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マルテンサイトステンレス鋼パイプ 石油、ガス、化学産業、航空、造船、原子力エネルギーの分野で広く使用されています。彼らは高強度、良好な耐摩耗性、特定の腐食抵抗を持ち、高需要の労働条件に最適です。溶接は、関連および製造における重要なプロセスリンクとして、マルテンサイトステンレス鋼パイプの構造的完全性とサービス生活において重要な役割を果たします。ただし、この材料の独自の金属構造と熱処理特性により、溶接プロセス中に一連の欠陥が簡単に生成され、使用の性能と安全性に影響します。
冷たい亀裂（亀裂を消す）
コールドクラックは、マルテンサイトステンレス鋼パイプを溶接する際の最も一般的で最も危険な欠陥の1つです。 This type of stainless steel contains high carbon and chromium, and martensitic transformation will occur during the cooling process of welding, resulting in large structural stress and residual stress.高硬度のマルテンサイト構造に引張応力が重ねられている場合、溶接帯や熱に影響を受けた領域では、遅延亀裂または冷たい亀裂が発生する可能性が非常に高い。
冷たい亀裂は通常、溶接後数時間または数日後に表示され、高度に隠されて急速に拡大し、疲労性の性能と構造の安全性に深刻な影響を与えます。冷たい亀裂の発生を避けるために、通常、溶接領域を予熱し、適切な焼き戻し治療を採用する必要があります。
熱い亀裂（固形溶液亀裂）
熱い亀裂は、主に溶接の固化プロセス中に発生します。これは、粒境界の結合強度を超える液体金属の収縮応力によって引き起こされます。マルテンサイトステンレス鋼には、硫黄やリン（P）などの一定量の不純物要素が含まれています。これは、溶接温度で低い販売点ユアテクティクスを形成し、穀物境界に集まり、穀物の境界強度を低下させ、高温亀裂のリスクを高めます。
熱い亀裂は通常、粒界に沿って直線的に分布し、細い、深い、狭い形状です。外観を検出するのは簡単ではなく、X線または超音波検査でのみ見つけることができます。低硫黄および低リン溶接材料を使用して、熱入力を制御し、溶接パラメーターを最適化することは、熱い亀裂を防ぐための重要な手段です。
水素誘発亀裂（遅延亀裂）
溶接中に水分、油、錆、または不十分な乾燥溶接材料がある場合、水素が導入されます。水素原子は高温で溶接金属に溶解し、冷却プロセス中に欠陥または包含物に集まり、高圧ガスを形成し、水素誘発性亀裂を引き起こします。
硬化性が高いため、マルテンサイトステンレス鋼は水素に非常に敏感であり、水素誘発性亀裂が非常に発生しやすいです。このタイプの亀裂は、溶接後の冷却段階でしばしば発生し、静的荷重またはわずかな外部負荷で膨張する可能性があります。低水素溶接プロセスの使用、溶接前の予熱、溶接後のゆっくりした冷却は、水素誘発性亀裂を減らすための効果的な手段です。
硬化構造によって引き起こされる脆性破損
マルテンサイトステンレス鋼の溶接エリア、特に局所加熱と急速な冷却により、熱に影響を受けるゾーン（HAZ）では、炭化物の沈殿を伴う高硬度の脆性マルテンサイト構造を形成するのは簡単で、局所的な硬度が急激に減少します。
ハードネス領域が適切に和らげられていない場合、衝撃負荷や疲労荷重の下で脆性骨折を引き起こすのは非常に簡単です。熱に影響を受けたゾーンの腹部は通常、溶接故障の根本原因の1つであり、溶接プロセス評価における重要な制御項目でもあります。
酸化包有物と不完全な融合欠陥
マルテンサイトステンレス鋼の溶接中に十分なシールドガスまたは不適切なシールド法が使用されない場合、溶接金属は重度に酸化され、酸化物の包有物を形成し、溶接金属の純度を減らします。酸化包含物は強度を減らすだけでなく、亀裂源になります。これは、サービス中に故障を誘発するのが簡単です。
同時に、溶接熱入力が低すぎる、溝の準備不良または操作技術が不十分であると、すべてが不完全な融合または不完全な浸透欠陥につながる可能性があります。このような欠陥は、構造の荷重をかける断面積を減らし、疲労亀裂と初期骨折を引き起こす重要な要因です。
過度の変形と残留応力
マルテンサイトステンレス鋼の溶接プロセス中の相変化の膨張と収縮により、応力場は複雑であり、溶接後に大きな残留応力と溶接変形は簡単に形成されます。制御されていない場合、パイプラインまたは構造の寸法精度に影響するだけでなく、ストレス腐食亀裂を引き起こす可能性もあります。
熱入力を制御し、合理的な溶接シーケンス、適切なフィクスチャの位置決め、溶接後の熱処理を採用することにより、変形を効果的に減らし、残留応力を放出できます。
溶接多孔度と毛穴
溶接中に水分、油、または不安定なシールドガスがある場合、気孔率の欠陥が発生します。これらの細孔のほとんどは、溶接内に分布しています。サイズは小さいですが、高圧または腐食性の環境でストレス集中点に簡単になる可能性があります。
毛穴は、特にガスまたは高圧液を輸送するパイプラインで、溶接の密度とシールにも影響を与える可能性があります。彼らの存在は、システムの安全な動作に深刻な影響を与えます。
