현장`용접 관리 및 육안 검사 한탑 기술사 사무소.

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1 현장`용접 관리 및 육안 검사 한탑 기술사 사무소

2 1 현장용접관리 개요 목 적 - 적절한 용접절차 확보 - 적정한 용접봉의 선택 - 기량 있는 용접사의 선정 및 관리

3 1 현장용접관리 개요 용접절차 용접봉의 선정 : 용접방법, 용접자세, 용접부의 개선방법 등에 따라 선택하며, 용접량을 고려하고 ,용접후의 원재료의 기계적 성질을 손상 시키지 않으면서 열처리 등을 실시할 경우에도 원래의 특성을 유지할 수 있는 재료를 선택한다. 용접전류 : 적용 전류가 높거나 낮은 경우 용접 결과는 좋지 않을 것이다. 일반적으로 전류가 높은 경우는 용입량이 많아 큰 Molten Pool이 형성되며, 불규칙한 용접 Bead가 형성 되며, 용접속도가 낮은 경우는 모재l에 충분한 열이 가해지지 않아 적은 용입량이 형성되며 층을 형성하는 불규칙한 용접의 결과가 나타난다.

4 1 현장용접관리 개요 용접절차 용접 Arc 길이가 긴 경우 피용접부와 용착부간에 불량한 용착이 발생하며 Arc Waver를 따라 Spattered 와 불규칙한 Bead가 형성되고, 용접 Arc가 짧은 경우는 즉, Voltage가 낮은 경우는 적절히 모재를 녹이지 못하여 용접봉의 진행에 방해가 되면서 높고, 불규칙한 Bead가 발생한다. 용접속도가 너무 빠른 경우는 용접 Pool이 충분히 유지되지 못하여 불순물이나 Gas가 용접부에 잔류하게 되고 용접 Bead가 좁고 잔물결 무늬의 흔적이 용접부에 발생하게 된다. 또한 용접 속도가 느린 경우는 용접 Bead가 높고 넓게 번지면서 층을 이루게 되고 불규칙적인 파형이 표면에 형성되게 된다. 적정의 용접각도는 특히, Deep Groove Welding 및 Fillet Welding에서 중요하며, Fillet Welding의 경우 90°도로 접합되는 Plate와 용접봉간의 각도를 균등하게 45°도로 유지하여야 하는 점이 중요하고, 용접진행 방향과 수직으로 용접봉을 진행시켜야 하며 만약, 수직부재에 Undercut이 발생하는 경우는 Arc Angle을 낮추고 수직 부재에 Arc가 더욱 밀착되도록 한다.

5 1 현장용접관리 개요 용접봉선택기준 적절한 용접봉을 선택 시는 아래의 8가지 항목을 준수하여야 한다.
- 모재의 기계적 설질 및 강도 파악. - 모재의 화학적 성분 확인. - 용접자세의 적합성. - 용접전류(AC, DC)의 선정. - 조인트 설계 후열처리에 대한 고려. - 모재두께 및 형상의 고려. 저온, 고온등 작업환경을 고려.

6 1 현장용접관리 개요 용접사의 기량 - 좋은 품질의 용접기, 용접봉 및 부속구가 사용되어야 한다.
- 용접사는 작업하는 모재의 특성을 인지하고 있어야 한다. - 모재에 따라 적정의 용접절차서(WPS)가 확보 되어야 한다. - 용접절차에서 요구되는 적정의 용접봉이 사용되어야 한다. - 예열이 요구되는 경우 준수되어야 하며, 모재의 온도가 낮은 경우는 (10°C이하) 작업 수행을 금한다. - 작업 전 모재의 Slag, Paint, Grease, Oil, 습기 및 이물질을 제거 한다. - 용접 중 후속 용접을 시작하기 전 Weld Slag를 철저히 제거한다. - Crack이나 작은구멍이 있는 부분에는 추가 용접을 금하며, 결점부는 은 용접 전 철저히 제거 한다. - Fillet 이나 Groove Welding의 첫 패스의 Root부 용해에 주의를 기울인다. - Fillet Weld의 Root Gap이 큰 경우 요구강도를 맞추기 위하여 Fillet Weld의 Root Gap 용착량이 많아짐에 주의하고, 필요 시 과도한 Fillet Weld를 피하기 위하여 Groove Weld로 대체 방안을 검토 한다. - 어떠한 결함도 즉시 제거한 후 보수하고 재검사를 실시한다. - 용접 후 용접 각장 및 Bead폭 등이 적정한지 확인한다. - 용접을 끝낸 후 외관을 검토하고, 용접 Bead 의 결함이 없는지 확인한다.

