테크노넷 - 후열처리시 Heating & Cooling rate 적용 두께 기준 질의의 건

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후열처리시 Heating & Cooling rate 적용 두께 기준 질의의 건

김흥수 2019-12-05 19:03:49

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안녕하세요. 용접에 몸담고 있는 한 사람으로서 선배님들께 ASME Code 관련 열처리 궁금한점이 있어 글 남김니다.

저희는 Valve 제조 업체이며 한달전쯤 일본으로 납품하였고 후열처리시 Heating & Cooling rate에 관하여 양쪽에 의견차가 있어 글을 남김니다.

용접 조인트 및 재질 : Valvebody (A182 F92) + Inlet (A182 F92) P.No15E

Design code : ASME Sec.VIII / 용접두께 : 38mm / 후열처리 종류 : 노내 열처리 / 후열처리 : 750 도 X 2시간 Holding / Heating and Cooing rate : 80 도/Hr and 120도/Hr

위와 같은 조건이며 원주방향 용접 진행 후 노내열처리로 valve 전체 후열처리를 진행하였습니다.

저희 회사의 경우 용접부 두께를 기준으로 가열율 과 냉각율을 계산하였습니다.

ASME BPVC.VIII UCS-56 (d)(2) 에 Above 800°F (425°C), the rate of heating shall be not more than 400°F/hr (222°C/h) divided by the maximum metal thickness of the shell or head plate in inches.

위와 같이 언급되어 있고 일본 측에서는 maximum metal thickness 이므로 가열및 냉각율을 용접두께를 고려한는것이 아닌 모재인 valve 에서 가장 두꺼운 부위를 기준으로 가열 냉각율을 계산하신 것이 맞다 라고 주장하고 있습니다. 밸브의 가장두꺼운 부위는 120mm 입니다. 따라서 220/5인치=45도/hr 로 가열 280/5인치 =55도/hr 냉각해야 한다라고 합니다.

선배님들께서는 maximum metal thickness 에 대해서 어떻게 생각하시는지 궁금합니다. 이상입니다. 좋은하루되세요.

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홍만화 2019-12-09 10:37

ASME Sec. VIII Div.1-2019, UW-40, (f)에 공칭두께는 용접이음부의 두께로 한다라는 규정이 있습니다. 하지만 (f)(1)에는 완전용입 맞대기 용접의 경우, 용접덧살을 제외한 깊이라 보고 있습니다. (f)(5)에는 두께가 다른 부품을 연결하는 경우의 요건도 있습니다. (f)(h) 요건 밑에는 용접이음부의 두께는 측정이 어려우면, 재료시험보고서의 두께는 사용하여도 좋다(may).라는 요건을 봐서는 가능하면 용접부의 두께를 측정하는 것이 맞으며, 덧살의 경우는 필요에 따라 제외될 수도 있습니다. UW-40(f)를 참고하시기 바랍니다.(f)(5)a)는 두께가 다른 경우, 엷은 쪽 두께를 공칭두께로 하는 요건도 있습니다.

김흥수[khsfamily] 2019-12-09 11:26

홍만화 선생님, 답변 감사합니다. Holding 온도와 시간은 선생님께서 말씀해주신 용접부 두께로 계산해서 진행 하였습니다. 혹시 가열율과 냉각율에 관련한 계산도 용접부 두께로 계산되는것이 맞는것인지요? 일본에서는 홀딩 시간과 온도는 용접두께로 고려되야 하고 가열율과 냉각율은 모재의 가장 두께운 부위 두께로 계산하는것이 맞다 라고 하는데 여기에 대한 의견 어떻게 생각하시는지 여쭤봐도 되는지요?

홍만화[mhhong] 2019-12-09 11:47

UCS-56 (d)(2)의 내용중에 maximun metal thickness는 가열속도를 최대 금속두께로 나눈값보다 크지 못하도록 하는 요건이지, 최대금속두께를 적용하라는 요건은 아닙니다. 그러므로 가열속도가 그값보다 크지 않으면 됩니다. 당연히 크지 않을 것으로 생각되므로 문제가 없다고 생각합니다. 저는 최대금속두께(+용접덧살) 이 UW-40에서의 두께라고 생각합니다.

홍만화 2019-12-09 13:39

'maximum metal thickness'가 다른 코드(Sec. I, Sec, III, B31.1 등)에도 없습니다. 정의도 없죠. UCS 56(d)(2)에는 '그(해당) 동체나 헤드 판의 최대 금속두께'라고 하고 있습니다. 저는 MTR의 금속두께를 최대 금속두께로 봐도 된다고 생각합니다. 또한 두 두께중에 얇은쪽 두께를 선택하므로(UW-40 (f)(5) a)), 두꺼운 밸브의 120 mm를 최대금속두께로 하면 안된다고 생각합니다. 최대 금속두께가 혼동스럽게 하는 부분이 있어서 그것을 잘 정의할 필요가 있다고 생각합니다.

은정철[tomeun] 2019-12-10 02:46

상기 좋은 의견에 조금만 더 보태어 봅니다. 우선 Nominal thickness의 정의는 ASME Sec.VIII, Div.1, UW-40 (f)에 제시되어 있습니다. 이는 Furnace Charge를 기준으로 하고 있습니다. 따라서 UCS-56 (d) 에 제시된 Maximum Metal Thickness 는 Furnace에 Charge되는 기기의 여러 Weld Joints의 Nominal Thickness 중 가장 두꺼운 Thickness를 기준 (Maximum Metal Thickness)으로 적용합니다. 기본적으로 압력용기 열처리 (Holding temperature & time, heating/cooling rates, etc.) 에서의 두께 적용 기준은 UW-40 (f)에 기준합니다. 따라서 용접부의 Thickness 가 동일 Piece에서 다른 부분보다 훨씬 적은 경우가 대부분인 Casting이나 Forging 소재의 경우는 용접되지 않는 최고 두께 부분을 적용할 필요가 없습니다. 오히려, 만약 Casting이나 Forging 소재의 용접부 PWHT를 이 최고 두께 부분을 적용할 경우 용접부의 강도가 설계에 적용된 강도보다 더 떨어질 수가 있으므로 불필요하게 적용하지 말 것을 적극 권유드립니다.

김흥수[khsfamily] 2019-12-10 09:02

홍만화 선생님, 은정철 선생님, 두분의 소중한 의견 감사합니다. 덕분에 많이 배우고 갑니다. 좋은 연말 보내시기 바랍니다.

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