권대연
2012-07-20 18:38:29
7
1571
안녕하세요
항상 많은 가르침 감사드립니다.
API 5L X65 재질의 PIPE PWHT시 WPS상에는 Temp. Range가 610~630도로 명기되어 있습니다.
그러나 열처리 기록서 상에는 Holding Temp.가 670~700도로 되어 있습니다.
이렇게 PWHT 온도 구간이 높은 상태로 열처리를 완료 했을 때 발생될 수 있는 문제점은 무었이며, 이를 해결할 수 있는 방법은 무었인지 문의드리고자 합니다.
항상 많은 가르침 감사드립니다.
API 5L X65 재질의 PIPE PWHT시 WPS상에는 Temp. Range가 610~630도로 명기되어 있습니다.
그러나 열처리 기록서 상에는 Holding Temp.가 670~700도로 되어 있습니다.
이렇게 PWHT 온도 구간이 높은 상태로 열처리를 완료 했을 때 발생될 수 있는 문제점은 무었이며, 이를 해결할 수 있는 방법은 무었인지 문의드리고자 합니다.
PWHT 온도는 Code에 따르면 Min.으로 규정되어 있습니다.
그런데, QT 혹은 NT강의 경우에는 Tempering 온도 보다 더 높은 온도로 열을 가하게 되면, 조직이 변화가 발생합니다.
입자가 커지고, Ferrite의 분해가 발생하고....
그렇게 되면 강도 저하가 발생하고 취성이 생기게 됩니다.
X65강의 제조 과정에서 Tempering이 적용되지 않았다면 굳이 안된다고 문제를 삼기 어렵습니다. 정히 우려되면 간단하게 Mechanical Test를 실시해서 확인해 보는 것도 좋은 대안이 될 수 있습니다.
만약 Tempering이 적용되었다면 절대로 PWHT온도가 Tempering온도 이상으로 높아서는 안됩니다.
최초 계획된 용접후열처리 온도보다 높은 온도에서 용접후열처리가 되었다면 소재 및 용접부의 물성치의 적절 여부에 대한 확인 결과가 문제 해결의 관건일 것으로 판단됩니다.
우선적으로 API 5L X65 재질에 대한 소재 자체가 가능한 용접후열처리 온도 구간을 확인하셔야 합니다.
일차적으로 용접후열처리 온도 구간을 제작 관련 적용 코드에서 규정하고 있으면 명쾌합니다.
즉, 적용 코드에서 규정하는 용접후열처리 온도 구간인 경우에는 WPS의 개정을 통해 적용 코드에서 규정하는 온도 구간을 포함하면 될 것으로 판단됩니다.
그러나, 적용 코드에서 규정하는 용접후열처리 온도 구간의 최대 온도를 초과하는 경우는 대안이 없으며, 소재 및 용접부의 물성치 확인이 불가할 것으로 판단되며, 해당 제품의 폐기도 검토를 해야 합니다.(소재 부분은 소재 Maker에서 판단하는 것이지 제작업체에서 판단하는 것이 아니므로 제품을 살리려는 노력 자체가 불필요한 노력이 부가될 것으로 판단됨)
이차적으로 용접후열처리 온도 구간이 제작 관련 적용 코드에서 규정하고 있지 않은 경우이며, 이러한 경우는 API 5L X65 재질 코드를 확인해 볼 필요가 있습니다. 즉 API 5L X65 재질 자체의 소재 열처리 요건을 확인을 하시고, 소재 열처리 온도의 미만 온도(특히 Tempering Temp.)일 경우에는 용접후열처리 온도가 가능할 것으로 판단되나 하기 사항에 대해서도 추가 검토가 되어야 합니다.(추가적으로 적용한 용접자재 코드의 열처리 온도 범위도 확인 필요)
- PQR에서 수행한 열처리온도 범위 확인 필요
- 용접자재 구매시 열처리온도 범위 확인 필요
즉, 소재 열처리 온도를 초과한 온도인 경우(용접자재 코드 요건 포함)는 해당 제품의 폐기를 검토해야 하며, 소재 열처리 온도를 초과하지 않은 온도인 경우(용접자재 코드 요건 포함)에도, 과도한 높은 온도에서 용접후열처리가 되었다면 PQ Test를 해당 온도에서 재 수행 및 물성치를 확인하여 WPS를 Supporting해 주는 것이 고객과의 의견 충돌을 없애는 것으로 판단됩니다.