7 2 육안검사의 개요 개 요 육안검사는 눈과 측정장비(줄자, Venire Calipers, Pit Depth Gage 등) 및 보조장비(내시경, 랜턴, 사진기, 현미경(조직관찰), 돋보기등)를 이용하여 - 장치물의 이물질 정도를 파악하여 청소 주기를 결정하는 기초자료를 제공하고 부식,침식,마모,Crack, 부풀림,변형 및 파손여부 및 부위를 파악하고 상세검사 필요부위에 대한 검사필요성을 제공하여 장치물의 안정성을 확보하도록 하고 도장 또는 Coating 의 박리 또는 파손 여부 등으로 인해 보수필요부위를 파악하는데 그 목적이 있다. 육안검사는 여러 비파괴검사 형태 중 가장 기본적이고도 중요한 검사방법의 하나로 광의의 비파괴검사에는 포함되나 일반적으로 비파괴검사(RT, UT, PT, MT 등) 방법과는 구분한다. 또한, 비파괴 검사가 실제 결함의 정도 또는 크기 등을 정확히 찾거나 Sizing 하는데 적용하는데 비해 육안검사는 원천적인 결함현상을 찾는데 이용된다. 외부검사 : 내부검사가 불가능한 장치물의 외관 및 외부상태를 관찰하는 검사를 말한다. 내부검사 : 내부 출입이 가능한 모든 장치물의 내부상태 및 내부부속품의 외면상태를 점검하는 검사이다.

8 3 육안 검사 원칙 방 법 1) 사전 준비 육안검사에 필요한 각종 검사도구를 준비한다. 검사에 필요한 계측기 및 장비에 대해서는 검교정유무, 유효기간,작동 유무를 사전에 확인하고 필요한 경우 검교정 또는 정비를 실시하여야 한다. 또한 검사원의 안전을 위하여 안전보호장구를 구비하여야 한다. 2) 이물질 검사 검사대상 장치물의 청소실시 전에 오물검사를 실시한다. 검사 시 오물 정도, 물질, 색깔, 부착 장소 등을 육안 으로 확인하여 기록한다. Fouling 검사에 대한 색깔, 형태 등의 정확한 기록이 필요한 경우 사진 촬영을 하며, 오물이 심하게 발생한 부위는 부식, 두께검사 부위 선정 시 포함한다. 3) 결함검사 장치물 내부 검사는 장치물이 개방하여 청소가 끝난 후 실시하고 외부 검사는 일반적으로 운전 중에 실시 한다. 검사 시 금속표면의 부착물은 Wire Brush 또는 Scrapper 를 사용하여 완전히 제거하여 표면결함을 볼 수 있도록 매끄럽게 하고 제거되지 않으면 Grinder 나 Sanding 을 이용할 수 있다. 4) 부식상태 검사 모재나 용접결함부위에 육안으로 확인할 수 있는 두께감소나 열화 등의 이상이 발생하였을 경우 측정기구를 이용하여 깊이 또는 면적을 측정하고 위치와 함께 기록한다. 정확한 위치나 형상이 필요한 경우 스케치 또는 사진 촬영을 한다. 육안으로 확인이 불가능한 두께감소나 열화 진행여부에 대한 검사를 실시해야 할 경우에는 두께검사 또는 비파괴검사 등의 추가검사를 실시한다.

9 3 육안 검사 원칙 방 법 5) Crack 모재나 용접결함 부위에 육안으로 확인할 수 있는 Crack 이 발생하였을 경우 측정기구를 이용하여 크기를 측정하여 위치와 함께 기록한다. 정확한 위치나 형상이 필요한 경우 스케치 또는 사진 촬영을 하고 육안검사 시 발견된 Crack 은 반드시 비파괴 검사로 확인해야 하며 필요한 경우 결함크기를 측정해야 한다. 6) 변형, 파손 육안으로 확인할 수 있는 장치물의 변형이나 파손이 발생한 경우 발생부위를 측정기구를 이용하여 변형량이나 파손된 상태를 측정하여 기록한다. 발생부위와 형태에 대한 정확한 기록이 필요할 경우 스케치 또는 사진촬영을 한다. 7) 도장/Coating 박리 도장/Coating 박리가 발생한 경우 발생된 부위와 노출된 부위의 금속 표면에 대한 부식, 침식 등을 육안으로 확인하여 기록한다. 8) Bolt/Nut, Clamp 이완 Bolt/Nut, Clamp 이완 또는 탈락된 상태를 육안으로 확인하여 이완 또는 탈락 된 부위와 개수를 기록한다.

