KR20230098270A - 파이프라인 튜브 제조용 니켈 기반 합금 - Google Patents

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KR20230098270A
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피에르-루이 레이데
파니 주벤소
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아뻬랑
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Abstract

본 발명은 중량%로 다음과 같은 조성을 갖는 합금에 관한 것이다:
16.5% ≤ Cr ≤ 25.0%
11.0% ≤ Mo ≤ 18.0%
2.0% ≤ W ≤ 7.0%
Fe ≤ 1.0%
Mo+W ≤ - 0.5 x (Cr+Fe) + 30%
Mo+W ≥ - 0.5 x (Cr+Fe) + 25%
Ti+Ta ≤ 0.80%
0.01% ≤ Si ≤ 0.75%
0.01% ≤ Al ≤ 0.35%
0.01% ≤ Mn ≤ 0.35%
Ca ≤ 0.005%
Mg ≤ 0.005%
Nb ≤ 0.01%
0.001% ≤ C ≤ 0.05%
0.001% ≤ N ≤ 0.05%
S ≤ 0.003%
P ≤ 0.005%
선택적으로, 0.0010% ≤ 희토류 ≤ 0.015%,
실리콘 함량은 0.0010% 내지 0.015%의 함량의 희토류의 존재 하에서 0.25% 이하이고,
나머지는 니켈 및 제조 시에 생기는 불가피한 불순물이고, 니켈 함량은 54% 이상임.

Description

파이프라인 튜브 제조용 니켈 기반 합금
본 발명은 특히 석유화학 및 석유 제품의 추출 분야에서, 더 구체적으로는 가스 또는 석유의 수송을 위한 파이프라인 튜브의 제조의 일부로서 사용하는 것을 목적으로 하는 니켈 합금에 관한 것이다.
가스 및 석유의 개발에는 해상에 파이프라인을 부설하는 것이 필요하다. 생산성 및 경제적 채산성의 이유로, 약 2 km/일의 부설 속도로 파이프라인을 부설하는 것이 바람직하다. 이러한 생산성 요구에 부합하는 기술로서는 현재 3 가지 기술이 있다:
- S 레이(lay) 기술: 전형적으로 9 m 또는 12 m 길이의 파이프 섹션이 스풀베이스(spoolbase)라고 불리는 단위로 육상에서 제조되고, 다음에 배로 해상에서 수송되어 바지선 상에서 수평으로 맞대기 용접(butt-weld)된다. 이 부설 기술은 해저에 닿기 전에 튜브가 취하는 형상을 상기시키기 위해 S 레이라고 부른다. S 레이 기술은 2,000 m 미만의 해저에 적합하다.
- J 레이 기술: J 레이 기술은 보다 최근의 것이며 심해(2,000 m 내지 4,000 m)에 적합하다. 파이프 섹션은 해저에 닿기 전에 해상에서 수직(약간의 각도를 가짐) 바지선 상에서 함께 용접되어 J 형상을 갖는다.
- R 레이 기술: 가장 최근의 R 레이 기술은 작은 직경의 튜브 및 그리 깊지 않은 수심에 전용된다. 튜브 라인은 육상에서 일체로 용접되고, 다음에 휠 상에 감겨서 해상으로 운반된 후에 특수 바지선을 이용하여 해상에서 풀린다. R 레이 기술은 가장 효율적이다.
이러한 부설 기술은 특히 부설 중의 튜브의 굽힘의 영향에 의해 그리고 해저에 닿기 전의 튜브의 중량의 영향에 의해 튜브 상에, 특히 튜브 섹션들 사이의 궤도 용접부 상에 기계적 응력이 부과된다. 따라서, 튜브, 특히 용접부는 부설 단계 중에 튜브의 변형을 피하기 위해 이러한 응력에 견디도록 설계되어야 한다.
또한 부설 속도에 대한 요건 이외에도 여전히 이용가능한 매장량을 탐색하기 위해 부설 깊이를 깊게 하는 것도 필요하다. 부설 깊이는 약 2,500 m 내지 3,000 m에 달할 수 있다. 이러한 부설 깊이의 증가는 튜브에 가해지는 기계적 응력을 증가시키므로 점점 더 높은 기계적 특정을 갖는 탄소강의 사용이 요구된다.
사용되는 튜브 섹션은 전형적으로 작업장에서 강판을 압연한 후에 MIG/MAG 프로세스를 사용하여 강 필러 와이어로 강판의 가장자리를 길이방향으로 용접하여 제조되며, 강 필러 와이어의 조성은 강판의 등급에 따라 선택된다. 튜브 섹션의 벽 두께는 25 mm이고, 그 직경은 25 cm 내지 130 cm 범위로 이루어진다.
대안에 따라 그리고 용도에 따라 튜브 섹션은 빌렛 압출로 제조된다. 이 경우에는 튜브 섹션 뿐만 아니라 튜브 섹션의 궤도 용접에 의해 얻어지는 튜브는 길이방향 용접이 없다(시임레스(seamless) 튜브).
강의 등급에 따라 특정되는 파이프 섹션의 기계적 강도는 API 사양 5L에 따라 파이프 섹션의 제조에 사용될 수 있는 강 등급 X56, X60, X65, X70 또는 X80에 대해 아래에 기재되어 있다. 강 등급은 ksi 단위로 강판의 항복 강도에 대응한다.
등급 최소 항복 강도 최소 인장 강도
ksi MPa ksi MPa
X56 56.0 386 71.0 489
X60 60.0 413 75.0 517
X65 65.0 448 77.0 530
X70 70.0 482 82.0 565
X80 80.0 551 90.0 620
강 등급 X56, X60, X65, X70 또는 X80은 미국 석유 협회의 "API 사양 5L" 문서(제45판, 2013년 12월)에 정의되어 있다. 튜브 섹션이 길이방향 용접을 포함하지 않는 경우, 튜브 섹션의 제조 중에, 용접부를 고려할 필요없이 파이프 섹션을 설계할 수 있도록, 예를 들면, 부설 조건(S, J, R)에 따라 그리고 라인의 작동 유형에 따라서만 사용되는 파이프 섹션의 두께 및 강의 등급을 정의할 수 있도록 베이스 판강의 기계적 특성 이상의 기계적 특성을 갖는 용접부를 얻는 것(오버매칭(overmatching))이 추구된다.
튜브 섹션을, 예를 들면, 빌렛의 압출("시임레스" 기술)에 의해 길이방향 용접없이 제조하는 경우, 길이방향 용접에 필요한 사양("오버매칭")을 생략할 수 있다.
튜브 섹션이 제조된 후, 모든 길이방향 용접부를 포함하는 튜브 섹션의 내면은 필러 와이어로 용접함으로써 코팅층으로 코팅된다. 이 코팅 작업의 목적은 다소의 부식성 석유 제품을 수송하는 중에 튜브의 내식성을 확보하기 위한 것이다. 내면 코팅은 전형적으로 인코넬® 625 합금으로 이루어진다. 인코넬® 625 합금은 중량%로 다음의 조성을 갖는다:
Cr : 20.0-23.0%
Fe ≤ 5.0%
Mo: 8.0-10.0%
Nb+Ta: 3.15-4.15%
C ≤ 0.10%
Mn ≤ 0.50%
Si ≤ 0.50%
P ≤ 0.002%
S ≤ 0.015%
Al ≤ 0.40%
Ti ≤ 0.40%
기타 원소 ≤ 0.5%,
나머지는 니켈 및 제조 시에 발생하는 불가피한 불순물이고, Ni ≥ 58%이다.
인코넬® 625 합금은 AWS 분류 기준 ERNiCrMo-3 (번호 UNS N06625) 하에서 "니켈 및 니켈-합금 전극 및 로드에 대한 화학 조성 요건"이라는 명칭의 표준 AWS A5.14/A5.14M: 2018(Specification for Nickel and Nickel-Alloy Bare Welding Electrodes and Rods)의 표 1에 정의되어 있다.
튜브 섹션이 제조되면, 튜브 섹션은 바지선으로 수송되고, 전술한 기술들 중 하나를 사용하여 튜브들이 부설될 때 궤도 용접에 의해 맞대기 용접된다.
어떤 부설 기술이 사용되든, 튜브 섹션들 사이의 맞대기 용접부(궤도)는 부설 중에 라인의 굽힘 응력과 해저에 닿기 전에 라인의 자체 중력을 견뎌야 한다. 따라서 궤도 용접부의 기계적 강도는 부설 단계 중에 용접부의 변형을 방지하는 데 가장 중요하다.
일반적으로, 파이프 섹션들 사이의 궤도 용접부에 대해 다음과 같은 특성이 추구된다:
- 오버매칭: 모금속, 즉 파이프 섹션의 강의 기계적 강도 이상의 기계적 강도를 갖는 궤도 용접부를 얻는 것을 추구한다. 파이프 섹션의 길이방향 용접에 관련하여 위에서 언급한 바와 같이, 오버매칭은 파이프를 설계하기 위해, 특히 용접부를 고려할 필요없이 부설 조건(S, J, R) 및 라인의 작동 유형에 따라 파이프의 두께 및 사용되는 강의 등급을 규정하기 위해 사용된다.
- 궤도 용접부의 존재를 고려하지 않고 국부적 내식성의 관점의 요건에 관하여 파이프를 설계할 수 있도록 내측에서 파이프 섹션의 코팅의 내식성 이상의 국부적 내식성.
설명의 전체를 통해 국부 부식은 피팅(pitting) 메카니즘이 발생할 가능성이 있는 부식을 지칭한다.
