15CrMo 강판은 펄 조직 내열강으로 고온에서 비교적 높은 열 강성 (델타 b ≥ 440MPa) 과 항산화성을 가지고 있으며 일정한 수소 부식 방지 능력을 가지고 있다.강철에는 Cr, C 및 기타 합금 원소가 비교적 많이 함유되어 있기 때문에 강재의 담금질 경향이 비교적 뚜렷하고 용접성이 떨어진다.

15CrMo 용접성

용접 재료

15CrMo 강철의 용접성 작동 특성을 고려하여

시나리오 Ⅰ: 용접 예열, ER80S-B2L 용접사, T1G 용접 베이스, E8018-B2 용접봉, 용접봉 아크 용접 덮개를 사용하여 용접 후 국부 열처리를 한다.

용접 후 열처리

시나리오 Ⅰ로 용접된 시험 부품은 용접 후 국부 고온 회화 처리를 해야 한다.열처리 공정은 온도 상승 속도가 200 ℃ /h, 715 ℃ 로 올라가면 1시간 15분 보온, 온도 하락 속도가 100 ℃ /h, 300 ℃ 로 내려가면 공랭이다.구체적으로 JL-4형 무한궤도식 전기히터 (1146 × 310) 로 용접봉을 감싸고 규산알루미늄면층으로 보온하며 보온층의 두께는 50mm, 온도제어는 DJK-A형 전기히터 자동온도제어기를 사용한다.

용접 공정 평가 시험 결과

시험안 스트레칭 시험 구부러짐 시험 충격 강인성 시험 aky(J/cm2)

인장 강도 델타 b/Mpa 단열 부위 벤딩 각도면 벤딩 백 벤딩 용접봉 용접선 열 영향 영역(HAZ)

시나리오 Ⅰ 550 / 530 모재 50.합격 합격 84.8 162 135.6

시나리오 Ⅱ 525 / 520 모재 50.합격 합격 79.4 109.2 96.7

15CrMo 용접 프로세스

 2.1 용접 재료

15CrMo 강철의 용접성 및 현장 고압 파이프의 작업 특성에 대해 이전의 경험에 근거하여 외국에서 제공하는 용접 공정 카드를 참조하여 우리는 두 가지 방안을 선택하여 용접 시험을 진행하였다.

시나리오 Ⅰ: 용접 예열, ER80S-B2L 용접사, T1G 용접 베이스, E8018-B2 용접봉, 용접봉 아크 용접 덮개를 사용하여 용접 후 국부 열처리를 한다.

시나리오 Ⅱ: ER80S-B2L 용접사, T1G 용접 베이스, E309Mo-16 용접봉, 용접봉으로 아크 용접면을 채우고 용접 후 열처리를 하지 않는다.용접사와 용접봉의 화학 성분 및 역학적 성능은 표1을 참조한다.

표1 용접 재료의 화학 성분과 역학적 성능

모델 C Mn Si Cr Ni Mo S P 델타 b/Mpa 델타,%

ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25

E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19

E309Mo-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 25

2.2 용접 전 준비

시험 부품은 15CrMo 강관을 사용하며, 규격은 325 × 25이며, 경사구 형식 및 사이즈는 그림 1을 참조한다.

용접 전에 각방향 광택기로 경사구 내외 및 경사구 가장자리 50mm 범위 내에서 금속 광택이 날 때까지 다듬은 후 아세톤으로 깨끗이 씻는다.

시험 부품은 수평으로 고정된 위치이며, 입구 간격은 4mm이며, 수공 텅스텐 극 아르곤 아크 용접을 사용하여 정원 주위를 따라 여섯 곳을 균일하게 용접하며, 각 지점의 고정 길이는 20mm 이상이어야 한다. 용접봉은 표 2의 규범에 따라 구워야 한다.

표 2 용접봉 구이 사양

용접봉 모델 구이 온도 보온 시간

E8018-B2 300 ℃ 2h

E309Mo-16 150 ℃ 1.5h

프로세스 매개변수

시나리오 Ⅰ 용접 전에 예열을 수행하고 Tto-Bessyo 등이 제안한 계산 예열 온도 공식에 따라:

To = 350 [C]-0.25 (℃)식 중 To - 예열온도, ℃.

[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x

[C]x=C(Mn Cr)/9 Ni/18 7Mo/90식에서

[C]x - 성분 탄소 당량;

[C]p - 크기 탄소 당량;S - 시제품 두께 (이 문서의 S = 25mm);

[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361

[C]p=0.045건 To=138℃

따라서 예열 온도는 150 ℃ 로 선택한다.산소-아세틸렌염으로 시험부품을 가온하고 먼저 온도측정펜으로 시험부품 표면의 온도 (필적색갈변화의 빠르고 느린 것으로 추정) 를 대략적으로 판단하고 마지막으로 반도체점온계로 측정하며 측정점은 적어도 3점을 선택하여 시험부품 전체가 모두 요구하는 예열온도에 도달하도록 보장해야 한다.

