[열처리] C.S 열처리

안녕하세요. 오늘은 ASME VIII DIV.1에 따라서 C.S 열처리에 관련된 내용을 적어볼게요.

 

먼저 열처리의 목적은 어떤 행위로 인하여 강해진(딱딱해진) 강을 유하게(부드럽게) 풀어주는 역할이 목적이에요. 단단한 강도가 필요하여 철강을 사용하지만, 그래도 너무 강하면 부러지듯이 쉽게 파단이 될 수도 있고, 기기 안의 유체가 인체에 유해한 서비스(특별한 화학물질)의 경우 조그만 결점을 타고 C.S강을 계속 파고들면서 결함이 발생하는 성질이 있어서 결점이 쉽게 발생하지 말라고 해주는 거예요.

목적에 따라 열처리 용어가 나누어지는데 아래를 봐주세요.

 

• S.R(Stress Relieve): 냉간가공으로 인해 발생된 잔류 응력을 풀어주기 위한 열처리.
• PWHT(Post Weld Heat Treatment): 용접 후 용접 열로 인해 생긴 잔류 응력을 풀어주기 위한 열처리.
• Normalizing: 미세조직 Ferrite에서 Austenite로 변하는 A3변태점 이상 온도(약 900℃)에서 결정립 미세화와 균일한 결정립을 형성하기 위한 열처리.

S.R이나 PWHT는 A1변태점 이하 온도(약 720℃)에서 수행되며, 방법도 동일하지만 위에 언급된 것처럼 목적에 차이가 있는 거죠. ASME VIII Div.1의 경우 S.R과 Normalizing의 조건에 대한 내용은 없으며, PWHT에 대한 내용만 다루고 있어요. 그래서 S.R의 경우 열처리 조건을 PWHT와 동일하게 하며, Normalizing은 철판을 재조 할 때 적용했던 조건으로 해주는 겁니다.

 

1. 그럼 ASME VIII Div.1에 따라 S.R이 요구되는 경우를 알아 보도록 해요.

 

UCS-79 항목에 따르면 테이블 UG-79-1에 따라 계산된 최대 연신률(Extreme fiber elongation)이 5% 이상일 경우 열처리를 적용해야 한다고 나와요. 이 항목을 자세히 읽어보면 냉간 가공(Cold working)에 따라 열처리를 요구하는 조건을 알 수 있어요. 

 

2. 다음은 ASME VIII Div.1에 따라 PWHT가 요구되는 경우를 알아 보도록 해요.

 

UW-2에 따르면 lethal서비스를 보유하는 기기를 제작할 경우 PWHT를 해야 한다고 나와요. 이유는 위에 있으니 참조하세요. 또 UCS-56-1에 따라 38mm 이상의 용접 두께를 가질 때 PWHT가 요구돼요. 조건은 Table-56-1에 따라 실행해 주시면 되고, Ferritic 금속 중 해당하는 P-No. 에 따라서 UCS-56-1~11까지 골라서 적용해 주면 되는 거죠.

각각의  Table에 Note를 잘 읽어보면 후열 처리를 면제받는 다든지, 언제 요구되는지 잘 적혀 있어요.

 

3. 열처리가 요구되는 경우를 알아봤으니, 어떻게 해야 하는지 알아봐야겠죠?

 

UCS-56와 Table UCS-56-1~11을 보면, 열처리를 수행할 때 주의해야 할 사항이나 조건이 잘 나와있어요, 장입(기기를 로 안에 넣는 것) 온도, 가열 & 냉각 속도, Holding 시간&온도, 열전대 부착 위치 및 요구사항 등 중요한 정보가 많으니 꼭 읽어보시길 바라요. 그리고 열처리 가열과 냉각 속도는 해당 기기의 강도 계산된 부위의 가장 두꺼운 두께 기준이며, Holding 시간은 Nominal(용접 두께) 기준이란 거 잊지 마세요. Nominal의 정의는 UW-40에 잘 나와 있습니다.

 

 

4. Normalizing에 대해선 ASME VIII DIV.1에 요구사항은 없다고 말씀드렸죠, 그래서 내용이 없는 거고 대부분 JOB SPEC에서 요구하는 사항으로 COLD FORMING시 Elongation이 5% 넘는다면, Normalizing해라 이런 식인 거죠. 

 

5. 마지막으로 주의해야 할 사항이 있는데, 열처리를 요구하는 Code가 많아요. API, ASME, EN 등등 그리고 코드별로 요구하는 열처리 조건이 조금씩 달라서 만약 공사에서 요구하는 코드가 겹칠 경우, 반드시 발주처와 어떤 코드에 따라서 적용할 것인지 확인해서 진행해야 합니다. 안 그러면 나중에 탈이 생길 수가 있어요. 

 

 

그럼 오늘도 소중한 시간을 내서 긴 글 읽어주셔서 고맙습니다. 궁금한 사항이 더 알고 싶은 정보가 있다면 댓글로 질문 주세요.