김윤호
2007-07-03 12:33:06
9
496
안녕하세요?
오랜만에 이곳을 찾았습니다.
제 질문이 다소 엉성하더라도 용서하세요^^ 정리가 잘 안돼서요
일종의 Reactor를 수주했는데요.
내부에 오버레이를 합니다 (초층 = 309 L & 후층= 410 S.S)
304 나 304 L overlay와 410 S.S로 overlay를 하는 경우,
어떤 서비스 조건일 때 하는지요?
Cr-Ni 함유량 차이가 나는데 이것이 어떤
특정물질에 대해 내식효과가 있는지요?
도와주시면 감사하겠습니다
오랜만에 이곳을 찾았습니다.
제 질문이 다소 엉성하더라도 용서하세요^^ 정리가 잘 안돼서요
일종의 Reactor를 수주했는데요.
내부에 오버레이를 합니다 (초층 = 309 L & 후층= 410 S.S)
304 나 304 L overlay와 410 S.S로 overlay를 하는 경우,
어떤 서비스 조건일 때 하는지요?
Cr-Ni 함유량 차이가 나는데 이것이 어떤
특정물질에 대해 내식효과가 있는지요?
도와주시면 감사하겠습니다
The reactor may be exposed to erosion and/or corrosion environment. The overlay welding materials (309L SS + 410S SS) on CS surface may be selected under the most economic consideration. I have also experienced with this combination for thin thickness (< 20 mm THK) with generally fair integrity several years ago even though a few components were cracked within 3 months. Recently most companies in the world require the following combinations as per severity of environment in order to get the excellent integrity.
Cladding or weld overlay material with AISI Type 405, 410S
(only clad material for Type 405, 410S)
<Categories>
a. Filler metal Material
b. 1st Pass consumable
c. Subsequence Passes consumable
d. REMARK (in case of Chloride issue)
<Recommended Combinations>
[Combination 1]
a. Stainless steel
b. E/ER 309L
c. E/ER 309L
d. Mild chloride
[Combination 2]
a. Alloy 600
b. ERNiCR-3 or ERNiCRFe-3
c. ERNiCR-3 or ERNiCRFe-3
d. Medium chloride
[Combination 3]
a. Inco 82
b. ERNiCR-3
c. ERNiCR-3
d. Medium chloride
[Combination 4]
a. Inco Weld A
b. ERNiCRFe-2
c. ERNiCRFe-2
d. Medium chloride
[Combination 5]
a. Alloy 625
b. ERNiCRMO-3
c. ERNiCRMO-3
d. Severe chloride
As Mr. Lee recommended, I also would recommend COMBINATION 1 for all passes.
Cladding or weld overlay material with AISI Type 405, 410S
(only clad material for Type 405, 410S)
<Categories>
a. Filler metal Material
b. 1st Pass consumable
c. Subsequence Passes consumable
d. REMARK (in case of Chloride issue)
<Recommended Combinations>
[Combination 1]
a. Stainless steel
b. E/ER 309L
c. E/ER 309L
d. Mild chloride
[Combination 2]
a. Alloy 600
b. ERNiCR-3 or ERNiCRFe-3
c. ERNiCR-3 or ERNiCRFe-3
d. Medium chloride
[Combination 3]
a. Inco 82
b. ERNiCR-3
c. ERNiCR-3
d. Medium chloride
[Combination 4]
a. Inco Weld A
b. ERNiCRFe-2
c. ERNiCRFe-2
d. Medium chloride
[Combination 5]
a. Alloy 625
b. ERNiCRMO-3
c. ERNiCRMO-3
d. Severe chloride
As Mr. Lee recommended, I also would recommend COMBINATION 1 for all passes.
세 분의 친절하신 답변으로 인해
용접부 Decladding 및 Overlay시에 우리가 주의해야 할 점,
그리고 몇 가지 새로운 사항들을 알게 되었습니다.
그래서 이 공정을 본 기기 제작시 Critical Point로 보고
추진해야 하지 않나...하는 생각이 듭니다.
