안녕하세요. 부식 공부중인 신입 엔지니어입니다.

 

오스테나이트 스테인리스 용접부에서 발생하는 부식에 대해서 질문드립니다.

 

1. Weld Decay는 용접비드에서는 생길수가 없나요?

 

Code 및 기타자료의 그림자료에 따르면 Weld Decay의 위치가 HAZ인 것을 확인할 수 있고, 입계부식의 일종으로 예민화온도인 400~600도 정도에서 발생한다고 되어있습니다.

 

하지만 모든 용접부가 냉각과정에서 400~600를 거칠수밖에 없는데, 용접비드에서는 발생하지 않는지 궁금합니다.

 

만약 HAZ에서만 발생한다면 그 위치에서 발생하는 근거가 궁금합니다.

 

 

2. PASCC와 Cl SCC의 구별법에 대해서 궁금합니다.

 

제가 알고 있는 것은 Crack이 입내에서 생기는지, 입계에서 생기는지로 판별한다는 점입니다. 혹시 제가 알고있는 것이 맞는지 궁금합니다.

관리자 2024-06-01 10:39

간단하게 답변드립니다.

1. Weld Bead에서도 충분하게 서냉하면 생길 수 있습니다.

Weldmetal 그 자체에서도 충분하게 서냉한다면, Weld Decay는 생길 수 있습니다. 하지만 대개의 경우에는 Weldmetal자체의 냉각속도가 워낙 빠르기에 위험 구간을 빠르게 지나간다고 이해하시면 됩니다.  그래서 800-500 구간이 Weldmetal의 조직 관점에서 뿐만 아니라 Weld Deacy 관점에서도 중요합니다. Muti-pass로 용접하게 되면, 이전 용접 Pass는 후속 용접 Bead 열에 의해 sensitization이 발생할 수 있겠으나, 그 조직은 바로 부식환경에 노출되지 않기 때문에 손상이 안되는 것입니다. 만약 일반 ASS 재질을 정비 과정에서 어떤 사유로 이미 완성된 Cap pass를 그라인더로 제거하였다면,  그 부분은 운전과정에서 Weld Decay가 발생할 수도 있습니다.

 

2. PASCC와 CLSCC는 발생 원인이 다릅니다. 

ASS에서 입계예민화가 먼저 생기고, 그 부분을 따라서 부식이 진전되고, 결과적으로 가장 흔하게 발견되는 것이 IG이긴 합니다.  하지만 모든 SCC는 주어진 응력수준에 따라 IG와 TG의 양상을 모두 가질 수 있습니다. PASCC와 CLSCC를 손상 분석없이 외관만으로 구분하는 것은 쉽지 않습니다.  온도와 부식인자 등의 운전 조건, 재질과 열처리 유무, 균열의 존재 위치, 균열 주변의 성분 분석을 통해서 확인되어야 합니다. 이미 어느 정도 공부를 하고 질문하시는 것으로 이해합니다. 구체적으로 어떤 상황에서 왜 저런 궁금증이 생겼는지를 함께 고민해 보면 좀더 도움이 되어 드릴 수 있겠습니다.

KYJ 2024-06-04 09:37

친절한 답변 감사드립니다.

ThomasEun 2024-06-02 00:38

좋은 답글에 아주 근본적인 배경을 조금만 추가해 봅니다.

 

우선 질문에서 할(될) 수가 있는냐, 없느냐의 제시는 Mechanical Engineering에서는 자주 통용되는 Engineering Step이 될 수 있습니다만 Metallurgy 관점으로 넘어오면 쉽게 답을 제시하기가 참 곤란하게 됩니다.  왜냐하면 많은 경우 필요 조건과 충분 조건의 경계를 어떻게 적용하느냐에 따라 최종 답이 달라질 수 있기 때문이지요.  

 

1. SS 모재의 열가공/열처리 과정에서 발생하는 Cr Depletion은 용접부에서도 발생하게 되는데 이를 Weld Decay라고 부르는 것이지요.  SS의 용접 후 냉각 중 각 Point (WM, HAZ, BM)에서 강종별 MC (metal-carbon) precipitation nose 에 거치는 시간에 비례하여 Cr Depletion의 발생량이 달라지게 되는데 열처리/열가공과는 달리 용접은 그 온도 분포가 아주 복잡하게 나타나게 되며 multi-pass or repair welding 에서는 그 양상이 또 달라질 수 있습니다.   단지, 일반적으로는 HAZ에서 해당 nose에 걸쳐지는 시간이 월등히 높게 나타나므로 이곳을 가장 위험군 (?)으로 간주하게 됩니다.  모든 Failure는 가장 약한 부분에서 시작하게 됨을 꼭 인식할 필요가 있습니다.  한편, 실무에서는 이 nose를 우측으로 밀쳐주는 재료와 filler의 사용이 일반화되어 있어 요즘은 Weld Decay의 현상이 거의 보고되지 않고 있습니다.

 

2. Austenite계 재료의 SCC에는 다양한 형태의 구분이 있게 됩니다.  아주 기본적인 구분은 다음과 같습니다.

2.1 분위기별

(1) Acidic SCC – e.g., Polythionic Acid (H2SxOy) SCC-PASCC (by H, S, O2 containing hydrocarbon process during shutdown from 650-1500°F to ambient). But actual corrosion mechanism shows combined cracks, such as IGC + SCC + SSC.  Most common materials exposed to PASCC: 300 series SS (304,316,321,347, etc.), Alloy 600(H), Alloy 800(H), Alloy 825, etc.

(2) Alkaline SCC – e.g., Caustic, Amine, Carbonate, etc.

(3) Neutral SCC – e.g., Chloride SCC-CLSCC (lower pH and/or higher temperature and/or higher dissolved oxygen, more susceptible to SCC).  Most common materials exposed to CLSCC: ASS, DSS, etc.

 

2.2 Crack Pattern (see NiDI #10066: 76% TGSCC and 24% IGSCC in Chemical Plants)

(1) Intergranular Crack (IGC or IGSCC)

(2) Transgranular Crack (TGC or TGSCC)

 

2.3 Other than austenite계 – SCC는 ASS 나 Chloride에 국한되지 않고 다양한 금속과 특정 부식 분위기에서 발생합니다. 

 

SCC의 더 큰 그림의 이해는 이들의 구분과 특성 및 파단부 진단에 많은 도움이 될 것으로 봅니다.

KYJ 2024-06-04 09:37

친절한 답변 감사드립니다.

극기상진 2024-06-22 21:28

안녕하세요,

 

추가로 'ASTM A262, IGC Test'도 같이 공부 해보시면 좋을 것 같습니다. (첨부파일 참고)

극기상진 2025-09-09 10:55

아래는 intergranular corrosion(weld decay) with pitting 참고 사진입니다.

 

스크린샷 2025-09-09 105410.png

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