안녕하세요
SS 용접 시 입계 예민화 질문이 있어 글 올립니다.
질문을 드리게 된 배경을 간단히 설명 드리자면
얼마전 용접검사를 하는데 304L 재질 배관 용접부에서 발청된 것을 발견했습니다. 6인치 Tee to Pipe Butt joint, shop joint 이구요 용접비드 바로 옆 7mm 정도 위치에서 발청이 발견, 기록을 살펴보니 올해 4월 경 용접 했습니다. 바로 옆 field joint에는 발청이 없고, 현장 주변 청결은 아주 깨끗합니다.
발청 상태가 심하지 않고, 배관 유체도 질소라인(dry condition)이라 녹제거만 하고 마무리 하는 것으로 했습니다.
문의하고자 하는 것은
1. L Grade 재질을 사용해도 입계 예민화가 발생할 수 있는지
2. 이미 발생된 입계 예민화는 어떻게 처리를 해야 하는지... 저의 짧은 생각으로는 Cr이 고갈된 상태라면 잘라내고 새로 해야 하는 방법 밖에는 안떠오릅니다.
제가 본 것이 입계예민화가 아닐 수 도 있지만 만약 본 것이 입계예민화에 의한 부식이라면, 이럴 경우 이미 발생된 조인트에 대해서는 어떻게 처리 하는 것이 Best 일지 조언 부탁드립니다.
상세한 답변 감사합니다 박사님.
외부 Insulation은 없으며, 사진을 못 찍은 것에 대해 저도 많이 아쉽습니다.
이미 검토해 보신 여러 예상원인들 중에 원인이 있는 것 같습니다. 사진 등 더 상세한 정보가 없기에 단언하기는 쉽지 않으나 저가 관심이 가는 것은 발청부위가 국부적으로 발생하였고 용접부위/HAZ에서 약간 떨어진 것으로 보아 Shop 또는 Field 작업 중 그 부위에 잔존 Spatter 나 이물질, 또는 임시 Clips등을 제거하는 과정에서 CS에 사용하였던 Grinder또는 Brush를 사용하였을 가능성이 (Fe contamination 에 기인한 부식) 아주 커 보입니다.
TWI나 NiDi 등의 자료를 기준으로 보면, 용접부의 탄소 농도가 0.05% 미만이면 입계 예민화로 부터 자유롭다고 언급하고 있습니다.
즉, 지금 우리가 사용하는 L-Grade의 제품들이 탄소 함량이 0.03% 이하이므로 이론적으로는 이들 재질에서는 입계 예민화를 크게 걱정하지 않아도 된다고 얘기합니다.
하지만, 실제 현장에서는 그런 재질을 사용했음에도 불구하고 용접과정의 불충분한 관리와 오염 및 과도한 그라인더 작업 등으로 인해 녹이 발생하는 경우를 종종 봅니다.
지금 표면 상태가 정확하게 어떤 상황인지 사진 자료 등 추가 자료가 없기에 단정적으로 얘기할 수 없으나, 이론과는 달리 실제로는 앞서 언급한 바와 같이 미약하게 나마 부식은 발생할 수 있습니다.
한번 입계 예민화가 된 강종을 다시 원래 상태로 돌이키는 것은 고용화 열처리 이외에는 현장에서는 대안이 없습니다.
그렇다면, 예민화 된 정도와 사용환경을 기준으로 그대로 두어도 좋을지 여부를 검토해야겠지요.
현재 사용하는 배관이 질소 라인이라면 내부로 부터의 부식은 없다고 간주하고, 외부로 부터의 부식만이 문제가 될 것인데, Insulation이 되어 있다면 보온재 하단 부식(CUI) 정도를 고민해 볼 수도 있겠습니다.
입계 예민화를 언급하면 Cr이 고갈되었다는 표현을 다들 쓰고 있으나, 용접과정에서 Cr이 기화되어 날라가지 않는 한 있는 Cr이 어디 가지는 않습니다. 다만, 그 성상이 산화물을 만들어서 내식성에 기여하기 보다는 이미 탄화물이 되어서 내식성에 영향을 미치는 것이지요.
따라서 CUI가 발생할 수 있는 여건이 되는지를 확인하고 그에 대한 대비책을 세우는 것이 좀더 현실적인 접근이 되겠습니다.
현재 용접금속으로 부터 약 7mm 정도의 위치라고 하면, 배관이 아주 두꺼운 것이 아닌 이상, 직접적인 용접열에 의한 입계예민화 보다는 용접과정의 오염이나 과도한 그라인더 등 기타의 요인에 의한 것일 가능성이 더 큰 것으로 예상합니다.