내열강은 고온에서 작동하며 열강도와 열안정성이 우수한 강재를 말합니다. 열강도는 고온에서 크리프 및 파괴에 저항하는 능력을 말하며, 열안정성은 고온에서 기체 매질의 산화 및 부식에 저항하는 능력을 말합니다. 사람들은 일반적으로 열 강도를 가진 내열강을 내열강, 열 안정성을 가진 내열강을 내열안정강이라고 합니다. 내열강은 주로 정유 장비, 보일러, 원자력 용기, 증기 터빈, 합성 화학 용기, 항공 우주 장비 및 기타 고온 처리 장비의 제조와 같은 전력 및 에너지 공학에 사용됩니다. 많은 스테인리스강(309, 310H)은 내열성을 가지고 있어 "내열 스테인리스강"이라고도 합니다.

용접된 조인트는 내열성 강철 은 모재와 실질적으로 동일한 고온 산화 저항성을 가져야 합니다. 용접 금속의 합금 조성 및 함량은 기본적으로 Cr, Mo, W 및 기타 주요 원소와 같은 모재와 일치해야 하며, P 및 S와 같은 불순물은 가능한 한 낮은 수준으로 제어하여 고온 균열 경향을 줄여야 합니다. 용접성을 향상시키기 위해 용접 재료의 C 함량을 모재보다 약간 낮추어 고온 성능을 보장 할 수 있습니다. 용접 금속의 강도는 용접할 모재의 강도와 유사해야 합니다. 내열강 용접 접합부는 상온 및 고온에서 기본적으로 모재와 동일한 단기 강도를 가져야 할 뿐만 아니라 더 중요한 것은 모재와 유사한 고온 크리프 특성을 가져야 한다는 것입니다. 초초임계 보일러용 새로운 내열강 접합부의 성능 요건은 다음 표에 나와 있습니다.

내열강 용접 구조의 대부분은 고온에서 작동하지만 압력 용기 및 배관 요구 사항에 대한 최종 검사는 일반적으로 실온에서 작동 압력 실험 유압 또는 공압 압력 테스트의 1.5 배, 압력 장비의 작동 또는 유지 보수는 콜드 스타트 프로세스를 거쳐야하므로 내열강 용접 조인트도 취성 골절에 대한 특정 저항력을 가져야 합니다. 마르텐사이트 및 오스테나이트 내열강의 경우 고온에서 장시간 작동하는 동안 용접 조인트의 크리프 특성을 보장하기 위해 증착된 금속의 δ 페라이트 함량을 엄격하게 제어해야 합니다.

P92/T92, 122/T122 마르텐사이트강 용접

P92와 P122는 모두 마르텐사이트강으로 용접 시 냉간 균열 경향과 고온 균열 경향이 있습니다. 용접 시 냉간 균열을 방지하기 위해 용접 전 예열이 필요합니다. 예열 온도는 TIG 용접의 경우 150℃ 이상, 전극 아크 용접 및 서브머지드 아크 용접의 경우 200℃ 이상입니다. 뜨거운 균열과 거친 입자를 방지하기 위해 용접 공정 중에 용접 라인 에너지를 엄격하게 제어해야하며 층간 온도는 300 ℃ 미만이어야하며 용접 열 입력이 작은 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접이 선호됩니다. 전극 아크 용접을 용접 할 때 다층 및 다중 패스 용접에주의를 기울여야합니다. 용접 패스 두께는 전극 직경보다 크지 않아야합니다. 용접 패스 폭은 전극 직경의 3 배를 넘지 않아야하며 전극 직경은 4mm를 넘지 않는 것이 좋으며 벽 두께가 큰 공작물의 경우 용접에 서브 머지 아크 용접을 사용할 수 있지만 미세 와이어 서브 머지 아크 용접을 사용해야하며 용접 와이어의 직경은 3mm 미만이어야합니다. T122 및 T92 소구경 튜브를 용접할 때는 전체 용접 과정에서 뒷면을 아르곤으로 채워야 합니다. 대구경 두꺼운 벽 파이프의 경우, 루트에서 처음 세 층의 용접 뒷면에 아르곤 가스 보호가 필요합니다. 용접 용접 후 석면 단열재와 저속 냉각을 사용하고 금속 조직이 마르텐사이트로 완전히 변형 될 때까지 최소 1 ~ 2 시간 동안 100 ~ 150 ℃를 유지 한 다음 용접 후 열처리를 수행 할 수 있습니다. 공작물의 벽 두께가 40mm 이상인 경우 석면 단열재 저속 냉각으로 용접 한 후 100 ~ 150 ℃에서 최소 1 ~ 2 시간 유지, 즉시 열처리하지 않으면 200 ~ 300 ℃ 단열재로 2 시간 가열 한 다음 실온으로 천천히 식혀 야합니다.

