안녕하십니까
테크노넷을 통해 항상 현업에 도움이 되는 좋은 자료를 얻을 수 있어서 우선 감사하다는 말씀을 드립니다.
다름이 아니라 사업주 Spec.에 MDMT -46 도 이하의 초저온용 배관 용접부에 FN 값을 2~5를 만족해야 한다는 조항이 있어서
GTAW용접으로 308L 용접봉 / 308L 용접봉 / K용접봉 사의 308L Low Ferrite 용접봉(용접봉 Ferrite 값 7.1FN) 및 316L 용접봉으로 SS304 배관 용접에 사용을 하였지만 실제 FN값이 5~6.8FN 사이를 나와서 고객사 Spec.을 초과하여 불합격 및 NCR이 발행된 상황 입니다.
(WPS 나온 입열량을 최소 최대로 변화 및 4명의 용접사를 각각 기량의 변화를 주었지만 만족을 할 수가 없었네요)
이제 방안이 예열 및 후열 또는 PWHT 650도에서 1Hr 실시하는 방안을 밖에 생각이 나지 않아서
낮은 FN 값을 만족하기 위해 SS용접부에 예열 후역 또는 PWHT를 적용하는게 옳은 것인지 ?
혹시 Ferrite 값을 만족시킬 다른 방안이 있는지 문의를 드립니다.
감사합니다.
바쁜 가운데 조언 주셔서 감사합니다.
우선 근본적인 원인이 무엇인지도 알아야 하고 Use As Is를 위해서는 현재의 상황 (5FN 보다 높은 Offspec값)에서의 건전도가 입증되어야 하겠지요.
1. 원인으로는 PQR이제대로 되었는지 확인 (가장 중요한 값은 CVN impact test결과치-natural expansion 값 포함)이 필요합니다. 이를 위해 308L 보다는 308LCF가 적극 추천됩니다. Low carbon (L) 외에도 controlled ferrite (CF)를 통해 ferrite량을 낮추게 되는데 가장 중요한 역할은 낮은 C & N과 높은 Ni, 그리고 SMAW의 경우 Lime type electrode (class 15)의 선정이 됩니다. Stick diameter (3.2-4.0 mm preferable) , Heat input (somewhat higher is better), Arc Length (higher to reduce FN)등도 그 다음의 변수가 됩니다.
2. 현재의 상황에 합격되려면 고려 중인 PWHT 650도C에서 1-2 Hr 실시하는 방안도 cryogenic Service 만을 위한 것이라면 긍정적인 방법이 될 수 있습니다. Client와 상의하여 이 방법을 통해 CVN Impact test의 합격을 Demonstration 해 볼 수 있을 것으로 판단합니다.
저온 설비의 경우에는 인성을 확보하기 위해 저온 인성에 상대적으로 취약한 Ferrite 성분을 제한하고 있습니다.
304 재질은 초정의 응고모드가 Ferrite ==> Austenite이기에 원론적으로 Ferrite를 줄이는 것은 한계가 있습니다. 냉각속도를 제어하여 F=A로의 변화를 좀더 기대해 볼 수는 있겠으나, 그리 효과적인 선택은 아닙니다.
그렇다면 완성된 용접금속에서 Ferrite 성분을 최소화 할 수 있도록 용접봉의 성분을 제한하는 노력이 필요합니다.
용접봉 제조사와 협의하여 현재 사용중인 308에서 Ferrite Fomer로 작용할 수 있는 성분들을 최소화 하여 사용하시길 추천합니다.
PWHT를 하게 되면 Carbide 생성으로 인해 내식성은 물론이고 저온의 인성도 해칠 수 있으니, 절대로 하시면 안됩니다.
기존에 용접하는 방식으로는 아무리 용접기술이 좋은 용접사라고 해도 제시된 Ferrite 수준을 맞추기 어렵습니다.
그리고 F성분을 최소화한 용접봉을 사용하게 되면, 응고균열의 위험성이 증가하고 상대적으로 용탕의 유동성이 떨어지는 단점이 있기에 사전에 용접사가 익숙해 질 수 있도록 연습이 필요하고, 모재의 용융을 최소화해야 F 성분의 발현을 억제할 수 있습니다.