질문 하기 전에 배경 상황부터 설명을 드리겠습니다.

Spec.상의 문구가 아래와 같습니다.
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1. The simulated heat treatment
* The simulated heat treatment cycle shall reproduce not only the holding time
at the maximum temperature, but also all the the heating and cooling phases of
the material during the fabrication ; the sum of holding times in one cycle
only is not permitted.

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위의 spec.사항에 대하여 Mill에서는 "TO BE APPLY TOTAL 1CYCLE ONLY"
라는 통보를 받았었습니다.
개인적으로 판단하여 문제 없다고 여겨서 그대로 진행을 했는데,
client측에서 걸고 넘어지는 겁니다.
사실 기존 공사에서는 문제없이 진행하였는데, 이번 공사에서 제대로 걸린 것 같습니다.

client측은 spec상에 "the sum of holding times in one cycle only is not permitted."라는 문구를 들면서 다른 Mill에서 자재를 구매하라는 겁니다.
그런데 문제는 기존에 거래하던 Mill들 모두가 spec문구를 만족시키지 못한다는 통보를 받았습니다.

여기서 무식한 질문 몇 가지 하겠습니다.
1) 대부분의 Job spec.을 보면 열처리를 3cycle로 요구하는 경우가 많은데, 특별한 이유가 있는지요? 제가 알기로는 제작시에 1번, repair시에 1번, job site에서 1번 이렇게 해서 3번으로 3cycle이 요구되는 것으로 알고 있습니다.
2) Job spec상과는 별도로 거의 모든 Mill에서 1cycle로 하면서 holding시간만 맞추는 걸로 알고 있습니다. 즉, “1시간x3cycle”이면 Mill에서는 “3시간x1cycle”이런 식으로 cycle은 안 맞추지만 시간은 맞추는 형태로 작업을 하는 것으로 압니다.
2가지 경우를 비교 했을 때, 강재의 특성에 영향을 끼치는지 알고 싶습니다.


이진희 2009-11-25 17:38

강재를 열처리하게 되면 조직내부에 긍정적인 효과도 있지만, 부정적인 효과도 있게 됩니다.

즉, Grain이 성장하여 강도가 저하하고, 석출물이 생기거나 없어지게 되어 기계적 특성에 변화가 있게되고, 잔류응력이 제거되어 경도가 낮아지고.. 등등 다양한 변화를 겪게 됩니다.

특히. 흔히 얘기하는 Low Alloy는 대부분은 Normalizing and Tempering 혹은 Quench and Tempering의 열처리를 통해서 강재가 제조되는 데, 이런 강종을 고온에서 장시간 노출시키게 되면 석출물 상이 초기에 원하는 상태가 되기 어렵습니다.

그래서 Spec.에서는 PWHT 온도를 강재를 제조할 때 적용된 Tempering온도 보다 낮게 가져가야 한다고 명기하고 있지요

금속의 조직 변화는 온도와 시간의 함수입니다.
비록 좀 짧은 시간이지만, 고온에 노출되어서 문제가 생기는 경우도 있고,
보다 낮은 온도 이지만, 장시간 노출됨에 따라 문제가 생기기도 합니다.

Simulation Test는 그런 열처리 이력을 실제 시편에 적용하여 예상되는 기계적 특성의 변화를 살펴보는 것입니다.
왜 굳이 3Cycel이냐 하는 문제는 지금 이해하시는 것이 맞습니다.
해석에 따라 약간의 경우를 달리하기도 하지만, 뭐 별로 차이점이 없습니다.

그렇다면 실제로 Simulation Test를 어떻게 하는가?
ASME Sec VIII Div.2 AT-113에 보면 아주 자세히 시간에 대한 규정을 해 놨습니다.
즉, 한번 열처리 시간이 1시간이면 3번 할 시간은 3시간이 되는 데, 이시간의 총합에 80%에 해당하는 시간동안 열처리를 해서 그 시편을 가지고 일련의 시험을 하도록 규정하고 있지요.