이유철사장님의 말씀도 새겨 듣겠지만
근래에 이런 류의 combination을 많이 요구한다는 것은
예열주의만 하면 다들 문제없이 해나갈수 있기 때문인가 봅니다.
그런데
마지막에 Thomas Eun님이 말씀하신
<<20 mm 미만의 overlay welding 시 Fair Integrity로 했는데도
3 개월내에 crack이 발생했다>>는 것이 상당히 걸리는군요.
(제가 이해한 것이 맞는지 모르지만.....)
그렇다면 크랙염려가 없도록 할려면 경제적인 관점을 떠나서
309L로만 하는 것을 오너에게 제안하는 것은 어떨까요?
(크랙이 가게 되면 품질비용이 더 많이 드니까요)
용접부 Decladding 및 Overlay시에 우리가 주의해야 할 점,
그리고 몇 가지 새로운 사항들을 알게 되었습니다.
그래서 이 공정을 본 기기 제작시 Critical Point로 보고
추진해야 하지 않나...하는 생각이 듭니다.
이유철사장님의 말씀도 새겨 듣겠지만
근래에 이런 류의 combination을 많이 요구한다는 것은
예열주의만 하면 다들 문제없이 해나갈수 있기 때문인가 봅니다.
그런데
마지막에 Thomas Eun님이 말씀하신
<<20 mm 미만의 overlay welding 시 Fair Integrity로 했는데도
3 개월내에 crack이 발생했다>>는 것이 상당히 걸리는군요.
(제가 이해한 것이 맞는지 모르지만.....)
그렇다면 크랙염려가 없도록 할려면 경제적인 관점을 떠나서
309L로만 하는 것을 오너에게 제안하는 것은 어떨까요?
(크랙이 가게 되면 품질비용이 더 많이 드니까요)
안녕하세요?
우선 A387 P22 자재에 410을 초층으로 용접하지 않는 이유는 균열때문입니다. 소재 자체도 예열을 원하지만 410 소재 자체가 층간 온도를 200~300C 로 유지해 주지 않으면 균열 발생이 상당히 민감합니다. 또 O/L 제품의 크기가 작을 때에는 무조건 예열하여 용접할 수 없는 것이 변형 및 용접성에 영향이 큽니다.
그래서, 309L이 어떤 이유에서 인지 몰라도 승인받아 적용되었습니다. 아마 용접성, 내부식성, 내마모성을 모두 고려하였을 것으로 판단됩니다. 단지 용접 재료 단가는 410보다는 2배 이상 비싸지요.
초층을 309L로 용접하였다면 다음 패스도 309L로 용접하는 것이 일반적입니다. 귀하의 질문에 309L+410은 왜 적용 검토가 안될까 시뮬레이터해보니 하기와 같은 결론이 나왔습니다.
즉, 309L에 410을 용접하니 Martensite+Ferrite의 혼합 조직이 발생하였습니다. 물론 Martensite 함량이 93%로 훨씬 많습니다. 즉, 이 조직 역시 균열 발생 위험이 크다는 것이지요.
특히, 309L과 410은 열팽창계수, 열전도도, 강도, 경도, 화학적 displacement 등 모든 면에서 상이한 관계로 용접 건전성 자체에 대한 의문도 갖게 만듭니다.
Owner쪽에서 뭔가 잘 못 생각하고 있거나, 아니면 어떤 근거가 있는지 확인해 볼 필요가 있습니다.
당사는 O/L 전문 용접 회사입니다. 연락주십시오. 담당 영업 직원을 보내 드리겠습니다. 후회하지 않을 것입니다.
