장걸
2016-07-22 14:44:09
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2002
안녕하십니까. 항상 소중한 답변 감사드립니다.
SA312 TP347 재질(Pipe)의 열처리에 대한 질문을 드리겠습니다.
발주처에서 TP347 자재에 대한 Stabilizing이 요구가 되었는데요
자재 공급처 에서는 Annealing만 실시한 상황으로 Stabilizing을 추가로 해야하는 상황 입니다.
제 질문은 추가로 Stabilizing을 하는 이유가 무었인지 입니다.
Annealing으로는 어떤 부족한 부분을 보완하려는 것인지? 무슨 장점이 있는지? 등에 대한 것들과
추가 Stabilizing을 하지않고 guarantee할 수 있는 방법은 없을지 입니다.
선배님들의 친절한 답변을 바랍니다. 감사합니다.
ASME B&PVC Sec. II, Part A, SA-312를 읽어보셨는지요.
적용년도가 없으므로, 일단 최신판의 재료로 설명을 드리려 합니다.
6.2항에 열처리에 대한 요건이 있습니다.
6.2 Heat Treatment— All pipe shall be furnished in the
heat-treated condition in accordance with the requirements
of Table 2. Other than for Grades S33228, S30815, S31272
and the “H” grades, seamless pipe immediately following
hot forming may be individually quenched in water or
rapidly cooled by other means, provided that the temperature
of the pipes after hot forming is not less than the
minimum specified solution treatment temperature. For H
Grades, as well as Grades S33228, S30815, and S31272,
the pipes shall be reheated to the specified solution treatment
temperature for the required time before quenching.
모든 배관은 표2의 요건에 따라 열처리한 상태로 공급하여야 한다. 라고 되어 있습니다. 위의 Stabilizing Heat Treatment는 Supprementary Requirements(보완요건) S6.에 있습니다. Stabilizing Heat Treatment(안정화열처리)라는 요건으로,
S6. Stabilizing Heat Treatment
S6.1 Subsequent to the solution anneal required in 6.2,
Grades TP309HCb, TP310HCb, TP321, TP321H, TP347,
TP347H, TP348, and TP348H shall be given a stabilization
heat treatment at a temperature lower than that used for
the initial solution annealing heat treatment. The temperature
of stabilization heat treatment shall be at a temperature
as agreed upon between the purchaser and vendor.
6.2항에서 요구하는 고용화어닐링후 등급 TP347 등은 처음 고용화어닐링 열처리 온도보다 낮은 온도로 안정화열처리를 하여야 한다.라고 되어 있습니다.
문제는 Supprementary Requirements(보완요건)의 적용에 대한 것입니다.
보완요건 밑에 이런 글이 있습니다.
One or more of the following supplementary requirements shall apply only when specified in the purchase order. The purchaser may specify a different frequency of test or analysis than is provided in the supplementary requirement. Subject to agreement between the
purchaser and manufacturer, retest and retreatment provisions of these supplementary requirements may also be modified.
다음 보완요건은 구매계약서에 규정된 경우에만 적용하여야 한다.
배관제작자에게 미리 보완요건이 적용되는 것을 알려주었어야, 안정화열처리에 대해서 실시를 할 것입니다. 구매계약서에 명확히 안정화열처리를 한다고, 온도는 몇도로 한다는 것이 명시되어 있어야 합니다.
발주자가 그냥 Stabilizing하라고 해서 하는 것이 아니라는 이야기입니다.
발주자, 제작사, 배관제작사가 SA-312를 명확히 읽으실 필요가 있다고 생각됩니다.
Stabilizing (Heat Treatmemt)의 이유는 여러가지가 있습니다.
347의 경우는 안정화원소인 Nb(Cb)를 넣어서 C가 Cr과 결함되지 못하도록 NbC를 형성토록 하는 목적이 있습니다. 이런 강종을 안정화처리강(Stabilized Stainless Steel)이라고 합니다. 이렇게 되도록 하는 것이 안정화열처리입니다.
앞서 홍만화님이 어려운 얘기들 쉽게 설명해 주셨는데, 저는 좀더 편하게 설명드리겠습니다.
우리가 탄화물이라고 하는 Cr-C는 부식관점에서 좋을 게 없습니다.
그래서 이것 대신에 NbC나 TiC를 만들어서 CrC가 형성되지 않도록 하고 싶은데, 문제는 Nb나 Ti이 노는 온도가 Cr이 노는 온도와 다릅니다.
그래서 Cr이 C와 만나서 탄화물을 만드는 온도 영역에서는 Nb나 Ti은 제 역할을 할 수 없고, 반대로 Nb나 Ti이 C를 만나서 탄화물을 만드는 온도에서는 Cr은 힘이 없어서 그냥 구경만 하고 있어야 합니다.
그리고 일단 고온에서 NbC나 TiC가 만들어 지고 나면 이후의 서냉 과정에서 Cr의 활성 영역에 들어가도 이미 만들어진 탄화물들에 의해 더 이상의 CrC가 형성되지 못합니다.
그래서 Stabilization 온도인 약 850 ~ 950도 범위에서 별도의 열처리를 하는 것입니다.
위에 언급한 Annealing은 Solution Annealing입니다.
이 상태에서는 조직에 탄화물이 없는 것이고 이게 온도가 내려가면서 혹은 올라가면서 Cr이나 Nb 혹은 Ti의 활성 온도 영역에 들어가면 탄화물이 형성되는 것이지요.
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