안녕하십니까,
현재 공사에서 사용하는 용접재료가 발주처의 요구사항과 맞지 않은 용접재료가 구매 되었고, 해당 사항은 아래와 같습니다.
발주처 요구사항 : FN 3~8
구매된 용접재료 : FN 0.5 ~ 1.0 - 측정 시 FERITSCOPE FMP30 사용
용접후 실측값 : FN 0.3 ~ 0.8 - 측정 시 FERITSCOPE FMP30 사용
용접 Process : SMAW / 모재 : 316L (Creq/Nieq 값 : 1.62, 성적서 기준) / 용접재료 : E316L-16 (Creq/Nieq 값 : 1.47, 성적서 기준)
입열량의 변화나 모재와 최대한 희석해 보려는 등 조건을 바꿔 용접을 해 보았으나 원하는 값을 얻지는 못하였습니다.
이에 Deviation 을 통한 구매 용접재료 사용 승인을 고려하고 있는데, 이와 관련하여 아래 내용이 궁금하여 고견을 구합니다.
1. 위 조건하에 용접시 응고모드는 AF모드로 봐야 하는 건가요?
2. FN 3~8 을 만족해야 하는 요구사항이 응고균열을 방지하기 위한 이유 외 다른 사항은 없는 지 궁금합니다.
답변 주신 내용에 대해 추가로 궁금한 사항이 생겨 문의 드립니다. 316의 응고모드가 AF mode로 구분된다고 하셨는데, 316의 조성의 변화에 따라, 즉 Creq/Nieq 값이 1.5 이상인 경우에도 AF mode로 구분된다고 생각해야 하는 지 궁금합니다.
아래 표를 참조 하세요.
![Solidification Modes, Reactions and Final Microstructure Creq/Nieq ratio and solidification mode association [Ref. 17]](https://www.researchgate.net/publication/288861664/figure/tbl1/AS:667644751527941@1536190321932/Solidification-Modes-Reactions-and-Final-Microstructure-Creq-Nieq-ratio-and.png)
좋은 답글에 조금만 더 경험을 공유합니다.
잘 아시다시피 FN (Ferrite Content) Control 은 ASS 용접 중 Solidification Crack 을 방지하기 위함입니다.
그동안 API RP582 Committee도 ASS welding에 대한 FN & Ferrite Content규정을 “Shall” 로 할 것이냐 “Should” 로 할 것이냐를 두고 많은 토의를 하였으나 아직은 FN 요구사항을 대부분 “should”로 규정하고 있습니다. 하지만, 347 SS, 16-8-2, DSS 재료와 FCAW & Weld Overlay 에서는 “shall”로 규정하고 있습니다. Ferrite 측정 시점도 PWHT 전에 실시할 것을 “Shall”로 규정하고 있습니다. 이는 가끔 낮은 FN 값에서도 Cracking이 발생하지 않았기 때문입니다. 그러나, 1949년 Anton Scheffler에 의해 발표된 Scheffler Diagram과 1979년 V.P. Kujanpaa 가 제시한Creq/ Nieq & P+S 관련한 Solidification Cracking Susceptibility 는 추후 많은 사람들에 의해 더욱 확인이 되며 이젠 대부분의 사용자들로 부터 Standard로서 자리 매김하고 있습니다. 이 FN control은 repair welding 이나 weld overlay에서도 빠짐없이 적용됩니다. 이에 따라 거의 모든 End-User의 Specifications에서는 FN Control을 강제규정 (“Shall”) 으로 다루고 있습니다. 이는 운전 중 Repair Welding과 Potential Risk를 모두 고려한 대응책에 기반한 것으로 알려져 있습니다.
한편, DSS에서는 용접 방법에 따라 잔존 Ferrite량의 변화가 큰 반면에 ASS에서는 FN Control을 위해 Filler선정 외에는 다른 방법 (stringer bead, short-circuiting, preheating 등이 약간 solidification cracking을 줄이나) 에서는 큰 기대가 되지 않습니다.
현 상태의 문제 해결을 위해서는Client의 별도 승인이 없는 한 Order Made Filler (ferrite contents: 10-16% for E316L Class) 의 선정이 최선책으로 보입니다.
