안녕하십니까, 선배님들의 조언을 얻고자 문의 드립니다.

기존 설비의 소재(A668 Cl. B Forged Steel)에 대한 Mechanical Test(인장/Impact Test) Report를

확인하니, 하기와 같았습니다.

- Tensile Strength : 228 MPa

- Yield Strength : 436 Mpa

- Impact Test : 115J (제작업체 Std 기준은 34J) _ 상온

동일 설비를 다른 업체에서 제작하고자 상기 기존업체의 Mechanical Test를 기준으로

신규 제작업체에 동일하게 적용 하려고 문의 하였으나,

Impact Test의 경우 115J은 터무니 없으며 잘해야 40~50 J 정도라고 합니다.

다른업체에서 제작하는 소재는 JIS G3201 (SF490A) 로 A668 Cl.B와 Equivalent 소재이나 탄소 함량이

조금 높다고 알고 있습니다. 탄소함량이 높을 수록 취성이 커져 Impact Test시 이정도로 영향을 받는 것인지 알고 싶습니다.

1. 기존업체의 A668 Cl.B 의 Impact Test Report의 115J 이 과연 믿을만한 것인지?

2. A668Cl.B 와 JIS G3201의 약간의 탄소함량 때문에 Impact Test 기준에 이렇게 큰 차이가 날 수 있는것인지?

재질관련 이해도가 높지 않아 질문을 정확히 드린 것인지 모르겠네요.

부연설명이 많이 부족하지만 답변해 주시면 정말 감사하겠습니다.

 


이규확 2020-11-04 11:52

간략하게 답변 드립니다. 1. 가능할 것 같습니다. 현장에서 PQR 하다보면 그런경우를 종종봅니다. 일예로, 물론 LTCS 배관이긴 하지만 -46 deg C 에서 Impact Test 를 했는데, 140 Joule 이 나온 적도 있습니다. (3rd Party 에서 시편가공 및 Impact Test 수행) 2. 2000년대 초 모현장 수행당시 LTCS 배관의 Support Material 을 구매할때의 일입니다. LTCS 용 Support 자재 (A516 Gr. 60 로 기억)를 구매하여야 하는데 이건 가격이 좀 비쌉니다. A36 이나 JIS SS400 를 사용하여도 될 것 같더라구요. 그래서 사업주에게 A36 이나 JIS SS400 자재의 사용에 대해 문의를 하니, -45 deg C 에서 Impact Test 해서 A516 Gr. 60 정도 혹은 LTCS 배관 정도의 값이 나오면 사용승인해 주겠다고 하여 Impact Test 를 했는데, 충격치 값이 거의 10~15 Joule 이하로 나온 것 기억납니다. 당연히 Reject 되었구요. 도움이 되었기를 바랍니다.

은정철 2020-11-05 13:55

잘아시다시피 CVN Impact Test의 결과는 시편의 크기/채취 위치와 가공도, 재료의 화학조성, 열처리, 그리고 실험온도에 따라 크게 다르게 나올 수도 있습니다. 그래서 한 위치에서의 평가를 위해 최소 3개의 시편을 통한 평균치, 최소치로 그 흡수에너지 값을 평가하지요. 이 Standard 강종은 0 to -20 deg.C에서 대개 30-70J 의 흡수 에너지를 갖게되는데 아주 가끔 0 to 상온에서 CVN impact test의 결과로 100J이상의 결과가 나오기도 하지만 115J을 최소 요구 조건으로 하는 것은 제조사의 얘기처럼 아주 무리한 경우로 봐집니다. 이 강종을 많이 사용하는 Marine/Offshore의 경우 한 선급협회는 min. 27J (at 0 deg.C and 두께 4 inch 이하)를 요구하고 있답니다. 115J의 필요성 (e.g., fatigue toughness) 을 확인해 보시고 꼭 지켜야 한다면 재질의 변경 (LTCS or Low Temperature Alloy Steel)이 추천됩니다. 만약, 그 필요성이 없다면 그 높은 값의 적용은 무시해도 좋을 듯 합니다. 이미 확인하신바와 같이 JIS SF490A는higher C인해 인성이 떨어지게 되므로 특별히 조성 요구를 하지 않는다면 CVN impact test energy값은 ASTM A668-Cl.B에서보다 당연히 더 낮은 값이 나올 것으로 예상됩니다. 일반적으로 탄소강의 인성치는 Mn/C ratio에 아주 민감하게 작용 (higher ratio, higher toughness) 하기 때문에 두 소재에서의 test 결과가 뚜럿한 차이를 보일 수도 있습니다. CVN impact test의 다양한 적용 방법에 대한 보다 자세한 내용은 아래를 참조하세요. https://www.springer.com/gp/book/9783030364298 or https://www.amazon.com/Handbook-Engineering-Practice-Materials-Corrosion/dp/3030364291 참고가 되었으면 합니다. Thomas Eun

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