ステンレス鋼パイプの溶接: きれいで強力な接合を実現する実証済みの方法

結論: 砂糖や漏れを発生させずにステンレス鋼パイプを溶接する方法

ほとんどのステンレス鋼パイプの作業において、きれいで耐食性があり、漏れのない溶接を行うための最も信頼性の高い方法は次のとおりです。 完全アルゴンバックパージを備えた GTAW (TIG) ルート 次に、厚さと生産性のニーズに応じて、TIG または GMAW (ミグ) 充填/キャップを行います。根元が酸素から保護され、入熱が制御されれば、「糖化」（激しい酸化）が回避され、歪みが減少し、耐食性が維持されます。

• ID をパージする ≤0.1%O ₂ (≤1000ppm) 根元に弧を描く前に。
• 正しいフィラーを使用してください: 304/304L → ER308L、316/316L → ER316L (代表的)。
• パス間の温度を管理する (一般的な工場目標: ≤150°C / 300°F ）。
• 必要に応じて清潔にします: 専用のステンレスブラシ、溶剤拭き、炭素鋼の汚染はありません。

以下のセクションでは、一般的な 304L/316L パイプ継手にすぐに適用できる実際的な設定、パラメータの開始点、検査チェックについて説明します。

ステンレス鋼管に適したプロセスを選択してください

ステンレスパイプの溶接は通常、ブルート溶け込みよりも酸化と入熱の制御が重要です。ルートでの最適なコントロールとフィルでの適切な堆積を実現するプロセスを使用してください。

作業で酸化物のない滑らかな内面が必要な場合 (食品、製薬、クリーンな公共施設)、パージ付きの TIG ルートが必須であると想定してください。一般的なサービス パイプの場合、TIG ルート MIG フィルは生産性を犠牲にする一般的な方法です。

焼き付きや融合の欠如を防ぐジョイントの準備とフィッティング

ステンレスは熱で動き、ずさんな取り付けを罰します。トーチに触れる前に、ルートが予測どおりに動作するように、再現可能なベベル、ランド、ギャップを固定します。

共通のフィットアップターゲット（開始点）

• ベベル: 37.5° の開先角度は突合せ溶接では一般的です (WPS/仕様を確認してください)。
• 根面(土地): 0.8 ～ 1.6 mm (1/32 ～ 1/16 インチ) 鍵穴を安定させるためです。
• 根の隙間: 1.6 ～ 2.4 mm (1/16 ～ 3/32 インチ) 一般的なスケジュールでの手動 TIG ルートの場合。
• ハイロー (内部の位置ずれ): 実用的な範囲で低く保ちます。過度の高低は、根の片側の融合の欠如を引き起こします。

実際に重要な清潔さのルール

• 鉄が埋め込まれないように（後で錆びる）、ステンレス専用の工具で研磨してブラシをかけます。
• マーカーインク、油、切削液などは溶剤で除去してください。汚染物質は気孔やカーボンの付着を引き起こします。
• 準備中は過熱を避けてください。青/茶色の熱の色合いは、激しい使用で未処理のまま放置した場合、腐食の警告サインです。

実際的なルール: 無理に接合しないと接合部を均一にできない場合は、溶接前に準​​備を修正してください。ステンレスの歪みがフィッティング不良を増幅させます。

バックパージ：ステンレスパイプの「糖化」を除去する最速の方法

ステンレス鋼管の内部は、ルート通過中に酸素から保護されなければなりません。パージを行わないと、ルートが著しく酸化し、腐食を捕捉する粗い「糖」が生成され、特に衛生的または腐食性のサービスにおいて検査に合格しない可能性があります。

パージ設定チェックリスト

• パージ ダム、膨張式ブラダー、またはしっかりとフィットするホイル/テープ (耐熱性) を使用してパージ ゾーンを密閉します。
• アルゴンでパージします。効率的に空気を排出するには、吸気口を低く、通気口を高く配置します。
• 品質が重要な場合は酸素分析計を使用してください。を目指す ≤0.1%O ₂ (≤1000ppm) ルートを溶接する前に。
• 圧力の上昇を防ぐために小さな通気孔を使用してください。圧力が大きすぎると水たまりが吹き飛ばされる可能性があります。

実践的なパージフローのガイダンス

乱流を起こさずに空気を置換するのに十分な流量から始めます。一般的な現場アプローチは、初期パージの流量を高め、その後溶接中の「メンテナンス」流量を低くすることです。乱流は酸素を再導入する可能性があるため、流量が多いほど必ずしも良いとは限りません。

Oが測定できない場合 ₂ 根の色を目視で検査します。明るい銀色から明るい麦わら色が一般的に好まれます。濃い灰色、濃い黒、またはざらざらした質感は、シールドが不十分であるか、過度の熱があることを示しています。

