제작이 완료된 SM355 및 SM275 철골 부재의 재질을 구분하는 방법에 대해 문의드립니다.
현재 해당 부재들은 제작이 완료된 상태로,
스티커· color code등 초기 재질 식별 표시가 남아 있지 않은 상황입니다.
일반적으로는 기계적 시험(인장시험)을 통해 항복강도 차이로 구분할 수 있으나,
구조물 상태에서 시편 채취가 필요한 점 등 현실적인 제약이 있습니다.
이에 따라 다음 사항에 대해 문의드립니다.
1. 기계적 시험(인장강도 시험) 외에
제작 완료된 상태에서 SM355와 SM275를 구분할 수 있는 다른 방법이 있는지요?
초기에는 강도 차이에 따른 경도 차이로 구분 가능할 것이라 판단하였으나,
KS D 규격을 확인한 결과 인장강도값이 상호 중첩되는 구간이 존재하여
경도시험만으로는 명확한 구분이 어려울 것으로 판단됩니다.
2. 제작이 완료된 이후에도 적용 가능한
현실적·공식적인 재질 식별 방법이 있는지요?
3. 추가적으로,
제작 완료된 철골 부재의 재질을 사후에 식별하거나 관리하기 위해
실무적으로 권장되는 방법이나 사례가 있다면 공유 부탁드립니다.
답변 감사합니다 박사님!
위의 두가지 강종이 MTR로 구분이 안될 경우 또는 MTR이 없는 경우 인장 시험을 하기 전에는 Hardness와 Mn의 량으로 구분할 수 밖에 없습니다. SM355를 SM275로 사용하는 경우에는 TS가 550MPa를 초과하지 않은 한 문제가 없지만 SM275를 SM355로 사용하는 경우에는 TS가 490MPa 이상이 되어야 합니다. TS가 490MPa 이상에서는 Hardness 가 대개 149-150Hv 이상이 나오지만 TS가 410MPa 에서는 Hardness 가 대개 120Hv 정도밖에 나오지 않습니다. 이때 정확도를 위해서는 Vicker Hardness의 사용이 적극 추천됩니다. Mn은 강도를 높이는 중요한 Element이지만 만약 강도가 490MPa이상 (경도로는 대개 149-150Hv 이상) 이라면 Mn이 1.4wt%이하이라도 (이럴 가능성은 아주 낮지만) 두 강종 모두의 적용에 문제가 없습니다. 역으로 말하면 Mn이 1.4-1.6wt%를 유지하더라도 강도를 490MPa이상 (경도로는 대개 149-150Hv 이상) 으로 맞출 수 없으면 해당소재는 SM355로 사용이 불가능 합니다.
한편, 철골 자재의 Traceability를 확보하기 위해서는 원소재에서 잘려져 사용되는 부품소재에 QA-QC 담당자 입회 하에서 지속적으로 Marking (Painting or Metal Punching)을 하는 것이 가장 기초적인 방법입니다.
당연히 상기 두 종류 외에 어떤 자재인지를 전혀 모를 때에는 PMI부터 시작해야겠지요.
답변 감사합니다
이런 경우, 참 난감합니다.
현재 가용한 방법은 아마도 PMI 뿐일 것인데, 문제는 이미 확인한 바와 같이 각 재질의 Standard상 화학성분이나 기계적 특성이 약간씩 중복되는 범주내에 있기 때문입니다. 그래서 단순히 성분 분석만으로는 확정하기가 어렵습니다.
하지만, 실제로는 POSCO나 현대제철에서 생산되는 이 두 강재의 화학성분은 약간의 특징적인 구분이 있습니다.
제철소에 따라 다르겠지만, SM275는 상대적으로 망간 함량이 작아서 0.8~1.2% 정도이고, SM355는 이보다 높아서 1.3~1.6% 정도의 범위가 됩니다.
따라서 현실적으로 제일 좋은 방법은 PMI를 실시하고, 실제 저 강종의 Mill Certificate의 성분 내용을 평균과 산포도로 구분하여 그 범주를 확인하고 그에 따라 판정하는 것이 좋겠습니다.