용접할 때, 첫 번째 층은 수동 텅스텐 극 아르곤 아크 용접으로 바닥을 치고, 앙접부 용접봉의 뒷면에 오목함이 생기지 않도록 하기 위해, 와이어를 보낼 때 내장 와이어법, 즉 용접사가 입구 간격을 통해 관 안에서 들어오는 것을 사용한다.나머지 각 층은 용접봉 아크 용접으로 총 6층으로 용접층마다 하나의 용접로가 있다.시나리오 Ⅰ과 시나리오 Ⅱ의 용접 프로세스 매개변수는 표 3, 4를 참조하십시오.시나리오별 I 용접

표 3 스키마 Ⅰ의 용접 프로세스 매개변수

용접 채널 이름 용접 방법 용접 재료 용접재 규격 / mm 용접 전류 / A 아크 전압 / V 예열 및 층간 온도 열처리 규범

베이스 텅스텐 판 아르곤 아크 용접 ER80S-B2L 2.4 110 12

충전층 용접봉 아크 용접 E8018-B2 3.25 85~90 23~25150 ℃ 715.×75min

덮개층 용접봉 아크 용접 E8018-B23.2 5 85~90 23~25

표 4 스키마 Ⅱ의 용접 프로세스 매개변수

용접 채널 이름 용접 방법 용접 재료 용접재 규격 / mm 용접 전류 / A 아크 전압 / V 예열 및 층간 온도 열처리 규범

베이스 텅스텐 판 아르곤 아크 용접 ER80S-B2L 2.4 110 12

필러 레이어 용접봉 아크 용접 E309Mo-16 3.2 90~95 22~24 //

덮개층 용접봉 아크 용접 E309Mo-16 3.2 90~95 22~24

접시할 때, 층간 온도는 150 ℃ 이상이어야 하며, 용접을 중단하여 시험 부품의 온도를 낮추는 것을 방지하기 위해, 용접을 할 때는 두 명의 용접공이 교대로 조작해야 하며, 용접 후에는 즉시 보온 냉각 완화 조치를 취해야 한다.

2.4 용접 후 열처리

3 용접 공정 평가 시험

시제품 용접 후 JB4730-94"압력용기 무손상 검측"기준에 따라 100% 초음파 탐상 검사를 진행하며, 용접봉 Ⅰ급은 합격이다.JB4708"강제 압력 용기 용접 공정 평가"표준에 따라 용접 공정 평가 시험을 진행한다.평가 결과는 표 5를 참조하십시오.

표 5 용접 공정 평가 시험 결과

시험안 스트레칭 시험 구부러짐 시험 충격 강인성 시험 aky(J/cm2)

인장 강도 델타 b/Mpa 단열 부위 벤딩 각도면 벤딩 백 벤딩 용접봉 용접선 열 영향 영역(HAZ)

시나리오 Ⅰ 550 / 530 모재 50.합격 합격 84.8 162 135.6

시나리오 Ⅱ 525 / 520 모재 50.합격 합격 79.4 109.2 96.7

스트레칭 시험 결과에서 알 수 있듯이, 두 가지 방안의 스트레칭 시료는 모두 모재에 부러져 있는데, 이는 용접봉의 당김 저항 강도가 모재보다 높다는 것을 설명한다;벤드 테스트가 모두 합격된 것은 용접봉의 가소성이 비교적 좋다는 것을 설명한다.표5의 충격강인성시험결과에 근거하여 알수 있다싶이 방안Ⅰ의 충격강인성은 방안Ⅱ보다 훨씬 높으며 방안Ⅰ의 용접후열처리규범이 비교적 리상적이라는것을 증명한다. 고온회화는 이음매조직과 성능을 개선하는 목적을 달성했을뿐만아니라 강인성과 강도의 배합이 적당하도록 했다.실온 기계 성능 결과에서 알 수 있듯이, 추천된 두 가지 용접 공정 방안은 모두 현장 시공에 사용할 수 있다.방안Ⅰ은 모재성분과 가까운 용접봉을 채용하였는데 용접봉의 성능은 모재와 일치하며 용접봉은 비교적 높은 열강성을 가져야 하며 용접봉은 고온에서 장기적으로 사용하면 쉽게 파괴되지 않는다.난점은 용접 후 열처리 규범이 비교적 엄격하여 회화 온도와 보온 시간 및 가열과 냉각 속도를 잘못 제어하면 오히려 용접봉의 성능이 떨어질 수 있다는 것이다.시나리오 Ⅱ는 오스테로이드 스테인리스강 용접봉을 사용하여 용접 후 열처리를 생략할 수 있지만, 용접봉과 모재의 팽창 계수가 다르기 때문에 장기간 고온 작업 시 탄소의 확산 이동 현상이 발생할 수 있어 용접봉이 용접구역에서 파괴되기 쉽다.그러므로 사용의 신뢰성을 고려할 때 현장에서 방안Ⅰ을 채용하여 용접을 하는것이 더욱 온당하다.

