가장 일반적인 이해는 CTOD나 Impact Test나 같은 개념으로 이해하면 됩니다.

지금 제시된 온도 조건에서 일반적인 탄소강이 문제가 될 가능성은 그리 많지 않습니다.

저온의 인성을 확인하는 과정이니, 입자 미세화, 가능한 다층 용접을 통한 잔류응력의 감소, 불순물 원소의 제거 등 일반적인 개념으로 적용하시면 됩니다. 그외의 특별한 고민이 있다면, 추가적으로 논의하시죠.

안녕하세요 동국제강의 김기혁기술사입니다 

제시된 온도에서는 문제가 없는 편입니다 다만 -20도씨 전후로 내려가면 값이 안나오는 경우가 많습니다 용접금속의 경우는 탄소강 열영향부 대비 값이 안나오는 편이기도 합니다 충격시험값이 -40도씨 수백J이 나오더라도 비례적이진 않지만 -20도씨 파괴인성값은 안나오는 경우가 많으니 참고하시길 바랍니다. 합불의 크리티컬한 온도구간에 해당되어 작업성보다 기계적 특성값이 잘나오는 2014년 기준 염기성계 용접재료를 활용해야 유리했습니다 (당시는 FCW조건은 염기성계만 가능하고 용접재료사 연구소에서는 AWS  G코드로 개발진행)

CTOD는 두께가 두꺼울수록 값이 안나옵니다. 인터넷 기사들로 찾아보신것은 박판계열이 잘 안나오지만 , 후물류 80T, 100T등은 용접봉 사용에 따라 상당히 불량이 많이 납니다.  비용과 시간도 많이 들기 때문에 쉽게 OK 하기는 힘듭니다. 
용접봉 메이커 마다 TEST의 조건이 차이가 있습니다. 확인후 진행하시는게 낫습니다.

지난 5년동안 CTOD 20번 Fail 했었습니다

안녕하세요, 김영복 기술사 입니다.

아래에 (설명) 참고하세요..

모 현장에서 저온에서 CTOD 값을 가지고 말이 많습니다. 섭씨 -10도 & 0도 에서 각각 CTOD Test 를 하라고 합니다.

인터넷에 자료를 찾아보니 -10도 & 0도 CTOD Test 온도는 큰 문제가 아니다 라는 것은 있네요.

실제 그렇게 해도 문제가 없는지요?

(설명) 정확히 하면 문제가 없을 가능성이 높다고 이해하시는게 좋을 듯 합니다.

         (용접시 문제없고, 시편가공도 문제 없고 등등)

그리고 만약 -29도로 CTOD Test 를 하면, CTOD 값에 문제가 생길까요?

(설명) 용접 프로세스가 GT+SM 으로 이해 됩니다. 이 프로세스들은 일반적으로 저입열 용접이기 때문에

          유리할 수 있겠습니다. 하지만 문제가 안 생긴다고 장담할 순 없겠습니다.

이건 인터넷을 아무리 찾아봐도 그 내용을 찾을 수 없었습니다. 

모재는 API 5L X60 이고 사용용접봉은 ER70S-6, E7018-1 계열은 사용합니다. 

(설명) 해당 용접재료들은 기본적으로 저온 충격에 대한 저항성은 가지고 있습니다.

          CTOD 시험관련 참고할 정보는 구매하고자 하는 용접재료사에 문의해 보시면 도움을 받으실 수 있습니다.

ER70S-6 대신 ER70S-2 나 3 혹은 G 를 사용해도 무방합니다.

그리고 똑같은 용접봉을 사용해서 CTOD 값을 어떻게 하면 올릴 수 있는지 궁금합니다.

(설명) 중요한 게 용접열관리(예열, 층간온도, 냉각속도, 용접조건) 및 적절한 용접재료 사용으로 인한 원하는 금속조직 형성이겠습니다.

용접봉 사용 제한이 있습니다.

용접봉중 Ni 함량은 최대 0.3%, Si 은 최대 0.8% 입니다. 

Line 에 CO2 가 어느정도 포함되기 Sour Service 때문이라 이런 조항이 있는 것 같습니다. (Preferential weld corrosion) 

Ni 함량이나 Si 함량이 높으면 Impact 값과 CTOD 값이 좋다는 것은 알고 있습니다. 

안녕하세요.

많은 답변 감사합니다.

좀 다른 접근을 해보려고 합니다.

Preferential Weld Corrosion 은 부식환경에서 (ex, CO2 가 녹아있는 유체) (1) weld metal 및 (2) HAZ 이 (3) 모재 parent metal 보다 anodic 하게 되어, galvanic corrosion 을 일으킨다는 mechanism 입니다. 이는 unfavorable area effect (small anode large cathode) 로인해 부식속도가 anode 와 cathode 가 동일한 크기 일때보다 100~1000배 정도 높다고 합니다.

여기서 주의깊게 보아야 할 것은 fluid 가 닿는 부분에서 galvanic corrosion 이 생긴다는 것이지, fluid 가 닿지 않는 outer surface 는 galvanic corrosion 이 상대적으로 적거나 혹은 없을 수 있습니다.

그래서 fluid 에 영향을 많이 받는 1st layer, 2nd layer 만 용접봉의 Nickel & Silicon 함량을 규제하고, 나머지 layer 는 Nickel 함량이 최대 1% 이하의 용접봉을 사용하여 용접을 하려고 계획 중입니다. 어디보니 Silicon 함량이 0.4% 전후일때 CTOD 값이 제일 높다고 하니 이점 고려예정입니다.

나중에 이와 관련하여 자료가 Update 되면 결과를 알려드리도록 하겠습니다.

감사합니다. 즐거운 주말 되십시요

이규확