용접맨
2008-09-01 11:31:11
8
1154
듀플렉스 UNS31803 BUTT 용접(1G자세) 시 용접 후 7~10일 후 횡균열이 발생되고 있습니다. 저온 균열로 추정이 되는데 모재쪽 문제인지 검토 좀 부탁드립니다.
DSCN9754.jpg
More detail information (such as below) are required for the RCFA.
- Material (base metal & welding electrode) and thickness
- WPS (heat input, preheat, interpass temperature, welding process, gas, etc.)
- Hardness and microstructure (phase balance and precipitations)on the crack area
- Heat treatment of weldments (if you did)
- Repair welding history (if there is)
- NDE types and results after welding
- Whether the service fluid is contacted or not?
- Any other information
- Material (base metal & welding electrode) and thickness
- WPS (heat input, preheat, interpass temperature, welding process, gas, etc.)
- Hardness and microstructure (phase balance and precipitations)on the crack area
- Heat treatment of weldments (if you did)
- Repair welding history (if there is)
- NDE types and results after welding
- Whether the service fluid is contacted or not?
- Any other information
한가지 더 여쭙겠습니다
혹시 용접 입열량이랑 페라이트 함량 문제는 관련이 없는지요?
비드 사진을 보변 다층 패스 용접을 하면서 중앙부에 크랙이 발생되어있었습니다.
층간온도를 150도 이하를 안지켜서 페라이트 분율이 감소하면서 응력부식균열(SCC)에 취약해지면서 생긴 균열은 아닌지 다시 한번 자문을 구합니다.
DSCN9755.jpg
제 질문에 성심 성의껏 답변해주셔서 진심으로 감사드립니다.
좀 더 상세하게 설명을 드립니다.
1. 적용부위 : 열교환기 내부 HYDROCARBON GAS COOLER
2. 모재 : UNS31803, 용접재료 : E2209T1-1/-4(FCW)
3. 모재두께 : 25t
4. 용접 공정 : GTAW(ROOT & Fill)+FCW+FCW(Machine)
PQR 첨부 파일 참조 드립니다.
ResizeofDSC07915.JPG
The given data are still not enough to find the RCFA. Here is the summary of cursory review.
Since the transverse crack was happened 8 days after the welding (assumed before the service charge), I believe one of the best causes may be hydrogen induced crack (HIC). The following reasons are expected for this crack.
1. Low heat input (high ferrite contents on weldment). The HIC is more susceptible in ferritic structure compared to in austenitic structure. The heat input (major) is the most critical factor for the phase control even if the interpass temperature (minor) is also affect the phase ratio.
[Remedy]
- The target of ferrite volume should be 35 to 50% from the appropriate heat input control.
2. The crack may be initiated from root pass welding by GTAW because the moisture content in shielding gas of GTAW is high under no-controlled condition (or uncertified shielding gas).
[Remedies]
- The target of moisture in the gas should be max. 10 ppm.
- The deposit hydrogen content should be less than 18 ml/H2/STP/100g.
3. Geometry effect (such as restriction) : It is not clear in the photo. However it may be able to promote the likelihood of crack.
If you want to discuss continuously, please send me all data of my previous questions by email. (thomaseun at hanmail.net) Meanwhile I cannot read your attachments because they are not clear.
Since the transverse crack was happened 8 days after the welding (assumed before the service charge), I believe one of the best causes may be hydrogen induced crack (HIC). The following reasons are expected for this crack.
1. Low heat input (high ferrite contents on weldment). The HIC is more susceptible in ferritic structure compared to in austenitic structure. The heat input (major) is the most critical factor for the phase control even if the interpass temperature (minor) is also affect the phase ratio.
[Remedy]
- The target of ferrite volume should be 35 to 50% from the appropriate heat input control.
2. The crack may be initiated from root pass welding by GTAW because the moisture content in shielding gas of GTAW is high under no-controlled condition (or uncertified shielding gas).
[Remedies]
- The target of moisture in the gas should be max. 10 ppm.
