강철영
2008-03-12 19:56:54
5
440
안녕하십니까?
Shell DEP 31.22.20.31 vessel spec.이나 다른 vessel 제작 spec.을 보면 hydrogen service에 대해 정의하고 (예: hydrogen partial pressure >100 psia) 이에 따른 requirement에 대해서 서술하고 있습니다.
그중 궁금한 것은 Hydrogen service 일때 RT or UT 100%를 요구하고 있는 Spec.이 있는데요, 이것이 ASME와 같이 vessel을 설계하면서 의무, 강제적으로 따라야 하는 것인지 아니면 할 수도 있고 안 할 수도 있는 것인지 궁금합니다.
물론 제 개인적인 생각으로는 수소 자체가 가지고 있는 위험성을 고려하여 leakage의 위험을 최소화 하고, 수소가 corrosion 이나 cracking과 밀접한 관련이 있는 물질이기에 RT or UT 100%를 적용하여 완전성을 높이는것같은데, 확실히는 모르겠습니다.
질문을 요약하자면 다음과 같습니다.
1. Hydrogen service일때 RT or UT 100%는 mandatory인가? (ASME Sec.8 Div.I으로만 설계시, 다른 spec적용없이..)
2. 대부분의 spec.에서 이러한 requirement를 적용하는 이유는 무엇인지?
읽어주셔서 감사합니다. 위 관련 답변을 주시면 더욱 감사하겠습니다.
Shell DEP 31.22.20.31 vessel spec.이나 다른 vessel 제작 spec.을 보면 hydrogen service에 대해 정의하고 (예: hydrogen partial pressure >100 psia) 이에 따른 requirement에 대해서 서술하고 있습니다.
그중 궁금한 것은 Hydrogen service 일때 RT or UT 100%를 요구하고 있는 Spec.이 있는데요, 이것이 ASME와 같이 vessel을 설계하면서 의무, 강제적으로 따라야 하는 것인지 아니면 할 수도 있고 안 할 수도 있는 것인지 궁금합니다.
물론 제 개인적인 생각으로는 수소 자체가 가지고 있는 위험성을 고려하여 leakage의 위험을 최소화 하고, 수소가 corrosion 이나 cracking과 밀접한 관련이 있는 물질이기에 RT or UT 100%를 적용하여 완전성을 높이는것같은데, 확실히는 모르겠습니다.
질문을 요약하자면 다음과 같습니다.
1. Hydrogen service일때 RT or UT 100%는 mandatory인가? (ASME Sec.8 Div.I으로만 설계시, 다른 spec적용없이..)
2. 대부분의 spec.에서 이러한 requirement를 적용하는 이유는 무엇인지?
읽어주셔서 감사합니다. 위 관련 답변을 주시면 더욱 감사하겠습니다.
You have a good answer from Mr.Lee. Here is a little more information.
The requirement of NDE in your clien’s spec is for new construction to avoid the nest sources of HTHA while the target of NDE in API RP941 is to detect the HTHA damage during operation.
The effect for CS is not much while the PWHT effect for HTHA in Cr-Mo steel is very remarkable. API and/or many company spec do not require the PWHT for CS in HTHA environment.
Please find the attachment which is a part of lecture files.
HTHA-2007.pdf
The requirement of NDE in your clien’s spec is for new construction to avoid the nest sources of HTHA while the target of NDE in API RP941 is to detect the HTHA damage during operation.
The effect for CS is not much while the PWHT effect for HTHA in Cr-Mo steel is very remarkable. API and/or many company spec do not require the PWHT for CS in HTHA environment.
Please find the attachment which is a part of lecture files.
HTHA-2007.pdf
답변을 주셔서 감사합니다. 추가 질문이 있습니다.
일반적으로 제가 알기론 Hydrogen의 partial pressure를 기준으로 Hydrogen Service일때 고온과 저온으로 나누어서 생각을 해야 되는데요.
고온: HTHA (High temperature hydrogen attack)
저온: HE (Hydrogen embrittlement)
고온 HTHA의 경우 말씀하신데로 고온에서 금속내부로 침투한 수소에 의해 탈탄 (CH4형성), 균열을 유발하는것은 알겠는데, 물론 API 941에서도 잘 명시가 되어있습니다.
