profile 권대연 2012-09-06 20:39:15
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안녕하세요

PWHT 온도 초과 시 발생하는 문제점 문의했었는데 정말 많은 도움이 되었습니다.

당시 발생했던 문제가

API 5L X65 재질의 PIPE PWHT시 WPS상에는 Temp. Range가 610~630도로 명기되어 있습니다.
그러나 열처리 기록서 상에는 Holding Temp.가 670~700도로 되어 있습니다.

입니다.

그런데 또하나 문제가 생긴 것이 이번에는 WPS상 670~700도로 명기된 것이 610~630도로 처리된 것입니다.

개인적으로 조사해 봤는데 Section VIII Div.1의 TABLE UCS-56.1 ALTERNATIVE POSTWELD HEAT TREATMENT REQUIREMENTS FOR CARBON AND LOW ALLOY STEELS 을 찾아보니 미달된 온도만큼 시간을 더 늘려서 열처리 할 수 있는 방안이 있던데 이 방식대로 하면 문제가 없는지 알고 싶습니다.

만약 이 Code를 따른다면 별도의 WPQT 없이 바로 해도 되는지, 아니면 추가로 WPQT를 실시해서 해당 WPS에 PQR을 추가시킨 후에 실행해야 하는지 알고 싶습니다.

그리고 현재 승인받은 WPS는 ASME B31.3으로 했는데 Section VIII Div.1 Code를 사용해도 되는지도 알려주시면 감사하겠습니다.



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오은종[oej007] 2012-09-07 09:06

WPS에 명기된 ASME B31.1 Code는 고객 요건이므로, ASME Section VIII Code로 변경을 어렵습니다. 단순히 열처리 문제를 해결하기 위해 품질 보증, 설계, 소재, 제작, 시험 및 검사등의 요건이 다른 코드를 변경 적용한다는 것은 Code의 개념 자체부터 이해를 할 필요가 있습니다. ASME B31.1 Code는 Power Piping 제작을 위한 코드이고, ASME Section VIII Code는 Boiler & Pressure Vessel 제작을 위한 코드이므로 코드의 적용 목적이 다르기 때문입니다. 많은 어려움이 있어 ASME B31.1 Code가 적용되는 제품에 ASME Section VIII의 조항을 찾아 해결하고자 하는 의도는 이해를 할 수 있으나, ASME Section VIII Table UCS-56.1의 대체 용접후열처리 요건 또한 Table UCS-56에서 허용하는 경우에만 적용을 할 수 있습니다. 즉, Table UCS-56를 확인을 하면, Table UCS-56에서 규정한 요건을 실질적으로 적용하기 불가능한 경우(Impractical)에 한 해서만 Table UCS-56.1의 대체 용접후열처리 요건의 적용이 가능합니다.(Impractical과 Difficult는 다른 내용입니다.) 열처리가 잘못되었다 하여, 대체 용접후열처리 요건을 적용하는 것이 아니고, 열처리를 해야 할 제품을 사전 검토를 해보니까, 여러 가지 제작 여건을 고려할 때 실질적으로 Table UCS-56에 따른 열처리가 불가능하다고 판단할 때, Table UCS-56.1의 대체 용접후열처리 요건을 적용하는 개념이며, 그 사유 또한 분명하여야 합니다. 만약, Table UCS-56에 따른 열처리가 불가능하다고 판단하여 Table UCS-56.1의 대체 용접후열처리 요건을 적용해야 한다고 결정이 된다면, PQ 또한 Table UCS-56.1에 부합되는 온도 및 유지시간을 고려하여 적용할 것으로 판단됩니다. 단순하게 생각을 하면, 현재 요건이 670~700도인경우에 610~630도에서 열처리가 되었다면 열처리가 되지 않고 열처리의 과정중에 있었던 것이 아닌가요? 상세 내용이 없어 파악은 할 수 없으나, 요건인 670~700도에서 재열처리를 하면 되지 않나요? 추가로 하기 2가지 사항에 대해 검토를 해 보시길 바랍니다. 1) 열처리 온도 및 유지 시간을 열처리 작업자가 WPS를 보면서 작업을 한다는 것은 문서 관리 절차상 많은 문제가 있습니다. WPS의 열처리 요건에 부합되는 열처리 작업 지침서(경우에 따라서는 열처리 작업 절차서도 필요)를 작성하여 열처리를 하는 것이 바람직합니다.(열처리를 하기 위해서는 열처리 온도 및 유지 시간 뿐만 아니라 열처리를 위한 다양한 요건들이 필요하기 때문입니다.) 2) 귀사의 지속적인 품질 문제의 발생 원인에 대해 재발 방지를 하기 위한 노력이 필요합니다. 즉, 엔지니어가 설정한 요건이 작업자에게 정확히 전달될 수 있는 문서 관리 절차가 필요합니다.

