파이프라인 건설 시 오비탈 용접의 최적화 및 경제성

오비탈 용접 기술은 새로운 것은 아니지만 지속적으로 발전하여 특히 파이프 용접의 경우 더욱 강력하고 다양해지고 있습니다. 매사추세츠 주 미들턴에 있는 Axenics의 숙련된 용접공인 Tom Hammer와의 인터뷰에서는 이 기술을 사용하여 복잡한 용접 문제를 해결할 수 있는 다양한 방법을 보여줍니다. 이미지 제공: Axenics
궤도 용접은 약 60년 동안 GMAW 프로세스에 자동화를 추가해 왔습니다. 일부 OEM 및 제조업체는 아직 수동 용접이나 기타 금속 파이프 결합 전략에 의존하여 궤도 용접기의 기능을 활용하지 못했지만 다중 용접을 수행하는 신뢰할 수 있고 실용적인 방법입니다.
오비탈 용접의 원리는 수십 년 동안 존재해 왔지만, 새로운 오비탈 용접기의 기능으로 인해 용접기의 도구 상자에서 더욱 강력한 도구가 되었습니다. 이제 많은 용접기에는 실제 용접 전에 프로그래밍과 처리를 더 쉽게 해주는 "스마트" 기능이 있기 때문입니다. . ● 빠르고 정확한 설정으로 시작하여 일관되고 깨끗하며 안정적인 용접을 보장합니다.
계약 부품 제조업체인 매사추세츠주 미들턴에 있는 Axenics 용접 팀은 작업에 적합한 품목이 있는 경우 많은 고객이 궤도 용접을 받을 수 있도록 돕습니다.
Axenics의 자격을 갖춘 용접공인 Tom Hammer는 "가능한 한 용접 시 인적 요소를 제거하고 싶었습니다. 궤도 용접기는 일반적으로 더 나은 품질의 용접을 생산하기 때문입니다."라고 말합니다.
최초의 용접은 2000년 전에 수행되었지만 현대 용접은 다른 현대 기술 및 프로세스의 필수적인 부분인 매우 진보된 프로세스입니다. 예를 들어, 오비탈 용접은 오늘날 거의 모든 전자 제품에 사용되는 반도체 웨이퍼 생산에 사용되는 고순도 배관 시스템을 만드는 데 사용될 수 있습니다.
Axenics의 고객 중 하나가 이 공급망의 일부입니다. 이 회사는 제조 역량을 확장하는 데 도움을 주고, 특히 판 제조 공정에서 가스가 흐르도록 하는 깨끗한 스테인리스 스틸 채널을 만들고 설치하는 데 도움을 줄 수 있는 계약 제조업체를 찾고 있었습니다.
Axenics에서는 대부분의 파이프 작업에 궤도 용접기와 토치 클램프 턴테이블을 사용할 수 있지만 때때로 수동 용접이 불가능한 것은 아닙니다.
Hammer와 용접 팀은 고객의 요구 사항을 검토하고 비용 및 시간에 대한 질문을 했습니다.
Hammer는 Swagelok M200 및 Arc Machines 모델 207A 회전형 밀폐 궤도 용접기를 사용합니다. 1/16″에서 4″까지 튜브를 고정할 수 있습니다.
“마이크로헤드를 사용하면 접근하기 매우 어려운 곳에 들어갈 수 있습니다.”라고 그는 말했습니다. “오비탈 용접의 한계 중 하나는 특정 조인트에 적합한 헤드가 있는지 여부입니다. 그러나 오늘날에는 용접하는 파이프 주위에 체인을 감쌀 수도 있습니다. 용접공은 체인을 따라 걸어 다닐 수 있으며 용접 크기에는 사실상 제한이 없습니다. 나는 여러 기계가 20인치 파이프를 용접하는 것을 보았습니다. 오늘날 이 기계가 할 수 있는 일은 정말 인상적입니다.”
청결 요구 사항, 필요한 용접 수 및 낮은 벽 두께를 고려할 때 오비탈 용접은 이러한 유형의 프로젝트에 적합한 선택입니다. 기류 제어 배관 작업 시 Hammer는 종종 316L 스테인레스 스틸을 용접합니다.
“그러면 상황이 매우 얇아집니다. 우리는 얇은 금속을 용접하는 것에 대해 이야기하고 있습니다. 수동 용접의 경우 조금만 조정해도 용접이 파손될 수 있습니다. 그렇기 때문에 우리는 부품을 넣기 전에 용접 튜브의 각 부분을 뚫고 완벽하게 만들 수 있는 오비탈 용접 헤드를 선호합니다. 우리는 부품을 넣을 때 알 수 있도록 출력을 일정량으로 줄입니다. 그것은 완벽할 것이다. 수동으로 변경은 눈으로 이루어지며 페달을 너무 많이 밟으면 재료를 바로 통과할 수 있습니다.”
작업은 동일해야 하는 수백 개의 용접으로 구성됩니다. 이 작업에 사용된 오비탈 용접기는 3분 안에 용접을 완료합니다. 해머가 최대 속도로 작동할 때 약 1분 안에 동일한 스테인레스 스틸 파이프를 수동으로 용접할 수 있습니다.
