김종수
2019-06-18 16:18:24
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평소 많은 가르침에 감사드리며, 용접봉 재질 관련하여 조언을 구합니다.
아래와 같은 Working service 온도에 사용되는 해당 재질의 Pipe에 대하여 ER347/E347로 용접을 실시하였고, API582에 따라 용접봉 재질선정에도 문제가 없는 것으로 이해가 됩니다.
1) Base Mat'l: SA240 TP347 to SA240 TP347
2) Service Temp.: In the range of 450'C to 850'C
그러나, 고온에서 장시간 사용되는 이러한 347 재질은 HAZ부에 시그마상을 형성하게되고, 이로 인하여 Ductility를 떨어뜨리거나 내부식성을 악화시켜 결국 Crack을 발생시킬 수 있다는 자료를 보았습니다.
그래서인지, 일부 용접봉 Maker에서는 E16-8-2를 347대신 추천하고 있음을 알게 되었고, Spec 요구사항 중에는 19t를 초과하는 재질에 대하여 초층은 347로 용접을 하고 나머지는 E16-8-2를 적용하라는 내용도 있음을 접하게 되었습니다. (347의 Hot crack의 경우, Outer로부터 crack이 시작되는 점을 감안하여 나머지층을 E16-8-2를 적용하라는 것으로 이해됩니다. 혹시 아니라면 지적 부탁드립니다)
그래서, 선배님들은 347 용접봉의 이러한 문제점에 대하여 어떻게 생각을 하시는지, 그리고 어떻게 현업에 접근하는 것이 맞을지 조언 부탁드립니다. 감사합니다.
E16-8-2 Welding 은 적은 ferrite를 가짐에도 solidification cracking의 저항이 우수하고 그 적은 ferrite로 인해 고온에서 intermetallic compounds (i.e., sigma & chi)의 생성이 억제되어 800C (1472F) 까지의 고온 creep ductility & thermal fatigue 저항성이 우수한 특징을 가지므로 정유, 석유화학, 암모니아, 화력 발전 등에서 가끔 사용되고 있습니다. 그런데 850C 까지는 낮은 creep strength로 인해 적용 사례가 있는지 의문이네요.
일반적으로 E16-8-2 의 Mo 가 고온에서 secondary phase를 촉진하므로 대개 max. 1.5%Mo로 제한하여 사용하게 됩니다. 그러나 어떤 고온 부식 분위기에서는 Mo를 2.5-3.5% 요구하기도 하므로solidification cracking, intermetallic compounds, secondary phase, 특정 고온 부식 분위기 등을 종합적으로 진단하여 그 사용 여부가 결정되어야 할 겁니다. 복합 fillers의 적용 방법도 이런 용도에 맞추어 선정되어야 하겠지요.
따라서E16-8-2 Welding (복합 fillers의 적용 시 그 Procedure포함) 은 아직은 제조사의 선택 사항이 아닌 client사의 요구 사항에 의해 결정되는 경우가 대부분입니다. 물론 운전 조건을 모두 고려하여 최적안 (WPS/PQR)을 만들어 Client에게 승인 받는 것도 한 방법이겠지만요.
Hope this helps,
Thomas Eun
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