- The deposit hydrogen content should be less than 18 ml/H2/STP/100g.
3. Geometry effect (such as restriction) : It is not clear in the photo. However it may be able to promote the likelihood of crack.
If you want to discuss continuously, please send me all data of my previous questions by email. (thomaseun at hanmail.net) Meanwhile I cannot read your attachments because they are not clear.
안녕하세요?
1. 듀플렉스 횡균열은 처음 봅니다.
2. 이종 접합에서 탄소강과 듀플렉스 용접부 간의 Underbead Crack 또는 비드간 응고 균열로 인한 종균열은 본 적이 있습니다만.
3. 과대 입열로 인한 이차 오스테나이트(Secondary Austenite) 석출, CrN 석출물 등은 부식 및 인성 저하와는 밀접한 관계가 있으나 균열과는 크게 상관없는 것으로 압니다.
4. 과대 입열시 Ferrite/Austenite 분열이 깨질 수는 있으나 이는 Austenite 조직량의 증가로 연성이 증가하며, Ferrite 조직의 과다와 이에 동반된 Hydrogen Crack 의심은 과소 입열, 즉, 급냉시 발생할 수 있으므로 귀하께서 과대 입열을 의심한다며 그 결과가 사뭇 다르네요.
5. 제 입장에서 가장 의심이 많이 되는 것은 Base Metal 또는 Filler Metal이 Duplex가 맞느냐 하는 것입니다. 가장 기초적인 의심을 던질 수 밖에 없는 이유는 발생한 문제가 정말 보기 드문 것이라 그렇습니다.
정확한 용접 조건이 있으면 좀 더 추론하기에 쉬우나 귀하께서 제공하신 제한된 정보하에 말씀드린 것이니 정말로 그 원인을 파악하시고자 한다면 더 많은 정보를 제공하여야 합니다.
첨언이지만, 여기서 많은 답변을 해 주시는 이진희박사님이나 Mr.Eun 같은 분들은 진심으로 여기에 질문을 올려 주시는 분들에게 도움을 드리고자 순수한 마음으로 많은 시간을 할애하여 답변하고 계신 줄로 압니다. 요즘 이 사이트가 많이 활성화되는 것 같아, 전에는 갖지 않던 관심을 저도 조금씩 가집니다. 나중에 비슷한 문제로 고생하게 될 지 모르는 후배들을 위해 하나의 현상에 명확한 결론들이 도출되는 아주 좋은 기술 사이트가 되기를 희망합니다.
이 유 철 올림
1. 듀플렉스 횡균열은 처음 봅니다.
2. 이종 접합에서 탄소강과 듀플렉스 용접부 간의 Underbead Crack 또는 비드간 응고 균열로 인한 종균열은 본 적이 있습니다만.
3. 과대 입열로 인한 이차 오스테나이트(Secondary Austenite) 석출, CrN 석출물 등은 부식 및 인성 저하와는 밀접한 관계가 있으나 균열과는 크게 상관없는 것으로 압니다.
4. 과대 입열시 Ferrite/Austenite 분열이 깨질 수는 있으나 이는 Austenite 조직량의 증가로 연성이 증가하며, Ferrite 조직의 과다와 이에 동반된 Hydrogen Crack 의심은 과소 입열, 즉, 급냉시 발생할 수 있으므로 귀하께서 과대 입열을 의심한다며 그 결과가 사뭇 다르네요.
5. 제 입장에서 가장 의심이 많이 되는 것은 Base Metal 또는 Filler Metal이 Duplex가 맞느냐 하는 것입니다. 가장 기초적인 의심을 던질 수 밖에 없는 이유는 발생한 문제가 정말 보기 드문 것이라 그렇습니다.
정확한 용접 조건이 있으면 좀 더 추론하기에 쉬우나 귀하께서 제공하신 제한된 정보하에 말씀드린 것이니 정말로 그 원인을 파악하시고자 한다면 더 많은 정보를 제공하여야 합니다.
