ASTM圧力容器鋼板の溶接要件とは？ - ブログ

ちょっと、そこ！ ASTM 圧力容器鋼板のサプライヤーとして、これらの鋼板の溶接要件について多くの質問を受けてきました。そこで、この重要なトピックに関する洞察を共有するためにブログ投稿をまとめてみようと思いました。

まずはASTM圧力容器鋼板とは何かを理解しましょう。これらのプレートは、石油・ガス、化学、発電などの幅広い産業で使用される圧力容器の構築に使用されるように設計されています。 ASTM 規格により、これらのプレートが特定の品質および性能要件を満たしていることが保証され、高圧および高温の用途での使用に適しています。

それでは、ASTM 圧力容器鋼板の溶接要件を詳しく見てみましょう。

溶接工程の選択

ASTM 圧力容器鋼板を使用する場合、溶接プロセスの選択が重要です。これらのプレートに使用される一般的な溶接プロセスには、シールドメタルアーク溶接 (SMAW)、ガスメタルアーク溶接 (GMAW)、フラックス入りアーク溶接 (FCAW)、サブマージアーク溶接 (SAW) などがあります。

被覆金属アーク溶接 (SMAW):これは、フラックスが塗布された消耗電極を使用する一般的な手動溶接プロセスです。さまざまな位置で使用でき、薄板と厚板の両方に適した汎用性の高い加工です。
ガスメタルアーク溶接 (GMAW):MIG (金属不活性ガス) 溶接としても知られるこのプロセスでは、連続ソリッドワイヤ電極とシールドガスを使用して溶接池を保護します。溶接速度が速く、自動化に適しています。
フラックス入りアーク溶接 (FCAW):GMAW に似ていますが、フラックスを充填した管状ワイヤを使用します。このプロセスは、屋外や風の強い条件でも、高い堆積速度と優れた溶接品質で知られています。
サブマージアーク溶接 (SAW):これは、アークが粒状フラックスの層の下に沈む自動または半自動プロセスです。厚板の溶接によく使用され、高品質かつ高速な溶接が可能です。

溶接材料の選択

電極や溶加材などの溶接材料は、ASTM 圧力容器鋼板と互換性がある必要があります。選択は、母材の組成、溶接に必要な機械的特性、および溶接プロセスによって異なります。

例えば溶接の場合ASTM A516 グレード 70 プレート、フィラーメタルはベースメタルと同様の機械的特性を持っている必要があります。のA516 Gr 70 の機械的特性最小降伏強さは 380 MPa、最小引張強さは 550 ～ 700 MPa です。したがって、溶加材は同様の強度と靭性を備えた溶接部を提供できる必要があります。

溶接前の準備

溶接を確実に成功させるには、溶接前の適切な準備が不可欠です。これには以下が含まれます。

SA516Gr.380 Pressure Vessel Plate

プレートの清掃:ASTM 圧力容器鋼板の表面は清潔で、錆、油、グリース、その他の汚染物質が付着していない必要があります。不純物は溶接の品質に影響を与え、気孔や融着の欠如などの欠陥を引き起こす可能性があります。
エッジの準備:プレートの厚さと溶接プロセスによっては、プレートの端を処理する必要がある場合があります。これには、適切な接合デザインを作成するためにエッジを面取り、面取り、または機械加工することが含まれる場合があります。
予熱：場合によっては、溶接前にプレートを予熱する必要があります。予熱は溶接部の冷却速度を低下させるのに役立ち、硬くて脆い微細構造の形成を防ぐことができます。予熱温度は、プレートの厚さ、母材の組成、溶接プロセスによって異なります。

溶接パラメータ

良好な溶接を確保するには、電流、電圧、溶接速度、ガス流量 (該当する場合) などの溶接パラメータを注意深く制御する必要があります。これらのパラメータは、溶接プロセス、プレートの厚さ、使用される溶加材の種類によって異なります。

たとえば、SMAW では、電極の直径に基づいて溶接電流が調整されます。より大きな電極とより厚いプレートには、より高い電流が使用されます。 GMAW では、安定したアークと良好なビード形状を実現するために、電圧とワイヤ送給速度を正しく設定する必要があります。

溶接後の処理

溶接後、機械的特性を改善し、残留応力を軽減するために溶接後の処理が必要になる場合があります。これには次のものが含まれます。

ストレス解消：応力除去は、溶接構造を特定の温度に加熱して一定時間保持した後、徐冷する熱処理プロセスです。これにより、溶接部と母材の残留応力が軽減され、亀裂が防止され、圧力容器の長期的な性能が向上します。
特性を改善するための熱処理:場合によっては、硬度、靱性、強度などの溶接部の機械的特性を改善するために追加の熱処理が必要になる場合があります。

品質管理

品質管理は、ASTM 圧力容器鋼板の溶接プロセスの重要な部分です。これには以下が含まれます:

目視検査:溶接部の目視検査は、亀裂、気孔、融着の欠如などの表面欠陥がないかどうかを確認するために実行されます。
非破壊検査 (NDT):超音波検査 (UT)、放射線検査 (RT)、磁粉検査 (MT)、液体浸透検査 (PT) などの NDT 法は、溶接部の内部および表面欠陥を検出するために使用されます。
機械的試験:引張試験、曲げ試験、衝撃試験などの機械試験が溶接サンプルに対して実行され、溶接の機械的特性が検証されます。

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