ステンレス鋼管のTIGルート工法

TIG ルートは、溶融の欠如、サックバック、または酸化 ID など、ほとんどのステンレス パイプ溶接の失敗が始まる場所です。目標は、制御された補強を備えた滑らかで完全に融合した根です。

ルートパスの必需品

• 短い円弧長を使用します。長いアークは酸化を促進し、HAZ を広げます。
• 一貫したキーホールを確立し（オープンルートアプローチを使用する場合）、フィラーをスムーズに供給します。
• トーチの角度を安定させてください。蛇行角はサイドウォールの融合不足を引き起こします。
• 根元に過度の編み込みを避けてください。サイドウォールの結合に焦点を当てます。

スターターパラメータ範囲 (WPS で確認してください)

パラメータは直径、壁の厚さ、位置によって異なります。一般的なオーステナイト系ステンレスパイプでの手動 TIG の開始コンセプトとして、多くの溶接工は、最大アンペア数を押し上げるのではなく、水たまりが制御可能でルートが完全にシールドされる範囲に留まります。

• シールドガス: アルゴン。安定した流れと適切なカップ サイズ/カバレッジを確保します。
• フィラーの選択: ベース合金と一致します (一般的な例: 304L の場合は ER308L、316L の場合は ER316L)。
• 入熱制御: 移動を安定させます。一時停止してジョイントを「調理」すると、熱による色合いや歪みが生じます。

持続的な凹み (「サックバック」) が見られる場合は、入熱を減らし、取り付けの一貫性を改善し、パージ圧力が水たまりを押していないことを確認します。

充填およびキャップパス: 耐食性と外観を維持

きれいなルートの後、充填とキャップはジョイントを過熱することなく融合を維持する必要があります。ステンレスの変色は見た目だけではありません。多くのサービスでは、除去または不動態化しないと耐食性が低下する可能性がある酸化スケールを示しています。

TIG フィル/キャップ: 最適な制御

• 熱入力と歪みを減らすために、幅広の織りではなく小さなストリンガーを使用します。
• パス間のターゲットを達成するために、パス間でジョイントを冷やします (通常、 ≤150°C / 300°F ）。
• 充填剤の取り扱いを清潔に保ちます。指紋や店の汚れが気孔を引き起こす可能性があります。

MIG フィル/キャップ: 規律ある生産性

• ビーズをより滑らかにし、スパッタを低減するには、スプレーまたはパルス転送をお勧めします (マシンに依存します)。
• ステンレス MIG に適したガス混合を確認します。不適切なガスは酸化とスパッタを増加させます。
• つま先を過度の熱で「洗わない」でください。 HAZ が拡大し、アンダーカットが発生する可能性があります。

シンプルな視覚的基準: キャップは均一で、アンダーカットがなく、スラグや酸化物が捕捉されておらず、両方のつま先で一貫して結合している必要があります。

最も一般的なステンレスパイプの溶接欠陥とその修正方法

ステンレス鋼パイプは欠陥をすぐに確認できます。症状を診断ツールとして使用し、苦労して期待するのではなく、原因を修正してください。

溶接部に重度の酸化が見られる場合、または溶融の欠如が確認された場合、最も経済的な修正は、通常、影響を受けた領域を除去して健全な金属に戻し、パージとパラメータを修正して再溶接することです。

故障を早期に発見する検査と品質チェック

パイプの破損は水圧試験、使用中、または監査中に現れるため、費用が高くなります。製造中に数回の規律あるチェックを行うことで、ほとんどの手戻りを防ぎます。

工程内チェック

• ルートの前にパージの完全性を確認します。シールを確認し、O を安定させます。 ₂ 利用可能な場合は読みます。
• 根の輪郭を検査します（アクセス可能な場合）：滑らかで、完全に融合しており、激しい酸化はなく、鋭いつららはありません。
• パス間温度を監視します。過度の熱は歪みや変色を引き起こします。

共通の最終承認アクティビティ (プロジェクトに依存)

• アンダーカット、オーバーラップ、亀裂、アークストライク、均一なキャップの目視検査。
• 指定された NDE: 表面亀裂に対する染料浸透剤。容積測定に関するX線撮影/UT（コード/仕様ごと）。
• システム設計およびコードで必要な場合は、圧力テスト (油圧または空気圧)。

衛生システムの場合は、指定されている場合には溶接後の洗浄と不動態化も計画します。ヒートティントや埋め込まれた鉄は、長期的な腐食性能を損なう可能性があります。

実際的な結論

ステンレス鋼パイプの溶接を成功させるには、主にルートを保護し、熱を管理する必要があります。 検証済みのアルゴンパージ (≤1000 ppm O) でルートを TIG します。 ₂ )、しっかりとした取り付けを維持し、パス間温度を制御します。 。これを一貫して実行すると、テスト圧力に達する前に、ほとんどのシュガーリング、多孔性、および漏れ経路を排除できます。