은석준
2008-11-22 12:09:16
1
855
안녕하십니까?
용접부 procedure qualification test중 궁금한 것이 있어 문의 드립니다.
모재는 두께 50mm의 SB409-N08810, 용가재 ENiCr-3 용접법은 GTAW로 용접하고, 용접후 900도에서 PWHT를 하였고 냉각률은 시간당 50도로 서냉 하였습니다.
시험 결과가 인장강도 614~635N/mm2 (62.6~64.8KG/mm2) 굽힘시험도 no defect고 다른 값은 다 문제가 없으나 경도 값에서 문제가 있어서 문의 드립니다.
Vickers(HV10) 실측값
Base metal : 170~186
HAZ : 192~221
Weld : 231~249
Rockwell(HRB, steel ball사용) 실측값
Base metal : 80.3~86.2
HAZ : 84.8~89.4
Weldment : 85~88.7
ASTM E140 Table.3에 따라 HV로의 대략적인 환산 값이
Base metal : 80.3~86.2 → 151~171
HAZ : 84.8~89.4 → 167~185
Weldment : 85~88.7 → 168~182
경도 시편의 두께는 충분히 두꺼웠고 측정부 사이의 거리도 2.5D이상으로 충분하게 하였습니다.
측정부는 거울면으로 연마하여 용접 비드가 보이게 살짝 에칭하였습니다.
두 가지 방법으로 측정을 하였는데 두값의 환산치가 차이가 심하여 재시험을 몇번 하였으나 결과는 항상 비슷하였습니다.
문제가 되는 것이 이 건의 경우 800H자재의 용접부의 경도 값이 Owner spec. 상에 procedure qualification test시 200HV10Kg을 초과하면 안된 다고 되어있습니다.
이 로크웰과 비커스 두 값이 이렇게 차이가 나는 확실한 이유를 찾지 못하고 있습니다. 환산 값은 참고적인 수치고 차이가 나는 경우가 있었으나 이렇게 실제값과 차이가 많이 난다면 이런 경우 의미가 없을것 같고 어딘가 문제가 있는거 같습니다. 여러 방면을 찾아봤지만 참고 할만한 것이 잘없습니다.
전체 기기는 SA240-304H로 되어있으나 innet부의 온도가 높아 그 부위의 shell이 800H로 되어있습니다.(innet부 850℃ 다른 부위 800℃ 미만)
재료의 특성상 로크웰 값과 비커스 값이 이렇게 차이가 날수 있는지, 경도 시험편 표면이 시편준비과정 혹은 에칭으로 경화되어서 비커스 값만 높게 차이가 날수있다면 유독 용접부만 저렇게 심하게 차이가 날수 있는지, 800H 자재에서 상온 경도 치를 제한 해야 하는 이유가 무엇인지를 알고 싶습니다.
날씨가 많이 쌀쌀합니다. 감기조심하시고 항상 건강 하십시요.
용접부 procedure qualification test중 궁금한 것이 있어 문의 드립니다.
모재는 두께 50mm의 SB409-N08810, 용가재 ENiCr-3 용접법은 GTAW로 용접하고, 용접후 900도에서 PWHT를 하였고 냉각률은 시간당 50도로 서냉 하였습니다.
시험 결과가 인장강도 614~635N/mm2 (62.6~64.8KG/mm2) 굽힘시험도 no defect고 다른 값은 다 문제가 없으나 경도 값에서 문제가 있어서 문의 드립니다.
Vickers(HV10) 실측값
Base metal : 170~186
HAZ : 192~221
Weld : 231~249
Rockwell(HRB, steel ball사용) 실측값
Base metal : 80.3~86.2
HAZ : 84.8~89.4
Weldment : 85~88.7
ASTM E140 Table.3에 따라 HV로의 대략적인 환산 값이
Base metal : 80.3~86.2 → 151~171
HAZ : 84.8~89.4 → 167~185
Weldment : 85~88.7 → 168~182
경도 시편의 두께는 충분히 두꺼웠고 측정부 사이의 거리도 2.5D이상으로 충분하게 하였습니다.