“그러나 차는 속도를 늦추지 않습니다. 아침에 일어나서 가장 먼저 최고 속도로 달리고, 하루가 끝날 때까지 여전히 최고 속도로 달리고 있습니다.”라고 Hammer는 말했습니다. “아침에 처음에는 최고 속도로 달렸는데 결국 그렇지 않더라고요.”
오염 물질이 스테인레스 스틸 튜브에 유입되는 것을 방지하는 것이 중요합니다. 이는 반도체 산업의 고순도 납땜이 종종 오염 물질이 납땜 영역으로 유입되는 것을 방지하는 통제된 환경의 클린룸에서 수행되는 이유입니다.
Hammer는 Orbiter와 마찬가지로 손전등에 미리 연마된 텅스텐을 사용합니다. 순수 아르곤은 수동 및 오비탈 용접을 위한 외부 및 내부 퍼지를 제공하지만 오비탈 용접은 제한된 공간에서 수행되는 이점도 있습니다. 텅스텐이 방출되면 피복이 가스로 채워져 용접부가 산화되지 않도록 보호합니다. 수동 토치를 사용할 경우 용접할 파이프의 한쪽에만 가스가 공급됩니다.
궤도 용접은 가스가 파이프를 더 오랫동안 코팅하기 때문에 일반적으로 더 깨끗합니다. 용접이 시작되면 아르곤은 용접사가 용접 온도가 충분히 차갑다고 만족할 때까지 보호 기능을 제공합니다.
Axenics는 다양한 차량용 수소 연료 전지를 제조하는 다수의 대체 에너지 고객과 협력하고 있습니다. 예를 들어, 일부 실내 지게차는 화학 부산물이 식품 공급을 파괴하는 것을 방지하기 위해 수소 연료 전지를 사용합니다. 수소연료전지의 유일한 부산물은 물이다.
고객 중 한 명은 용접 청결도, 균일성 등 반도체 제조업체와 동일한 요구 사항을 갖고 있었습니다. 그는 얇은 벽 용접에 321 스테인리스강을 사용하고 싶어합니다. 그러나 이 작업에는 각각 다른 방향으로 돌출되어 용접할 공간이 거의 없는 여러 개의 밸브 뱅크가 있는 프로토타입 매니폴드를 제작하는 작업이 포함되었습니다.
이 작업에 적합한 궤도 용접기는 약 $2,000이며 소수의 부품을 만드는 데 사용되며 예상 비용은 $250입니다. 재정적으로 의미가 없습니다. 그러나 Hammer에는 수동 용접과 궤도 용접을 결합한 솔루션이 있습니다.
"이 경우에는 턴테이블을 사용하겠습니다."라고 Hammer는 말합니다. “실제로는 오비탈 용접과 동일하지만 튜브 주위의 텅스텐 전극이 아니라 튜브를 회전시킵니다. 나는 핸드 토치를 사용하지만 올바른 위치에 있는 바이스에 고정하여 손을 자유롭게 유지할 수 있으므로 사람의 손이 흔들리거나 흔들리는 것으로 인해 용접부가 손상되는 일이 없습니다. 이는 인적 오류 요인의 대부분을 제거합니다. 실내가 아니기 때문에 오비탈 용접처럼 그다지 이상적이지는 않지만 이런 용접은 클린룸 환경에서 할 수 있어 오염 물질을 제거할 수 있습니다.”
오비탈 용접 기술은 청결성과 반복성을 보장하지만 Hammer와 그의 동료 용접공들은 용접 결함으로 인한 가동 중지 시간을 방지하려면 용접 무결성이 중요하다는 것을 알고 있습니다. 이 회사는 모든 궤도 용접에 대해 비파괴 테스트(ND)와 때로는 파괴 테스트를 사용합니다.
"우리가 만드는 모든 용접은 시각적으로 검증됩니다."라고 Hammer는 말합니다. “그 후 헬륨 분광계로 용접 부위를 점검합니다. 사양이나 고객 요구 사항에 따라 일부 용접 부위는 방사선 촬영으로 검사됩니다. 파괴적인 테스트도 가능합니다.”
파괴 테스트에는 용접의 최대 인장 강도를 결정하기 위한 인장 강도 테스트가 포함될 수 있습니다. 316L 스테인레스강과 같은 재료의 용접이 파손되기 전에 견딜 수 있는 최대 응력을 측정하기 위해 테스트에서는 금속을 파손점까지 늘립니다.
대체 에너지 소비자용 용접부는 대체 에너지 기계 및 차량에 사용되는 삼중 열 교환기 수소 연료 전지 부품의 용접부에 대한 초음파 비파괴 테스트를 거치는 경우가 있습니다.
“우리가 배송하는 대부분의 부품에는 잠재적으로 위험한 가스가 포함되어 있기 때문에 이는 중요한 테스트입니다. 스테인레스 스틸이 완벽하고 누출되지 않는 것이 우리와 우리 고객에게 매우 중요합니다.”라고 Hammer는 말합니다.
1990년 튜브 및 파이프 저널 Tube & Pipe Journal은 1990년에 최초의 금속 파이프 산업 전문 잡지가 되었습니다. Tube & Pipe Journal은 1990년에 최초의 금속 파이프 산업 전문 잡지가 되었습니다. 오늘날 이 출판물은 북미 지역 유일의 업계 간행물로 남아 있으며 파이프 전문가에게 가장 신뢰할 수 있는 정보 소스가 되었습니다.
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