용접 후 열처리

용접 후 열처리(PWHT)는 용접 공정으로 인한 잔류 응력 및 미세 구조 변화를 해결하기 위해 일반적으로 용접 작업 후 용접된 재료를 낮은 임계 변형 온도 이상으로 장시간 가열하는 제어된 공정으로, 용접 공정으로 인한 잔류 응력 및 미세 구조 변화를 해결합니다. 용접 자체로 인한 잔류 응력이나 미세 구조 변화로 인해 PWHT가 필요할 수 있습니다.

용접 및 열처리

용접은 건설과 제조에서 필수적인 공정이지만 용접된 부품에 응력과 불완전성을 유발할 수 있습니다. 용접 후 열처리(PWHT)는 이러한 문제를 해결하고 용접 공정 중에 생성되는 용접 재료의 기계적 특성을 향상시키는 데 사용됩니다. PWHT는 취성 상 형성을 줄이고 용접 잔류 응력을 완화하며 모재와 용접부 구성 요소의 인성 및 연성을 개선하는 동시에 응력 부식 또는 수소 유발 균열과 같은 위험을 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

PWHT는 일반적으로 전체 용접 구조물을 미리 정해진 시간 동안 임계 변형 온도 이하로 가열하여 용접 금속을 팽창시키고 용접 잔류 응력을 완화하는 방식입니다. 선택한 PWHT 방법은 구성, 최종 용도 또는 서비스 조건, 용접 기술 등 여러 요인에 따라 달라집니다.

PWHT는 특정 강철의 템퍼링, 침전 및 노화 효과에도 사용할 수 있으며, 경도 수준 감소, 연성 향상 및 열 피로에 대한 저항성과 같은 스트레스 완화 외에도 추가적인 이점을 제공합니다. PWHT는 여러 가지 장점을 제공하지만 적용에 많은 비용과 노동력이 소요될 수 있고, 특수 장비와 시설이 필요할 수 있으며, 용접 공정 중 온도를 정확하게 관리하기 위해 사전에 정확한 온도 기록계를 보정해야 한다는 점에 유의해야 합니다.

어닐링

어닐링은 연성, 인성 및 균질성과 같은 금속 특성을 향상시켜 파이프라인, 교량 및 압력 용기와 같은 구조물이 시간이 지남에 따라 직면하게 될 힘에 대비하는 데 도움이 되는 PWHT의 핵심 부분 중 하나입니다.

어닐링은 다양한 금속과 합금에 가열, 유지 및 저속 냉각 공정을 통해 물리적, 화학적 특성을 변화시키는 데 사용할 수 있습니다. 어닐링은 원하는 결과에 도달할 때까지 가열하고 유지한 다음 천천히 냉각해야 합니다.

정확한 온도 조절은 모든 PWHT 공정의 성공의 핵심이며, Libratherm은 어닐링 공정의 정확한 온도 관리를 제공하고 고객의 고유한 사양에 따라 구성할 수 있는 여러 PID 램프 침지 컨트롤러를 제공합니다.

어닐링은 냉간 가공된 소재를 임계 변형점(CTP) 바로 위에서 가열하여 담금질하는 것으로, 응력 완화, 미세 구조 개선, 수소 제거, 탈탄화 및 가공물 경화 감소를 가능하게 하는 동시에 냉간 가공으로 인한 가공물 경화를 줄일 수 있습니다. 이 단계가 완료되면 잔류 응력이 형성되지 않도록 천천히 냉각을 시작할 수 있으며, 어닐링은 변형되고 변형된 입자를 더 크고 균일한 입자로 대체하여 재결정화를 촉진하여 소재의 연성을 높이는 동시에 작업 경화를 감소시키는데, 특히 강철 및 합금 작업 시 중요합니다.

정규화

용접 후 제대로 노멀라이징 또는 어닐링되지 않은 부품은 내부 응력이 발생하여 금속 고장을 일으킬 수 있습니다. PWHT 노멀라이징은 오스테나이트 영역의 임계 온도보다 높은 온도로 재료를 일정 시간 가열한 후 공기 중에서 냉각하여 이러한 내부 응력을 제거하므로 가공성이 필요한 부품에 필요한 경우 완전 어닐링의 대안을 제공합니다.

탄소강, 스테인리스강, 합금강과 같은 철 기반 금속의 열처리에는 일반적으로 담금질 및 템퍼링 공정이 포함되어 최대 성능을 달성합니다.

강철을 정상화하려면 일정 시간 동안 오스테나이트 임계 온도선보다 섭씨 30~50도 이상 가열한 후 일정 시간 동안 유지한 다음 공기 중에서 냉각해야 합니다. 이 공정은 어닐링과 비슷하지만 냉각 속도가 약간 더 빠르고 결정 입자가 정제되어 연성 구조가 더 많이 생성되고 인성(AKV 값)이 증가합니다.

가공성 개선 기술은 일반적으로 부품의 내충격성을 높이고 가공성을 높이기 위해 활용됩니다. 또한 저합금 열연 강판, 단조품 및 주조품은 사용 중 파손 가능성을 줄이면서 만족스러운 강도를 달성하기 위해 이러한 공정을 활용하는 경우가 많습니다.

스트레스 해소

용접 후 열처리(PWHT)는 일반적으로 용접된 재료를 고온으로 가열한 후 제어된 조건에서 다시 냉각한 다음 다시 주변 온도로 되돌리는 방식으로 용접된 재료의 잔류 응력을 줄이고 재분배하도록 설계된 열 프로세스입니다.

응력 완화는 용접된 제작물과 주물에서 균열과 왜곡을 일으키는 내부 응력을 완화하는 것을 목표로 하며, PWHT는 금속의 피로 및 기타 사용 중 고장을 유발하는 요인에 대한 저항력을 높이는 기계적 특성을 개선하는 데 도움이 됩니다.

용접은 필수적인 산업 공정이지만, 용접에 내재된 응력으로 인해 제품의 무결성과 성능이 저하될 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 PWHT 공정은 가열/냉각 용광로를 사용하여 금속 내 축적 응력을 완화합니다. 이를 통해 용접된 부품이 의도된 하중과 환경 조건을 견딜 수 있도록 합니다.

용접 중에 흡수된 수소가 공기 중의 산소와 반응하여 균열이 생기는 산화 및 수소 유도 균열로부터 용접물을 보호하기 위해 PWHT는 대기 제어 환경에서 수행해야 합니다. 또한 PWHT는 부품을 연화시켜 정밀한 치수와 표면 마감으로 가공할 수 있으며, 이는 파손이 빠르게 발생할 수 있는 고압 애플리케이션에서 특히 유용합니다.