위에서 언급한 모든 요건을 충족하기 위해, 우리는 코팅에서 루트 패스(root pass)는 인코넬® 625 합금의 필러 와이어를 사용하여 만들어지고, 모금속과 등가 등급의 강을 사용하는 필링 패스(filling pass)로 용접부를 마무리하는 궤도 용접부를 생성할 것을 제안하였다. 이러한 용접 기술은 사용되는 재료의 특정의 연속성을 보장하므로 우수한 기계적 특성을 제공한다. 다른 한편, 이러한 용접은 인코넬® 625 합금의 희석에 관련된 고온 균열, 즉 용접성의 중대한 문제가 있다. 따라서 이러한 해결책은 완전히 만족스러운 것은 아니다. 특히, 용접 중에 나타나는 균열은 보수되어야 하고, 이는 상당한 추가 비용을 발생시킨다. 더욱이, 균열이 보수되지 않으면, 균열은 작동 중에 튜브 파괴를 일으킬 위험이 있다.
또한 우리는 인코넬® 625 합금제의 단일 와이어를 사용하여 전체 용접을 수행하는 것을 제안하였다. 이러한 용접 해결책은 실제로 경제적이다. 더욱이, 이 용접은 어떤 고온 균열의 문제도 발생하지 않으며, 코팅의 저항에 필적하는 내식성에 이른다. 또한, 이 용접은 등급 X56 또는 심지어 X60에 이르는 튜브의 용접에 널리 사용된다. 그러나, 더 높은 강 등급(X65, X70 및 X80)에 대해서는 더 이상 적합하지 않다. 그러나, 전술한 요건, 특히 부설의 속도 및 깊이의 면에서 등급 X60보다 더 높은 등급의 강, 특히 등급 X65 강 또는 심지어 등급 X70 강을 사용하는 것이 점점 더 요구된다.
따라서 본 발명의 목적은 위의 결점을 극복하고, 석유 또는 가스의 수송에 사용되고, 심해, 연안, 특히 약 3,000 m 깊이까지, 특히 약 2 km/일의 높은 생산 속도로 부설하기에 적합한 파이프라인 튜브의 제조를 위해 필러 재료로서 사용될 수 있는 합금을 제공하는 것이다.
약 3,000 m 깊이에 높은 부설 속도로 튜브를 부설하려면 매우 우수한 기계적 특성을 가진 강을 사용해야 한다. 바람직하게는, 용접된 어셈블리의 기계적 특성에 관하여, 최소로, 500 MPa 이상의 항복 강도(Rp0.2) 및 100 J/cm2 이상의 KCV 탄성 및 유리하게는 550 MPa 이상의 항복 강도(RP0.2) 및/또는 120 J/cm2 이상의 KCV 탄성을 얻도록 노력한다.
더욱이, 석유 또는 가스의 수송을 위한 파이프라인으로서 튜브의 사용은 필러 재료의 우수한 내식성 및 우수한 용접성을 필요로 한다. 더 구체적으로, 인코넬® 625 합금 이상의 국부적 내식성 및 용접성이 추구된다.
이를 위해, 본 발명은 중량%로 다음과 같은 조성을 갖는 합금에 관한 것이다:
16.5% ≤ Cr ≤ 25.0%
11.0% ≤ Mo ≤ 18.0%
2.0% ≤ W ≤ 7.0%
Fe ≤ 1.0%
Mo+W ≤ - 0.5 x (Cr+Fe) + 30%
Mo+W ≥ - 0.5 x (Cr+Fe) + 25%
Ti+Ta ≤ 0.80%
0.01% ≤ Si ≤ 0.75%
0.01% ≤ Al ≤ 0.35%
0.01% ≤ Mn ≤ 0.35%
Ca ≤ 0.005%
Mg ≤ 0.005%
Nb ≤ 0.01%
0.001% ≤ C ≤ 0.05%
0.001% ≤ N ≤ 0.05%
S ≤ 0.003%
P ≤ 0.005%
선택적으로, 0.0010% ≤ 희토류 ≤ 0.015%,
실리콘 함량은 0.0010% 내지 0.015%의 함량의 희토류의 존재 하에서 0.25% 이하이고,
나머지는 니켈 및 제조 시에 생기는 불가피한 불순물이고, 니켈 함량은 54% 이상이다.
본 발명에 따른 합금은 개별적으로 또는 기술적으로 가능한 임의의 조합(들)에 따른 다음과 같은 특징들을 하나 또는 복수로 포함할 수 있다:
- 철 함량은 0.5% 이하이고;
- 희토류는 이트륨, 세륨 및 란타넘 및 이들의 혼합물로부터 선택되고;
- 희토류는 이트륨, 또는 세륨과 란타넘의 혼합물로부터 선택된다.
본 발명은 또한 모재로 만들어진 기재 및 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 합금으로 만들어진 코팅을 포함하는 코팅된 부품에 관한 것이며, 상기 모재는 금속 재료, 바람직하게는 탄소강, 예를 들면, X56, X60, X65 또는 X70 강이다.
특정 실시례에 따르면, 코팅된 부품은 튜브 섹션이다.
본 발명은 또한 위에서 설명한 합금으로 만들어진 필러 와이어에 관한 것이다.
본 발명은 위에서 설명한 필러 와이어의 제조 방법에 관한 것이며, 다음과 같은 단계를 포함한다:
- 위에서 설명한 합금으로 만들어진 반제품을 제공하는 단계;
- 중간 와이어를 형성하기 위해 반제품을 열간 변형하는 단계; 및
- 중간 와이어를 이 중간 와이어의 직경보다 더 작은 직경을 가진 필러 와이어로 변형시키는 단계. 상기 변형은 드로잉 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 적어도 2 개의 부분의 부품을 포함하는 용접된 어셈블리에 관한 것이며, 그 각각은 모재로 만들어지고, 부품의 부분들은 위에서 설명한 필러 와이어로부터 얻어지는 용접 비드에 의해 함께 접합되고, 모재는 Fe-9Ni 등의 철-니켈 합금, C-276, C-4 또는 22 등의 니켈 합금 및 탄소강, 예를 들면, X56, X60, X65 또는 X70 강으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 용접된 어셈블리는 또한 개별적으로 또는 기술적으로 가능한 임의의 조합(들)에 따른 다음과 같은 특징들을 하나 또는 복수로 포함할 수 있다:
- 용접된 어셈블리는 튜브 형상으로 구부러진 시트 금속을 포함하는 튜브 섹션을 형성하고, 이것의 길이방향의 연부는 용접 비드에 의해 함께 접합된 부품의 일부를 형성하고;
- 튜브 섹션에는 그 내면의 적어도 일부에 걸쳐, 바람직하게는 전부에 걸쳐 위에서 설명한 합금으로 만들어진 코팅이 제공되며;
- 용접된 어셈블리는 적어도 2 개의 튜브 섹션을 포함하는 튜브를 형성하며, 이 튜브 섹션은 부품의 일부를 형성하며, 용접 비드는 튜브의 둘레를 따라 연장하며, 튜브 섹션은 바람직하게는 위에서 설명한 튜브 섹션이다.
본 발명은 또한 위에서 설명한 필러 와이어를 사용하여 부품의 2 개의 부분을 함께 용접하는 것을 포함하는 용접된 어셈블리의 제조 방법에 관한 것이며, 용접은 특히 아크 용접이다.
어셈블리에 따른 제조 방법은 또한 개별적으로 또는 기술적으로 가능한 임의의 조합(들)에 따른 다음과 같은 특징들을 하나 또는 복수로 포함할 수 있다:
- 용접 단계는 시트 금속의 길이방향의 연부를 함께 용접하는 단계이며, 용접은 바람직하게는 길이방향의 맞대기 용접이고;
- 이 방법은 용접 단계 전에 다음과 같은 연속 단계를 포함한다:
- 제 1 튜브 섹션 및 제 2 튜브 섹션을 공급하는 단계 - 각각은 길이방향의 축선을 따라 연장되고, 모재로 만들어짐 -;
- 제 1 튜브 섹션 및 제 2 튜브 섹션의 길이방향의 축선을 따라 제 1 튜브 섹션의 길이방향 단부가 제 2 튜브 섹션의 길이방향 단부와 마주하여 배치되도록 제 1 튜브 섹션 및 제 2 튜브 섹션을 배치하는 단계.
용접 단계는 제 1 튜브 섹션 및 제 2 튜브 섹션과 마주하는 2 개의 길이방향 단부를 함께 용접하는 단계이며, 용접은 바람직하게는 궤도 맞대기 용접이다.
본 발명은 또한 위에서 설명한 합금으로 만들어진 부품 또는 부품의 일부에 관한 것이며, 상기 부품 또는 부품의 일부는 적층 제조에 의해 제조된다.
적층 제조 프로세스는, 더 구체적으로, 위에서 설명한 합금으로 만들어진 필러 와이어 및/또는 위에서 설명한 합금으로 만들어진 분말을 필러 재료로서 사용한다.
적층 제조 프로세스는, 예를 들면, 필러 재료의 용융을 위한 에너지원으로서 전기 아크, 레이저 빔 및/또는 전자 빔을 사용하는 적층 제조 프로세스이다.
예를 들면, 적층 제조 프로세스는 와이어-아크, 와이어-레이저, 전자 빔-와이어 프로세스, 또는 와이어-아크와 레이저-분말을 조합하거나 와이어-아크와 와이어-레이저 기술을 조합한 하이브리드 적층 제조 프로세스이다.
본 발명은 또한 필러 재료로서 위에서 설명한 합금으로 만들어진 필러 와이어 및/또는 위에서 설명한 합금으로 만들어진 분말을 사용하여 금속 적층 제조 프로세스에 의해 상기 부품 또는 부품의 일부를 제조하는 단계를 포함하는 부품 또는 부품의 일부를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
적층 제조 프로세스는, 예를 들면, 필터 재료를 용융시키기 위한 에너지원으로서 전기 아크, 레이저 빔 및/또는 전자 빔을 사용하는 적층 제조 프로세스이다.
예를 들면, 적층 제조 프로세스는 와이어-아크, 와이어-레이저, 전자 빔-와이어 프로세스, 또는 와이어-아크와 레이저-분말을 조합하거나 와이어-아크와 와이어-레이저 기술을 조합한 하이브리드 적층 제조 프로세스이다.