4 결론

15CrMo 강철 두꺼운 벽 고압 파이프의 용접은 두 가지 용접 시나리오를 모두 사용할 수 있습니다.용접봉의 성능이 모재와 일치하고 비교적 높은 열강성을 가지도록 하기 위하여 방안Ⅰ을 채용하면 효과가 더욱 좋으며 관건은 용접후열처리공정을 엄격히 통제하는것이다.

시나리오Ⅱ는 용접 후 열처리를 생략할 수 있지만, 용접이 고온에서 탄소의 이동 확산으로 용접이 파괴될 가능성을 무시할 수 없기 때문에 용접 후 열처리를 할 수 없을 때만 신중하게 채택한다.

15crmo 강판 중량 계산 공식: 길이 × 폭 × 두께 × 0.00785 = kg/m

외곽이 노랗게 변하다

15CrMo 합금 강판은 2 압연 재료로 한 도차 외곽권을 압연하여 노랗게 변하기 시작하는데 녹이 슬지 않은 것은 무슨 이유입니까?

15CrMo 합금 강판 표면의 산화 철판을 제거하기 위해 현재 침전 연속 산 세척법을 많이 사용하고 있으며, 산 세척 후 15CrMo 합금 강판 표면에는 항상 산액이 첨부되어 있으며, 이를 위해서는 찬물이나 따뜻한 물로 세척해야 하지만 세척 후 15CrMo 합금 강판 표면에는 노란 녹이 자주 발생한다.최종 품목의 표면 품질에 심각한 영향을 미칩니다.일본은 이 결함을 없애기 위해 누렇게 변하는 기리를 연구했다.염산을 예로 들면 다음과 같은 반성이 있다.

FeCl_2+2H_2O=Fe(0H)_2+2HCl(1) 산세척 과정

2Fe(OH)_2+O_2=2FeO·OH+H_2O(2) 건조 과정

식(1)은 습판 표면의 수용액에서의 균형 상태를 나타내며 Fe(OH)_2 및 HCl은 노란색을 나타내지 않습니다.

식(2)은 건조를 시작하는 강판으로 공기 중 산소의 작용으로 Fe(OH)_2를 산화시켜 물에 녹지 않는 상태를 보인다.FeO·OH는 15CrMo 합금 강판 표면에서 황록으로 변한다.

화학 성분

화학 성분

상표화학성분(질량분수)(%)

C Mn Si Cr Mo Ni Nb+Ta S P

15CrMo 0.12~0.18 0.40~0.70 0.17~0.37 0.80~1.10 0.40~0.55 ≤0.30 _ ≤0.035 ≤0.035

역학적 성능

브랜드 당김 강도 MPa 굴복점 MPa 신장률(%)

15CrMo 440~640 235 21

적용 예제

석유, 석유화학, 고압보일러 등 전문용도의 무봉관에는 보일러용 무봉관, 지질용 무봉강관 및 석유용 무봉관 등 여러가지가 있다

공통 사양

재질 규격 두께 * 너비 * 길이 (mm) 압연 가능 전국 각지 제철소 중량 (톤) 명칭

15crmo 8*1500-4200*6000-18800M 198.65T 합금 구조 강판

15crmo 12*1500-4200*6000-18800M 186.618T 합금 구조 강판

15crmo 25*1500-4200*6000-18800M 258.366T 합금 구조 강판

15crmo 30*1500-4200*6000-18800M 241.624T 합금 구조 강판

15crmo 45*1500-4200*6000-18800M 263.254T 합금 구조 강판

15crmo 55*1500-4200*6000-18800M 283.318T 합금 구조 강판

15crmo 60*1500-4200*6000-18800M 169.563T 합금 구조 강판

15crmo 70*1500-4200*6000-18800M 569.356T 합금 구조 강판

15crmo 80*1500-4200*6000-18800M 231.315T 합금 구조 강판

15crmo 90*1500-4200*6000-18800M 341.318T 합금 구조 강판

15crmo 100*1500-4200*6000-18800M 461.318T 합금 구조 강판

15crmo 110*1500-4200*6000-18800M 598.359T 합금 구조 강판

15crmo 120*1500-4200*6000-18800M 431.621T 합금 구조 강판

15crmo 130*1500-4200*6000-18800M 388.654T 합금 구조 강판

15crmo 140*1500-4200*6000-18800M 348.351T 합금 구조 강판

15crmo 150*1500-4200*6000-18800M 645.982T 합금 구조 강판