권대연 2012-09-12 00:35

답변 감사드립니다. 오은종님께서 답변해 주신 것 중 우선 정정해야 할 것이 있는데 적용된 Code는 ASME B31.1이 아니라 ASME B31.3입니다.(전체 맥락에서 중요한 사항은 아닙니다만^^) 그리고 ASME B31.3의 Scope 부분을 한번 더 살펴본 결과 300.1.3 Exclusions 항목에서 정확한 답변을 찾을 수 있었습니다. 300.1.3 Exclusions. This Code excludes the following: (d) pressure vessels, heat exchangers, pumps, compressors, and other fluid handling or processing equipment, including internal piping and connections for external piping 답변해 주신 내용 중 한가지 의문점이 생기는데, 630도에서 열처리가 된 상태에서 670~700도로 재열처리를 한다면 아무런 문제가 없는지 궁금합니다.

이병원 2012-09-12 14:00

우선 열처리온도(670-700)의 적정성을 검토해 보시는 것이 좋을 것 같습니다. API 5L X65(P1,Gr2)는 일반 탄소강으로 상기와 같은 높은 온도에서 열처리시 모재 및 용접부의 급격한 강도 및 인성 저하를 가져 올 것입니다. 물론 모재는 제조사 마다 Micro Alloy element(Cr,Ni,V,Ti,Nb)를 얼마나 첨가했느냐에 따라 영향이 있을 수는 있으나, 용접부는 더 민감 할 수 있습니다. 그리고, 670~700도로 재열처리가 문제가 있냐, 없냐는 확답을 해 줄 수 있는 분들이 없을 수도 있습니다. 용접자재, 열처리 온도/시간 등의 유사 조건의 Test 결과 값이 없다면 추정은 힘들 것이라 생각됩니다. 온도가 너무 높습니다.

오은종[oej007] 2012-09-25 19:09

용접후열처리(PWHT)에서 중요한 부분은 누적시간 관리입니다.(단, 용접부가 충격시험이 요구되는 경우에만 적용) 하나의 용접부가 한 번의 PWHT로 끝나는 경우도 있지만, PWHT후 보수용접부나 제작중 중간열처리 등이 있는 경우 총 PWHT 시간을 합산을 해서 총 누적시간을 관리를 해야 합니다. 즉, 열처리는 횟수에 상관없이 PWHT 온도에 노출된 총 PWHT 시간의 관리가 중요합니다. PWHT 시간의 중요성을 강조하는 이유는 현재 670~700도의 열처리 요건에서 610~630의 온도는 열처리가 되지 않고 그 과정중에 있는 것으로 판단됩니다. 만약, PWHT 도중에 열처리로에 문제가 있어 PWHT를 중단해야 하는 경우에도 동일한 조건입니다. 다만, 코드요건에 따라 온도조절점, 가열속도, 온도 편차, 냉각속도 들이 적절하게 지켜진 상태에서 PWHT 온도에 도달하지 못하였다면 PWHT가 되지 않은 것으로 보는 것이 무방합니다. 즉, PWHT 온도에 도달하지 못한 것보다는,상기의 온도조절점, 가열속도, 온도 편차, 냉각속도등의 코드 요건이 위배를 했는 가에 우선 검토하는 것이 바람직할 것 같습니다. 극단적인 예로 PWHT를 하는 과정에서 630도 근처에서 상당한 시간(예 24시간) 유지한 후 670~700도에서 PWHT를 수행한 다면 코드 위배인지에 대해 생각해볼 필요가 있습니다.

권대연[raccoon27] 2012-09-26 01:27

오은종님, 이병원님, 상세한 설명 정말 감사드립니다.

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