본 발명은 또한 위에서 설명한 필러 와이어의 용도에 관한 것이다:
- 모재로 만들어진 부품의 2 개의 부분을 함께 용접하기 위한 용접 필러 와이어로서의 용도 - 모재는 Fe-9Ni 등의 철-니켈 합금, C-276, C-4 또는 22 등의 니켈 합금, 또는 탄소강, 특히 X56, X60, X65 또는 X70 강임 -; 및/또는
- 금속 모재로 만들어진 부품 또는 부품의 일부 상에 코팅을 생성하기 위한 하드페이싱 와이어(hardfacing wire)로서의 용도 - 모재는 바람직하게는 탄소강, 예를 들면, X56, X60, X65 또는 X70 강임 -; 및/또는
- 금속 적층 제조 프로세스에서 필러 와이어로서의 용도.
본 발명은 또한 위에서 설명한 합금으로 만들어진 금속 분말에 관한 것이다.
본 발명은 또한 위에서 설명한 합금으로 만들어진 금속 분말을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 일례로서만 제공된 다음의 설명을 읽음으로써 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 용접된 어셈블리의 개략 단면도이고;
도 2는 본 발명에 따른 튜브 섹션의 개략 사시도이고;
도 3은 튜브 섹션을 제조하기 위한 프로세스를 구현할 때 사용되는 시트 금속의 개략 평면도이고;
도 4는 본 발명에 따른 튜브의 개략 사시도이고;
도 5는 본 발명에 따른 코팅된 부품의 개략 사시도이고;
도 6은 본 발명에 따른 적층 제조에 의해 생성되는 부품의 개략 사시도이다.
이하의 설명에서, 모든 함량은 중량%로 표현된다.
본 발명에 따른 합금은 중량%로 다음과 같은 조성을 갖는다:
16.5% ≤ Cr ≤ 25.0%
11.0% ≤ Mo ≤ 18.0%
2.0% ≤ W ≤ 7.0%
Fe ≤ 1.0%
Mo+W ≤ - 0.5 x (Cr+Fe) + 30%
Mo+W ≥ - 0.5 x (Cr+Fe) + 25%
Ti+Ta ≤ 0.80%
0.01% ≤ Si ≤ 0.75%
0.01% ≤ Al ≤ 0.35%
0.01% ≤ Mn ≤ 0.35%
Ca ≤ 0.005%
Mg ≤ 0.005%
Nb ≤ 0.01%
0.001% ≤ C ≤ 0.05%
0.001% ≤ N ≤ 0.05%
S ≤ 0.003%
P ≤ 0.005%
선택적으로, 0.0010% ≤ 희토류 ≤ 0.015%,
실리콘 함량은 0.0010% 내지 0.015%의 함량의 희토류의 존재 하에서 0.25% 이하이고,
나머지는 니켈 및 제조 시에 생기는 불가피한 불순물이고, 니켈 함량은 54% 이상이다.
제조에 기인하는 불가피한 불순물은 합금을 만들기 위해 사용되는 원료 내에 존재하는 원소 또는 합금을 만들기 위해 사용되는 설비로부터, 예를 들면, 노의 내화물로부터 오는 원소를 지칭한다. 이러한 잔류 원소는 합금에 야금학적 영향을 주지 않는다.
합금에서, 54 중량% 이상의 니켈 함량은 매트릭스의 우수한 전성 및 응력 부식에 대한 우수한 내성을 제공한다.
16.5 중량% 내지 25.0 중량%의 함량에서 크로뮴은 일반화된 부식에 대해 우수한 내성을 제공하고 합금의 기계적 특성을 향상시킨다. 더 구체적으로, 본 발명자들은 크로뮴 함량이 16.5 중량% 미만인 경우에 일반화된 부식에 대한 내성이 불충분하다는 것을 발견하였다. 더욱이, 크로뮴 함량이 25.0 중량%를 초과하면 전성의 손실 및 고온 균열에 대한 감수성의 상승과 관련되는 σ 상이 석출하고, 따라서 합금의 기계적 특성이 열화된다.
바람직하게는, 크로뮴 함량은 17.0% 이상 내지 23.0% 이하이다.
11.0 중량% 내지 18.0 중량%의 함량으로 존재하는 몰리브데넘은 국부 부식에 대한 내성을 향상시킨다.
더욱이, 몰리브데넘 기계적 특성을 상당히 향상시킨다. 본 발명자들은, 몰리브데넘 함량이 11.0 중량% 미만인 경우, 국부 부식에 대한 내성 및 기계적 특성이 불충분하지만 몰리브데넘 함량이 18%를 초과하면 원하지 않는 상이 석출되고, 그 결과 전성이 손실되고 고온 균열에 대한 감수성이 높아지게 된다는 것을 발견하였다.
바람직하게는, 몰리브데넘 함량은 11.5% 이상 내지 16.5% 이하이다.
텅스텐 함량은 2.0 중량% 내지 7.0 중량%이다. 이러한 함량으로 존재하는 텅스텐은 또한 국부 부식에 대한 내성을 향상시킨다. 더욱이, 텅스텐은 기계적 특성을 향상시킨다. 본 발명자들은, 텅스텐 함량이 2.0% 미만이 경우, 국부 부식에 대한 내성이 불충분하다는 것을 발견하였다. 더욱이, 텅스텐 함량이 7.0%를 초과하면 원하지 않는 상이 석출되고, 그 결과 전성이 손실되고 고온 균열에 대한 감수성이 높아진다.
철 함량은 1.0 중량% 이하이다. 철을 첨가하면 일반화된 부식에 대한 내성이 저하된다. 철 함량이 1.0 중량% 이하이면, 잔류 철 함량을 포함하는 스크랩(scrap) 재료로 합금을 제조할 수 있고, 이는 제조 비용을 저감시킨다. 1.0 중량%를 초과하는 함량에서 철은 또한 원하지 않는 상의 석출을 촉진하고, 그 결과 전성이 손실되고 고온 균열에 대한 감수성이 높아진다.
바람직하게는, 철 함량은 0.5 중량% 이하이다.
타이타늄 함량과 탄탈럼 함량의 합계는 0.80 중량% 이하이다. 타이타늄 및 탄탈럼이 청구된 농도로 존재하면 기계적 특성을 크게 향상시키지만 Ni-Cr 합금에서의 낮은 용해도로 인해 원하지 않는 상을 석출한다. 그러므로, 이들 원소의 함량은 낮게 제한되어야 한다. 그러나, 이들 원소는 제조 중의 합금의 탈산에 기여한다. 본 발명자들은, Ti+Ta이 0.80 중량%를 초과하는 경우, 원하지 않는 상의 석출이 관찰되고, 그 결과 전성이 손실되고 고온 균열에 대한 감수성이 높아진다는 것을 발견하였다.
본 발명에 따르면, Mo + W ≤ 0.5 x (Cr+Fe) + 30 중량%이다. 본 발명자들은, 위의 관계를 만족시키면, 특히 파단 에너지 KCV ≥ 100J/cm2로 표현되는 만족스러운 전성 뿐만 아니라 20 mm 이하의 총 균열 길이로 표현되는 우수한 용접성이 얻어진다는 것을 관찰하였다.
파단 에너지(KCV)는 J/cm2로 표시된다. 파단 에너지(KCV)는 부품의 탄성을 반영한다. 이것은, 예를 들면, 실온에서 표준 NF EN ISO 148-1(2011년 1월)에 따라 실시되는 탄성 시험에 의해 결정된다.
균열 길이는 특히 3.2% 소성 변형 하에서 유럽 표준 FD CEN ISO/TR 17641-3(2005년 11월)에 따른 Varestraint 시험에 의해 결정된다.
더욱이, Mo + W ≥ 0.5 x (Cr+Fe) + 25 중량%이다. 본 발명자들은, 위의 관계를 만족시키면, 만족스러운 기계적 강도, 특히 500 MPa 이상의 항복 강도(Rp0.2)를 얻는다는 것을 발견하였다.
전술한 레벨에서, 실리콘 및 알루미늄은 탈산을 촉진하고, 망가니즈는 합금 제조 중에 탈황을 촉진한다.
합금 중의 칼슘 및 마그네슘 함량은 용접성을 저하시키지 않도록 각각 0.005 중량%로 제한된다. 더 구체적으로, 칼슘 및 마그네슘 함량은 용접 시임의 품질을 저하시키지 않도록, 특히 아크 및 액체 욕의 불안정성을 발생시키는 표면에서의 슬래그 형성을 억제하도록 제한된다.
니오븀 함량은 0.01 중량% 이하이다. 합금 내의 니오븀 함량은 고온 균열에 대한 내성을 저하시키기 않도록 제한된다. 특히, 니오븀은 수지상정간 공간에 강하게 편석하여 원하지 않는 상의 석출을 촉진한다.
이 합금은 또한 탄소 및 질소를 0.001 내지 0.05 중량% 범위의 함량으로 포함한다. 탄소는 합금 제조 중에 탈산을 용이화하기 위해 제어된다. 더욱이, 탄소 및 질소는 또한 타이타늄의 첨가에 관련되는 Ti-(C, N) 탄질화물의 석출에 의해 미세구조의 미세화를 보장한다.
고온 균열의 내성을 향상시키기 위해, S 및 P 함량은 가능한 한 제한된다. 상기 함량은 위에서 설명한 합금에서 각각 0.003 중량% 이하 및 0.005 중량% 이하이다.
선택적으로, 이 합금은 희토류를 0.0010 내지 0.015 중량% 범위의 함량으로 포함한다. 희토류는 황과 잔류 산소를 포획한다. 희토류는 용접 와이어보다 더 높은 잔류 S+O 함량을 함유하는 모금속을 용접할 때 고온 균열에 대한 내성을 향상시킨다. 그러나, 0.015%를 초과하는 함량에서, 희토류는 특히 실리콘의 존재 하에서 저융점의 공정 상(eutectic phase)의 석출을 촉진하고, 그 결과 전성이 손실되고 고온 균열에 대한 감수성이 높아진다.