첨언이지만, 여기서 많은 답변을 해 주시는 이진희박사님이나 Mr.Eun 같은 분들은 진심으로 여기에 질문을 올려 주시는 분들에게 도움을 드리고자 순수한 마음으로 많은 시간을 할애하여 답변하고 계신 줄로 압니다. 요즘 이 사이트가 많이 활성화되는 것 같아, 전에는 갖지 않던 관심을 저도 조금씩 가집니다. 나중에 비슷한 문제로 고생하게 될 지 모르는 후배들을 위해 하나의 현상에 명확한 결론들이 도출되는 아주 좋은 기술 사이트가 되기를 희망합니다.
이 유 철 올림
안녕하세요?
작업 사진을 보았습니다. FCW 용접이라 입열이 높을 것으로 보았는데, 작업물을 보아 하니
(1) 소재가 쉽게 열을 빼앗아 가서 냉각 속도가 빠를 것으로 판단되었고,
(2) FCW 자동으로 하다 보니 예상과 달리 작업 속도가 많이 지연되었을 것으로 판단하며(FCW 자동이 절대 수동보다 빠르지 않습니다. 1패스 지나가면 슬래그 털어야 하고 또 다시 캐리지를 조정하고 등등. 또 FCW 용접봉이 만약 Basic 타입이라면 그르부 사이에 끼여 있는 슬래그 제거에 만만치 않은 시간을 소비했을 것입니다. 즉, 입열의 주요 factor중 하나인 Travel Speed 및 층간 온도가 저입열 용접을 불러 왔을 것 같습니다)
(3) 또한 사용하신 FCW의 확산성 수소 제어가 쉽지 않았을 것으로 보이며 따라서 HIC 균열의 위험이 다소 있었던 것 아닐까 싶습니다.
(4) 여기에 FCW 자동의 경우 용접사가 용접 내내 용접물을 보았다고 할 수 없습니다. 따라서, 슬래그 혼입 구간, 일부 구불 구불한 비드 형상부 에서 다층 용접시 용입 불량으로 인한 응고 균열, 또한 소재 fit up 불량으로 Root부에서 시작된 오목 비드 발생(오목 비드의 경우 볼록 비드에 비해 균열 발생이 쉬움-비드 기하학) 등에서 시작된 HIC 균열이 아니었을까 싶습니다.
(5) 사용 FCW의 메이커를 알려 주시면 좀 더 참조가 될 터입니다. 듀플렉스 FCW의 경우 국산이 나오기는 하지만 아직까지 검증이 부족한 상태입니다. 즉, 듀플렉스의 FN값은 오직 Cr, Ni, Mo만으로 제어되는 것이 아니라 사사로운 미세 금속 부터해서 N(질소), O(산소) 등도 지대한 영향을 미치니 이런 부분도 세심한 관찰이 필요합니다. 즉, 용접봉 자체의 FN이 정상 용접 조건에서도 잘 얻어지는지 필요한 것입니다. 불순물 제어 부분도 마찬가지입니다.
저도 용접을 전문으로 하는 공장(하드페이싱 및 화공기 오버레이)을 운영하면서 참 많은 것을 배웠습니다만, 위 Case에 해당하는 가장 큰 교훈 중에 하나는 합금용 FCW는 후판 자동 다층 용접(단층 용접 또는 필렛 용접은 괜찮습니다)에는 별로 적합하지 않은 프로세스라는 것입니다. 두 가지 이유가 있는데요. (1)는 절대 자동이 빠르지 않다는 점과 (2)는 용접사가 절대 용접물을 지속적으로 보지 않는다는 점입니다.
FCW 자동 다층 용접에서 용접사가 용접물을 계속 봐 가면서 슬래그 혼입이나 용락, 용입 불량 등을 체크해 나가라 하는 것은 무리 중에 무리입니다. 따라서, 차기 공사에는 FCW 자동보다는 FCW 수동 작업 지시하는 것이 그래도 나을 것입니.(만약 FCW를 계속 지향하신다면)
용접봉 자료도 보내 주시면 좀 더 정확히 접근할 수 있을 것 같습니다.