측정부는 거울면으로 연마하여 용접 비드가 보이게 살짝 에칭하였습니다.
두 가지 방법으로 측정을 하였는데 두값의 환산치가 차이가 심하여 재시험을 몇번 하였으나 결과는 항상 비슷하였습니다.
문제가 되는 것이 이 건의 경우 800H자재의 용접부의 경도 값이 Owner spec. 상에 procedure qualification test시 200HV10Kg을 초과하면 안된 다고 되어있습니다.
이 로크웰과 비커스 두 값이 이렇게 차이가 나는 확실한 이유를 찾지 못하고 있습니다. 환산 값은 참고적인 수치고 차이가 나는 경우가 있었으나 이렇게 실제값과 차이가 많이 난다면 이런 경우 의미가 없을것 같고 어딘가 문제가 있는거 같습니다. 여러 방면을 찾아봤지만 참고 할만한 것이 잘없습니다.
전체 기기는 SA240-304H로 되어있으나 innet부의 온도가 높아 그 부위의 shell이 800H로 되어있습니다.(innet부 850℃ 다른 부위 800℃ 미만)
재료의 특성상 로크웰 값과 비커스 값이 이렇게 차이가 날수 있는지, 경도 시험편 표면이 시편준비과정 혹은 에칭으로 경화되어서 비커스 값만 높게 차이가 날수있다면 유독 용접부만 저렇게 심하게 차이가 날수 있는지, 800H 자재에서 상온 경도 치를 제한 해야 하는 이유가 무엇인지를 알고 싶습니다.
날씨가 많이 쌀쌀합니다. 감기조심하시고 항상 건강 하십시요.
공지사항
하지만, 그냥 몇가지 단서들과 경험치만을 기준으로 의견드립니다.
우선 Inconel 800H는 고온용 강재이면서도 일반적인 ASS와 같이 Cr-Caride석출에 의해 내식성이 저할 수 있지만, 반대로 그러한 석출물에 의해 고온강도가 향상되는 특성이 있습니다.
즉, 540 ~ 1095도 사이의 온도에서 Carbide의 석출이 발생하게 됩니다.
용접부 경도가 높게 나타난 것은 이들 석출물 상에 의한 것으로 판단하며, 더불어 용접금속에 포함된 Mo 석출물에 의해 더더욱 경화가 진행된 것으로 추정합니다.
따라서 서냉은 부적절한 선택으로 판단하며, 지금 보다 좀더 빠른 냉각 속도가 유효한 것으로 추천합니다.
자세한 내용은 Inconel 800H, 800HT에 대한 Mill Maker의 자료를 보시면 뭔 얘기인지 이해가 되실 겁니다.
여기 기술문서에 간략한 경도환상에 의한 문제점을 소개한 자료가 있습니다.
각 경도 기준은 나름대로 다 이유가 있는 것입니다.
비록 환산표가 있긴 하지만, 그건 어디까지나 Can be Convertible인 것이고, Conversion된 Data를 가지고 합부 판단을 하게 되면 자칫 문제를 야기할 수 있습니다.
NACE Code에 보면 Basemetal의 경도는 22HRC
Field 관리 기준의 용접부 경도는 200BHN
그런가 하면 PQT상의 용접부 경도는 최고 275HV
상식적으로 어떻게 22HRC (235BHN)의 모재를 가지고 200BHN을 만들수 있겠습니까?
작은 압자를 가지면 금속조직 중에 가장 딱딱한 곳만을 찍을 수도 있고, 좀 큰 압자를 가지고 찍으면 무른곳과 딱딱한 곳을 함께 찍을 수도 있는 것이지요.
그래서 각 Code와 Spec.별로 서로 다른 경도 기준을 제시하고 있는 것입니다.
찍으라고 하는 대로 찍어서 평가하는 게 제일 좋습니다.