P91 강관 용접부의 크리프 특성

전문가 제언

○ 고온？고압의 증기조건에서 장시간 사용하는 내열재료가 갖추어야 할 크리프 파단 강도는 원주 용접으로 제작된 가압배관, 보일러 등과 같은 내열구조물의 수명을 좌우하는 매우 핵심적인 기술요소이다. 특히 P91 강과 같이 입계 페라이트, 위드만스테텐 페라이트, 침상 페라이트 등이 포함되는 복합적인 페라이트계 미세조직을 갖는 용접부는 모재/용접열영향부/용착금속의 2차 크리프 변형속도가 변하므로 용접부의 미세조직이 크리프 거동에 미치는 영향과 효과를 분석하는 것이 중요하다.

 

○ ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section Ⅸ, QW/QB­492에 등재되어 있는 P91강은 크리프 저항이 우수한 페라이트계 CSEF (creep strength-enhances ferritic) 강재로서 보일러용 후판 구조재로 많이 사용되고 있다. 그런데 P91강을 하부 임계변태온도 근방 또는 그 이상으로 가열하면 조직이 열화되어 기계적 성질이 떨어지므로 P91 강을 용접할 때에는 AWS D10.10, Recommended Practice for Local Heating of Welds in Piping and Tubing의 내용을 준수하여 예열처리와 후열처리를 실시하는 것이 중요하다.

 

○ AWS E/ER90XX­B9 용접재료를 사용한 PT91강 용접부에 대한 템퍼링 열처리의 허용온도는 Ni＋Mn 양이 1.0wt% 이하인 경우 템퍼링 열처리 온도범위는 730～800℃가 적합하다. Cr-Mo강 용접부의 품질을 확보하기 위해서는 수소오염, 템퍼취성, 그리고 응력집중에 주의해야 한다. Cr-Mo강 용접이음부의 수소오염을 방지하기 위해서는 고장력강용 철분저수소계(예; AWS E/ER8018-B2) 용접재료를 사용하고 용접재료가 습기에 노출되지 않도록 관리하는 것이 필요하다.

 

○ 우리나라의 원자력발전？화력발전 등의 에너지산업, 석유화학 장치산업, 제철？제강산업, 그리고 내연기관 등과 같이 고온？고압의 환경에서 가동되는 국가 기간산업의 경쟁력을 확보하기 위해서는 내열 용접구조물의 품질을 향상시키는 것이 중요하다. University of Wisconsin에서 정리한 P91강 용접부의 크리프 거동과 관련한 기술 정보는 국내의 고온？고압용 내열설비와 내열구조물의 용접기술을 선진기술국 수준으로 높이는 데 매우 유익한 자료로 활용할 수 있다.

저자

X. Chai, J.C. Bundy, M.A. Amata, C. Zhnag, S. Chen, S.S. Babu, and S. Kou

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

94()

잡지명

Welding Journal

과학기술
표준분류

재료

페이지

145~157

분석자

김*태

분석물

• P91 강관 용접부의 크리프 특성.pdf [429,917 byte]

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