P3-1622분
배관 용접
파이프 재질별 시공, Fit-up, 퍼지
🔵Reviewed — 교차 검증 완료
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배관 용접은 석유화학, 발전소, 가스 플랜트에서 가장 많이 수행되는 용접 유형입니다. ASME B31.3(공정 배관)과 ASME B31.1(동력 배관) 규격이 적용되며, 고압·고온 조건에서의 품질 요구가 매우 엄격합니다.
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배관 재질별 용접 포인트
| 재질 | P-No. | 예열 | 용가재 | PWHT | 주의사항 |
|---|---|---|---|---|---|
| 탄소강(A106 Gr.B) | P-1 | 10°C 이상 (일반) | E7018/ER70S-6 | t≥19mm 시 | 가장 일반적 |
| 저합금강(A335 P11) | P-4 | 150~200°C | E8018-B2 | 필수 (690~760°C) | 수소 관리 중요 |
| Cr-Mo강(A335 P22) | P-5A | 200~250°C | E9018-B3 | 필수 (690~760°C) | 경도 제한 HV 350 |
| 304 STS | P-8 | 불요 | E/ER308L | 일반적 불요 | 예민화 방지, 입열 관리 |
| 316 STS | P-8 | 불요 | E/ER316L | 일반적 불요 | Mo 함유 용가재 |
| Duplex STS | P-10H | 불요 | E/ER2209 | 일반적 불요 | 입열 제한, 페라이트 30~70% |
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배관 Fit-up(조립) 요구 사항
| 항목 | 기준 |
|---|---|
| 루트 갭(Root Gap) | 일반적으로 1.6~3.2mm (1/16~1/8 in) |
| 내면 어긋남(Hi-Lo) | 벽두께의 10% 이하 또는 1.6mm 이하 |
| 진원도 | 외경 편차 1% 이내 |
| 택 용접(Tack Weld) | 최소 4개소, 본용접과 동일 절차 |
| 지그(Alignment Clamp) | 내면 또는 외면 정렬 클램프 사용 |
택 용접(Tack Weld)은 본용접의 일부가 되므로, 동일한 WPS와 자격을 갖춘 용접사가 수행해야 합니다.
시험 핵심: "택 용접도 본용접과 동일한 WPS를 적용해야 하는가?" → 예. 택 용접은 최종 용접부의 일부로 남기 때문에 본용접과 동일한 절차, 자격, 예열 조건을 적용해야 합니다.
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백 퍼지(Back Purge)
스테인리스강, 니켈합금 등 산화에 민감한 재질의 배관 용접 시 이면(루트 측) 산화 방지를 위해 배관 내부에 불활성 가스(Ar 또는 N₂)를 충전합니다.
퍼지 요구 사항:
- 산소 농도: 1% 이하 (일반 STS), 0.5% 이하 (티타늄, 고합금)
- 퍼지 가스: Ar(가장 일반적), N₂(오스테나이트 STS에 허용), He
- 퍼지 유량: 초기 대량 퍼지(배관 체적의 5~7배) → 유지 퍼지(5~10 L/min)
- 퍼지 제거: 캡 패스 완료 후 서서히 퍼지 중단
- 산소 분석기로 측정 후 용접 시작
수용성 퍼지 댐(Water-Soluble Purge Dam):
- PVA(폴리비닐알코올) 재질의 일회용 댐
- 용접 완료 후 물로 용해하여 제거
- 배관 내부 접근이 어려운 경우 필수
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배관 용접 검사 요구 사항 (ASME B31.3)
| 검사 방법 | Normal Service | Severe Cyclic | Category M |
|---|---|---|---|
| VT (육안검사) | 100% | 100% | 100% |
| RT 또는 UT | 5% (랜덤) | 100% | 100% |
| PT 또는 MT | — | 100% (루트+최종) | 100% |
| 경도시험 | 필요 시 | 필요 시 | 필요 시 |
- 5% 랜덤 RT/UT: 각 용접사별로 5% 이상 검사
- 결함 발견 시 → 해당 용접사의 추가 10% 검사
- 추가 검사에서도 결함 → 해당 용접사의 전수(100%) 검사
ASME B31.3에서 "Category M"은 인체에 치명적인 유독 유체(Lethal fluid)를 취급하는 배관으로, 가장 엄격한 검사 요건이 적용됩니다. Normal Service의 RT 5%와 비교하면 검사 범위가 크게 다릅니다.
1
재질·두께 확인
배관 재질(CS/STS/Cr-Mo/Duplex), 스케줄, 벽두께를 확인하고 WPS를 선정합니다.
2
Fit-Up (이음 정렬)
루트 갭(1.5~3.0mm), Hi-Lo(내경 정렬) 허용치 확인. 가접 실시.
3
루트 패스 + 백 퍼지
GTAW 루트 패스. STS/Cr-Mo/Ti는 백 퍼지(O₂ < 1%) 필수. 퍼지 유지 확인.
4
필·캡 패스 및 검사
SMAW/FCAW로 충전. ASME B31.3 검사 요건(Normal/Severe Cyclic/Cat.M)에 따라 NDT 실시.
🎯 학습 확인 퀴즈⚠️ 자체 제작 문항1 / 7
ASME B31.3 Normal Service 배관에서 RT 또는 UT 검사의 최소 검사 비율은?