한마디로 표현하면 부식 때문입니다.
용접부는 모재에 비해 부식에 우선적으로 노출되게 되는데, Bottom은 당연히 늘 Wet 상태로 존재하게 되어 문제가 될 수 있고, Top은 Vapor가 존재하게 되면서 응축이 발생할 수 있는데, 이런 곳이 부식에 취약해 지기 때문입니다.
NACE등에서는 이런 경우의 부식을 별도의 용어를 써서 정의하기도 하는데, 국내에서는 아직 이걸 강제로 규정하는 것은 보지 못헸는데, 드디어 국내에서도 변화가 있네요.
Horizontal Vessels이나 Piping/Pipeline에서 longitudinal weld seam의 alignment에 대한 요구는 일반적으로 weld seam fracture 발생시 대부분 그 아래에서 일을 하는 운전자/작업자등의 인명 피해를 최소화하기 위한 것이 최우선 목적입니다. 이들에 대한 요구 사항은 Industrial codes/standards (ASME/API/AWS/NACE/Others) 에서는 아직 제시되지 않고 (아마도 영원히) 있으며 일반적으로 Company standards/Project spec으로 다음과 같이 요구되고 있습니다.
[Longitudinal weld seam의 위치]
- Horizontal Vessels: Saddle과 중첩되지 않게 위쪽으로 위치해야 함. 또는 하반부 4시-8시 방향 사이에 있어서는 안됨. 또는 상반부 10시-2시 방향사이에 위치해야 함.
- Horizontal Piping/Pipeline: 상반부 9시-3시 방향 사이에 위치해야 함. (만약 U/G pipeline이면 repair 용이함)
그런데 Top에 오면 안된다는 요구나 내부 부식 (비록 특정 부식 분위기에서 TOL 또는 BOL 에서 부식이 편중되는 경향은 있지만) 으로 인한 seam 위치의 요구 및 그 논리적 근거는 아직 본적이 없습니다. 경험이 있으신 분의 자료 공유도 환영입니다. TOL = top of line, BOL = bottom of line
기계/용접/금속재료기술사
NACE 공인 부식/재료 전문가
우선 고정관념으로 인해 감히 접근하지 못했던 방법을 개선하려는 이규확님의 Idea에 경의를 표합니다. 그런데 그 고정관념은 다음의 문제점들이 풀리지 않아서 Weldolet Type (set-on) 을 생각할 수 없었던 것인데 이 문제를 어떻게 해결하고 있는지요?
(1) Through Thickness Weld Overlay를 위한 더 큰 Hole의 기계가공 : (a) 내부 Contour가 곡면인데 원만한 기계가공이 가능한지요? 또한 일정한 clad 두께를 어떻게 유지하나요? (b) 만약 Copper Sulfate Test에서 Iron contamination이 확인 되면 어떻게 효과적으로 제거하나요?
(2) Through Thickness Weld Overlay : (a) 남은 Clad 부분의 (국부적으로 아주 얇은 Thickness가 예상) Burn-through 문제를 어떻게 해결하나요? (b) 용접부의 Quality (porosity, lack fusion, contamination, solidification crack, etc.)등을 어떻게 확인하나요? (c) 만약 모재의 두께가 두꺼우면 어떻게 효율적으로 용접을 하나요? (d) 이를 위해 승인된 WPS/PQR은 있는지요?
(3) 아울러 Clad vessel/piping위에 Set-on type nozzle을 적용한 사례나 승인한 Client가 았는지요?
잘 아시다시피 이런 문제점의 해결책이 모호하여 대부분의 End-Users/EPC companies는 지금까지 Set-on type을 Clad vessel/piping에 적용하는 것을 억제해 왔습니다. 그래서 지금까지는 LWN이나Butt-welding type (e.g., Sweepolet, Insert Weldolet) 적용해 왔지요.
곧 있을 API RP582 committee meeting에서 이의 적용 사례와 가능성을 다시 의논해 봐야겠습니다.
Thomas Eun