이 유 철
작업 사진을 보았습니다. FCW 용접이라 입열이 높을 것으로 보았는데, 작업물을 보아 하니
(1) 소재가 쉽게 열을 빼앗아 가서 냉각 속도가 빠를 것으로 판단되었고,
(2) FCW 자동으로 하다 보니 예상과 달리 작업 속도가 많이 지연되었을 것으로 판단하며(FCW 자동이 절대 수동보다 빠르지 않습니다. 1패스 지나가면 슬래그 털어야 하고 또 다시 캐리지를 조정하고 등등. 또 FCW 용접봉이 만약 Basic 타입이라면 그르부 사이에 끼여 있는 슬래그 제거에 만만치 않은 시간을 소비했을 것입니다. 즉, 입열의 주요 factor중 하나인 Travel Speed 및 층간 온도가 저입열 용접을 불러 왔을 것 같습니다)
(3) 또한 사용하신 FCW의 확산성 수소 제어가 쉽지 않았을 것으로 보이며 따라서 HIC 균열의 위험이 다소 있었던 것 아닐까 싶습니다.
(4) 여기에 FCW 자동의 경우 용접사가 용접 내내 용접물을 보았다고 할 수 없습니다. 따라서, 슬래그 혼입 구간, 일부 구불 구불한 비드 형상부 에서 다층 용접시 용입 불량으로 인한 응고 균열, 또한 소재 fit up 불량으로 Root부에서 시작된 오목 비드 발생(오목 비드의 경우 볼록 비드에 비해 균열 발생이 쉬움-비드 기하학) 등에서 시작된 HIC 균열이 아니었을까 싶습니다.
(5) 사용 FCW의 메이커를 알려 주시면 좀 더 참조가 될 터입니다. 듀플렉스 FCW의 경우 국산이 나오기는 하지만 아직까지 검증이 부족한 상태입니다. 즉, 듀플렉스의 FN값은 오직 Cr, Ni, Mo만으로 제어되는 것이 아니라 사사로운 미세 금속 부터해서 N(질소), O(산소) 등도 지대한 영향을 미치니 이런 부분도 세심한 관찰이 필요합니다. 즉, 용접봉 자체의 FN이 정상 용접 조건에서도 잘 얻어지는지 필요한 것입니다. 불순물 제어 부분도 마찬가지입니다.
저도 용접을 전문으로 하는 공장(하드페이싱 및 화공기 오버레이)을 운영하면서 참 많은 것을 배웠습니다만, 위 Case에 해당하는 가장 큰 교훈 중에 하나는 합금용 FCW는 후판 자동 다층 용접(단층 용접 또는 필렛 용접은 괜찮습니다)에는 별로 적합하지 않은 프로세스라는 것입니다. 두 가지 이유가 있는데요. (1)는 절대 자동이 빠르지 않다는 점과 (2)는 용접사가 절대 용접물을 지속적으로 보지 않는다는 점입니다.
FCW 자동 다층 용접에서 용접사가 용접물을 계속 봐 가면서 슬래그 혼입이나 용락, 용입 불량 등을 체크해 나가라 하는 것은 무리 중에 무리입니다. 따라서, 차기 공사에는 FCW 자동보다는 FCW 수동 작업 지시하는 것이 그래도 나을 것입니.(만약 FCW를 계속 지향하신다면)
용접봉 자료도 보내 주시면 좀 더 정확히 접근할 수 있을 것 같습니다.
이 유 철
공지사항
아시겠지만 DSS는 매우 용접성이 좋은 재질입니다.
고온의 응고 균열, 저온의 취성 모두 양호한 특성을 가지고 있지요
매번 해왔던 작업이라면 당연히 모재쪽을 의심해 볼 수 있겠으나, 그렇다면 균열이 모재쪽 부터 시작하거나 아니면 적어도 모재쪽으로 크게 전파되었어야 정상이겠지요
원인 분석을 하기 위해서는 시편의 파면 분석이 필요합니다.
파면 분석에 도움이 필요하시면 별도로 연락주세요
Jinhee.Lee.Pe@gmail.com