정경원
2018-06-18 16:08:57
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용접 스팩에 SS 304 배관 용접(GTAW) 재료 선정이 ER347로 되어있습니다.
(스팩의 선정된 ER347 용접봉 노트사항에 Avoid excessive base metal dilution since low ferrite content will increase crack sensitivity 라고 쓰여 있음)
스팩에 따라 승인된 WPS는 초층만 ER347, 나머지 ER308로 되어 있습니다
성분표는 ER347 ( Cr:19~21.5, Ni: 9~11), ER308 (Cr: 19.5~22, Ni: 9~11)
초층에 ER347을 쓰는 이유가 있을가요?
De Long Digaram의 Ferrite 함량 차이가 없어보이는데요(그럼 고온균열과는 상관 없는거죠?)
우선 SUS304 배관에 초층을 ER347로 사용하게끔하는 것이 이상하네요. 아시다시피, 안정화강인 Tp347 or Tp321은 예민화를 방지하기 위한 재질이며, 예민화 노출환경에서 사용합니다. ER347용접봉은 안정화강 특성을 위해 Nb가 C의 10배이상 들어가도록 되어 있습니다. 아마도 위의 노트사항은 상기와 같이 예민화환경에서 사용할 수 있도록 하기 위한 것이 아닌가 싶네요.
ER347은 용접균열(Relaxation) 가능성이 상대적으로 높으므로, 전체를 ER347로 용접하는 것보다는 SERVICE에 노출되는 초층은 안정화강으로 용접하고 나머지부분은 용법시의 Crack경향성이 낮은 ER308로 규정하지 않았나 싶습니다. 당사의 경우도 이렇게 사용한 경우가 있습니다.
안녕하세요, 저 의견으로는
해당 스펙에서 347을 초층에 사용 이유는
발주처 스펙에 명시된
"Avoid excessive base metal dilution since low ferrite content will increase crack sensitivity " 을 주목할 필요가 있습니다.
solidification crack은 재질마다 다르지만 Creq/Nieq 이 1.5 정도 이하 일대 나타나게 되는데. 초층의 경우 희석율이 매우 심해 응고 균열에 민감성을 뛰기 때문에 보다 페라이트 함량이 높은 347을 사용해서 wps 승인을 받았는 것으로 이해 됩니다.
304의 초층 용접에 347 어떠한 의도에서인지 사용하였는지 이해하기가 어렵네요. 347을 썼다고 하는 것은 일반적으로 그 환경이 일반 ASS가 사용되기 어려운 고온이라는 의미일텐데 304는 347이 적용되는 환경에는 병용되지 못할 것 같은데 말이죠.
그래서 억지로 생각해봤습니다.
배관의 초층용접부는 바로 유체에 닿는 부분이기 때문에 유체의 특성에 맞게 설계가 되어야 한다고 봅니다. 이 경우는 내식성일 것으로 보입니다. 초층은 다음 층에 의해서 재가열될테고 용접이 완료될 때까지 가장 오랜시간 고온으로 유지될 수 있을 것 같습니다. 그렇다면 일반적인 ASS 재질에 매칭되는 용접재료를 사용하였을 경우, 크롬탄화물 생성으로 인하여 내식성이 저하될 우려가 되니 고온에서 좀더 안정한 347을 쓰지 않았나 하는 개인적인 추정입니다.
위의 추정에는 맹점이 있습니다. 후속패스에 의한 탄화물 생성으로 내식성 저하가 발생할 수 있다고 하는 것은 다분 초층 뿐만 아니라 주변 모재도 해당될 수 있다라는 것입니다. 확실하지도 않은 답변을 올려서 혹시 혼란을 초래하였다면 미리 송구합니다.
제 의견은 Nb(Cb) 와 excessive base metal dilution간의 관계로 보아야 할 것으로 보입니다. 스텐레스강에서 안정화강은 NbC, TiC와 같이 탄화물을 형성해서 Cr탄화물생성을 억제하는것이 주요 목적입니다. 모재인 304재질은 저급의 스텐레스강이며, C 함량 또한 상대적으로 높게 나옵니다. 이 C를 최대한 잡아먹게(?) 하기 위해 347을 적용한 것으로 판단됩니다, 크랙방지를 목적으로 한다면 굳이 347을 적용하기보다 309가 훨씬 도움이 됩니다. 이유는 FN가 더 높기 때문이며 더 도움이 되는 인코넬계 용접재료도 있기때문입니다. 물론 가격문제등 최적 조건으로 347을 선정했다고 판단됩니다.
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