15CrMo 이음매 없는 강관이란 무엇을 의미하나요?

15CrMo 이음매 없는 강관은 재활용이 가능하며 환경 보호, 에너지 절약 및 자원 절약에 대한 국가 전략에 부합합니다. 국가 정책은 15CrMo 이음매 없는 강관의 적용 분야 확대를 장려합니다.

현재 우리나라의 15CrMo 이음매 없는 강관 소비량은 선진국의 절반에 불과합니다. 15CrMo 이음매 없는 강관 사용이 확대되면서 산업 발전의 여지가 더 넓어졌습니다.

중국특수강협회 15CrMo 이음매 없는 강관 분과의 연구에 따르면 우리나라의 고압 15CrMo 이음매 없는 강관 봉형 제품에 대한 수요는 연평균 10~12% 증가할 것으로 예상됩니다. % 미래에.

1.

이음매 없는 강관은 공정에 따라 열간압연(압출) 이음매 없는 강관과 냉간인발(압연) 이음매 없는 강관의 두 가지 유형으로 구분됩니다.

냉간 인발(압연) 파이프는 원형 파이프와 특수 형상 파이프로 구분됩니다.

아.

공정 흐름 개요 열간 압연(압출 이음매 없는 강관): 원형 튜브 블랭크 → 가열 → 천공 → 3롤 교차 압연, 연속 압연 또는 압출 → 튜브 제거 → 사이징(또는 직경 감소) → 냉각 → 빌렛 튜브 → 교정 → 수압 테스트(또는 결함 감지) → 마킹 → 보관.

냉간 인발(압연) 이음매 없는 강관: 원형 튜브 블랭크 → 가열 → 천공 → 헤딩 → 어닐링 → 산세 → 오일링(동도금) → 다패스 냉간 인발(냉간 압연) → 빌렛 파이프 → 가열 처리 → 교정 → 수압 테스트(결함 감지) → 마킹 → 보관.

ㄴ. 무봉강 강관은 다양한 용도로 인해 다음과 같은 종류로 구분됩니다: GB/T8162-2008(구조용 무봉강 강관).

주로 일반구조물과 기계구조물에 사용됩니다.

대표 소재(등급) : 탄소강 20호, 45호 합금강 Q345, 20Cr, 40Cr, 20CrMo, 30-35CrMo, 42CrMo 등

GB/T8163-2008(유체 이송용 이음매 없는 강철 파이프).

주로 엔지니어링 및 대규모 장비의 유체 파이프라인 운반에 사용됩니다.

대표적인 소재(등급)는 20, Q345 등이다.

GB3087-2008(저압 및 중압 보일러용 이음매 없는 강관).

주로 산업용 보일러 및 가정용 보일러의 중저압 유체를 이송하는 배관에 사용됩니다.

대표적인 소재는 10호, 20호강이다.

GB5310-2008(고압보일러용 이음매 없는 강관).

주로 발전소 및 원자력 발전소 보일러의 고온 및 고압 저항성 유체 운송 헤더 및 파이프라인에 사용됩니다.

대표 소재로는 20G, 15CrMoG, 15CrMoG 등이 있다.

GB5312-1999(선박용 탄소강 및 탄소-망간강 이음매 없는 강관).

주로 선박보일러, 과열기용 Class I, II 내압튜브에 사용됩니다.

대표적인 재질은 360, 410, 460 강종 등이다.

GB6479-2000(고압 비료 장비용 이음매 없는 강관).

주로 비료 장비의 고온, 고압 유체를 이송하는 파이프라인에 사용됩니다.

대표 소재로는 20, 16Mn, 12CrMo, 12Cr2Mo 등이 있다.

GB9948-2006(석유 분해용 이음매 없는 강관).

석유 정제소의 보일러, 히터 및 유체 운송 파이프라인에 주로 사용됩니다.

대표적인 소재로는 20, 12CrMo, 1Cr5Mo, 1Cr19Ni11Nb 등이 있다.

GB18248-2000(가스 실린더용 이음매 없는 강관).

주로 각종 가스 및 유압 실린더에 사용됩니다.

