안녕하세요
저희는 PTA(Purified Terephthalic Acid)를 생산하는 회사입니다.
제품생산을 위해 PTA Powder에 함유된 물(초산 500ppm 함유)을 Dryer를 이용해
건조시키는 공정이 있으며 열원으로 Welded Pipe(SUS304L, 3B, 4t) 내부에
Steam(5kg/cm2, 158도)을 투입하여 사용하고 있습니다
원주방향으로 충격에 의한 절단이 발생된 적은 있으나 첨부 사진과 같이
원소재(용접부 아님) 길이방향으로 균열이 발생한 경우는 처음인데요
사진 보시고 균열 원인에 대한 전문가 분들의 의견 부탁드립니다.
감사합니다
우선 다음의 자료가 추가로 제공되기를 희망합니다.
1. 파괴된 소재가 CS인지 304L SS인지 다시 확인이 필요합니다. Material Standard No. ?
2. 파괴된 소재가 Welded Pipe인지 확인이 필요합니다.
3. 사용된 기간
4. 운전 조건 (P & T at external, Fatigue, Upset)
5. Service (Chemical Balance Table: PTA __%, Water ___%, pH?, 초산 500 ppm, Others) for External Surface- Internal: steam (5kg/cm2, 158C, Dissolved oxygen-ppm?, Chloride-ppm?)
6. Inspection Data at cracked area (hardness, PMI, thickness-remained & initial)
솔직하게 말씀드리면, 사진만 보고는 뭐라고 단정할 수 없습니다.
다만, 길이 방향으로 균열이 발생했으면, 내부이건 외부이건 가해진 응력은 지금 진행된 균열에 수직한 방향으로 가해졌을 것입니다.
그렇다면 무엇이 그런 응력을 유발했는지를 혹은 기존에 주어진 응력을 왜 해당 부위에서 견디지 못했는지를 확인해 봐야하겠습니다.
부식에 의해 두께가 얇아 져서 응력을 견디지 못할 수도 있고, 취성이 발생하여 연성을 잃고 균열로 이어졌을 가능성도 있겠습니다.
하지만 어떠한 경우에도 주어진 응력의 급격한 변동이 없었다면, 지금의 균열을 유발한 것은 해당 부위의 조직이 예전과 같지 않은 상태가 되어 더이상 주어진 응력에 저항하지 못하는 상황이었을 것 입니다. 배관재가 손상을 입으면 대개 지금과 같이 길이 방향으로 손상이 발생하게 되는데, 이는 조직 변화 등의 손상의 요인에 의해 기계적 특성이 변화하면서 응력을 이기지 못하고 균열 혹은 Rupture에 이르게 됩니다.
해당 부위의 조직 검사를 통해 어떤 상황에 노출되었는지를 확인하면 어렵지 않게 원인을 추정할 수 있을 것으로 예상합니다.
국내에 많은 손상 원인 분석을 수행하는 곳이 있지만, 금속재료만의 관점 뿐만 아니라 공정 전체의 여건을 포함한 종합적인 분석과 평가를 수행하는 곳은 그리 많지 않습니다. 시편의 단면의 조직 변화와 이에 따른 기계적 특성의 변화 그리고 전체적인 두께의 Profile 등의 외형적인 변화 상황을 확인하고 이를 해당 부품의 운전 조건과 연계한 분석과 평가가 필요합니다.
원하신다면, 전문가들로 구성된 진단팀을 연계해 드리겠습니다.