플랜트 자료정리

1. SMAW의 원리

일명 'Stick Welding'이라고도 불리며, 용접봉과 모재 간에 직류 또는 교류전압을 걸고 용접봉 끝을 모재에 접근시켰다가 떼면 아래 그림과 같이 용접봉과 모재 사이에 강한 빛과 열을 내는 아크가 발생한다. 즉, 최초 작업 시 용접봉과 모재의 접촉이 있어야 아크가 발생한다.

아크열 (약 5,000℃)에 의해 용접봉은 녹아서 금속증기 또는 용적(globule)으로 되어 용융된 모재와 융합하여 용착금속을 만든다. 이때 녹은 쇳물을 융융지 (molten weld metal = weld pool), 모재가 녹아 들어간 깊이를 용입 (pentration), 용접봉이 용융지에 녹아 들어가는 것을 용착(deposition)이라 한다. 그리고 용접봉의 피복제가 아크열로 증발하여 차폐가스(shielding gas)를 형성하여 용접부를 보호한다. 용접은 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 진행하여 '슬래그'를 형성하며, 슬래그가 융착금속 위로 떠오르려는 성질로 인해 슬래그 혼입이 발생할 가능성은 작아진다.

3. SMAW의 장점

1) 간편하고 휴대성이 좋다.

2) 용접장비가 저렴하다.

3) 다양한 용접봉 사용이 가능하다.

4. SMAW의 단점

1) 용접속도가 느리다. (=> 소모된 용접봉을 주기적으로 교체해야 한다.)

2) 생산성이 낮다. (=> 전극의 피복이 용접표면에 슬래그로 존재하므로, 슬래그를 제거해야 한다.)

3) 용접봉의 습기를 제거해야 한다 (=> 2/% 이하로)

4) 용접 후 냉각과정에서 용접층 내부에 변형이 유발될 가능성이 있다.

5) 용접 끝단부에 기공이 존재할 가능성이 크다.

5. SMAW 용접봉 표기방식

※ Position : (1) Any position, (2) Flat for all type & Horizontal for filet (2F), (4) Downhill

6. 저수소계 SMAW 용접봉 요건

1) 저수소계 용접봉 (5, 6, 8)은 밀봉된 상태이거나 용접봉 건조기에 보관되어야 한다.

2) 용접봉 건조기에서 150~350℉ (65~177℃)로 유지되어야 한다.

3) 대부분의 Code 요건에서는 밀봉 제거 이후에 120℃를 요구한다.

   => 하지만 용접봉 생산자의 Datasheet에 따라 다르게 적용하기도 한다.

7. 기타

미국용접학회 (AWS)에서는 탄소강 및 저합금강 용접봉에 대해 AWS A5.1 & A5.5에서 명시하고 있다.

1. 차폐가스란?

용접 중에 아크열에 의해 녹은 용융금속을 대기에 내재되어 있는 산소, 질소, 이산화탄소 및 수증기 등으로부터 차단하여 용접부위를 보호하는 것이다. 주로 아르곤, 헬륨 등이 용접에 효과적으로 사용된다.

2. 특징 - 무색무취

3. 밀폐공간 (Confine Space)에서는 작업 전에 이러한 가스가 충분히 환기가 되도록 주의해야 한다.

1. 침투탐상검사란?

시험체 표면에 침투액을 적용하여 불연속부에 침투시켜, 현상제를 적용하여 불연속부에 침투해 있던 침투액을 표면 밖으로 나오게 하여 표면 불연속부의 위치, 크기 및 지시모양을 검출하는 비파괴검사 방법이다.

2. 침투탐상검사의 원리

1) 모세관 현상

: 침투액을 결함부에 적용시키는 기본원리로, 액체 속에 폭이 넓고 길다란 관을 넣었을 때, 관 내부의 액체 표면이 관 외부의 액체표면보다 높거나 낮아지는 현상을 말한다.

2) 모세관 현상을 결정하는 요인

①응집력 ②점착력 ③표면장력 ④점성

3. 침투탐상검사 장점

1) 시험방법이 가장 간단하다.

2) 고도의 숙련기술이 요구되지 않는다.

3) 제품의 크기, 형상 등에 구애 받지 않는다.

4) 국부적 시험이 가능하다.

5) 미세한 균열의 탐상이 가능하다.

4) 비교적 비용이 저렴하다.

7) 판독이 비교적 용이하다.

8) 거의 모든 재료에 적용된다.

3. 침투탐상검사 단점

1) 시험체의 표면이 열려 있어야 한다. (=> 개구부에 기름, 구리스 등의 제거가 필요하다.)

2) 시험체의 표면이 너무 거칠거나 기공이 많으면 허위지시 모양을 나타낸다.

3) 시험체의 표면이 침투제와 반응을 하면 검사를 할 수 가 없다.

4) 주변 온도에 영향을 받는다.

5) 후처리가 종종 요구된다.

