Power Piping 후열처리(ASME B31.1 Post weld Heat Treatment) Rule

용접후 나  Bending 같은 모재에 스트레스를 주는 공정을 진행하고 나서 열처리(후열처리)를 진행을 한다. 모재에 가해진 스트레스를 분산시키거나 Hardness를 완화하는(결국에 같은 의미지만) 목적으로 후열처리를 진행하게 된다.

 

Low Critical temperature 아래에서 행해지는 후열은 금속의 조직을 조밀화 시켜 여러가지 행동 특성들을 좋게하는 결과를 보인다. 물론 해당하는 후열을 Stainless 처럼 금하지도 권장하지도 않는 금속도 있지만(결국에는 안좋아지는 방향이라) 

 

많은 경우, 비대화된 Micro-structure를 조밀화하게 하여 특성을 좋게하므로, 많은 부분에서 시행하고 있다. 이러한 후열처리는 각 해당하는 Code 혹은 Standard에서 따라야 하는 Rule을 제시하는데 오늘은 그 중 하나인 ASME B31.1 Power Piping의 후열처리에 대하여 정리해보자.

 

온도와 P-no 등은 표에 아주 자세히 설명이 되어 있으니 오늘은 과연 시간을 결정할때 Engineer로써 결정을 내려야 하는 부분인 Controlling thickness를 어떻게 구하는지 그에 대하여 알아보기로 하자. 

 

해당하는 Thickness는 Code 용어상 Control Thickness라고 부른다. 기존에는 아니면 다른 Code에는 Governing Thickness라고 부르기도 했었던 것 같은데 좀 바뀌었다. 

크게 보면 2가지 Case로 나뉘는데, 첫번째는 Material 두께도 판단하는 경우 Abutting 인 경우나 Main Run 배관의 경우에 이것으로 판단하면 되겠다. 다른 하나는, 지관 형식의 Branch로 이어지는 배관의 용접 두께일 경우다. 

첫번째의 경우는 Material Thickness가 이미 도면에 나와있는 상태이므로 어려움이 앖다. 

두번째의 경우, 약간의 계산이 필요하다. Branch connection의 경우는 Groove의 위치및 Reinforce pad의 유무에 따라 계산식이 약간씩 틀려진다.

 

이해를 돕기위해 계산식의 근본은 Opening compensation과 거의 유사하다는 것을 미리 밝혀둔다. 

간단한 계산으로 Control Thickness를 구하고 그에 따른 PWHT 시간을 산정하여야 한다.

 

이글을 읽는 모두가 적합한 두께를 산정하여 적합한 PWHT 시간을 적용하길 바란다.

 

짧은시간 단위에서는 큰 변화는 없지만 재료의 물성치의 변화가 있다는 연구결과가 있다. 예를 들어 강도의 감소는 그리 크지 않으나 충격량 흡수치에서 큰 변화가 있다.

Toughness가 요구되는 금속의 경우에 좀더 상세하게(큰 차이는 없겠지만) Thickness 구하는 것이 좋겠다.

물론 필요없는 시간을 더 가열하고 있으면 공정에 영향도 심하고 하니.

 

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