대표적인 소재로는 37Mn, 34Mn2V, 35CrMo 등이 있다.

GB/T17396-1998(유압 지주용 열간압연 이음매 없는 강관).

주로 탄광의 유압 지지대, 실린더 및 기둥은 물론 기타 유압 실린더 및 기둥에 사용됩니다.

대표적인 소재로는 20, 45, 27SiMn 등이 있다.

GB3093-1986(디젤엔진용 고압 이음매 없는 강관).

주로 디젤 엔진 시스템의 고압 오일 파이프에 사용됩니다.

강관은 일반적으로 냉간인발관을 사용하며, 대표적인 재질은 20A이다.

GB/T3639-1983(냉간 인발 또는 냉간 압연 정밀 이음매 없는 강관).

높은 치수 정밀도와 우수한 표면 조도를 요구하는 기계 구조용 강관 및 카본 프레싱 장비에 주로 사용됩니다.

대표적인 소재로는 20, 45강 등이 있다.

GB/T3094-1986(냉간 인발 이음매 없는 강관 특수 형상 강관).

주로 다양한 구조용 부품 및 부품에 사용되며 고품질 탄소 구조강과 저합금 구조강으로 제작됩니다.

GB/T8713-1988(유압 및 공압 실린더용 정밀 내경 이음매 없는 강관).

유압 및 공압 실린더용 내경 치수가 정밀한 냉간압연 또는 냉간압연 이음매 없는 강관에 주로 사용됩니다.

대표적인 소재로는 20, 45강 등이 있다.

GB13296-1991(보일러 및 히터용 스테인레스 스틸 이음매 없는 강관).

주로 화학회사의 보일러, 과열기, 히터, 응축기, 촉매관 등에 사용됩니다.

고온, 고압, 내식성 강관을 사용합니다.

대표적인 소재로는 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 0Cr18Ni12Mo2Ti 등이 있다.

GB/T14975-1994(구조용 스테인레스 스틸 이음매 없는 강관).

주로 대기 및 산성 부식에 강하고 일반 구조물(호텔, 레스토랑 장식) 및 화학회사의 기계 구조물에 일정한 강도를 갖는 강관에 사용됩니다.

대표적인 소재로는 0-3Cr13, 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 0Cr18Ni12Mo2Ti 등이 있다.

GB/T14976-1994(유체 수송용 스테인리스 스틸 심리스 강관).

부식성 매체 이송에 주로 사용되는 파이프입니다.

대표 소재로는 0Cr13, 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 0Cr17Ni12Mo2, 0Cr18Ni12Mo2Ti 등이 있다.

YB/T5035-1993(자동차 하프샤프트 케이싱용 이음매 없는 강관).

고품질 탄소 구조강 및 합금 구조강 열간압연 이음매 없는 강관은 주로 자동차 액슬 케이싱 및 드라이브 액슬 하우징 액슬 튜브에 사용됩니다.

대표적인 소재는 45, 45Mn2, 40Cr, 20CrNi3A 등이다.

API

SPEC5CT-1999(케이싱 및 튜브 사양), American Petroleum Institute(American

Petreleum

Instiute,

API)가 컴파일되어 공개되어 전 세계에서 사용됩니다.

그 중에는:

케이싱: 지표면에서 시추정까지 연장되어 우물 벽의 라이닝 역할을 하는 파이프입니다. 파이프는 커플링으로 연결됩니다.

주요 소재는 J55, N80, P110 등 강종과 황화수소 부식에 강한 C90, T95 등 강종이다.

저강종(J55, N80)에는 용접강관이 가능하다.

오일 파이프(Oil Pipe): 지표면에서 케이싱에 삽입되어 오일 층까지 파이프가 연결되거나 일체형 연결로 연결됩니다.

그 기능은 오일 파이프를 통해 오일 층에서 지상으로 오일을 운반하는 것입니다.

주요 소재는 J55, N80, P110, C90으로 황화수소 부식에 강한 소재로 미국석유협회(American Petroleum Institute)에서 편찬, 출시해 전 세계적으로 널리 사용되고 있다.