SUPER 304H, SA-213 TP310HCBN 오스테나이트강 용접

오스테나이트강은 용접성이 우수하고 냉간 균열 경향이 없으므로 예열이 필요하지 않습니다. 그러나 오스테나이트강은 용접 시 고온 균열 경향이 있으므로 용접 열 입력 및 층간 온도 제어에 주의를 기울여야 합니다. 용접 공정에서 용접 라인 에너지의 용접 방법은 수동 TIG, 자동 냉간 와이어 TIG 용접 또는 열간 와이어 TIG 용접과 같이 더 작습니다. 일반적으로 층간 온도는 150℃ 이하로 제어해야 합니다. 자동 냉간 와이어 TIG 용접 또는 열간 와이어 TIG 용접의 경우, 연속 용접 공정에서는 용접된 용접부의 층간 수냉이 필요합니다. 입계 부식을 방지하기 위해 냉각수의 염화물 이온 함량을 제어해야 합니다. 고온 영역에서 합금 원소의 산화를 방지하기 위해 전체 용접 공정 동안 뒷면을 아르곤으로 채워야 합니다. 홈의 양쪽에서 좋은 융합을 보장하기 위해 오스테 나이트 강의 홈 각도는 일반 페라이트 강의 홈 각도보다 커야합니다. 페라이트 소재를 사용한 이종강 용접의 경우 ernicR-3 또는 EnICRFE-2 용접 와이어 또는 전극을 사용하는 것이 좋습니다. 이종 강을 (페라이트 강과) 용접하고 고온에서 사용하는 경우 두 재료의 팽창 계수를 고려해야 합니다.

열교환 튜브와 튜브 플레이트의 연결 형태는 주로 확장, 용접, 확장 용접 등을 포함합니다. 강도 확장 조인트는 열교환 튜브와 튜브 시트 사이의 연결부의 밀봉 성능 및 인장 강도의 확장을 나타냅니다. 당기는 힘을 견디기 위해 튜브 끝의 소성 변형에 의존합니다. 튜브 팽창 후 잔류 응력은 온도가 상승하면 점차 약해져 튜브와 튜브 시트 사이의 밀봉 성능과 연결 강도가 감소합니다. 따라서 강도 팽창은 설계 압력이 4MPa 이하이고 설계 온도가 300 ℃ 이하인 경우에 적합합니다. 심한 진동, 큰 온도 차이 또는 작동 중 명백한 응력 부식의 경우 강도 확장을 사용해서는 안됩니다.

튜브를 확장할 때 튜브의 경도는 튜브 시트의 경도보다 낮아야 합니다. 파이프와 파이프 사이의 간격과 파이프의 부드러움은 확장 파이프의 품질에 영향을 미칩니다. 파이프 구멍의 거친 표면은 큰 마찰력을 생성 할 수 있으며 당기기가 쉽지 않지만 누출이 발생하기 쉽습니다. 파이프 구멍의 표면은 홈을 통과하는 세로 방향이 엄격히 금지되어 있습니다. 튜브 구멍의 매끄러운 표면은 누출이 쉽지 않지만 쉽게 벗겨지기 쉽습니다. 일반적으로 표면 거칠기는 12.5μm 이하여야 합니다. 파이프 구멍에는 구멍과 환형 홈의 두 가지 종류가 있으며, 전자는 아래 그림 (a)와 같고 후자는 아래 그림 (b) 및 (c)와 같습니다.

