[ASME] ASME VIII Div.1 UCS-66 충격시험.

안녕하세요. 오늘은 충격시험 IMPACT TEST에 관련된 내용을 다루어 볼 거예요.

 

전 용접 엔지니어니깐 자재 입장이 아닌 용접부 입장에서 요 충격시험을 바라볼 거예요.

자!! 그럼 먼저 충격시험이 뭔지 왜 하는지부터 알아봅시다.

 

충격시험이란 규격에서 정한 용접부 위치에서 시편을 채취하여 규격에 맞는 크기로 가공한 다음 그 시편을 때려서 충격 값을 측정하는 시험이에요. 요 충격시험은 용접부의 인성이 얼마나 좋은지 확인하기 위해 수행하죠. 사람도 인성이 중요하듯이 용접 부도 인성(잘 부러지지 않고 끈끈한 성질, 질김 정도?)이 중요해요. 용접부나 금속이 인성이 약하면 작은 충격에도 쉽게 깨지거나 부서지는 거죠. 그래서 확인하는 겁니다.

 

요 충격시험이 요구되는 경우가 있고, 요구되지 않는 경우가 있어요. 그럼 언제 용접부에 충격시험이 요구되는지 알아봅시다. 먼저 Carbon 자재에 대하여 살펴보도록 하겠습니다. UCS-67를 보면 아래와 같은 조건일 때 용접부에 충격시험이 요구된다고 나와 있어요. 

 

1. 모재가 충격시험이 요구될 경우.

2. 기기 MDMT가 21℃도 이하 이면서 용접 1 Pass가 13mm 이상일 경우.(미치치 않고서야 1 pass를 13mm 안 올리죠!!!)

3. 위 사항 말고 더 있기는 한데 그냥 모재가 요구되면 충격시험이 요구된다고 보면 됩니다. 궁금하시면 쭉 읽어보세요.

 

그럼 다시 모재가 언제 충격시험이 요구되는지 알아보러 가야겠네요? 그렇죠??

 

이제부터 모재가 언제 충격시험이 요구되는지 알아보도록 하겠습니다. 

이 내용은  UCS-66에 잘 설명되어 있는데, 참고로 카본 자재에만 해당하는 내용이에요.

 

UCS-66 항목으로 가면 아래와 같이 그림이 있는데 이 그림을 보고 충격시험의 여부를 파단하는 그림입니다. 의미를 알고 보니 얼마나 중요한 그래프인지 감이 오시죠?

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위 그래프에 따라서 LOW ALLOY, CARBON STEEL의 충격 여부를 판단하는 거예요.

 

그래프의 아래 숫자는 자재의 두께를 의미하고, 왼쪽 세로 숫자는 기기의 MDMT(디자인 최소 온도)를 의미해요.

그리고 빨간 네모칸에 A, B, C, D가 있는데 이건 각각의 자재를 말해요. 이게 무슨 말 이냐면 저 그래프 아래를 보면 A는 무슨 자재, B는 무슨 자재 C는 무슨 자재 D도 무슨 자재 이렇게 다 적혀져 있어요.

 

알파벳 A바로 아래 검은선이 자재 A의 기준선 // 알파벳 B바로 아래 검은선이 자재 B의 기준선 이렇게 알파벳 바로 아래 검은선이 각각 알바벳의 기준선이고, 이 기준선을 기준으로 밑의 영역에 해당하면 충격시험이 요구되고, 위의 영역에 해당하면 충격시험이 면제되는 거죠. 이해하셨나요???

 

빠른 이해를 위해 예시를 하나 들어 볼게요.

 

알파벳 B의 항목에 SA516-70이란 자재가 있고 D의 항목에 SA516-70N이란 자재 있습니다. 그런데 제작해야 할 기기의 조건은 아래와 같아요.

 

          a. 자재: SA516-70 / b. 두께: 40mm(가장 두꺼운 거 기준) / c. MDMT: -10℃  라 할 때.

 

위 그래프에서 자재가 SA516-70, 알파벳 B에 해당하니 알파벳 B의 기준선이 충격시험을 판단하는 기준이 되겠네요. 다음 MDMT -10℃와 자재 두께 40mm가 만나는 지점(위 그림의 빨간 점)을 보니 B의 기준선 밑에 있네요.

밑에 있으니 충격시험이 요구되는 겁니다.

 

하지만 자재를 SA516-70N으로 변경한다면??? SA516-70N은 D의 항목에 있고 D의 기준선을 기준으로 보면 MDMT -10℃와 자재 두께 40mm 만나는 지점(위 그림의 빨간 점)이 D 기준선 위에 위치하고 있죠? 그럼 충격시험이 요구되지 않는 겁니다. 

 

이 때문에 SA516-70N에서 N은 Normalizing 열처리를 의미하며, 이 때문에 그냥 SA516-70보다는 SA516-70N자재를 선호하는 겁니다. Normalizing열처리를 하면 가공에 의해 변했던 성질이 회복하면서 결정립 미세화 등 자재의 물성치가 좋아지기 때문에 따로 충격시험의 보증이 필요 없어진 거죠.

이렇게 해서 자재가 충격시험이 요구되는지 판단하고, 자재가 충격시험이 요구된다면 UCS-67에 따라 WPS도 충격시험이 반영된 걸 사용해야 하고 이로 인해 WPS를 작성할 때 추가 필수 변수(Supplementary Essential Variable)도 같이 고려해 줘야 하는 겁니다.

 

지금까지는 카본, 또는 저 합금강에 대한 내용이었고 스테인리스의 경우 UHA-51항에 나와 있으니 한번 읽어보세요. 카본이랑은 비슷하지만 또 달라요. 참고로 스테인리스는 충격 값(J) 보다는 Lateral 값이 더 중요해요.

 

마지막으로 한가지 더, 만약 Spec요구조건에 무조건 Impact가 요구된다고 한다면 Code에 상관없이 충격시험이 반영된 WPS를 반영해 줘야 합니다. 물론 용접자재 또한 충격 값 보증이 될 수 있도록 용접자재 구매 시 MPS에 반영해 주는 거 잊지 마시고요.

 

다음에는 충격시험에 합격기준과 시편 채취 위치 등을 배워보도록 하죠.

 

오늘도 소중한 시간을 내서 여기까지 읽어주셔서 고맙습니다. 궁금한 건 참지 말고 댓글로 꼭 물어봐 주세요.