희토류는, 바람직하게는, 이트륨, 세륨 및 란타넘, 또는 상기 원소들의 혼합물로부터 선택된다.
일 실시형태에 따르면, 희토류는 이트륨으로 이루어진다. 이 경우, 합금은 0.0010 내지 0.015 중량%의 이트륨을 포함한다.
하나의 변형례에 따르면, 희토류는 세륨과 란타넘의 혼합물로 이루어진다. 이 경우, 합금 내의 Ce + La 함량은 0.0010 내지 0.015 중량% 범위이다.
0.0010 내지 0.015 중량% 함량의 희토류가 존재하면, 실리콘 함량은 0.25 중량%, 바람직하게는 0.20 중량%로 제한된다. 따라서, 이 경우, 실리콘 함량은 0.01 내지 0.25 중량% 범위, 바람직하게는 0.01 내지 0.20 중량% 범위이다. 실제로, 실리콘은 희토류를 함유하는 상의 형성을 촉진하고, 이는 잔류 황 및 산소의 포획을 위한 희토류의 이용가능성을 저하시킨다.
본 발명에 따른 합금은 500 MPa 내지 600 MPa 범위의 항복 강도(Rp0.2) 및 100 J/cm2 이상의 KCV 탄성을 가지며, 이는 X56, X60, X65 또는 X70 강으로 만들어진 모재에 비해 기계적 특성의 오버매칭을 보이는 전성 용접부를 얻기 위해 사용될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 강 등급 X56, X60, X65, X70 또는 X80은 미국 석유 협회의 API 사양 5L 문서(제45판, 2013년 12월)에 정의되어 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 합금은 다음과 같은 특성을 갖는다:
- 우수한 내부식성, 특히 비교대상의 인코넬® 625 합금의 내성 이상의 국부 부식에 대한 내성;
- 비교대상의 인코넬® 625 합금의 용접성 이상의 용접성.
이로 인해, 500 MPa 이상의 항복 강도(Rp0.2) 및 100 J/cm² 이상의 KCV 탄성을 갖도록 설계된, 그리고 모재로서 특히 X56, X60, X65 및 X70 강을 포함하는 용접 접합부의 설계에서 길이방향의 용접부 및/또는 궤도 용접부의 특성은 무시될 수 있다.
따라서, 그 특성을 고려하면, 본 발명에 따른 합금은 석유 또는 가스의 수송을 목적으로 하여 심해의 국제 수역, 특히 약 3,000 m 깊이까지, 높은 생산 속도로, 특히 2 km/일 정도의 속도로 부설하기에 적합한 파이프라인 튜브의 제조용 필터 재료로서 사용하기에 특히 적합하다.
따라서 유리하게도 이러한 합금은 X56, X60, X65 또는 X70 강으로 만들어지고, 상당한 깊이, 예를 들면, 3,000 m 깊이까지 높은 부설 속도로 부설되는 것을 의도한 파이프라인 튜브의 길이방향 용접 및/또는 궤도 용접을 위한 필터 재료로서 사용될 수 있다.
내부식성의 우수한 특성을 고려하면, 이 합금은 이러한 튜브의 내부식성을 향상시키는 것을 목적으로 하는 내면 코팅을 생성하기 위해 사용될 수도 있다.
본 발명에 따른 합금은 당업자가 알고 있는 임의의 적절한 방법에 의해 얻어질 수 있다.
일례로서, 제 1 단계에서, 출발 재료를 전기 아크로 내에 공급한다. 출발 재료는 1.0 중량% 미만의 철을 함유하는 합금을 얻도록 선택된다. 상기는 특히 새로운 재료이다. 다음에, 출발 재료를 전기 아크로 내에서 용융시킨 후, 통상의 방법에 의해 진공 산소 탈탄(vacuum oxygen decarburization(VOD))을 실시하여 다음을 얻는다:
- 산소 블로잉 및 진공 펌핑(약 수 mbar)에 의한 탈탄;
- 석회 슬래그 하의 탈산 및 탈황; 및
- Ti 및 Al 등의 환원 원소의 조정.
본 발명은 또한 위에서 설명한 조성을 갖는 합금으로 필러 와이어에 관한 것이다.
이러한 필러 와이어는 필러 와이어를 사용하는 TIG 또는 플라즈마 용접 프로세스에서 또는 MIG/MAG 용접 프로세스에서 사용하기에 특히 적합하다.
예를 들면, 필러 와이어는 다음과 같은 용도를 목적으로 한다:
- 모재로 만들어진 부품의 2 개의 부분을 함께 용접하기 위한 용접 필러 와이어로서의 용도 - 모재는 특히 니켈을 5% 내지 10 중량%의 함량으로 함유하는 Fe-9Ni 등의 철-니켈 합금, 또는 C-276, C-4 또는 22 등의 니켈 합금, 또는 탄소강, 특히 X56, X60, X65 또는 X70 강임 -; 및/또는
- 특히 모재로 만들어진 부품 또는 부품의 일부 상에 코팅을 생성하기 위한 하드페이싱 와이어로서의 용도. 모재는 탄소강, 특히 X56, X60, X65 또는 X70 강이다.
합금 C-276은 AWS 분류 기준 ERNiCrMo-4 (번호 UNS N10276) 하에서 "니켈 및 니켈-합금 전극 및 로드에 대한 화학 조성 요건"이라는 명칭의 AWS A5.14/A5.14M: 2018(Specification for Nickel and Nickel-Alloy Bare Welding Electrodes and Rods)의 표 1에 정의되어 있다.
합금 C-4는 표준 AWS 분류 기준 ERNiCrMo-7 (번호 UNS N06455) 하에서 "니켈 및 니켈-합금 전극 및 로드에 대한 화학 조성 요건"이라는 명칭의 AWS A5.14/A5.14M: 2018(Specification for Nickel and Nickel-Alloy Bare Welding Electrodes and Rods)의 표 1에 정의되어 있다.
합금 22는 AWS 분류 기준 ERNiCrMo-10 (번호 UNS N06022) 하에서 "니켈 및 니켈-합금 전극 및 로드에 대한 화학 조성 요건"이라는 명칭의 AWS A5.14/A5.14M: 2018(Specification for Nickel and Nickel-Alloy Bare Welding Electrodes and Rods)의 표 1에 정의되어 있다.
부품 또는 부품의 일부는 특히 튜브 섹션, 튜브 및/또는 금속 시트 또는 재로 만들어진 금속 시트의 부품이다.
예를 들면, 필러 와이어는 또한 금속 적층 제조 프로세스에서 필러 와이어로서 사용되는 것을 목적으로 한다.
적층 제조 프로세스는, 예를 들면, 필터 와이어를 용융시키기 위한 에너지원으로서 전기 아크, 레이저 빔 및/또는 전자 빔을 사용하는 적층 제조 프로세스이다.
적층 제조 프로세스는 특히 디렉티드 에너지 디포지션(Directed Energy Deposition) 적층 제조 프로세스이다. 이러한 프로세스 중에, 필터 재료는 특히 노즐을 통해 퇴적되고, 집중된 열에너지, 특히 레이저 빔, 전자 빔 및/또는 전기 아크에 의해 즉시 용융된다.
일례로서, 적층 제조 프로세스는 와이어-아크(WAAM 또는 "와이어 아크 적층 제조"), 와이어-레이저, 전자 빔-와이어 ("전자 빔 프리 폼 제조" 또는 "전자 빔 적층 제조") 프로세스, 또는 와이어-아크와 레이저-분말 기술 또는 와이어-아크와 와이어-레이저 기술을 조합한 하이브리드 적층 제조 프로세스이다.
하이브리드 와이어-아크와 레이저-분말 프로세스인 경우, 사용되는 분말은 와이어와 동일한 조성을 갖는다.
이러한 분말은 스크리닝 후의 입자 크기 분포가 20μm 내지 150μm이고, 예를 들면, 플라즈마 아토마이징 기술에 의해 본 발명에 따른 필러 와이어로부터 얻어진다. 바람직하게는, 분말을 제조하기 위해 사용되는 필러 와이어는 약 3 mm의 직경을 갖는다.
분말의 입자 크기 분포는 특히 다음과 같은 측정 방법에 의해 결정된다. 분말 배치(batch)는 초음파 진동 스테인리스강 스크린에 의해 복수의 분말 크기 분포로 분리된다. 스크리닝으로부터 얻어지는 분말의 크기 분포의 분석은 ASTM B214-07 표준에 의해 수행된다. 스크리닝은 5 가지 크기 종류를 얻기 위해 사용된다: < 20μm - 20μm 내지 45μm - 45μm 내지 75μm - 75μm 내지 105μm - >105μm.
와이어로부터 분말을 제조하기 위한 플라즈마 아토마이징 기술은 그 자체로 공지되어 있고, 따라서 보다 상세하게 설명하지는 않는다.
부품 또는 부품의 일부는 특히 항공용, 수송용 또는 에너지 시장용으로 의도된다. 부품 또는 부품의 일부는, 예를 들면, 케이싱, 프레임, 복잡한 형상의 튜브, 밸브, 부착 러그, 또는 특정 기능을 갖는 부품의 일부를 형성한다. 일례로서, 이러한 부품의 일부는, 예를 들면, 지지 부품 상에 적측 제조에 의해 형성되는 유체 순환용 채널을 포함하는 열교환기 요소를 형성하며, 지지 부품은, 예를 들면, 열교환기 요소의 재료와 다른 재료로 만들어진다.
본 발명은 또한 위에서 설명한 합금을 만들어진 필러 와이어의 제조 방법에 관한 것이다.