기 답변 드린 부분에 추가하여 재 답변을 드립니다.
ASME Section IX에서 API 5L X65 재질은 P-No.1 Group No.2로 분류되어 있습니다.
제작을 위해 적용하는 코드가 무엇인지는 모르겠으나, ASME Section III 및 ASME Section VIII을 기준하여 설명을 드리겠습니다.
ASME Section III 코드에서는 P-No.1 재질의 PWHT 온도 범위를 595~675℃로 규정하고 있습니다.
결론적으로 ASME Section III 코드를 적용하는 제품인 경우에는 PWHT의 상한 온도는 두 가지중 낮은 값으로 결정을 해야 하며, 675℃ 또는 API 5L X65 재질의 Tempering 온도입니다.
결론적으로 670~700℃의 열처리를 수행하였다면, 건전성 입증이 불가합니다.
ASME Section VIII 코드에서는 P-No.1 재질의 PWHT 온도 범위를 Min. 595℃로 규정하고 있습니다.(상한 온도는 규정하고 있지 않음)
결론적으로 ASME Section VIII 코드를 적용하는 제품인 경우에는 PWHT의 상한 온도는 API 5L X65 재질의 Tempering 온도입니다.
결론적으로 API 5L X65 재질의 Tempering 온도와 열처리된 온도 670~700℃를 비교하셔서 API 5L X65 재질의 Tempering 온도가 670~700℃보다 높은 경우는 무방할 것으로 판단되나 670~700℃보다 낮은 경우는 건전성 입증이 불가합니다.
답변 감사드립니다.
추가적인 질문 몇가지 드리고자 합니다.
WPS 상 적용 code는 ASME Section IX과 ASME Section B31.3로 되어 있씁니다.
문의드리고자 하는 바는
1. API 5L 재질은 ASME Section IX QW/QB-422상 P-No.와 Group No.가 공란으로 되어 있습니다. 이런 경우 P-No.와 Group No.를 어떻게 찾아야 하는지요?
2. 이 문제 외에도 PWHT를 두 번 실시한 Joint가 있습니다. 타 사이트에 문의하여 얻은 답변이 충격치를 요구하는 사항이 아니라면 반복횟수는 문제되지 않는다, ASME IX, 407.2상 반복되는 횟수는 중요하지 않으며, holding time 의 총 량이 80%를 만족해야 한다고 합니다. 다만, 인장강도가 감소할 수 있다고 하는데, 현재 문제는 정상작업을 두 번 했으므로 holding time 이 규정치의 두배를 한 것입니다. 관리자님께서 답변해 주신 것 처럼 code상에는 Min. Requirement만 명시되어 있고 Max. Limitation은 따로 없는데 현 상황에서 검증할 수 있는 방법은 어떤게 있는지요?
열처리를 많이(횟수), 오래(시간), 높게(온도) 했다고 하면, 입자의 성장에 의한 강도 저하가 첫째 예상될 수 있는 문제점입니다.
그외에 석출물 상의 발현에 의한 취성 조직의 형성도 문제가 될 수 있는 데, 이런 현상은 인성검사로 확인합니다.
결국 지금 상황에서 굳이 뭔가를 통해 검증을 하고자 한다면 강도와 인성의 두가지를 검사해 볼만 합니다.
인성은 ASME A20등에 나와 있는 기준값을 가지고 얘기할 수도 있겠지만, 그것 보다는 열처리 전후의 인성의 변화를 가지고 얘기해야합니다.
만약 열처리 후의 인성이 전보다 떨어진다면 그건 취성 조직이 생긴 것으로 이해해야 합니다.
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