[WPS 작성방법] QW-405&406 용접자세 와 예열.

안녕하세요. 오늘은 WPS에 용접 자세와 예열 부분의 작성방법을 알아보도록 합시다.

 

먼저 아래와 같이 용접자세와 예열 란이 있고요.

 

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용접자세와 예열부분

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자 그럼 설명 들어갑니다.

위에 Table은 GTAW Process의 필수, 추가 필수, 피필수 인지 보려고 가져온 거예요. 아래 숫자는 더 위에 있는 용접 자세와 예열 부분에 표기된 숫자 이오니 헷갈리지 마세요. 

 

 

1. 그루브 용접 자세를 표기해 주는 칸으로 1G(FLAT&아래 보기), 2G(horizontal&옆에서 보기), 3G(VERTICAL&위로 보기), 4G(OVERHEAD& 머리 위로 보기)가 있는데 ASME IX Figure QW-461.2에 보면 그림으로 잘 설명되어 있어요 정의는 QW-121에 잘 나와 있고요.

ASME IX Table QW-253(바로 위 그림)을 보니 Non Essential로 표기되어 있으니 PQ Test에서 무슨 자세로 용접을 했든 상관없이 실제 작업에서 적용할 자세를 기입해 줄 수 있네요.

 

여기서 정보 하나 PQR를 작성할 땐 자세를 1G, 2G, 3G... 이렇게 적어주시고 WPS에서는 FLAT, horizontal... ALL 이렇게 적어줍니다. ALL은 모든 자세를 다 적용할 수 있다는 말이에요. 그래서 보통 WPS에 All로 표기를 하죠. 현장에서는 Turnning Roller 등을 사용해서 가능한 아래 보기로 용접을 하려고 하지만 간혹, Clip류 간섭이라든지 기기의 자중 처짐으로 인하여 고정된 상태로 용접을 해야 할 때도 있기 때문에 가능한 모든 자세에서 용접을 할 수 있도록 해주는 게 좋아요.

 

 

2. 2번과 3번은 3G 즉 Vertical(위로 보기) 자세에서만 해당되는데 아래에서 위로 올라가면 UP, 위에서 아래로 내려가면 DOWN이라 하고 ASME IX 2019에선 Non Essential이지만 보통 Spec에서 Down을 금지하고 있습니다. 코드만 고려한다면 하고자 하는 부분에 X를 해주시면 됩니다. 단 Down보다는 Up을 선호하죠. 왜냐면 위에서 아래로 용접한다고 생각을 하면 용접 물이 밑으로 뚝뚝 떨어지는데 용접이 잘되기 힘들겠죠??(중력 때문에) 이 때문에 Spec에서도 Down hill은 금지하고 있는 겁니다. 그러니 WPS 상에 Up란에다 X로 표기해 주면 됩니다.

 

4. 지금까지 그루브 용접을 보았다면 4번은 필렛 용접입니다. 그리고 그루브나 필렛이냐 떠나서 ASME IX QW-203을 보면 PQ TEST에서 어떤 자세로 하든 모든 자세를 허용한다고 나와 있네요. 그러니 Fillet 또한 All로 표기해 주시면 좋습니다. 

 

5. 예열 온도라 해서 용접 시작 전 모재 온도를 말하며 PQR보다 55℃도 낮으면 재 PQ Test가 요구되니, PQR보다 55℃ 이상 낮지 않게 설정해야 하며 ASME 또는 API에 재질별로 예열 온도를 요구하고 있어 참고하시면 좋습니다. (예열할 때 모재에서 수분이 뚝뚝 떨어지는 걸 봐야 예열의 중요성이 팍팍 오 실 텐데.....)

여기서 한 가지 더, PQ Test를 진행하실 때 이런 변수 조건을 미리 파악해서 고려주면 좋아요. 예를 들면 PQ Test때 모르고 예열 온도를 150℃까지 올리고 진행을 했다면, WPS에서는 적용할 수 있는 온도가 최소 95℃가 되는 거죠. 그럼 두께에 상관없이 현장에서는 95℃로 예열을 해야 하는데, 그러면 작업시간이 길어지고 불필요한 작업을 하게 되는 수가 생깁니다. 그러니 PQ Test 할때 정신차리고 해야지 안그러면 PQ Test를 다시해야 하는 상황이 발생합니다. 보통 PQ Test할 땐 5℃정도 지켜주고 겨울철의 경우 수분 제거 목적으로 10℃정도 예열해 줍니다.

 

6. 1 Pass용접이 끝나고 용접 시작 전의 온도로 ASME IX에서는 추가 필수 변수로 취급하지만, 충격 요구에 상관없이 필수변수로 생각하여 지켜주는 게 좋습니다. 제한 없이 용접을 하면 용접부위에 온도가 많이 올라가서 재결정 온도 이상(C.S의 경우 약 480℃)으로 올라간다면 용접부 및 자재 물성치에 변화가 있을 수 있고 스테인리스의 경우 예민화 현상이 발생하는 온도 영역까지 올라가기 때문에 제한을 해주는 게 좋아요. 코드에서 요구하는 예열 온도는 ASME나 API에 나와 있으니 PQ Test, WPS작성하실 때 참고하시면 좋겠네요.

 

7. 예열 유지는 용접하는 동안은 물론 용접이 끝나고 DHT & ISR 등 후열 처리가 끝날 때까지 지속시켜줘야 하는 온도로 주로 Low Alloy(1.25, 2.25 Cr 등) 자재에 필요한 사항입니다. 보통 보면 예열 온도(5번)와 예열 유지(7번)를 헷갈려하는 분들이 많은데 이 두사항은 다른 거예요. 예열 온도란 용접하기 직전에 요구되는 온도로 용접이 끝나고 잠깐 쉬러 갔을 땐 모재가 예열 온가 안 나오더라도 상관이 없어요. 용접하기 직전에만 요구되는 예열 온도를 맞춰주면 됩니다. 

반면 예열 유지 온도는 용접이 끝나고 어디 쉬러 가더라고 계속해서 온도를 유지해 줘야 하는 온도고, 온도를 내고 싶으면 DHT, ISR or PWHT를 수행해야만 온도를 내릴 수 있는 것입니다. 여기서 후열 처리로 DHT냐 ISR냐 PWHT냐 이것은 재질별로 다르며 코드 및 Spec요구사항에 따라 다를 수가 있어요. 다만 Spec에서 PWHT를 요구한다면 Deviation을 작성하여 ISR이나 DHT로 하겠다고 협의하시는게 좋죠. 이건 후에 후열처리 부분을 다룰 때 왜 DHT or ISR이 더 유리한지(제작사 입장) 알아보도록 해요.

 

8. 기타 사항이죠!!!

 

오늘도 소중한 시간 내서 글 읽어주셔서 고맙습니다.