이 방법은 제 1 단계에서 상기 합금으로 만들어진 반제품을 공급하는 것을 포함한다. 이를 위해, 합금은 특히 연속 주조, 특히 회전 주조에 의해 잉곳으로 주조되거나 빌렛으로 직접 주조된다. 따라서 이러한 단계의 최후에 얻어지는 반제품은 유리하게는 잉곳 또는 빌렛이며, 예를 들면, 130 내지 230 mm의 직경, 더 구체적으로는 약 150 mm의 직경을 갖는다.
여기서 반제품은 중간 와이어를 형성하도록 열간 변형에 의해 변형된다.
특히, 열간 변형 단계 중에, 반제품, 즉, 특히 잉곳 또는 빌렛은 특히 가스로 내에서 1180℃ 내지 1220℃의 온도까지 가열된다.
다음에 반제품은, 예를 들면, 약 100 mm 내지 200 mm의 변을 갖는 정사각형 단면을 반제품에 부여함으로써 그 단면을 축소시키 위해 열간 조면화 처리를 행한다. 이로 인해 단면이 축소된 반제품이 얻어진다. 단면이 축소된 반제품의 길이는 특히 10 m 내지 20 m이다.
다음이 단면이 축소된 반제품은 1050 내지 1150℃의 온도에서 다시 열간 변형하여 중간 와이어를 얻는다. 중간 와이어는, 특히, 기계 와이어일 수 있다. 와이어는, 예를 들면, 5 mm 내지 21 mm, 특히 약 5.5 mm의 직경을 갖는다. 유리하게는, 이러한 단계 중에, 중간 와이어는 와이어 밀 트레인(wire mill train) 상에서 열간 압연에 의해 제조된다.
다음에, 선택적으로, 중간 와이어는, 가스로 내에서의 열처리 후, 풀(pool) 내에서 1150℃ 내지 1220℃의 온도에서 60 분 내지 120 분의 시간 동안 하이퍼??칭(hyperquenching)된다.
다음에 중간 와이어는 산세되고, 다음에 코일로 감긴다.
선택적으로, 필러 와이어를 얻기 위해, 이렇게 얻어진 중간 와이어 공지된 유형의 와이어 드로잉 설비에 의해 드로잉된다. 필러 와이어는 출발 와이어의 직경보다 더 작은 직경을 갖는다. 그 직경은 특히 0.5 mm 내지 3.5 mm이다. 그 직경은 유리하게는 0.8 mm 내지 2.4 mm이다.
와이어 드로잉 단계는 도달될 최종 직경에 따라 1 회 이상의 드로잉 패스(drawing pass)를 포함하고, 바람직하게는 연속하는 2 회의 와이어 드로잉 패스 사이의 어닐링을 수반한다. 어닐링은, 예를 들면, 1150℃ 정도의 온도에서 환원 분위기 하에서의 패스 중에 실시된다.
와이어 드로잉 단계 후에는 바람직하게는 드로잉된 와이어의 표면의 세정 및 그 후의 와이어의 권선이 뒤따른다.
와이어 드로잉 패스는 냉간 패스이다.
본 발명에 따른 합금을 제조하는 다른 방법 및 당업자에게 알려져 있는 합금으로 만들어진 완성품을 제조하는 다른 방법을 이 목적을 위해 사용할 수 있다.
본 발명은 또한 위에서 설명한 필러 와이어로부터 얻어지는 용접 비드(5)에 의해 함께 접합되는 모금속으로 만들어진 부품(3)의 적어도 2 개의 부분을 포함하는 용접된 어셈블리(1)에 관한 것이다. 위에서 설명한 용접된 어셈블리는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.
용접 중의 와이어의 희석의 정도는, 예를 들면, 1% 내지 10%, 특히 약 5%이다.
본문의 전체를 통해, 함께 용접된 "부품의 부분들"은 용접된 부품이 최초에 분리된 2 개의 부품에 속하는 경우 및 부품이 말린(folded) 동일한 부품의 2 개의 부분인 경우, 예를 들면, 튜브를 형성하기 위해 용접된 시트 금속의 2 개의 길이방향의 연부인 경우의 둘 모두의 경우를 지칭한다.
모금속은 특히 X56, X60, X65 또는 X70 강 등의 탄소강 또는 Fe-9%Ni, 즉 5 내지 10 중량%의 니켈 함량을 갖는 철-니켈 합금, 또는 C-276, C-4 또는 22 등의 니켈 합금이다.
본 발명은 또한 위에서 정의한 모금속으로 만들어진 부품(3)의 적어도 2 개의 부분을 함께 용접하여 도 1에 예시된 용접된 어셈블리(5)를 제조하는 용접 방법에 관한 것이다.
제 1 단계에서, 위에서 설명한 필러 와이어가 제공된다. 용접 프로세스에 의해 함께 용접될 모금속으로 만들어진 부품(3)의 부분들도 제공된다.
다음에 부품(3)의 부분들을 용접 필러 와이어로서 필러 와이어를 사용하여 함께 용접한다. 이러한 단계 중에 맞대기 용접이 실시되는 것이 바람직하다.
용접 단계는 하나 이상의 용접 패스를 포함할 수 있다. 전통적으로, 용접 단계는 루트 패스라고 부르는 제 1 용접 패스 및 이것에 이어지는 필링 패스라고 부르는 하나 이상의 추가의 용접 패스를 포함한다. 모든 용접 패스는 위에서 설명한 본 발명에 따른 필러 와이어를 필러 와이어로서 사용하여 실시된다. 따라서 필러 와이어의 희석은 용접으로부터 생기는 용융 모금속에 의한 희석으로 제한된다.
용접 중의 와이어의 희석의 정도는, 예를 들면, 1% 내지 10%, 특히 약 5%이다.
용접은, 예를 들면, 아크 용접, 예를 들면, 필러 와이어를 사용하는 플라즈마 용접, MIG(Metal Inert Gas) 용접 또는 MIG/MAG(Metal Active Gas) 용접에 의해 수행된다.
도 2에 도시된 일 실시형태에 따르면, 용접된 어셈블리(1)는 튜브 형태로 말린 시트 금속(9)을 포함하는 튜브 섹션(7)이며, 이것의 길이방향의 연부(12)는 위에서 정의한 필러 와이어로부터 얻어지는 용접 비드(15)에 의해 함께 접합된다. 이 경우, 부품(3)의 일부는 시트 금속(9)의 길이방향의 연부(12)를 포함한다.
튜브 섹션(5)의 벽은, 예를 들면, 3 mm 내지 60 mm의 두께를 갖는다.
튜브 섹션(5)은, 특히 부식성 제품, 보다 구체적으로는 가스 또는 석유를 수송하기 위한 것이다. 더 구체적으로, 이것은 해저에, 더 구체적으로는 3,000 m에 달하는 깊이에 부설되는 파이프라인의 일부를 형성하기 위한 것이다.
본 발명의 추가의 주제는 이러한 튜브 섹션(5)의 제조 방법이다.
이 방법은 모금속으로 만들어진 시트 금속(9)을 제공하는 것을 포함한다. 이러한 시트 금속(9)은 도 3에 도시되어 있다. 시트 금속(9)는 길이방향(L)을 따라 연장되며, 이 길이방향(L)에 실질적으로 평행한 길이방향의 연부(12)를 갖는다. 예를 들면, 시트 금속은 3 mm 내지 60 mm의 두께를 갖는다.
이 방법은 또한 2 개의 길이방향의 연부(12)가 서로 마주하도록 시트 금속(9)을 마는 단계(folding) 및 이것에 이어 위에서 정의한 용접 방법을 사용하여 서로 마주하는 2 개의 길이방향의 연부(12)를 용접하는 단계를 포함한다. 이 경우, 용접 프로세스와 관련하여 설명한 부품(3)의 일부는 시트 금속(9)의 길이방향의 연부(12)를 포함한다.
이러한 단계 중에 생성되는 용접은 길이방향 용접이다. 바람직하게는, 이 용접은 맞대기 용접이다.
이러한 프로세스의 최후에, 도 2에 예시된 튜브 섹션(7)이 얻어지며, 여기서 시트 금속(9)은 튜브 형상으로 말려 있고, 시트 금속(9)의 길이방향의 연부(12)는 위에서 정의한 필러 와이어로부터 얻어지는 용접 비드(15)에 의해 함께 접합된다.
도 4에 도시된 다른 실시형태에 따르면, 용접된 어셈블리는 튜브(20)이고, 부품(3)의 일부는 위에서 정의한 필러 와이어로부터 얻어지는 용접 비드(22)에 의해 함께 연결된 튜브 섹션(7)이다. 이러한 실시형태에서, 용접 비드(22)는 튜브(20)의 둘레를 따라 연장하여 튜브 섹션(7)들을 함께 연결한다.
용접은 특히 맞대기 용접, 바람직하게는 궤도 용접이다. 궤도 용접은 용접 공구, 보다 구체적으로는 용접 토치를 용접 대상인 튜브 섹션(7)에 대해 \ 회전시킴으로써 생성되는 용접을 지칭한다.
벽(20)은, 예를 들면, 3 mm 내지 60 mm의 두께를 갖는다.
일 실시형태에 따르면, 튜브 섹션(7)은 위에서 설명한 튜브 섹션이다.
변형례에 따르면, 부품(3)의 일부는 길이방향 용접부를 포함하지 않는, 그리고, 예를 들면, 빌렛 압출에 의해 얻어지는 튜브 섹션이다.
튜브(20)는 특히 부식성 제품, 보다 구체적으로는 가스 또는 석유를 수송하기 위한 것이다. 더 구체적으로, 이것은 해저에, 더 구체적으로는 3,000 m에 달하는 깊이에 부설되는 파이프라인의 일부를 형성하기 위한 것이다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 위에서 정의한 튜브(20)의 제조 방법이다.
