A335 P91 용접시 문제점

1. 열영향부 경화조직 생성
P91의 임계 냉각 속도는 낮고 오스테나이트 안정성은 좋습니다. 정상적인 펄라이트 변태는 냉각 중에 발생하기 쉽지 않으므로 낮은 온도로 냉각하면 마르텐사이트 변태가 발생합니다. 이 때문에 P91은 경화 및 저온균열 경향이 크다.
열 영향부의 다양한 조직은 서로 다른 밀도, 팽창 계수 및 서로 다른 격자 형태를 가지므로 가열 및 냉각 과정에서 필연적으로 서로 다른 부피 팽창 및 수축이 동반됩니다. 반면에 고르지 않고 고온으로 인해 P91 용접 조인트의 내부 응력이 매우 높습니다.
P91의 경우 오스테나이트는 매우 안정적이므로 마르텐사이트로 변하려면 더 낮은 온도(약 400도)로 냉각되어야 합니다. 거친 마르텐사이트 조직은 부서지기 쉽고 단단하며 접합부는 복잡한 응력 조건에 처해 있습니다. 동시에, 용접의 냉각 과정에서 수소는 용접에서 솔기 근처 영역으로 확산됩니다. 수소의 존재는 마르텐사이트 취성을 촉진합니다. 복합적인 효과로 인해 담금질 영역에서 냉균열이 쉽게 생성됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 열영향부에서의 입자성장
용접 열주기는 용접 조인트의 열 영향 영역, 특히 가장 높은 가열 온도에 인접한 융합 영역의 입자 성장에 중요한 영향을 미칩니다. 냉각 속도가 작으면 용접 열 영향부에 거친 거대 페라이트 및 탄화물 구조가 나타나 강의 소성을 크게 감소시킵니다. 냉각 속도가 크면 조대한 마르텐사이트 조직이 생성되어 강의 소성도 감소합니다. 용접 조인트의 가소성이 감소합니다.
3. 연화층 생성
P91강을 담금질 및 템퍼링한 상태에서 용접할 경우, 열영향부에 연화층이 생성되는 것은 불가피하며, 연화는 펄라이트 내열강보다 더 심각합니다. 가열 및 냉각 속도가 느릴수록 연화 정도가 커집니다. 또한, 연화층의 폭과 융착선과의 거리는 가열 조건 및 용접 특성과 관련될 뿐만 아니라 예열, 용접 후 열처리 등과도 관련이 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. 응력 부식 균열
P91 강철의 용접 후 열처리 전 냉각 온도는 일반적으로 100도 이상입니다. 실온에서 냉각하고 환경이 상대적으로 습하면 응력 부식 균열이 쉽게 발생합니다. 독일 규정: 용접 후 열처리 전 150도 이하로 냉각해야 합니다. 가공물이 두껍고 필렛 용접이 있으며 기하학적 치수가 좋지 않은 경우 냉각 온도는 100도보다 낮아서는 안됩니다. 실온에서 냉각하면 젖는 것을 엄격히 금지합니다. 그렇지 않으면 응력 부식 균열이 쉽게 발생합니다.