고, 일부 오일이 내부 용접 홈 내부 또는 그 근처에 떨어져 용접 중 내부 용접부에 기공이 발생합니다. 기공의 위치가 내부 용접부의 뿌리 부분에 가깝기 때문에 외부 용접 시 용융 금속이 기공 뿌리 부분을 쉽게 관통하여 금속이 기공 내부로 흘러 들어가 비드를 형성합니다. 내부 용접부의 기공이 용접 표면에 도달하면 기공 뿌리 부분이 관통되어 액체 금속이 용접 표면으로 흘러나와 용접 구상체를 형성합니다.
③직선 이음매 서브머지드 아크 용접 파이프의 내부 용접 플럭스는 이송 거리가 길고 압축 공기로 이송됩니다. 압축 공기에는 수분이 포함되어 있으므로, 압축 공기 중의 수분이 용접에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 구형 염화알루미늄을 건조제로 사용하는 무열 재생 건조기를 사용하여 수분을 제거합니다. 장기간 사용 후, 건조제의 흡착 용량이 크게 감소하거나 심지어 효과가 없어집니다. 여름철에는 기온이 높고 압축 공기의 수분 함량이 높습니다. 건조기로 처리된 압축 공기에도 여전히 많은 양의 수분이 포함되어 있습니다. 플럭스는 사용 전에 엄격하게 건조되지만, 이송 중에 수분을 흡수합니다. 압축 공기 중의 수분이 플럭스에 침투하여 플럭스를 통해 용접 풀로 들어가 결국 용접부의 수소 취성을 유발합니다.
④ 버터는 강판 운송 중 적재 및 하역 편의를 위해 크레인 후크에 바르는 오일입니다. 적재 시에는 제거되지 않습니다. 프리벤딩 전 표면 세척 시 세척 벨트가 오일을 강판 가장자리로 쓸어냅니다. 강판이 센터링 롤러를 통과할 때 가장자리의 오일이 센터링 롤러에 달라붙습니다. 라인에서 밀링된 강판이 다시 라인에 놓일 때, 강판 가장자리가 센터링 롤러에 닿고 센터링 롤러의 오일이 경사면에 달라붙어 외부 용접부에 기공이 발생합니다.
⑤ 크레인에서 떨어지는 기름의 양이 적더라도 용접부에 수소 취성이 발생할 수 있습니다. 인접한 용접부에서 기공이 발견되어 보수할 경우, 국부적인 인장 응력이 증가하여 용접부에 냉간 균열이 발생할 수 있습니다. 위의 사례들은 장기간의 생산 과정에서 관련 장비의 이상으로 인해 용접 홈 근처에 물이나 기름이 존재하게 되어 수소 취성 용접 결함이 발생할 수 있음을 보여줍니다. 장비 고장을 적시에 제거하고 수소 발생원을 없애야만 수소 취성 용접 결함을 예방할 수 있습니다.
직선 이음매 서브머지드 아크 용접 파이프의 수소 유발 결함은 용접 홈 주변의 기름 얼룩과 흡착수와 관련이 있습니다. 용접 용융 풀에 물과 기름이 유입되는 것을 방지하는 것이 용접부의 수소 유발 결함을 예방하는 주요 조치입니다. 용접 홈 주변의 기름 얼룩과 흡착수는 다음 사항들을 통해 제어할 수 있습니다.
① 결함 검출 후 강판 표면의 접촉수는 완전히 제거해야 하며, 겨울철에는 강판 표면이 얼지 않도록 해야 합니다.
② 성형기 오일이 강판 홈 근처에 떨어지지 않도록 하십시오.
③ 용접 전에 강관 홈 주변에 기름, 물, 녹이 있는지 확인하십시오. 있으면 용접 전에 제거해야 하며, 압축 공기 건조기의 제습제는 정기적으로 교체해야 합니다.
④ 운송 중 강판이 기름과 접촉하지 않도록 해야 하며, 적재 시 강판 표면의 기름때는 제거해야 합니다.
⑤ 용접 구역의 오버헤드 크레인은 외부 용접 후 가능한 한 원래 위치에 그대로 유지되어야 합니다.
게시 시간: 2024년 11월 6일