ステンレス鋼管の溶接プロセスと考慮事項

ステンレス鋼管の溶接プロセスと考慮事項

のステンレス鋼管超低炭素、低窒素、典型的な組成は Cr 17%、Ni 5% であり、第一世代の二相鋼ステンレス鋼管と比較して窒素含有量が高いことが特徴です。これにより、塩化物イオン濃度の高い酸性媒体中での応力腐食割れや孔食に対する耐性が向上します。窒素は強力なオーステナイト形成元素です。二相ステンレス鋼に添加すると、鋼の可塑性や靱性を大きく損なうことなく強度が向上するだけでなく、炭化物の析出が抑制され、関連プロセスが遅延します。

微細構造と特性: 室温では、微細構造はほぼ同じ割合のオーステナイトとフェライトで構成され、二相構造の特性を示します。高い熱伝導率、耐孔食性、隙間腐食性、塩化物応力腐食割れ性などのフェライト系ステンレス鋼管の利点を維持しながら、良好な靭性、低い延性から脆性への転移温度、粒界腐食に対する耐性、良好な機械的特性と溶接性も備えています。

材料は同じ圧力定格条件下で保存できます。二相ステンレス鋼管の降伏強度と耐応力腐食性は、オーステナイト系ステンレス鋼のほぼ 2 倍です。オーステナイト系ステンレス鋼よりも線膨張係数が低く、炭素鋼に近い値を示します。ただし、冷間鍛造性はオーステナイト系ステンレス鋼に比べて劣ります。

溶接性: ステンレス鋼管は一般に良好な溶接性を示し、低温割れと高温割れの両方に対する感受性が低くなります。通常、溶接前の予熱は必要なく、溶接後の熱処理も必要ありません。熱影響部 (HAZ) での単相フェライト生成の傾向が低く、窒素含有量が高いため、適切な溶接材料を選択し、入熱を制御することで、良好な総合特性を実現できます。

高温割れ：高温割れに対する感受性は、オーステナイト系ステンレス鋼よりも大幅に低いです。これは、ニッケル含有量が過度に高くなく、低融点共晶を形成する不純物のレベルが非常に低く、低融点液膜の形成が起こりにくいためです。さらに、高温では急速な粒子成長のリスクは蔓延しません。

熱影響部 (HAZ) の脆化: 二相ステンレス鋼管の溶接における主な懸念事項は、HAZ です。溶接熱サイクルの急速な冷却効果により、HAZ は非平衡状態にあり、冷却時に過剰な量のフェライトを保持することがよくあります。これにより、腐食や水素による亀裂が発生しやすくなります。

溶接冶金: 二相ステンレス鋼の溶接中、溶接金属と HAZ の微細構造は、熱サイクルの影響を受けて一連の変化を受けます。高温では、その微細構造はステンレス鋼管は主にフェライト系であり、冷却プロセス中にオーステナイトが析出します。析出するオーステナイトの量は、さまざまな要因の影響を受けます。