이 유 철 올림
017-246-4752
한국멕케이용접(주)
한국멕케이용재(주)
STS 309L/410 OL 용접시 패스별 화학 성분 조성 변화
A. 주요 STS 합금 화학 성분
합금 번호 C Si Mn Cr Ni Mo N Cu V Nb
국내 309L MIG+1) 0.020 0.80 1.80 23.50 13.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
국내 410 MIG+1) 0.020 0.34 0.39 12.80 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
ASTM A387 P22 Cl2 0.100 1.00 2.00 2.25 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00
D. ASTM A387 P22 Cl2 소재위에 309L + 410 OVERLAY 용접시 화학 성분 변화
합금 번호 C Si Mn Cr Ni Mo+6) N Cu V Nb
1 Pass(309L) 0.04 0.85 1.85 18.19 10.13 0.25 0.00 0.00 0.00 0.00
2 Pass(410) 0.03 0.47 0.76 14.15 2.53 0.06 0.00 0.00 0.00 0.00
Cr eq N/A Cr eq 14.91
Ni eq N/A Ni eq 3.66
FN(WRC-1992) N/A FN(Schaeffler) 7.00
우선 A387 P22 자재에 410을 초층으로 용접하지 않는 이유는 균열때문입니다. 소재 자체도 예열을 원하지만 410 소재 자체가 층간 온도를 200~300C 로 유지해 주지 않으면 균열 발생이 상당히 민감합니다. 또 O/L 제품의 크기가 작을 때에는 무조건 예열하여 용접할 수 없는 것이 변형 및 용접성에 영향이 큽니다.
그래서, 309L이 어떤 이유에서 인지 몰라도 승인받아 적용되었습니다. 아마 용접성, 내부식성, 내마모성을 모두 고려하였을 것으로 판단됩니다. 단지 용접 재료 단가는 410보다는 2배 이상 비싸지요.
초층을 309L로 용접하였다면 다음 패스도 309L로 용접하는 것이 일반적입니다. 귀하의 질문에 309L+410은 왜 적용 검토가 안될까 시뮬레이터해보니 하기와 같은 결론이 나왔습니다.
즉, 309L에 410을 용접하니 Martensite+Ferrite의 혼합 조직이 발생하였습니다. 물론 Martensite 함량이 93%로 훨씬 많습니다. 즉, 이 조직 역시 균열 발생 위험이 크다는 것이지요.
특히, 309L과 410은 열팽창계수, 열전도도, 강도, 경도, 화학적 displacement 등 모든 면에서 상이한 관계로 용접 건전성 자체에 대한 의문도 갖게 만듭니다.
Owner쪽에서 뭔가 잘 못 생각하고 있거나, 아니면 어떤 근거가 있는지 확인해 볼 필요가 있습니다.
당사는 O/L 전문 용접 회사입니다. 연락주십시오. 담당 영업 직원을 보내 드리겠습니다. 후회하지 않을 것입니다.
이 유 철 올림
017-246-4752
한국멕케이용접(주)
한국멕케이용재(주)
STS 309L/410 OL 용접시 패스별 화학 성분 조성 변화
A. 주요 STS 합금 화학 성분
합금 번호 C Si Mn Cr Ni Mo N Cu V Nb
국내 309L MIG+1) 0.020 0.80 1.80 23.50 13.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
국내 410 MIG+1) 0.020 0.34 0.39 12.80 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
ASTM A387 P22 Cl2 0.100 1.00 2.00 2.25 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00
D. ASTM A387 P22 Cl2 소재위에 309L + 410 OVERLAY 용접시 화학 성분 변화
합금 번호 C Si Mn Cr Ni Mo+6) N Cu V Nb
1 Pass(309L) 0.04 0.85 1.85 18.19 10.13 0.25 0.00 0.00 0.00 0.00
2 Pass(410) 0.03 0.47 0.76 14.15 2.53 0.06 0.00 0.00 0.00 0.00
Cr eq N/A Cr eq 14.91
Ni eq N/A Ni eq 3.66
FN(WRC-1992) N/A FN(Schaeffler) 7.00
이유철 사장이 재앙이라고 까지 표현한 것은 좀 과장된 표현입니다.