강관 중량 공식: #91; (외경 - 벽 두께) 벽 두께 #93 = kg/meter (미터당 중량)

15CrMo 강철 펄라이트 구조 내열강은 높은 열강도(δb≥440MPa)와 고온 내산화성을 갖고 있으며 수소 부식에 대한 저항력이 어느 정도 있습니다.

강철에는 Cr, C 및 기타 합금 원소의 함량이 높기 때문에 강의 경화 경향이 뚜렷하고 용접성이 좋지 않습니다.

15CrMo 용접성

용접재료

15CrMo강의 용접성의 작업특성을 고려하여 과거의 경험과 외국의 용접공정카드를 참고하여, 우리는 용접 테스트에 두 가지 옵션을 사용했습니다.

플랜 I: 용접 예열, ER80S-B2L 용접 와이어, T1G 용접 프라이머, E8018-B2 전극, 아크 용접 커버 표면 및 용접 후 국부 열처리를 사용합니다.

계획 Ⅱ : ER80S-B2L 용접 와이어, T1G 용접 프라이머, E309Mo-16 용접봉을 사용하고 용접봉은 아크 용접 커버를 채우고 용접 후 열처리는 수행하지 않습니다.

용접와이어와 전극의 화학적 조성과 기계적 성질은 표 1과 같다.

용접후열처리

Scheme I에 따라 용접한 시험편은 용접 후 국부적인 고온 뜨임처리를 한다.

열처리 공정은 가열 속도 200℃/h, 715℃까지 승온 후 1시간 15분 유지, 냉각 속도 100℃/h, 300℃까지 냉각 후 공냉식이다. .

구체적으로 JL-4 크롤러형 전기히터(1146×310)를 사용하여 용접부를 감싸고, 절연층의 두께는 50mm의 알루미늄 규산염 면을 사용합니다. .온도 조절 장치는 DJK-A형 전기 가열 장치를 사용합니다.

용접 절차 자격 시험 결과

시험 계획

인장 시험

굽힘 시험

충격 인성 시험 aky (J/cm2)

인장강도 δb/Mpa

파단부

굽힘 각도

면 굽힘

뒤 굽힘

용접 이음새

융합 라인

열 영향부(HAZ)

옵션 I

550/530

기본 재료

50.

적격

적격

84.8

162

135.6

플랜 II

525/520

어머니 재료

50.

적격

적격

79.4

109.2

96.7

15CrMo 용접 공정

2.1

용접재료 15CrMo강의 용접성과 현장 고압배관의 작업특성을 바탕으로 과거의 경험과 외국의 용접공정카드를 참고하여 두 가지 옵션을 선택했습니다.

플랜 I: 용접 예열, ER80S-B2L 용접 와이어, T1G 용접 프라이머, E8018-B2 전극, 아크 용접 커버 표면 및 용접 후 국부 열처리를 사용합니다.

계획 Ⅱ : ER80S-B2L 용접 와이어, T1G 용접 프라이머, E309Mo-16 용접봉을 사용하고 용접봉은 아크 용접 커버를 채우고 용접 후 열처리는 수행하지 않습니다.

용접와이어와 전극의 화학적 조성과 기계적 성질은 표 1과 같다.

표 1

용접재료의 화학적 조성과 기계적 성질

C

Mn

Si

Cr

Ni

Mo

S

P

δb/Mpa< / p>

δ, ER80S-B2L≤0.05

0.70.41.2

<0.20.5

≤0.025

≤ 0.025

≤500

25E8018-B2

0.070.7

0.3

1.1

0.5

0.04

<0.03

550

19E309Mo-16<0.12

0.5 ~2.5

0.9

22.0~25.0

12.0~14.0

2.0~3.0≤0.025≤0.035

550

252.2

용접 전에 준비한 시험편은 Φ325×25 규격의 15crmo 강관이며, 그루브 종류와 크기는 그림 1과 같다.

용접 전 앵글 그라인더를 사용하여 홈 내부와 외부, 홈 가장자리를 50mm 이내로 금속 광택이 드러날 때까지 갈아준 후 폴리셔로 닦아주세요.