제가 보기에 지금 질문의 가장 큰 요지는 Cycle의 해석과 그에 따른 시간을 어떻게 적용하는 가에 대한 오해가 있었던 것으로 이해합니다.

3Cycle이라고 해서 3번 열처리를 가열했다가 식혔다가 하는 것이 아니라 그냥 한번에 3번에 해당하는 시간만큼 해 버리며, 그 시간을 단축하는 의미에서 Code에서는 총합의 80%에 해당하는 시간이면 된다고 정의하고 있습니다.

사이트 개편 공지를 했는 데, 개편되는 사이트에서는 가입된 초기 이름으로 모든 글이 올라가게 됩니다. 굳이 본인을 밝히기 어려운 상황이 아니라면 실명으로 게재해 주시면 도움을 주시는 분들도 질문자의 소속이나 상황을 고려하여 좀더 현실적인 답변을 드릴 수 있겠습니다.

K_han 2009-11-26 10:11

자세한 설명과 답변 감사합니다.

추가적인 의문이 생겼는데, Div2에 AT-311을 보니 "may be performed in a single cycle"이라고 적혔있습니다.

그렇다면 Mill에서 얘기하는 "TO BE APPLY TOTAL 1CYCLE ONLY"를 적용해도 ASME code상으로는 가능하다고 해석해도 되는 것입니까?

물론 Job spec상의 문구로 보면 불가능 하지만, 모든 Mill들이
1cycle로 적용한다는데,저희 입장에서는 다른 방법이 없는 상태입니다.


이진희 2009-11-26 10:35

앞서 설명드린 바와 같이 Simulation Test를 함에 있어서 실제 업무에서는 3Cycle이라고 해서 3번의 열처리를 개별적으로 실시하지는 않습니다.

그러니, Mill Maker에서 1Cycle만 가능하다고 하는 것은 단지 한번의 열처리에 대해서만 Guarantee가 가능하다는 얘기이고, 그 시간이 연장되면 Mechanical Properties의 확보가 어렵다는 얘기지요.

참고로 Mill Maker들이 나름의 Heat Cycle Guarantee Time을 가지고 있어요. 대개 이걸 외부에 공개하지 않고 있으며, 그 시간은 동일한 강종이라고 해도 두께와 적용되는 Spec.기준에 따라 다소 달라지게 됩니다.

그러니 1Cycle이냐 3Cycle이냐가 중요한 게 아니고, Spec.에 명기된 3Cycle에 해당하는 시간만큼 나누어서 하던 한번에 하던 간에 최종적으로 Simulation Heat Treatment를 하고 그 시편이 안정적인 기계적 특성을 보이느냐가 문제지요

지금 열처리 시간이 3Cycel 즉, 세번의 열처리에 필요한 총 시간의 합에 준한 시간이 안된다면 그건 승인 받을 수 없습니다. 열처리 시간이 3Cycel에 준한 시간이 된다면 Code에 따라 당연히 제대로 된 철판을 구매한 것이 되겠지요

개인적인 느낌입니다만, 국내에서 강재를 1Cycle Guarantee로 구매하였다면, 지금이라도 시편을 확보하여 별도로 Simulation Test를 실시하고 그 결과를 Client에게 제출하시는 게 좋습니다.

저도 몇년 전에 현장에서 잘못 구매한 철판으로 인해 마음 고생이 많았던 기억이 있습니다.

Thomas Eun 2009-11-26 14:17

I concur with Mr. Lee.

If it is CS (<2" THK), it may not be a big issue. In this case, you may be able to prepare the deviation request (with sufficient backdata) from multi-cycle HT to one cycle HT.

However if it is heavy wall CS or Cr-Mo steel, the Cr-Mo steel may be an issue while the CS may or may not be an issue. In these cases, the only way is to prove the mechanical and metllurgical properties after additional heat treatment (HT) for the specimen with the same heat number as the facility, and get the required properties. The test procedure should be approved by your client.

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