配管システムにおける異種金属（例：ステンレス鋼と炭素鋼）の溶接のための新規溶接手順仕様（WPS）

配管システムにおける異種金属溶接のための新規溶接手順仕様（WPS）

1.0 適用範囲および用途

これ 溶接手順仕様（WPS） 溶接のための有効なパラメータを設定する スタッドレスタイヤ （例：304\/316\/L）と 炭素鋼 （例：A106 Gr.B、A516 Gr.70）との配管システムにおける接合を対象とする。この手順は、次のような異種金属溶接（DMW）に関連する技術的課題への対処を含む 異種金属溶接（DMW） 膨張係数の違いによる熱応力、炭素の移動、残留応力の管理など。

2.0 基本材料

2.1 適格な材料の組み合わせ

2.2 材料の厚さ範囲

• パイプ径 : ½" NPS から 48" NPSまで

• 壁厚さ : 1.6mm から 50mmまで

3.0 溶加材の選定

3.1 推奨溶加材

表：使用条件に基づく溶加金属の選定

3.2 溶加材の選定に関する検討事項

• 炭素移動の管理 高クロム-ニッケル系溶加材は炭素拡散を防止する

• 希釈率の管理 炭素鋼側への希釈率は最低30％以上が必要

• フェライト量の管理 : 5-12 FN (フェライト数) 固化割れを防ぐため

4.0 ジョイントの設計および準備

4.1 標準ジョイント構成

シングルV溝 37.5°のビベル角、1.6mmルート面、および3.2mmルート開口部付き

4.2 準備要件

• ステンレス鋼側 : 機械的な清掃のみ。炭素鋼の汚染禁止

• 炭素鋼側 : ジョイントから25mmの範囲のスケール、錆、塗料をすべて除去してください

• フィットアップ : 最大許容不整列は1.6mmまたは肉厚の10%のいずれか小さい方

5.0 溶接技術パラメータ

5.1 溶接工程: GTAW (ルート) + SMAW (中間／表層)

表: 溶接位置別の溶接パラメータ

5.2 重要な技術的要求事項

• アーク方向 : カーボンスチール側に向かって常にアークを向けること

• ビードの配置 : 溶接金属を主にカーボンスチール側に配置すること

• パス間温度 : 最大150°C、最低16°C

• ピーニング : 中間パスの軽いピーニングは許可される

6.0 預熱およびパス間温度

6.1 予熱要件

6.2 層間温度管理

• 最大 ：すべての板厚において150°C

• 最低限 ：予熱温度より10°C以上

• モニタリング ：厚板の場合、継続的なモニタリングが必要

7.0 溶接後熱処理 (PWHT)

7.1 PWHTの要件

表：材質の組み合わせに基づくPWHTパラメータ

7.2 PWHTに関する検討事項

• 鋭敏化を避けること : 300シリーズステンレスの場合、425°C以下に保つこと

• 炭素の移動 : PWHTは拡散を促進するため、高温での時間を最小限に抑えること

• 治具の撤去 : アラインメント治具を撤去する前にPWHTを実施すること

8.0 非破壊試験 (NDE)

8.1 必須試験方法

• 100% 視覚試験 : AWS D1.1に準拠したVT

• 放射線透過試験 : ASMEセクションV アーティクル2に準拠したRT

• 液体浸透試験 ：アクセス可能なルートパスに浸透試験（PT）を実施

8.2 合格基準

• 毛孔性 ：最大3.2mmの直径、指示間隔6mm以上

• ひび割れ ：許容なし

• 不完全な融着 ：許容なし

• アンダーカット ：最大0.8mmの深さ、サイクリックサービスでは0.5mm

9.0 施行資格記録（PQR）

9.1 必須試験

• 横方向引張試験 ：母材のうち最も弱い材の最低強さに等しいこと

• 開先および表面曲げ試験 ：4個以上

• マクロ組織検査 ：エッチング加工済み断面

• 硬度調査 ：溶接部全体におけるビッカース硬度

9.2 硬度限度

• 溶接金属 ：≤ 225 HV

• HAZ 炭素鋼 : ≤ 240 HV

• HAZ ステンレス鋼 : ≤ 220 HV

10.0 安全および環境上の配慮事項

10.1 換気の要件

• 局所排気 : 全溶接作業において必要

• 煙排出機能 : SMAW作業において必須

• 空気のモニタリング : 密閉空間での溶接に必要

10.2 材料の取り扱い

• ステンレスの分離保管 : 炭素鋼工具からの汚染を防止すること

• 消耗品の保管 : ER309L は使用時まで原本包装で保管すること

• 清潔さ : ステンレス表面にはアルコール清掃が必要

11.0 作業手順の制限および禁止事項

11.1 作業プロセスの制限

• アセチレン切断禁止 準備されたエッジ上で

• 炭素アーク掘削不可 ステンレス鋼側で

• 最低3パス 壁厚が12mmを超える場合

11.2 使用制限

• 合格していない 追加試験なしでの致死性サービス用途には不可

• 温度制限 ：-29°C ～ 425°C

• pH制限 : 50°Cを超える苛酷なサービスには不向きです

12.0 トラブルシューティングガイド

12.1 よくある問題とその対処方法

13.0 記録および文書

13.1 必須文書

• ワッ ：本仕様

• PQR ：サポートする工程の資格記録

• WPQ ：溶接者の作業資格

• 非破壊検査報告書 ：すべての検査結果

• 熱処理記録図 ：PWHTの連続記録

13.2 保存期間

• 最低5年間 すべての記録について

• 設備の寿命期間 安全上重要な適用分野について