시험편은 4mm의 간격으로 수평으로 고정되어 있으며, 수동 텅스텐 아크 용접을 사용하여 원의 둘레를 따라 6개의 지점을 균일하게 용접합니다. 20mm 미만.

표 2의 사양에 따라 용접봉을 구워낸다.

표 2

용접봉 소성 사양 용접봉 모델

소성 온도

가열 시간 E8018-B2

300

℃

2hE309Mo-16

150

℃

1.5h2.3

Scheme I에 따라 용접 공정 매개변수를 예열해야 합니다. tto-Bessyo 등이 제안한 예열 온도 계산 공식에 따르면: To=350√#91; (℃)

공식에서 To——예열 온도 ℃입니다.

#91;C#93;=#91;C#93;x

#91;C#93;p

#91;C# 93 ;p=0.005S#91;C#93;x#91;C#93;x=C

(Mn

Cr)/9

Ni/18

7Mo/90

식에서, C#93; x - 탄소 등가물;

S——시편의 두께(이 기사에서는 S=25mm), C#93

(Mn

Cr) /9

7/90Mo=0.361#91;C#93;p=0.045

그러면 To=138℃이므로 예열 온도는 150℃로 선택됩니다.

산소-아세틸렌 화염을 사용하여 시험편을 가열합니다. 먼저 온도 측정 펜을 사용하여 시험편 표면의 온도를 대략적으로 판단합니다(손글씨의 색상 변화 속도를 기준으로 추정). ), 마지막으로 반도체 점 온도계를 사용하여 측정합니다. 전체 시편이 필요한 예열 온도에 도달하도록 하려면 최소 3개의 측정 지점을 선택해야 합니다.

용접시 1차 층은 수동 텅스텐 아크 용접으로 만들어 오버헤드 용접점에서 용접 뒷면의 움푹 들어간 부분을 방지하기 위해 와이어를 공급할 때 내부 와이어 충진 방식을 사용합니다. 즉, 용접 와이어가 개구부 사이를 통과하여 파이프 내부를 통과합니다.

나머지 레이어는 전극 아크 용접으로 용접되며, 6개의 레이어가 함께 용접되며 각 용접 레이어에 하나의 용접 패스가 적용됩니다.

Scheme I과 Scheme II의 용접공정 변수는 표 3과 4와 같다.

Plan I에 따른 용접 표 3

Plan I의 용접 공정 변수, 용접 비드 이름

용접 방법

용접 재료< /p >

용접 재료 사양/mm

용접 전류/A

아크 전압/V

예열 및 층간 온도

열처리 사양 베이스 레이어

텅스텐 판 아르곤 아크 용접

ER80S-B2L

Φ2.4

110

12 충진층

아크 용접

E8018-B2

Φ3.2

5

85~90

23~25150℃

715.

×75min 피복층

아크 용접

E8018-B2

Φ3.2

5

85~90

23~25 표 4

Scheme II의 용접 공정 매개변수, 용접 비드 이름

용접 방법

용접 재료

용접 재료 사양/mm

용접 전류/A

아크 전압/V

예열 및 층간 온도

열처리 사양 베이스 레이어

텅스텐 판 아르곤 아크 용접

ER80S-B2L

Φ2.4

110

12 충진층

아크 용접

E309Mo-16

Φ3.2

90~ 95

22~24

/피복층

전극 아크 용접

E309Mo-16

Φ3. 2

90~95

22~24에서 용접할 경우 용접 중단으로 인해 냉각이 발생하는 것을 방지하기 위해 층간 온도는 150℃보다 낮아서는 안됩니다. 시험편을 용접할 때에는 2인의 용접사가 교대하여 용접하여야 하며, 용접 후에는 즉시 보온 및 서냉조치를 취하여야 한다.

2.4

용접후열처리를 위해 Scheme I을 사용하여 용접한 시험편은 용접 후 국부적인 고온 뜨임처리를 하여야 한다.

열처리 공정은 가열 속도 200℃/h, 715℃까지 승온 후 1시간 15분 유지, 냉각 속도 100℃/h, 300℃까지 냉각 후 공냉식이다. .