이러한 프로세스 중에 적어도 2 개의 튜브 섹션(7)이 제공된다. 각각의 튜브 섹션(5)은 실질적으로 원통형이고, 축선(M) 및 이 축선(M)의 방향을 따라 이격되어 있는 2 개의 길이방향의 단부(24)를 갖는다.
여기서 2 개의 튜브 섹션(7)은 이들의 길이방향 단부(24)가 튜브 섹션의 축선(M)의 방향을 따라 서로 마주하여 배치되도록 위치하며, 2 개의 튜브 섹션(7)과 마주하는 길이방향 단부(24)들은 위에서 정의한 용접 방법을 사용하여 함께 용접된다. 이 경우, 용접 프로세스와 관련하여 정의된 부품(3)의 일부는 튜브 섹션(7)의 길이방향 단부(24)를 포함한다.
유리하게는, 이러한 단계 중에 튜브 섹션(7)과 마주하는 길이방향 단부(24)들 사이에 맞대기 용접이 생성된다. 용접은 바람직하게는 궤도 용접이다.
바람직하게는, 용접 단계는 튜브 섹션(7)의 접합 전에 함께 용접될 튜브 섹션(7)의 단부(24)에 모(chamfer)를 기계가공하는 단계를 포함한다.
용접 단계는 튜브(20)를 형성하기 위해 용접될 튜브 섹션(7)의 수에서 1을 뺀 수로 실시된다.
일 실시형태에 따르면, 튜브 섹션(7)은 위에서 설명한 튜브 섹션(7)이다.
변형례에서, 이 방법은 튜브 섹션을 얻는 방법에 무관하게 그 길이방향 단부가 모금속으로 만들어진 임의의 유형의 튜브 섹션을 사용하여 실시될 수 있다. 더 구체적으로, 이 방법은 길이방향 용접부를 포함하지 않는, 보다 구체적으로는 빌렛 압출에 의해 얻어지는 튜브 섹션에 대해 실시된다.
이 방법은 보다 구체적으로는 바지선 상에서 실시되며, 바지선은, 예를 들면, 튜브(20)가 설치된 장소에 위치한다.
용접 단계(들)의 최후에 튜브(20)가 얻어진다. 튜브(20)는 위에서 정의한 필러 와이어로부터 생성되는 용접 비드(22)에 의해 함께 조립된 적어도 2 개의 연속적 튜브 섹션(7)을 포함한다.
본 발명은 또한 위에서 정의한 합금으로 만들어진 코팅(30)으로 코팅된 모재로 만들어진 기재(28)를 포함하는 도 5에 도시된 코팅된 부품(26)에 관한 것이다. 모재는 금속 재료이다.
모재는 특히 소강이다. 바람직하게는, 모재는 X56, X60 또는 X65 또는 X70 강이다.
보다 구체적으로는 코팅(30)은 위에서 설명한 조성을 갖는 필러 와이어에 의한 용접에 의한 하드서퍼싱(hardsurfacing) 프로세스에 의해 기재(28)에 적용된다.
코팅(30)은 보다 구체적으로는 2 mm 내지 20 mm의 두께를 갖는다.
이러한 코팅(30)은 보다 구체적으로는 석유 제품 등의 부식성 제품의 존재 하에서 코팅된 부품(26)의 내부식성을 향상시킨다.
코팅된 부품(26)은 특히 코팅된 튜브 섹션(7)이고, 코팅(30)은 튜브 섹션(7)의 내벽 상에 형성되어 용접 비드(12)(있는 경우)를 포함하는 그 표면 전체에 걸쳐 튜브 섹션(7)의 내벽을 피복한다.
본 발명은 또한 위에서 설명한 코팅된 부품(26)을 제조하는 방법으로서, 모재로 만들어진 기재(28)를 제공하는 것, 및 이어서 위에서 설명한 조성을 갖는 필러 와이어를 사용하여 용접 하드서퍼싱 프로세스에 의해 기재의 표면 상에 코팅(30)을 적용하는 것을 포함하는 방법에 관한 것이다.
코팅된 부품(26)이 코팅된 튜브 섹션(7)인 경우, 이 제조 방법은 보다 구체적으로는 위에서 설명한 방법을 구현함으로써 튜브 섹션(7)을 제조하는 단계, 및 이어서 위에서 설명한 조성을 갖는 필러 와이어를 사용하는 용접에 의해 하드서퍼싱 프로세스에 의해 튜브 섹션(7)의 내면에 코팅(30)을 적용하는 단계를 포함한다.
이 코팅(30)은, 예를 들면, 변동적 부식성인 석유 제품의 수송 시에 튜브 섹션(7)의 내부식성을 향상시킨다.
특정의 실시형태에 따르면, 위에서 설명한 튜브(20)는 위에서 설명한 코팅(30)으로 코팅되고, 용접 비드(22)에 의해 함께 접합된 2 개의 튜브 섹션(7)을 포함한다.
본 발명은 또한 위에서 설명한 합금으로 만들어진 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같은 부품(40)을 제조하는 방법에 관한 것으로, 다음을 포함한다:
- 합금으로 만들어진 필러 와이어를 공급하는 것; 및
- 위에서 설명한 합금으로 만들어진 필러 와이어 및/또는 위에서 설명한 합금으로 만들어진 분말을 필터 재료로서 사용하는 금속 적층 제조 프로세스에 의해 부품(40)을 제조하는 것.
적층 제조 프로세스는, 예를 들면, 필터 재료를 용융시키기 위한 에너지원으로서 전기 아크, 레이저 빔 및/또는 전자 빔을 사용하는 적층 제조 프로세스이다.
적층 제조 프로세스는 특히 디렉티드 에너지 디포지션(Directed Energy Deposition) 적층 제조 프로세스이다. 이러한 프로세스 중에, 필터 재료는 특히 노즐을 통해 퇴적되고, 집종된 열에너지, 특히 레이저 빔, 전자 빔 및/또는 전기 아크에 의해 즉시 용융된다.
일례로서, 적층 제조 프로세스는 와이어-아크, 와이어-레이저, 전자 빔-와이어("전자 빔 프리 폼 제조") 프로세스, 또는 와이어-아크와 레이저-분말 기술 또는 와이어-아크와 와이어-레이저를 조합한 하이브리드 적층 제조 프로세스이다.
와이어-아크와 레이저-분말 기술 또는 와이어-아크와 와이어-레이저 기술을 조합한 하이브리드 적층 제조 프로세스가 사용되는 경우, 분말 및 필러 와이어는 위에서 설명한 합금으로 만들어진다.
위에서 설명한 적층 제조 프로세스는 그 자체로 공지되어 있으므로 상세히 설명하지 않는다.
필터 재료가 분말을 포함하는 경우, 특히 하이브리드 와이어-아크 및 레이저-분말 프로세스와 관련하여, 프로세스는, 부품(40)의 제조 전에, 위에서 설명한 합금으로 만들어진 분말을 공급하는 단계를 더 포함한다. 스크리닝 후의 입자 크기 분포가 20μm 내지 150μm인 분말은, 예를 들면, 위에서 설명한 합금으로 만들어진 와이어로부터 플라즈마 아토마이징에 의해 제조되며, 이 와이어는 보다 구체적으로는 3 mm의 직경을 갖는다.
플라즈마 아토마이징 프로세스는 그 자체로 공지되어 있으므로 상세히 설명하지 않는다.
본 발명은 또한 위에서 설명한 합금으로 만들어진 금속 적층 제조에 의해 제조되는 부품(40) 또는 부품의 일부에 관한 것이다.
금속 적층 제조 프로세스는, 더 구체적으로, 위에서 설명한 합금으로 만들어진 필러 와이어 및/또는 위에서 설명한 합금으로 만들어진 분말을 필러 재료로서 사용한다
적층 제조 프로세스는, 예를 들면, 필터 재료를 용융시키기 위한 에너지원으로서 전기 아크, 레이저 빔 및/또는 전자 빔을 사용하는 적층 제조 프로세스이다.
적층 제조 프로세스는 특히 디렉티드 에너지 디포지션(Directed Energy Deposition) 적층 제조 프로세스이다. 이러한 프로세스 중에, 필터 재료는 특히 노즐을 통해 퇴적되고, 집종된 열에너지, 특히 레이저 빔, 전자 빔 및/또는 전기 아크에 의해 즉시 용융된다.
일례로서, 적층 제조 프로세스는 와이어-아크, 와이어-레이저, 전자 빔-와이어("전자 빔 프리 폼 제조") 프로세스, 또는 와이어-아크와 레이저-분말 기술 또는 와이어-아크와 와이어-레이저를 조합한 하이브리드 적층 제조 프로세스이다.
와이어-아크와 레이저-분말 기술 또는 와이어-아크와 와이어-레이저 기술을 조합한 하이브리드 적층 제조 프로세스가 사용되는 경우, 분말 및 필러 와이어는 위에서 설명한 합금으로 만들어진다.
금속 적층 제조 프로세스에 의해 얻어지는 부품(40) 등의 부품 또는 부품의 일부는 응고된 상태 그대로이다. 따라서, 부품 또는 부품의 일부는 고려되는 니켈 합금의 전형적인 응고 미세구조를 가지며, 이러한 미세구조는 전형적으로 적층식으로 에피택시얼로 성장하여 그 배향이 생성된 금속 벽의 폭에 의존하는 주상 덴드라이트(columnar dendrite)를 포함한다. 더욱이, 적층 제조 프로세스에 의해 얻어지는 부품은 그 적층 제조 프로세스로 인해 일련의 중첩된 응고층을 갖는다. 퇴적된 용융 금속 액적의 응고에 의해 얻어지는 각각의 층은 이전 층의 외피를 용융시켜 야금학적 연속성을 발생시키고, 그 결과 하위의 층의 나머지 부분을 가열한다. 재가열 온도는 문제의 층이 용융 및 응고를 겪는 구역으로부터 멀리 떨어져 있으므로 더 낮아진다. 이러한 특정 미세구조는 부품의 금속조직학적 단면에 대한 금속조직학적 관찰에 의해 관찰될 수 있다.