저온의 경우 HE는 어떻게 되는 것인지 잘 모르겠습니다. 일단, 제 생각엔 부식에 의해 생성된 atomic hydrogen이 금속내부로 들어와 금속과 반응하여 금속자체를 brittle하게 하는 것이고 이를 막는 방법은 저장력강을 사용하는 것밖에 없는 걸로 아는데, 제가 제대로 알고 있는것인가요?
그리고 HE와 관련된 code or standard는 있는지 알고 싶습니다.
너무 두서없이 질문한것 같아서 아래와 같이 질문을 정리합니다.
1. Hydrogen service이고 저온일때 Hydrogen embrittlement를 고려해야하는지?
2. 일반적으로 부식환경이 아닌데 저온에 수소 분압이 충분히 높을 경우 HE를 고려해야 하는지?
3. HE의 방지책 및 관련 code나 standard가 있는지?
궁금합니다. 항상 좋은 답변, 지적해 주셔서 감사합니다.
일반적으로 제가 알기론 Hydrogen의 partial pressure를 기준으로 Hydrogen Service일때 고온과 저온으로 나누어서 생각을 해야 되는데요.
고온: HTHA (High temperature hydrogen attack)
저온: HE (Hydrogen embrittlement)
고온 HTHA의 경우 말씀하신데로 고온에서 금속내부로 침투한 수소에 의해 탈탄 (CH4형성), 균열을 유발하는것은 알겠는데, 물론 API 941에서도 잘 명시가 되어있습니다.
저온의 경우 HE는 어떻게 되는 것인지 잘 모르겠습니다. 일단, 제 생각엔 부식에 의해 생성된 atomic hydrogen이 금속내부로 들어와 금속과 반응하여 금속자체를 brittle하게 하는 것이고 이를 막는 방법은 저장력강을 사용하는 것밖에 없는 걸로 아는데, 제가 제대로 알고 있는것인가요?
그리고 HE와 관련된 code or standard는 있는지 알고 싶습니다.
너무 두서없이 질문한것 같아서 아래와 같이 질문을 정리합니다.
1. Hydrogen service이고 저온일때 Hydrogen embrittlement를 고려해야하는지?
2. 일반적으로 부식환경이 아닌데 저온에 수소 분압이 충분히 높을 경우 HE를 고려해야 하는지?
3. HE의 방지책 및 관련 code나 standard가 있는지?
궁금합니다. 항상 좋은 답변, 지적해 주셔서 감사합니다.
우선 Hydrogen Service라는 용어를 쓸때는 고온에 한정합니다.
저온의 경우에도 Hydrogen에 의한 문제점이 발생하긴 하지만, 그건 용접이나 부식등의 특별한 경우에 발생하는 문제점이고, 순수 Hydrogen으로 인해 발생하는 것이라고 하긴 좀 어렵지요
만약 저온에서도 고온과 마찬가지로 Hydrogen Service라고 해서 문제가 된다면 각종 공장이나 실험실등에서 사용하는 수소 Bombe를 일반 탄소강으로 만들면 안되겠지요.
그런데, 실제로 주변에 보면 금속재료나 부식, 용접에 대해 식견을 가지신 분들도 저온의 수소와 고온의 수소를 혼동해서 이해하고 계신 분들을 많이 보게 됩니다.
저온에서 발생하는 수소의 문제는 크게 구분하면 두가지 입니다.
하나는 부식에 의한 것이고 이 부분은 강철영님이 이해하고 계신 내용이 개괄적으로 맞습니다.
금속 조직내에 침투한 수소가 전위의 이동을 막아서 경화 시키고 그런 부분에 응력이 집중되면 Crack이 발생하기 쉽겠지요. 또한 원자 상태의 수소가 조직내에서 분자가 되면서 부피와 압력을 만들면서 외부의 응력 없이도 스스로 응력을 발생하여 조직에 균열을 유발하기도 합니다.
후자의 것이 Hydrogen Blistering이나 Hydrogen Induced Crack이지요
두번째 저온의 현상은 용접과 전기 도금 과정에서 수소가 금속 조직내에 침투하는 것입니다.
그 원인은 수소의 고용도와 용접 및 도금 과정에서 Cathodic Pickup 현상 때문에 양전하를 가진 수소가 금속조직내로 들어가게 되는 것입니다.
이 현상을 막기 위해 Code에서는 다양한 얘기를 하고 있습니다.
