P91강 용접금속의 미세립 열영향부 특성
- 전문가 제언
-
○ 9CrMoV으로 표시되는 P91 강재의 용접열영향부에서는 모재에 비해 경도가 감소하는 연화지역(soft zone)이 발생한다. 즉 용접금속의 기계적 성질이 모재와 조화되도록 용접조건과 용접재료를 선정하더라도 용접열영향부가 약화되는 현상이 발생하여 용접부 전체의 기계적 성질이 낮아지고 용접후에 잔류응력과 사용중에 열응력의 영향을 받게 되면 결정립계에 균열이 발생할 수 있다. 따라서 P91 강재를 사용하는 내열기기들을 제조하기 위한 용접작업절차서(WPS)를 작성할 때는 P91 강재의 그와 같은 용접성들을 충분히 검토하는 것이 필요하다.
○ ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section Ⅸ, QW/QB492에 등재되어 있는 P91강의 용접시공에서는 AWS D10.10, Recommended Practice for Local Heating of Welds in Piping and Tubing에 맞추어 200~250℃ 정도로 예열을 실시하는 것이 적합하다. 또한 AWS E/ER90XXB9 용접재료를 사용한 PT91강 용접부에서 크레이터균열과 같은 고온균열을 방지하기 위해서는 용착금속내의 잔류원소 양이 작고 Mn/S의 비율이 50을 넘는 용접재료를 사용하는 것이 필요하다.
○ 9CrMoV 소재는 기계적 성질과 내열 성능이 매우 높은 반면 용접열영향부는 모재에 내열성능이 떨어지고 용접균열이 발생하기 쉬운 특성을 지닌다. 특히 다층용접부는 단층용접부에 비해 열이력(thermal history)과 응력이력(stress history)이 복잡하여 용접변형과 잔류응력의 크기가 증가하게 되고 용접열영향부와 용착금속이 재가열되어 다양한 종류의 미세조직이 발생하는 특성을 갖게 된다. 따라서 P91 강재의 다층용접에서는 취약한 용접열영향부의 물성치들을 회복시켜 줄 수 있는 용접시공기술이 뒷받침되어야 한다.
○ 용접후열처리를 실시하는 경우에는 강력한 탄화물 형성원소인 Nb가 미세한 MX계의 탄화물로 석출하여 용접금속의 크리프 파단강도는 향상시키는 반면에 충격성능을 현저하게 떨어뜨리게 한다. 따라서 용접금속의 충격성능을 확보하기 위해서는 용착금속중의 Nb의 양을 적절하게 조절하는 것이 필요하다.
- 저자
- Y. Wang and L. Li
- 자료유형
- 니즈학술정보
- 원문언어
- 영어
- 기업산업분류
- 재료
- 연도
- 2016
- 권(호)
- 95()
- 잡지명
- Welding Journal
- 과학기술
표준분류 - 재료
- 페이지
- 27~36
- 분석자
- 김*태
- 분석물
-