간혹 정말 고집센 엔지니어를 만나면 그냥 모재가 410 이니 용접봉도 410으로 하라고 우기는 사람이 있습니다.
특히 410의 주요 용도가 VCM Plant에 많이 사용되다 보니 Chloride가 많은 환경하에서 Austenitic Stainless Steel인 309를 사용하면 Cl에 의한 문제점이 있을 수 있으니 그냥 410으로 하라는 요구를 하는 경우가 있습니다.
410은 경화도가 매우 크고 연신이 작아서 용접시에 많은 주의를 필요로 합니다. 예열 잘 해주어야 하고 Butt인 경우에는 후열도 해 주어야 하고...
그래서 ASME UCS-56에 보면 그런 고민 하지 말고 두께 38t이하에서는 200℉ 로 예열을 하고 309 혹은 Inconel을 써서 용접을 하면 후열을 하지 않아도 된다고 얘기하고 있지요.
그럼 왜 410을 사용하는 데, 굳이 309 혹은 Inconel을 써야 좋은가?
Dillution을 언급하신 것을 보니 용접에 대해 공부를 하신 것으로 예상합니다. Schaeffler Diagram을 보시면 두개의 모재를 용접했을 때에 예상할 수 있는 용접부 조직이 무엇이 될 것인가에 대해 추정할 수 있습니다.
용접부 조직은 가능한 Martensitic으로 가지 않도록 하는 게 좋겠지요
그런 이유로 인해 용접봉을 선정하게 되는 것입니다.
현재 이곳 서버에 이상이 있어서 자료 등록을 못하고 있는 데, 조만간 서버가 정상화 되면 지난 5월에 AWS Korea Section에서 제가 이종 재료 용접에 관한 내용을 발표한 자료를 공유하도록 하겠습니다.
간혹 정말 고집센 엔지니어를 만나면 그냥 모재가 410 이니 용접봉도 410으로 하라고 우기는 사람이 있습니다.
특히 410의 주요 용도가 VCM Plant에 많이 사용되다 보니 Chloride가 많은 환경하에서 Austenitic Stainless Steel인 309를 사용하면 Cl에 의한 문제점이 있을 수 있으니 그냥 410으로 하라는 요구를 하는 경우가 있습니다.
410은 경화도가 매우 크고 연신이 작아서 용접시에 많은 주의를 필요로 합니다. 예열 잘 해주어야 하고 Butt인 경우에는 후열도 해 주어야 하고...
그래서 ASME UCS-56에 보면 그런 고민 하지 말고 두께 38t이하에서는 200℉ 로 예열을 하고 309 혹은 Inconel을 써서 용접을 하면 후열을 하지 않아도 된다고 얘기하고 있지요.
그럼 왜 410을 사용하는 데, 굳이 309 혹은 Inconel을 써야 좋은가?
Dillution을 언급하신 것을 보니 용접에 대해 공부를 하신 것으로 예상합니다. Schaeffler Diagram을 보시면 두개의 모재를 용접했을 때에 예상할 수 있는 용접부 조직이 무엇이 될 것인가에 대해 추정할 수 있습니다.
용접부 조직은 가능한 Martensitic으로 가지 않도록 하는 게 좋겠지요
그런 이유로 인해 용접봉을 선정하게 되는 것입니다.
현재 이곳 서버에 이상이 있어서 자료 등록을 못하고 있는 데, 조만간 서버가 정상화 되면 지난 5월에 AWS Korea Section에서 제가 이종 재료 용접에 관한 내용을 발표한 자료를 공유하도록 하겠습니다.
공지사항
부식 측면이라면 우리 이진희 박사님께서 잘 말씀해 주실 거구요. 한 가지 염려되어서 말씀드리자면 도면에 410 O/L 가 되어 있으면 309L로 승인 받아 용접합니다. 초층은 309L, 후층은 410 하는 경우는 보지 못했습니다. 후자처럼 하시면 큰 재앙이...
O/L 외주 용접이 필요하시면 연락 주세요.
이 유 철
017-246-4752