그중에 대표적인 것이 용접과정에서 수소의 발생원을 차단하기 위해 용접봉의 건조나 기왕 조직내에 들어간 수소를 빼내기 위한 탈수소 열처리등이지요.
세가지로 질문을 나누어서 해 주셨는 데, 위의 설명이 종합적인 답변이 될 수 있을 것 같습니다.
각각의 세부적인 사항은 이자리에서 다 말씀드리긴에 지면이 좀 작을 것 같습니다.
필요하시면 개별적으로 연락을 하시거나, 같은 서울 하늘 아래이니 날 잡아 방문해 주셔도 되겠습니다.
감사합니다.
저온의 경우에도 Hydrogen에 의한 문제점이 발생하긴 하지만, 그건 용접이나 부식등의 특별한 경우에 발생하는 문제점이고, 순수 Hydrogen으로 인해 발생하는 것이라고 하긴 좀 어렵지요
만약 저온에서도 고온과 마찬가지로 Hydrogen Service라고 해서 문제가 된다면 각종 공장이나 실험실등에서 사용하는 수소 Bombe를 일반 탄소강으로 만들면 안되겠지요.
그런데, 실제로 주변에 보면 금속재료나 부식, 용접에 대해 식견을 가지신 분들도 저온의 수소와 고온의 수소를 혼동해서 이해하고 계신 분들을 많이 보게 됩니다.
저온에서 발생하는 수소의 문제는 크게 구분하면 두가지 입니다.
하나는 부식에 의한 것이고 이 부분은 강철영님이 이해하고 계신 내용이 개괄적으로 맞습니다.
금속 조직내에 침투한 수소가 전위의 이동을 막아서 경화 시키고 그런 부분에 응력이 집중되면 Crack이 발생하기 쉽겠지요. 또한 원자 상태의 수소가 조직내에서 분자가 되면서 부피와 압력을 만들면서 외부의 응력 없이도 스스로 응력을 발생하여 조직에 균열을 유발하기도 합니다.
후자의 것이 Hydrogen Blistering이나 Hydrogen Induced Crack이지요
두번째 저온의 현상은 용접과 전기 도금 과정에서 수소가 금속 조직내에 침투하는 것입니다.
그 원인은 수소의 고용도와 용접 및 도금 과정에서 Cathodic Pickup 현상 때문에 양전하를 가진 수소가 금속조직내로 들어가게 되는 것입니다.
이 현상을 막기 위해 Code에서는 다양한 얘기를 하고 있습니다.
그중에 대표적인 것이 용접과정에서 수소의 발생원을 차단하기 위해 용접봉의 건조나 기왕 조직내에 들어간 수소를 빼내기 위한 탈수소 열처리등이지요.
세가지로 질문을 나누어서 해 주셨는 데, 위의 설명이 종합적인 답변이 될 수 있을 것 같습니다.
각각의 세부적인 사항은 이자리에서 다 말씀드리긴에 지면이 좀 작을 것 같습니다.
필요하시면 개별적으로 연락을 하시거나, 같은 서울 하늘 아래이니 날 잡아 방문해 주셔도 되겠습니다.
감사합니다.
공지사항
API 941 Appendix의 내용을 보면 UT와 RT에 대한 얘기가 나옵니다.
그걸 보시면 적용 기준에 대한 부분은 이해가 되실 겁니다.
Shell DEP에서 언급하는 것도 같은 맥락입니다.
Hydrogen Service에서 문제가 되는 것은 높은 수소의 분압으로 인해 금속 조직내에 들어간 수소가 탈탄, 균열을 유발하기 때문입니다.
그런데, 과연 이렇게 문제가 되는 현상이 운전중이 아닌 초기 기자재를 제작할 경우에도 동일하게 적용되는 가에 대한 의문은 생길 수 있겠지요.
그러나, 제작 과정에서 그 정도의 품질 관리도 안한다면 이후 운전과정에서 안정성 확보를 추구하기는 매우 어렵기 때문에 너무나 당연하게 비파괴 검사를 요구합니다.
참고로, UT나 RT나 모두 금속 조직내에 들어간 수소가 균열을 만들기 전까지는 확인이 안되며, 잠재적인 위험성에 대한 대비로 API에서는 PWHT를 요구하고 있지요.
아마도 사무실에 API 941이 있을 겁니다.
그 내용을 자세히 읽어 보시고, 추가 사항이 있으면 다시 질문해 주세요.