10 4 육안검사를 위한 측정장비 장 비 용 도 검사장비 길이측정
Pitting Gage, Vernier Calipers, 줄자, Depth Gage, Micrometer 두께측정 초음파 두께 측정기 경도측정 경도기 특수목적 침탄 측정기, 전위측정기, 도막두께 측정기 기타 Wire Brush, 확대경, 줄, 석필, pen, Test Hammer, Scrapper, 가방, 랜턴

11 5 용접결함의 판독 판 독 1) 언더컷(undercut)
운봉의 속도가 빠르거나, 용접전류의 과다, 아크의 거리가 길 경우 생기는 결함으로 비드의 끝부분이 모재표 보다 낮게 파인 부분을 말하며 용접효율의 저하로 변형 및 균열의 원인이 된다. 2) 오버랩(overlap) 언더컷과는 반대현상에 의해 발생되는 결함으로 오버랩된 부분의 사이로 이물질이 침투하거나 도장 시 도장결함이 발생되어 부식의 원인이 된다. 3) 각장미달 규정된 각장의 미달은 모멘트전달효율을 저하시키고 접합부의 피로파괴의 원인을 제공한다 4) 용접비드 불량 용접미숙으로 발생되며 추후 크레이트 결함, 도장결함의 원인이 된다. 5) 용접균열 (crack) 용접에서 균열은 원칙상 허용되지 않는 결함으로 균열부위는 적합한 가우징을 실시한 연후에 재용접을 실시해야 한다. 용접균열은 접합부의 결정입계로부터 피로한도를 높이고 차후 균열성장으로 용접부위의 파괴에 까지 이르게 한다. 균열에는 고온균열과 저온균열이 있으며 고온균열은 용접 후 저온균열은 용접부위가 냉각되면서 서서히 진행되는 균열이다. 고온균열을 방지하기 위해서는 열변형율이 큰 모재 또는 용가재의 선택을 자제하고 저수소계용접봉을 사용하며 저온균열의 경우는 기준에 맞는 후열처리를 실시하여 급작스럽게 용접부위가 냉각되는 일이 없도록 해야 한다.

12 5 용접결함의 판독 판 독 6) 슬래그혼입 용접전류의 불안정으로 비드 내에 용접피복이 혼입되어 채워지는 결함을 의미한다.
7) 스패터 (spatter) 용접전류의 과대, 용접봉의 수분함유등으로 용접 시 용가재가 주변 모재에 분산, 고착되어 모재면에 피로변형을 초래 시키기도 한다. 8) 용입부족 용접미숙이나 정해진 루트간격을 위반하여 용접부위에 용자개가 충분히 채워지지 못한 결함이다. 9) 용융부족 용접전류의 부족으로 용가재가 충분히 용융되지 못한 상태로 용접부위에 채워지는 결함이다. 10) 기공 (bllow hole) 대부분의 가스아크용접에서 가스(불활성 가스, 탄산가스)를 이용하여 용접부위에 일차적으로 산소유입을 차단시키는 역할을 하는데 기공은 가스의 불안정공급, 운봉미숙등의 사유로 용접 중 산소가 용접부위에 유입되어 생기는 결함으로 용접부의 강성을 저하시키는 문제를 야기시킨다.

13 5 용접결함의 판독 판 독 11) 크레이터 (crater)
용접운봉의 미숙 등으로 비드면이 용접가공면 상에 위치하면서 비드끝면이 볼록히 파이는 현상을 의미하고 실질적으로 용접이 되지 않은 부분으로 판단할 수 있다. 또 아크가 갑자기 끊어져도 발생할 수 있다. 12) 여성고 비드의 측단면이 여성의 가슴모양처럼 불룩하여 붙여진 이름이다. 용접 후 그라인드를 이용하여 기준치 이하로 낮춰야 한다.