그루브 가공 후 강철 튜브 확장시 홈에 압착되어 풀오프 저항을 개선하고 밀봉 성능을 향상시킬 수 있습니다. 튜브 구멍의 환형 슬롯 수는 튜브 플레이트의 두께에 따라 다릅니다. 일반적으로 두께가 25mm 미만이면 슬롯 하나가 열리고 두께가 25mm보다 크면 두 개의 슬롯이 열립니다. 튜브 플레이트가 두껍거나 틈새 부식을 방지하기 위해 다음 그림 (d)에 표시된 구조를 사용할 수 있으며 복합 튜브 플레이트와 열교환 튜브도 확장 할 수 있으며 클래딩이 8mm 이상일 때 튜브 구멍의 홈에 있어야하며 구조는 다음 그림 (e)에 나와 있습니다.

강도 용접은 열교환 튜브와 튜브 시트 연결의 밀봉 성능과 인장 강도를 보장하는 것을 말하며 가장 널리 사용되는 튜브 시트 연결 유형입니다. 강도 용접 제조가 간단하고 용접 부품 고장과 같은 인장 능력이 강하며 2 차 수리 용접, 더 편리한 열교환 튜브가 될 수 있습니다. 강도 용접의 사용은 압력과 온도에 의해 제한되지 않지만 큰 진동이나 갭 부식의 경우에는 적합하지 않습니다. 강도 용접의 일반적인 형태는 아래 그림 (a)에 나와 있습니다. 파이프 끝단 주변에 액체가 축적되는 것을 방지하기 위해 아래 그림 (b)와 같은 구조가 자주 사용됩니다. 아래 그림 (c)와 같은 구조는 일반적으로 튜브 시트가 스테인리스 스틸인 상황에서 사용됩니다.

튜브와 튜브 플레이트 사이의 조인트의 밀봉 성능이 높아야하거나 간극 부식이 있거나 심한 진동 및 기타 경우를 견딜 수 있어야하며 단일 확장 또는 용접이 요구 사항을 충족 할 수 없으며 둘의 조합은 충분한 강도와 우수한 밀봉 성능을 제공 할 수 있습니다. 확장 및 용접의 조합은 확장 및 용접 순서에 따라 확장 및 용접 후 확장 및 용접의 두 가지 종류로 나눌 수 있습니다. 일반적인 확장 방법은 필연적으로 조인트 갭에 오일 얼룩이 생길 수 있으며 확장 후 용접됩니다. 이러한 오일 얼룩과 틈새의 공기는 용접 품질을 저하시킵니다.

확장 전에 용접하면 용접이 손상될 수 있습니다. 현재 두 가지 주문의 선택에 대한 통일 된 조항은 없습니다. 용접 후 팽창과 같은 실제 엔지니어링에서 용접 전에는 깨끗한 오일이어야하며, 확장 후 첫 번째 용접은 일반적으로 확장 범위보다 15mm 위의 튜브 플레이트 표면에서 제어하기 위해 튜브 끝의 확장 위치에 대한 제한이어야합니다. 첫 번째 확장 후 용접은 일반적으로 강도 확장 및 밀봉 용접의 형태를 채택합니다. 강도 확장은 튜브 및 튜브 시트의 밀봉 성능을 보장하여 충분한 인장 강도를 제공하고 씰 용접은 튜브 및 튜브 시트의 밀봉 성능을 더욱 보장합니다. 구조는 그림 (a)에 나와 있습니다. 강도 용접은 튜브와 튜브 시트의 밀봉 성능을 보장하고 충분한 인장 강도를 제공하며 점착 팽창은 튜브와 튜브 구멍 사이의 간격을 제거하여 밀봉 성능을 보장합니다. 구조는 그림 (b)에 나와 있습니다.

본질적으로 폭발성 팽창은 일종의 강도 팽창이며 후자는 일반적으로 롤러 팽창을 채택하고 전자는 매우 짧은 시간에 폭발물을 사용하여 고압 가스 충격파를 생성하여 파이프가 튜브 구멍에 단단히 부착되도록합니다. 높은 폭발성 팽창 및 연결 효율, 윤활유 필요 없음, 팽창 후 용접 용이, 큰 인장 강도, 작은 축 연신율 및 변형.

폭발 팽창은 얇은 벽 튜브, 작은 직경 튜브 및 큰 두께 튜브 시트 확장, 열교환 튜브 끝 누출에 적합하며 기계적 팽창은 수리하기 어렵습니다.