구체적으로 JL-4 크롤러형 전기히터(1146×310)를 사용하여 용접부를 감싸고, 절연층의 두께는 50mm의 알루미늄 규산염 면을 사용합니다. .온도 조절 장치는 DJK-A형 전기 가열 장치를 사용합니다.

3

용접 후 용접 공정 인증 시험편에 대해 JB4730-94 "압력 용기의 비파괴 검사" 표준에 따라 100% 초음파 탐상을 실시했으며 용접부는 1등급에 해당합니다.

JB4708 "강철 압력 용기의 용접 공정 자격" 표준에 따라 용접 공정 자격 시험을 실시합니다.

평가 결과는 표 5와 같다.

표 5

용접 절차 검정 시험 결과 시험 계획

인장 시험

굽힘 시험

충격 인성 테스트 aky (J/cm2) 인장 강도 δb/Mpa

파단 위치

굽힘 각도

면 굽힘

뒤 굽힘

p>

용접심

융합 라인

열 영향부(HAZ) 방식 I

550/530

모재

50.

적격

적격

84.8

162

135.6 플랜 II

525 /520

기본 재료

50.

적격

적격

79.4

109.2

96.7 인장 테스트 결과에서 알 수 있습니다. 두 가지 옵션 인장 시험편은 모두 모재 금속으로 파쇄되어 용접의 인장 강도가 모재 금속보다 높았음을 나타냅니다. 굽힘 시험은 모두 자격을 갖추고 용접의 가소성이 우수함을 나타냅니다.

표 5의 충격 인성 시험 결과에 따르면, Scheme I의 충격 인성이 Scheme II보다 현저히 높은 것을 알 수 있으며, 이는 Scheme I의 용접 후 열처리 사양이 이상적으로 고온 템퍼링은 접합 구조와 성능 목적, 그리고 인성과 강도의 적절한 조합을 향상시킵니다.

실온 기계적 특성 결과에서 권장되는 두 가지 용접 프로세스 솔루션을 현장 시공에 사용할 수 있음을 알 수 있습니다.

옵션 Ⅰ은 모재와 유사한 조성의 용접봉을 사용합니다. 용접 성능은 모재의 성능과 일치해야 하며 용접은 그렇지 않습니다. 고온에서 장기간 사용하면 쉽게 손상될 수 있습니다.

어려운 점은 용접 후 열처리 사양이 상대적으로 엄격하고, 템퍼링 온도, 유지 시간, 가열 및 냉각 속도를 잘못 제어하면 용접 성능이 저하된다는 점입니다.

옵션 II는 오스테나이트계 스테인리스강 용접봉을 사용하여 용접 후 열처리를 생략할 수 있지만 용접부와 모재의 팽창계수가 다르기 때문에 장시간 용접 시 탄소 확산 및 마이그레이션이 발생할 수 있습니다. 고온 작업에서는 융합 영역에서 용접이 손상되기 쉽습니다.

따라서 신뢰성 측면에서 현장 용접에는 Plan I을 사용하는 것이 더 신뢰할 수 있습니다.

4

결론 15CrMo 강철 후벽 고압관 용접에는 두 가지 용접 방법을 사용하는 것이 가능합니다.

용접 성능이 모재와 일치하고 높은 열 강도를 갖도록 하려면 방식 I이 더 효과적입니다. 용접 후 열처리 공정을 엄격하게 제어하는 ​​것이 핵심입니다.

옵션 II는 용접 후 열처리를 생략할 수 있지만, 고온에서 용접부로의 탄소 이동 및 확산으로 인해 용접 손상이 발생할 가능성을 무시할 수 없으므로 용접 후 열처리만 할 수 있습니다. 용접 후 열처리가 불가능한 경우에는 주의하여 사용하십시오.

심리스 강관 치수 및 허용 편차

편차 수준 표준화된 외경 허용 편차 D1±1.5, 최소 ±0.75

mmD2±1.0.

최소 ±0.50

mmD3±0.75. 최소 ±0.30

mmD4±0.50.

최소 ±0.10

mm

이음매 없는 강관 중량 공식: #91(외경-벽 두께) 벽 두께 #93; 미터당(미터당 무게)