6) 침투제가 오염되기 쉽다.

4. 침투탐상검사 탐상제 및 결함

1. 자분탐상검사란?

강자성체의 표면 또는 표면직하에 존재하는 불연속부를 검출하기 위해 시험체를 자화시키고, 그 표면 위에 자분을 적용하여 자속이 누설되는 곳을 검출하여 불연속부 여부 및 위치를 찾아내는 비파괴검사 방법이다.

2. 자분탐상검사 장점

1) 표면 균열검사에 적합하다.

2) 작업이 신속 간단하다.

3) 결함모양이 표면에 직접 나타나 육안으로 확인가능하다.

4) 검사자가 쉽게 배울 수 있다.

5) 시험체의 크기, 형상에 구애받지 않는다.

6) 정밀한 표면처리가 요구되지 않는다.

7) 얇은 도장, 도금 등에도 탐상이 가능하다.

8) 작업비가 비교적 저렴하다.

3. 자분탐상검사 장점

1) 강자성체의 재료에 제한된다.

2) 내부검사가 불가능하다.

3) 불연속부의 위치가 자속의 방향과 수직이어야 한다.

4) 탈자가 요구되는 경우가 있다.

5) 특이한 형상에는 탐상이 까다롭다.

6) 대형 주조물 등에는 높은 대전류가 요구된다.

7) 나타난 지시모양의 판독에 대해 경험과 숙련이 요구된다.

4. 자분탐상검사 장비

                 그림. 요크 (Yoke) 장비

1. 초음파탐성검사란?

초음파를 시험체 내로 전달하여 내부에 존재하는 불연속부를 검출하는 방법으로, 시험체 내의 불연속부로부터 반사되는 초음파의 에너지량, 반사되어 되돌아올때까지의 시간, 초음파가 시험체를 투과할 때 감쇠되는 양의 차이를 표준자료와 비교하여 결함의 위치 및 크기 등을 측정하는 비파괴검사 시험이다

2. 초음파탐상검사의 장점

1) 침투력이 매우 높아 두꺼운 단면의 결함을 용이하게 검출할 수 있다.

2) 감도가 매우 높아 미세한 결험의 검출도 가능하다.

3) 결함으로부터 즉시 검사결과를 확인할 수 있다.

4) 검사를 위해 시험체의 한면만 이용 가능하다.

5) 내부 불연속의 위치, 크기, 방향 및 모양을 알 수 있다.

6) 방사선투과시험과 달리 안전에 대한 장해가 없다.

7) 휴대용으로 간편하다.

3. 초음파탐상검사의 단점

1) 수동탐상으로 수력된 기술자가 요구된다.

2) 광범위한 기술적 지식이 절차서 작성에 요구된다.

3) 표면이 매우 거칠거나 모양이 불규칙 할 경우에 적용이 어렵다.

4) 내부조직의 입도가 크고 기포가 많은 경우에 탐상이 곤란하다.

5) 접촉매질이 필요하다.

6) 표준시험편이 필요하다.

4. 초음파탐상검사 장비

1. 방사선 투과시험이란?

방사선투과검사는 병원에서 X-ray 검사로 우리 몸의 이상유무를 검사하는 것과 같은 원리를 가진다. 강이나 기타 재질에 대하여 χ선이나 γ선을 시험체에 투과하여 시험체가 가지는 밀도차에 의해 내부에 존재하는 불연속 (결함)을 검출하는 데 적용한다. 시험체의 밀도차에 따른 방사선 양이 RT 필름상에 검고 어둡운 상으로 나타나는 정도를 검사기준에 따라 관찰하는 비파괴검사 방법 중 하나이다.

2. 방사선 투과시험의 장점

1) 거의 모든 재질에 대해 적용이 가능하다.

2) 검사결과는 RT필름으로 영구보존이 가능하다.

3) 결함의 크기 및 종류의 검출이 용이하다. 

3. 방사선 투과시험의 단점

1) 방사선 노출에 따른 안전관리의 문제가 발생한다.

2) 미세한 표면결함 및 결함의 깊이를 측정하기 어렵다.

3) 시험체의 형상이 복잡한 경우에 적용하기 어렵다.

4) 검사비용이 많이 든다.

4. 방사선 투과시험의 특징

1) χ선이나 γ선은 동일종류의 방사선이다.

2) 무게나 질량이 없는 에너지 파형으로 전자기 방사선이다.

3) 육안 또는 감각으로 탐지할 수 없다.

4) 인체에 장해를 줄 수 있으므로 안전관리에 유의해야 한다.

5) 매우 짧은 파장과 매우 높은 주파수를 갖는다.

6) 주어진 방사선 동위원소는 일정한 에너지를 방출하고 이 에너지는 침투능력을 결정한다.

7) γ선의 에너지는 동위원소의 종류에 의해 결정되고 강도는 퀴리의 강도에 따라 결정된다.

5. 방사선 촬영장비 및 RT 필름 판독기