따라서 금속 적층 제조 프로세스에 의해 생성되는 부품(40) 또는 부품의 일부는 다른 방법에 의해 제조되는 부품, 특히 균질한 결정립을 가진 재결정된 구조를 생성하는 종래의 야금학에 의해 제조되는 부품과 구별될 수 있다.
부품(40) 또는 부품의 일부는 특히 항공용, 수송용 또는 에너지 시장용으로 의도된다. 부품 또는 부품의 일부는, 예를 들면, 케이싱, 프레임, 복잡한 형상의 튜브, 밸브, 부착 러그, 또는 특정 기능을 갖는 부품의 일부를 형성한다. 일례로서, 이러한 부품의 일부는, 예를 들면, 지지 부품 상에 적측 제조에 의해 형성되는 유체 순환용 채널을 포함하는 열교환기 요소를 형성하며, 지지 부품은, 예를 들면, 열교환기 요소의 재료와 다른 재료로 만들어진다.
시험
제 1 일련의 시험에서, 본 발명자들은 위에서 정의한 조성을 갖는 합금 및 위에서 설명한 조성과는 다른 조성을 갖는 비교 합금의 잉곳을 제조하기 위해 실험실 주조를 실시하였다.
합금은 진공하에서 제조되었고, 이렇게 제조된 잉곳은 열간 압연에 의해 변형되어 10×50×300 mm 크기의 시트 바를 얻었다.
시험된 각각의 시트 바의 합금 조성은 아래의 표 1에 표시되어 있다.
다음에 본 발명자들은 이렇게 제조된 시트 바에 대하여 다음의 시험을 실시하였다.
시트 바의 일부에 대하여, 본 발명자들은 TIG 또는 MIG 용접에 의해 생성되는 구조와 동등한 응고 구조를 비희석 상태 하에서 시트 바의 두께에 형성하기 위해, TIG 토치에 의해 전면 및 후면의 접합 융합선을 형성하고, 용융 영역으로부터 인장 시편 및 탄성 시편을 샘플링하였다.
다음에 본 발명자들은 다음의 시험을 실시하였다:
- 표준 NF EN ISO 6892-1(2019년 12월)에 따라 위에서 설명한 인장 시편에 대해 20℃에서 0.2% 신장 Rp0.2에서의 항복 강도를 측정하기 위해 실온(20℃)에서의 기계적 평면 인장 시험. 시험의 결과는 아래의 표 2의 "Rp0.2"란에 요약되어 있다.
- 표준 NF EN ISO 148-1(2011년 1월)에 따라 충격 파괴 에너지(KCV로 표기)의 측정과 함께 위에서 설명한 탄성 시편에 대해 실온(20℃)에서의 탄성 시험.
파괴 에너지는 J/cm2로 표현된다. 파괴 에너지는 부품의 탄성을 반영한다. 시험의 결과는 아래의 표 2의 "KCV"란에 요약되어 있다.
본 발명자들은 또한 시트 바의 용융 구역에서 TIG 토치의 통과 하에서 용융 금속의 응고 중에 석출되는 상의 표면 분율(surface fraction)을 측정하였다. 석출된 상의 표면 분율은 주사 전자 현미경(SEM)으로 얻어진 시트 바의 이미지에 대한 이미지 분석에 의해 결정된다. 실제로, 석출된 상은 이미지 상의 흰색 영역에 대응하고, 그레이 스케일 분석에 의해 흰색 영역을 검출한 다음 흰색 영역이 차지하는 표면 분율을 결정하는 이미지 처리 소프트웨어에 의해 검출된다. 측정의 결과는 아래의 표 2의 "FS"란에 요약되어 있다.
본 발명자들은 또한 접합 융합선이 없는 시트 바에 대해 3.2% 소성 변형 하에서 Varestraint 시험을 실시하고, 시험 중에 발생되는 균열의 전체 길이의 측정하여 고온 균열에 대한 내성을 평가하였다. 시험의 결과는 아래의 표 2의 "Ltotal 균열"에 요약되어 있다.
마지막으로, 본 발명자들은 국부 부식에 대한 합금의 내성을 시험하기 위해 전위차 시험을 실시하였다. 이를 위해, 본 발명자들은 pH 5.4 및 온도 30℃에서 11.9 mol.l-1의 LiCl 매체에서 피팅 전위(pitting potential)(V)를 측정하고, 이 피팅 전위를 인코넬® 625의 피팅 전위(VInconel 625/SCE < 120 mV)와 비교하였다. 여기서 SCE는 포화 칼로멜 전극(saturated calomel electrode)을 기준으로 한 기준 전위이다.
아래의 표 1 및 표 2에서, 본 발명에 따르지 않는 시험은 밑줄이 그어져 있다.
Figure pct00001
표1: 제 1 일련의 시험의 합금의 조성
표 1의 합금에서, Al 함량은 0.01 내지 0.35%, N 함량은 0.001 내지 0.05%, Mg 및 Ca 함량은 0.005% 이하, P 함량은 0.005% 이하이다. 더욱이, 이 합금 니오븀을 함유하지 않는다.표 1의 모든 합금에서, 나머지는 니켈 및 제조 시에 발생하는 불순물이다.
더욱이, 모든 조성은 중량%로 표시되어 있다.
Figure pct00002
표 2: 표 1의 합금으로 제조한 시트 바에 대해 실시한 시험의 결과
더욱이, 전위차 시험 중, 표 1의 합금(A1 내지 A28)은 포화 칼로멜 전극을 기준으로 하는 기준 전위에 대해 150 mV 이상의 피팅 전위를 생성하였다. 따라서 이 합금은 국부 부식에 대한 내성이 인코넬® 625 합금보다 더 우수하다.전술한 바와 같이, 바람직하게는 아래의 특성이 조합으로 추구된다:
- 500 MPa 이상의 항복 강도(Rp0.2);
- 100 J/cm2 이상의 KCV 탄성;
- 총 20 mm 이하의 균열 길이;
- 1.5% 이하의 석출된 상의 표면 분율;
- 국부 부식에 대한 내성이 인코넬® 625 합금의 내성 이상임.
상기 파라미터 중에서 총 균열 길이는 합금의 용접성을 대표한다. 인코넬® 625 합금의 총 균열 길이는 20 mm이므로, 20 mm 이항의 총 균열 길이는 인코넬® 625 합금의 용접성 이상의 용접성에 해당하며, 따라서 고려되는 용도를 만족시킨다.
이러한 특성은 실시례 A2 내지 A4, A8 내지 A11, A14 내지 A16, A19 내지 A21, A25 및 A26의 경우에서 얻어지며, 이것은 위에서 설명한 조성을 갖는 합금에 해당한다.
다른 한편, 비교례 A1, A7, A18, A24의 경우에 항복 강도(Rp0.2)는 500 MPa 이하인 반면, 비교례 A5, A6, A12, A13, A17, A22, A23, A27, A28의 경우에 KCV 탄성은 불충분하고 및/또는 균열 길이는 지나치게 길다. 반대의 예에서 0.5 x (Cr+Fe) + 25% ≤ Mo+W ≤ 0.5 x (Cr+Fe) + 30%의 관계가 만족되지 않는다는 것에 주목해야 한다.
더욱이, 비교례 A6, A13, A17, A23 및 A28에 의해 보이는 바와 같이, 1.0%를 초과하는 함량의 철을 함유하는 합금은 전성이 열화하고, 고온 균열에 대한 감수성이 증가한다.
일반적으로, 본 발명자들은 석출된 상의 표면 분율(FS)이 1.5%를 초과하면 KCV 탄성이 100 J/cm² 미만이 되고, 균열 길이가 20 mm를 초과하게 된다는 것을 발견하였다.
본 발명자들은 또한 제 1 일련의 시험에 관하여 기술한 것과 동일한 조건 하에서 그러나 표 3에 요약된 조성을 갖는 합금으로 만들어진 시트 바로 제 2 일련의 시험을 실시하였다. 더욱이, 이 시트 바에 대해 실시된 시험의 결과는 표 4에 표시되어 있다.
Figure pct00003
표 3: 제 2 일련의 시험의 합금의 조성
표 3의 합금에서, Al 함량은 0.01 내지 0.35%이고, N 함량은 0.001 내지 0.05%이고, Mg 및 Ca 함량은 0.005% 이하이고, P 함량은 0.005%이다. 더욱이, 이 합금 니오븀을 함유하지 않는다.표 3의 모든 합금에서, 나머지는 니켈 및 제조 시에 발생하는 불순물이다.
더욱이, 모든 조성은 중량%로 표시되어 있다.
Figure pct00004
표 4: 표 3의 합금으로 제조한 시트 바에 대해 실시한 시험의 결과
더욱이, 전위차 시험 중, 표 3의 합금(B1 내지 B28)은 포화 칼로멜 전극을 기준으로 하는 기준 전위에 대해 150 mV 이상의 피팅 전위를 생성하였다. 따라서 이 합금은 국부 부식에 대한 내성이 인코넬® 625 합금보다 더 우수하다.따라서, 항복 강도, 탄성, 용접성, 석출된 상의 표면 분율 및 국부 부식에 대한 내성의 점에서 원하는 특성이 위에서 설명한 조성을 갖는 합금에 대응하는 실시례 B2 내지 B4, B8 내지 B11, B14 내지 B16, B19 내지 B21, B25 및 B26의 경우에 얻어진다는 것이 밝혀졌다.
다른 결과는 표 2로부터 도출되는 결론을 확인해 준다.
특히, 비교례 B1, B7, B18, B24의 경우에 항복 강도(Rp0.2)는 500 MPa 이하인 반면, 비교례 B5, B6, B12, B13, B17, B22, B23, B27, B28의 경우에 KCV 탄성은 불충분하다. 반대의 예에서 0.5 x (Cr+Fe) + 25% ≤ Mo+W ≤ 0.5 x (Cr+Fe) + 30%의 관계가 만족되지 않는다는 것에 주목해야 한다.
