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후열처리 ( P ost- W eld H eat T reatment)

후열처리 ( P ost- W eld H eat T reatment). 후열의 정의. 용접을 하면 바로 용접된 그 자리 보다는 그 주변이 용접열에 의해 구조적으로 약해지는 현상이 발생한다 . 열에 의해 약해진 부위를 HAZ 라며 이 부분에 대해 잔류응력의 제거 , 응력집중의 완화조치 , 조직안정화와 같은 용접후처리가 필요하게 된다 . HAZ : (Heat Affected Zone) 잔류열의 영향을 받는 지점 고장력강 : 보통의 강철보다 물체가 잡아당기는 힘에 잘 견디고 용접이 잘 되는 강철

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후열처리 ( P ost- W eld H eat T reatment)

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Presentation Transcript

  1. 후열처리(Post-Weld Heat Treatment)

  2. 후열의 정의 • 용접을 하면 바로 용접된 그 자리 보다는 그 주변이 용접열에 의해 구조적으로 약해지는 현상이 발생한다. • 열에 의해 약해진 부위를 HAZ 라며 이 부분에 대해 잔류응력의 제거, 응력집중의 완화조치, 조직안정화와 같은 용접후처리가 필요하게 된다. • HAZ : (Heat Affected Zone) 잔류열의 영향을 받는 지점 • 고장력강: 보통의 강철보다 물체가 잡아당기는 힘에 잘 견디고 용접이 잘 되는 강철 • 특수강: 쓰임새에 맞게 탄소강에 규소, 망간, 니켈, 크롬, 구리, 몰리브덴 따위를 넣어 특수한 성질을 갖게 만든강.(=합금강)

  3. 용접후 열처리의 목적과 방법 • (1) 용접 잔류응력 및 변형대책 - 용접 잔류응력 완화 - 형상치수의 안정 • (2) 모재, 용접부 및 구조물의 성능개선 - 용접 열영향부의 연화와 조직의 안정 - 용착금속 연성증대 - 파괴인성의 향상 - 항유가스의 제거 - 크리프 특성 개선 - 부식에 대한 성능 향상 - 피로 강도 개선 크리프: 물체가 일정한 변형력 아래서 시간의 흐름에 따라 천천히 변형하여 가는 현상, 온도가 높고 변형력이 클수록 그 변형은 빠르다

  4. PWHT의 문제점 • 모재등의 성능저하 - 고장력강 등은tempering온도를 넘는 온도에서 PWHT를 수행하면 재료의 조질효과를 잃게 되어 강도나 인성이 떨어진다. - Cr-1Mo강 등에서는 고온 장시간 열처리에 의하여 용착금속의 조립 Ferrite생성이 진행되어 강도가 저하한다. • 재균열 발생 - Ni-Cr-Mo-V-B강, Cr-Mo-V-B강, Cr-Mo-B강, Cr-Mo-V강 등에서는 PWHT시에 열열향부에 균열이 발생하는 경향이 있다. • Tempering : 비교적 낮은 온도로 적당한 시간 가열하여 저지해 놓은 변화를 임의의 상태까지 진행시키는 일 • Ferrite : 900℃ 이하에서 철에 합금원소 또는 불순물이 녹아서 된 고용체.

  5. 기본계획 • PWHT의 실시여부 및 조건의 검토는 설계단계에서 시행되어야 한다. • (1) 재료의 선정 - 용접성에 의한 재료선정 - 사용조건으로 요구되는 성능에 의한 재료선정 • (2) PWHT의 적용 - 거대한 구조물 - 현장에서 건설되는 구조물 - 형상치수가 가열에 대하여 불안정한 구조물 - 복잡한 구조물

  6. PWHT 시공방법 • (1) 노내 PWHT - 온도는 가열부를 대상으로 하여 열전대를 이용하여 계측하는 것이 원칙이나 노내 온도에서 가열부 각부의 온도를 추정할 수 있을때는 이 방법이 인정되는 경우도 있다. • (2) 국부가열 PWHT - 가열방법에는 전기저항가열, 전기 유도가열, 버너가열, 화학반응에 의한 발열체 등 시공대상이나 시공 장소등의 조건에 따라 결정된다. • (3)현지 전체 PWHT - 대형 탱크와 같이 노내 PWHT가 불가능한 구조물은 현지 전체PWHT 가 적용된다. 현지전체 PWHT (D=22m)---

  7. 용접부 열처리와 관련공정 • (1) 용접시공 • PWHT후에 용접보수를 하는 것은 바람직하지 못하며 변형이나 파손을 막기 위한 보강재 설치, 불연속부 수정 등 대책이 필요하다. • (2) 시험검사 - 내압, 누설검사: 압력용기 배관 등의 내압시험 및 누설시험은 PWHT후에 이루어지는데 시험 전.후에 결함이 발견되어 용접보수가 행하여지면 PWHT 부터 다시 실시하여야 한다. • 비파괴검사: PWHT완료 후에 수행되어야 한다. 그러나 PWHT 후의 검사에서 결함이 발견되면 보수의 내용에 따라 다시 PWHT를 수행하게 되고 PWHT의 반복은 재질 등에 악영향을 미칠 위험이 있다. • (3) 용접보수 - PWHT 후에 용접보수를 하거나 부재를 용기의 압력부에 용접하면 일반적으로 재 PWHT가 용구된다.

  8. PWHT 조건들…. • (1)가열,냉각조건 - 최고 가열속도 및 최고 냉각속도의 규정은 규격에 따른 실질적인 변화는 없다. 노입, 노출시의 온도 마찬가지이다. • (2) 유지온도 - 설계조건을 고려해서 적절한 온도를 선택할 필요가 있다. 일반적으로 압력요기 등에서는 강도, 크리프 고려하여 낮은 쪽의 온도를 택하며, 배관에서는 연화에 중점을 두어 높은 쪽의 온도를 택하는 것이 보통이다. • (3) 유지시간 • 두께 25mm당 1시간 정도로 하고 두께의 증가에 따라, 줄어드는 시간은 재료에 따라 정해진다. 영국규격BS에는 재료의 종류에 따라 긴 쪽의 유지시간이 규정되어 있고, JIS.ASME에서는 유지온도를 내릴때의 유지시간이 규정되어 있다. • JapaneseIndustrial Standards 일본 공업 규격 • ASME American Society of Mechanical Engineers 미국 기계학회

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