Hope this helps,
thomaseun at yahoo.com
안녕하십니까, 최근 API RP 582가 개정된 사항이 있어 추가로 문의 드립니다.
23년 5월 기준으로 4th edition이 발행이 되었는데, Annex C, C.4.2.3에서 Weld deposit (316)에 대한 FN range를 3-10 FN으로 규정(shall)하고 있습니다. 이렇게 should 에서 shall로 개정이 된 배경에는 어떠한 점이 있는 지 궁금합니다.
API 582-2016 (2009년 판도 같음)에는 Annex B.3.3 에 있고, API 582-2023 에는 C.4.2.3 에 그 내용이 있는데, Should 에서 Shall 로 변경된 것이 아니라 "Shall" 이었습니다.
모두 좋은 의견 주셔서 고맙습니다. 많은 도움이 되었습니다.
앞으로는 용접재료 선정에 유의하도록 하겠습니다.
문상혁 선생님,
제작 적용되는 코드나 또는 Standard 말씀 주실 수 있으실까요 ?
또한 FN number 규제는 온도와도 연관이 있습니다. 제품의 service temperature (lowest) or design MDMT 가 몇도 입니까 ?
문의 드립니다.
안녕하십니까, 적용되는 Construction Code는 ASME B31.3, 추가로 발주자 Spec에서 요구하는 용접관련 요건은 API RP 582(2016ed) 이며, MDMT는 -196°C 입니다.
이전 여러 Forum에서 언급한 바와 같이 Codes and Standards 를 볼 때 가장 주의해야 할 점 중의 하나가 제목, 목차, Scope, 강제성 (e.g., shall & should) 을 확인해야 하는 것이라고 봅니다.
또한 본문 (General + Specific) 과 Annex/Appendix (Specific-informative or normative) 를 모두 보며 그 강제성을 확인해야겠지요.
API RP 582에서 Annex B(normative) 는 Weld Overlay에 대한 것이고 2023 Ed. 신규 Annex C(normative) 는 Welding for ASS 에 관련된 것입니다.
우리가 가장 많이 다루는 304(L) SS or 316(L) SS의 Butt Welding 의 경우 FN 요구사항은 2016 Ed. 까지는 본문에 의거하여 “Should” 가 적용되고 2023 Ed. 부터는 Annex C (이전의 sec. 6이 이곳으로 이동되어 오며 강제성을 부여) 에 따라 “Shall”이 적용되는 것입니다.
이 강제성의 배경은 Committee Member들의 Company Standards가 이젠 거의 다 “Shall” 을 적용하기에 Should를 주장하는 명분이 거의 사라졌기 때문입니다. 이에 따라 3-4년 전 Draft (for 4th Ed.) 부터 Shall로 문구를 변경하여 검토를 해 왔으며 최종 Issue 에서 더 이상 반론이 없이 채택이 되었네요.
Hope this helps,
Thomaseun at yahoo.com
304는 FA mode로 구분되지만, 316은 A-F mode 입니다. 이는 화학성분에 따라 구분되는 것이기에 급냉이나 예열 등의 용접조건에 따라 달라질 수 있는 내용이 아닙니다. (물론 급냉 조건에서 완성된 조직의 F와 A의 비율에 차이는 날 수 있겠지요.)
FN 규제는 응고균열을 예방하기 위함이기에 사실상 Production에서 균열이 없고, 충분하게 안정적인 기계적 특성을 보인다면 문제는 없습니다. 앞서 언급한 바와 같이 용접조건에 따라 완성된 최종 조직의 F와 A 값에 차이가 날 수는 있겠습니다. 대부분 현장에서 자성을 이용한 측정 방식을 하다 보니 자주 측정값을 가지고 이견을 보이기도 합니다. 나름 다양한 현장 적용 방안을 시도해 보셨을 것으로 이해합니다. 현재로서는 기술적인 검토 보고서를 작성하여 발주처 승인을 득하는 방법을 추천드립니다.
대한용접기술사협회와 같은 공인 전문가 단체를 통해 기술검토보고서를 얻으시거나 작성된 보고서의 감수를 얻으시면, 발주처와 협의시에 좀더 공신력을 얻을 수 있겠습니다.