더욱이, 이 합금이 1.0%를 초과하는 함량의 철을 함유하는 경우 용접성 및 탄성이 열화한다.
더욱이, 표 2 및 표 4의 결과를 비교하면, 희토류를 첨가하면 합금의 고온 균열에 대한 내성이 향상된다는 것을 알 수 있다.
희토류의 첨가는 용접 대상의 모금속이 필러 와이어보다 황 및/또는 산소 함량이 더 높을 때 특히 유리하다. 실제로, 본 발명자들은 희토류가 용접 작업 중에 용융 퍼들(puddle)의 탈산 및/또는 탈황에 기여하고, 따라서 고온 균열에 대한 내성을 향상시킨다는 것을 발견하였다.
본 발명에 따른 합금은 500 MPa 이상의 항복 강도(Rp0.2) 및 100 J/cm² 이상의 KCV 탄성을 가지며, 이는 합금 X56, X60, X65 및 X70 등의 500 MPa 미만의 항복 강도(Rp0.2)를 갖는 모금속에 대한 기계적 특성의 오버매칭을 얻는 데 사용될 수 있다. 따라서, 이와 같은 합금을 모재로 하여 만들어진 용접된 어셈블리의 설계에서 용접부의 특성은 무시될 수 있다.
더욱이, 이 합금은 다음의 특징을 갖는다:
- 비교대상의 인코넬® 625 합금의 내부식성 이상의 내부식성;
- 비교대상의 인코넬® 625 합금의 용접성 이상의 용접성.
따라서, 그 특성을 고려하면, 본 발명에 따른 합금은 석유 또는 가스의 수송을 목적으로 하여 심해의 연안, 특히 약 3,000 m 깊이까지, 높은 생산 속도로, 특히 2 km/일 정도의 속도로 부설하기에 적합한 파이프라인 튜브의 제조용 필터 재료로서 사용하기에 특히 적합하다.
이러한 우수한 특성으로부터 본 발명에 따른 합금은 또한 위에서 설명한 부품과 관련하여 유리하게 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 중량%로 다음과 같은 조성을 갖는 합금:
    16.5% ≤ Cr ≤ 25.0%
    11.0% ≤ Mo ≤ 18.0%
    2.0% ≤ W ≤ 7.0%
    Fe ≤ 1.0%
    Mo+W ≤ - 0.5 x (Cr+Fe) + 30%
    Mo+W ≥ - 0.5 x (Cr+Fe) + 25%
    Ti+Ta ≤ 0.80%
    0.01% ≤ Si ≤ 0.75%
    0.01% ≤ Al ≤ 0.35%
    0.01% ≤ Mn ≤ 0.35%
    Ca ≤ 0.005%
    Mg ≤ 0.005%
    Nb ≤ 0.01%
    0.001% ≤ C ≤ 0.05%
    0.001% ≤ N ≤ 0.05%
    S ≤ 0.003%
    P ≤ 0.005%
    선택적으로, 0.0010% ≤ 희토류 ≤ 0.015%,
    실리콘 함량은 0.0010% 내지 0.015%의 함량의 희토류의 존재 하에서 0.25% 이하이고,
    나머지는 니켈 및 제조 시에 생기는 불가피한 불순물이고, 니켈 함량은 54% 이상임.
  2. 제 1 항에 있어서,
    철 함량은 0.5% 이하인, 합금.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 희토류는 이트륨, 세륨 및 란타넘 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 합금.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 희토류는 이트륨, 또는 세륨과 란타넘의 혼합물로부터 선택되는, 합금.
  5. 모재로 만들어진 기재(28) 및 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 합금으로 만들어진 코팅(30)을 포함하는 코팅된 부품(26)으로서,
    상기 모재는 금속 재료, 바람직하게는 탄소강, 예를 들면, X56, X60, X65, X70 강인, 코팅된 부품.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 코팅된 부품(26)은 튜브 섹션(7)인, 코팅된 부품.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 조성을 갖는 합금으로 만들어진 필러 와이어.
  8. 제 7 항에 따른 필러 와이어의 제조 방법으로서,
    - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 합금으로 만들어진 반제품을 제공하는 단계;
    - 중간 와이어를 형성하기 위해 반제품을 열간 변형하는 단계; 및
    - 상기 중간 와이어의 상기 중간 와이어의 직경보다 작은 직경을 가진 필러 와이어로의 변형 단계를 포함하며, 상기 변형 단계는 드로잉 단계를 포함하는, 필러 와이어의 제조 방법.
  9. 각각 모재로 만들어진 부품(3; 12; 7)의 적어도 2 개의 부분을 포함하는 용접된 어셈블리(1; 7; 20)로서,
    상기 부품(3; 12; 7)의 부분들은 제 7 항에 따른 필러 와이어로부터 얻어지는 용접 시임(weld seam)(5; 15; 22)에 의해 함께 접합되고, 상기 모재는 Fe-9Ni 등의 철-니켈 합금, C-276, C-4 또는 22 등의 니켈 합금, 및 탄소강, 예를 들면, X56, X60, X65 또는 X70 강으로부터 선택되는, 용접된 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 용접된 어셈블리는 튜브 형상으로 구부러진 시트 금속을 포함하는 튜브 섹션(7)을 형성하고, 상기 튜브 섹션(7)의 길이방향의 연부(12)들은 용접 비드(15)에 의해 서로 접합되는 부품(3)의 일부를 형성하는, 용접된 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 튜브 섹션(7)에는 그것의 적어도 일부에 걸쳐, 바람직하게는 그것의 내면 전체에 걸쳐 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 합금으로 만들어진 코팅(30)이 제공되는, 용접된 어셈블리.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 용접된 어셈블리는 적어도 2 개의 튜브 섹션(7)을 포함하는 튜브(20)를 형성하고, 상기 튜브 섹션(7)은 상기 부품(3)의 부분을 형성하고, 상기 용접 시임(22)은 상기 튜브(20)의 둘레를 따라 연장하고, 상기 튜브 섹션(7)은 바람직하게는 제 10 항 또는 제 11 항에 따른 튜브 섹션(7)인, 용접된 어셈블리.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 용접된 어셈블리(1; 7; 20)의 제조 방법으로서,
    제 7 항에 따른 필러 와이어를 사용하여 부품(3; 12; 7)의 2 개의 부분들을 함께 용접하는 것을 포함하고, 상기 용접은 보다 구체적으로는 아크 용접인, 용접된 어셈블리의 제조 방법.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 따른 용접된 어셈블리(7)의 제조 방법으로서,
    상기 용접 단계는 시트 금속(9)의 길이방향의 연부(12)를 함께 용접하는 단계이고, 상기 용접은 바람직하게는 길이방향의 맞대기 용접인, 용접된 어셈블리의 제조 방법.
  15. 제 12 항에 따른 용접된 어셈블리(20)의 제조 방법으로서,
    용접 단계 전에,
    - 각각 길이방향의 축선(M)을 따라 연장하고, 모재로 만들어진 제 1 튜브 섹션(7) 및 제 2 튜브 섹션(7)을 공급하는 단계; 및
    - 제 1 튜브 섹션(7) 및 제 2 튜브 섹션(7)의 길이방향의 축선(M)을 따라 상기 제 1 튜브 섹션(7)의 길이방향 단부(24)가 상기 제 2 튜브 섹션(7)의 길이방향 단부(24)와 마주하여 배치되도록 상기 제 1 튜브 섹션(7)과 상기 제 2 튜브 섹션(7)을 배치하는 단계의 연속 단계들을 포함하고,
    상기 용접 단계는 상기 제 1 튜브 섹션(7) 및 상기 제 2 튜브 섹션(7)과 마주하는 2 개의 길이방향 단부(24)를 함께 용접하는 단계이며, 상기 용접은 바람직하게는 궤도 맞대기 용접인, 용접된 어셈블리의 제조 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 합금으로 만들어진 부품 또는 부품의 일부로서,
    상기 부품 또는 상기 부품의 일부는 금속 적층 제조에 의해 얻어지는, 부품 또는 부품의 일부.
  17. 부품 또는 부품의 일부의 제조 방법으로서,
    제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 합금으로 만들어진 필러 와이어 및/또는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 합금으로 만들어진 분말을 필러 재료로서 사용하는 금속 적층 제조 프로세스에 의해 상기 부품 또는 부품의 일부를 제조하는 단계를 포함하는, 부품 또는 부품의 일부의 제조 방법.
  18. 제 7 항에 따른 필러 와이어의 용도로서,
    - 모재로 만들어진 부품의 2 개의 부분을 함께 용접하기 위한 용접 필러 와이어로서의 용도 - 상기 모재는 Fe-9Ni 등의 철-니켈 합금, C-276, C-4 또는 22 등의 니켈 합금, 또는 탄소강, 예를 들면, X56, X60, X65 또는 X70 강임 -; 및/또는
    - 모재로 만들어진 부품 또는 부품의 일부 상에 코팅을 생성하기 위한 하드페이싱 와이어(hardfacing wire)로서의 용도 - 상기 모재는 금속 재료, 바람직하게는 탄소강, 예를 들면, X56, X60, X65 또는 X70 강임 -; 및/또는
    - 금속 적층 제조 프로세스에서 필러 와이어로서의 용도를 포함하는, 필러 와이어의 용도.
  19. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 합금으로 만들어진 금속 분말.
  20. 제 19 항에 따른 금속 분말의 제조 방법으로서,
    상기 방법은 제 7 항에 따른 필러 와이어를 제공하는 단계, 및 상기 필러 와이어를 플라즈마 아토마이징(plasma atomizing)하여 상기 금속 분말을 얻는 단계를 포함하는, 금속 분말의 제조 방법.
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