이규확
2020-09-04 16:58:13
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안녕하십니까?
4" 이하의 Small Bore Branch 용접 (with Pipe, Weldolet, Long Weldneck Flange, 이것들은 Cladding 된 것이 아닌 Corrosion Resistance Alloy 자체 입니다.)을 하기 위해 Main Header Cladding 배관에 구멍을 뚫고 Welding Overlay 를 하여야 한다고 합니다.
어떻게 하면 공사하기 편하고 품질에도 문제가 없게 Welding Overlay 하는지 방법을 찾고 있습니다.
참고로 현장에서 작업을 하여야 하기 때문에 아주 이상적인 방식은 적용하기 어려울 것 같습니다.
감사합니다.
안녕하세요. 아래와 같이 답변합니다.
(1) (a) 기계가공은 어렵지 않습니다. 일정한 Clad 두께유지도 어려운 문제는 아닙니다. 처음에 Drilling 할때 Centering 을 잡을때와 같이 정 중앙을 뚫으면 됩니다. (b) Plug Hole의 Diameter 가 좁으면 끝이 뾰족한 Wire Brush Tool 을 이용하거나 하면 됩니다.
(2) (a) 기본적으로 3mm 정도의 Clad Thickness 를 갖습니다. Burn Through 가 안되도록 조심스럽게 용접해야지요. (b) Final Drilling 후 PT 합니다. (c)모재의 두께가 두껍고, Pipe Size 가 작은 것은 Plug Hole 을 채우면서 용접을 해야 할 것입니디. 열변형이 안되도록 Jig 사용하여 배관을 고정시키고 용접속도를 높이거나 Diameter 가 큰 용접봉 사용 등등을 적용해야 지요. (d) 예 승인된 WPS/PQR 있습니다.
(3) Vessel 은 제가 제대로 확인해 보지 않았으나. Piping 은 승인한 사업주가 있습니다.
맞습니다. Set-on type 사용을 억제해 왔습니다. 모 프로젝트자료를 보니 아예 Set-on Type 은 승인자료에 없는 경우도 있었습니다.
하지만 Pipe Internal 에서 작업이 불가능한 경우, 혹은 Weldolet/Sockolet 종류를 Header 에 Set-in 으로 작업하기는 더 어려운 것 같습니다.
답변이 되었는지 모르겠습니다.
감사합니다.
설명 감사합니다.
초기 큰 hole가공을 할 때 Contour를 가지는 안쪽 Clad 두께를 어떻게 일정하게 남기며 특히 Fe제거 후의 균일 두께 유지가 쉽지 않을 것 같네요. 이에 따라 Burn-through 문제도 여전히 숙제로 남네요. 또한, 용접부 내부 Quality는 여전히 풀리지 않는 의문이구요. 추가로 Weld overlay 후 재 drilling 한 뒤 Through Thickness 상의 CRA 두께내의 Chemical Composition을 어떻게 Proof할지도 의문이네요.
한편, 유사한 경우에 (i) Solid CRA Tee을 만들어 main piping에 삽입하는 방법 (clad pipe + solid CRA tee + clad pipe)과 (ii) set-In의 solid CRA LWN Flange (한 size 큰 것으로) 를 먼저 부착한 뒤 작은 Size의 CRA piping spool 을 연결하는 방법등은 여러 차례 경험이 있는데 지금 검토하는 방법이 이들 방법에 비해 무슨 장접이 있는지 궁금하네요.
Thomas Eun
추가 설명 감사합니다.
“Header size 대비 Branch 의 size 가 약 60% 이상인 경우에 사용하고” 는 어디서 나온 요구인지요? Fitting Standards 는 최소 branch size 를 37.5% for NPS 4 and 50% for NPS 1 로 적용하고 있습니다. References: ASME B16.9, MSS SP-43, ASTM A403
“Set-in type 은 내부에 접근이 가능한 경우에 사용할 수 있습니다” 는 무슨 근거로 만든 규정입니까? 저의 Slide에 보시는 바와 같이 solid alloy nozzle (small size)-left joint는 내부 접근이 안되는 joint의 용접에 적용하는 Standard입니다.
따라서 앞에서 저가 의문을 제기한 사항들이 어떻게 효율적으로 Proof 되는지를 보이는 것이 보편적인 새로운 Joint방법으로 나아가는 단계가 아닌가 생각해 봅니다.
맞습니다. 완벽한 초층내기가 어렵습니다.
아래와 같이 답변드립니다. 주로 하기 "1)" 과 "2)" 의 원인으로 판단됩니다. "3)"의 경우는 이럴수도 있겠다 라는 생각이 들어서 몇자 적어봤습니다.
1) Set-in 은 Set-on 에 비해 용접강도가 약합니다.
2) Set-in 은 Set-on 에 비해 용접하기가 어렵습니다. 일명 Back bead(Full Penetration) 내기가 쉽지 않습니다. 대부분의 현장에서는 Set-in 형상보다 Set-on 형상을 사용하는 이유 입니다.
또한 Carbon steel base metal 의 두께가 두꺼운 경우, 용접 깊이가 깊어서 Bevel Angle 약 40~45도 인데, 용착량과다로 열변형 가능성이 있습니다.
3) 혹 Branch 나 Fitting 을 제거하고 재용접해야 하는 경우 Set-on 은 모재에 거의 손상을 주지않게 제거가 가능하지만, Set-in 은 다소 어렵습니다.
혹 뭔일이 있어서 Branch-out 된 부분을 막아야 하는 경우 (보통 현장에서는 Plugging 표현사용), Set-on 은 그 자리에 맞는 Size 의 Cap 이나 Plug 등을 넣고 바로 용접이 가능하나, Set-in 은 Set-on Branch 를 용접하기 위해 준비하는 것과 같은 Concept 으로 작업을 한 후에야 Cap 이나 Plug 용접이 가능합니다.
감사합니다.
Nozzle/Branch의 강도는 용접 강도에만 국한되지 않고 Opening부의 강도를 종합적으로 고려해야 합니다. 그 결과, header pipe (or shell/head) 의 thickness가 얇으면 Set-on이, 두꺼우면 (대략 1/2” or ¾” 이상에서) Set-in이 Opening부의 더 높은 강도를 가지게 될 것입니다. 이때 Internal Projection 이 있으면 Set-in type은 훨씬 더 높은 강도를 가지게 됩니다. 더 구체적인 사항은 ASME B31.3, Sec.VIII—D1 이나 Software (Compress, PV Elite, Caesar II, AutoPIPE Vessel, etc.)로 확인해 보시기 바랍니다.
header pipe thickness가 얇으면 Set-in 이나 Set-on이나 초층에서 fullpen을 만드는 것이 모두 큰 어려움이 없으나 header pipe thickness가 두꺼우면 당연히 Set-in이 (repair welding포함) 더 힘들겠지요.
그러나 Clad pipe에 대한 적용은 내식성, 강도, 용접성을 모두 고려해야 하므로 훨씬 더 까다롭게 되지요. 따라서 Header pipe 위의 Set-on의 적용에 앞서 앞에서 의문을 제시한 사항들이 모두 해결되어 성공적인 적용이 되길 기대해 봅니다. 참고로 저가 아는 한 북미에서는 (북미에서 설계한 북미 밖의 수행 Projects 포함) 아직 Clad pipe/vessel 위의 Set-on type적용이 원칙적으로 허용되지 않고 있습니다.
Thomas Eun
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