Q&A로 옮겼습니다.

 

안녕하십니까,  SAW 강관업체 품질부서에서 근무하고 있는 직장인입니다.

다름아니라 사양검토 중 고객사 시방서에 적혀있는 열처리 조건을 검토하다 궁금증이 생겼습니다.

우선 시방서에는  *5Cr – 0.5Mo, Alloy Steels (P No. 15E ): Not less than 770°C.

라고 명기되어 있는데 ASTM A691 에는 705~760°C로 명기되어있어 CODE요구사항보다 온도가 높습니다. 그런데 A691에 쓰이는 자재 A387자재에도 영향을 주지 않을까 사료됩니다.

(A387 CODE에는 5CR에 대해 최소온도조건만 명시되어 있습니다.)

질문 1. 상기와 같이 PIPE 상의 TEMPERING 온도가 CODE 요구조건보다 높으면 PLATE상의 TEMPERING온도도 변경되어야 되는건지 문의드립니다.

질문 2. 통상 A387자재는 Normalizing & Tempering을 통하여 자재가 생산되는데 A691파이프 열처리조건 중 CL.4X, 5X의 경우 Normalizing or Quenching & Tempering 열처리를 요구함에 비슷한 열처리 공정을 2번 겪게 됩니다. 2번 하는 이유를 알고 싶습니다. 조직에 변화가 생길텐데 물성치 개선을 위한건지 의문이 듭니다.

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강관을 제조할 때, QT강으로 제조할 때의 Temering 온도가 있고, 그것을 말아서 ERW로 용접할 경우, 두께에 따른 잔류응력을 제거하기 위해 용접후열처리(PWHT)를 합니다.
그러니, tempering 온도보다는 낮은 온도에서 용접후열처리를 해야 합니다. QT강을 용접할 때, 응력제거 열처리가 필요할 때, 꼭 기억해야 합니다.
얼마나 낮으면 될까요? 보통 15 degC 정도 낮으면 됩니다. 재료 Spec.에 있는 것은 범위고, MTR에 실제 Tempering한 온도보다 최소한 15 degC 이하에서 용접후열처리를 실시하면 됩니다.
근거는 API RP 582, 2016년판 표 6의 노트 a)에 있습니다.
그리고 5Cr강은 P-No.15E가 아니고, P-No.5입니다. 9Cr강이 15E입니다.
이곳은 자료를 올리는 곳이니, 질의가 더 필요하시면, Q&A 페이지로 옮기시길 바랍니다

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[답변] 우선 답변 감사드립니다. P No. 15E 는 오기인 것 같습니다.

        Tempering 온도보다 후열처리(PWHT)온도가 낮은것도 스펙에 명기되어있는데

        A691자재의 경우 CL가 2로 시작되면 후열처리를 적용하지만 CL가 4나 5로 시작되면 파이프 후열처리로 Normalizing or Quenching & Tempering 을 요구합니다. 다시말해 플레이트에도  Normalizing or Quenching & Tempering 작업을 해야하고 플레이트를 말아 파이프로 만든 후에도 유사열처리를 수행하게 되어있습니다. 

이런 경우 조직이 재결정되는 건데 비슷한 공정을 2번이나 수행하는 이유가 있을까요?

CL2X와 같이 플레이트에서 Normalizing or Quenching & Tempering 를 수행하고 파이프상태에서 Tempering온도보다 낮은 온도로 PWHT를 수행하는 건 이해가 갑니다.

그리고 PIPE 상의 TEMPERING 온도가 CODE 요구조건보다 높으면 PLATE상의 TEMPERING온도도 변경되어야 되는건지 문의드립니다.

 

 


홍만화[mhhong] 2021-05-15 11:49

A691과 A387에 QT강 플레이트를 말아서 ERW용접하고, 다시 QT와 유사한 행위를 하도록 되어 있다면, 제작의 문제로 생각됩니다. 그렇게 되면, PWHT가 필요없는 것이죠. 플레이트를 배관으로 말때, 냉간가공인지 열간가공인지도 중요한 인자가 될 듯 합니다. 암튼 QT강이면, 몬든 행위가 끝났을 때, QT강이어야 하는거죠. 또한 용접부에 잔류응력이 없어야 하는것이 목적이므로, Normalizing해서 문제 없다면 그렇게 해도 됩니다. 근데 다시 길이방향의 용접(배관 만들때)이 아닌, 횡방향 용접부(현장 또는 공장)가 있을 시, 그때 PWHT를 수행해야 합니다. 그때는 필히 적합한 온도로 수행해야 합니다. 가끔, 길이방향의 용접과 횡방향의 용접 적용에 대해서 헷갈리시는 분이 있습니다. 도움이 되었길!

은정철 2021-05-18 12:52

위의 답글에 조금만 추가해 봅니다. A1: 우선 용어의 혼돈이 없길 희망해 봅니다. 즉, ASTM A387 (plate material standard), ASTM A691 (welded pipe standard), 고객사 시방서 (client’s P.O. spec). 여기서 Code는 존재하지 않아 보입니다. client’s P.O. spec의 규정 (tempering temperature of pipe > 770C)이 ASTM A691 (welded pipe)의 규정치 (705-760C)를 초과하면 그 welded pipe 의 소재는 더 이상 ASTM A691 이 되지 않습니다. 이는 Tempering temperature가 높아지면 강도가 떨어질 수 있기 때문입니다. 아울러 그 tempering temperature는 LCPTT (820C for 5Cr-0.5Mo steel) 보다 충분히 낮아야 하므로 “≥770C” 의 표현은 기술상으로도 문제가 있어 보입니다. 따라서 Client와 상의 해 보시기 바랍니다. 개인적으로는 spec상의 tempering temperature (“≥770C”) 요구 조건을 삭제하고 앞에서 답변된 “The PWHT temperature shall be at least 15C lower than the tempering temperature of the pipe material.” 로 변경되어야 할 듯 합니다. A2 : Fe-C Phase Diagram 상의 AC3이상에서는 재열처리는 재료의 물성치가 처음부터 다시 형성되므로 기계적 성질은 Plate 따로, Welded Pipe 따로, 각각 주어진 값으로 보증을 하게 됩니다. Welded Pipe 제작 후 재열처리는 Pipe의 제작중 심한 열 가공으로 인해 Plate에서의 기계적 성질이 크게 변했기 때문일테지요. 따라서, 설계에 반영될 기계적 성질은 piping 제작 (fabrication per ASME B31.xx) 전 마지막 Products (Pipe, or Plate, or Fitting, or Forging) 에 의해 지배됩니다. 또 다른 Pipe 제조 회사의 경험이나 열처리 관련 실험 Data의 공유도 기대됩니다.

구용찬[yongchan38] 2021-05-20 15:01

답변 감사드립니다. 그리고 5Cr-0.5Mo 에 대한 LCPTT는 어디서 찾을 수 있는지도 문의드립니다.

은정철[tomeun] 2021-05-21 02:05

아래를 찾아보시기 바랍니다. API 530, Table 5 ASME B31.1, Table 129.3.1-1 https://etd.ohiolink.edu/apexprod/rws_etd/send_file/send?accession=osu1284729457&disposition=inline https://www.springer.com/gp/book/9783030364298 https://www.amazon.com/Handbook-Engineering-Practice-Materials-Corrosion/dp/3030364291

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