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용접 결함 판별
균열, 기공, 언더컷, 용입 불량
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🔵 Reviewed
용접 결함(Weld Discontinuity)은 용접부에 존재하는 불연속부(Discontinuity)가 합격 기준을 초과할 때 결함(Defect)으로 판정됩니다.
프로세스 엔지니어는 결함의 종류, 원인, 방지책을 이해해야 현장에서 올바른 판단을 내릴 수 있습니다.
🔵 Reviewed
주요 용접 결함 분류
1. 균열 (Crack) — 가장 심각한 결함
- 고온 균열: 응고 과정에서 발생 (황, 인 불순물 원인)
- 저온 균열 (수소 균열): 용접 후 수 시간~수 일 후 발생. 수소+잔류응력+경화 조직 조합
- 응력 부식 균열: 사용 중 부식 환경에서 발생
2. 기공 (Porosity) — 가스가 용착금속에 갇혀 형성
- 분산 기공, 집중 기공, 선상 기공, 파이핑(Piping Porosity)
- 원인: 보호가스 부족, 모재 오염, 수분
3. 언더컷 (Undercut) — 모재 표면이 용접 열에 의해 녹아 파인 홈
- 원인: 과대 전류, 빠른 이동 속도, 부적절한 전극 각도
4. 용입 불량 (Incomplete Penetration) — 루트부 미관통
- 원인: 낮은 전류, 과대 루트면, 좁은 루트갭
5. 융합 불량 (Incomplete Fusion) — 용착금속과 모재 사이 미접합
- 원인: 낮은 열 입력, 부적절한 토치 각도, 오염
균열은 어떤 규격에서든 무조건 불합격입니다. 크기에 관계없이 균열이 발견되면 즉시 보수 용접 절차를 진행해야 합니다.
🟡 Referenced
결함 방지를 위한 실무 체크리스트
- 용접 전: 모재 표면 청소(기름, 수분, 녹 제거), 예열 온도 확인
- 용접 중: WPS 범위 내 전류/전압 유지, 보호가스 유량 확인, 층간 온도 관리
- 용접 후: 서냉 관리, 필요시 PWHT 실시, NDE 검사 실시
결함 발견 시 조치 순서
1. 결함 위치 및 종류 기록
2. 보수 용접 절차(Repair Procedure) 작성 또는 기존 절차 적용
3. 결함부 제거 (그라인딩 또는 가우징)
4. 보수 용접 실시
5. 재검사 (NDE)
1
결함 유형 식별
균열, 기공, 슬래그, 용합불량, 용입부족, 언더컷 등 결함 유형을 외관·형태로 분류합니다.
2
발생 원인 분석
균열: 수소/구속/경화. 기공: 가스/수분/오염. 슬래그: 불충분 청소. 원인별 대응 수립.
3
합격 기준 적용
적용 규격(ASME VIII, AWS D1.1 등)의 합격/불합격 기준에 따라 결함 심각도를 판정.
4
보수 용접 계획
불합격 결함은 가우징으로 제거 후 보수 용접. 보수 WPS도 원래 WPS 범위 내 수행.
🟢 Verified
용접 결함 — 원인·NDT·예방 한눈 매트릭스
| 결함 | 형태 | 주 원인 | 검출 NDT | 예방 |
|---|---|---|---|---|
| 고온 균열 (응고균열) | 선상, 비드 중심 | S·P 불순물, 깊은 비드/폭 비, 구속 | RT·UT·PT | 저S 모재, 폭/깊이 ≥ 1, 분할 비드 |
| 저온 균열 (수소균열) | 24~48h 후 발생, HAZ에 자주 | H + 마르텐사이트 + 응력 | UT·MT·PT (지연) | 저수소봉 + 예열 + 재건조 |
| 재열 균열 (응력제거 균열) | PWHT 중 HAZ | Cr-Mo-V 합금강, Stress Relief | UT·MT | PWHT 온도 관리, 적정 용가재 |
| 라멜라 균열 | T이음 모재 측, 층상 | 압연방향 직각 인장응력, S 라미네이션 | UT (수직) | 모재 두께방향 인성(Z방향) 시험 |
| 기공 (Porosity) | 둥근 공동 | 가스 차폐 부족, 수분, 오염 | RT (둥근 지시) | 청소·재건조·풍속 차폐 |
| 선상기공 (Piping) | 비드 표면 수직 구멍 | 응고 중 가스 방출 | RT·VT | 입열·속도 조정 |
| 슬래그 혼입 | 불규칙 비금속 개재물 | 패스 간 슬래그 미제거 | RT (불규칙 지시) | 칩핑·와이어브러시 |
| 융합불량 (LOF) | 패스 경계 면상 | 입열 부족, 토치 각도 불량 | UT (면상에 강함) | 전류↑·다층 분할 |
| 용입부족 (LOP) | 루트 미관통 | 전류 부족, 루트면 과대 | RT·UT | 전류·갭·각도 조정 |
| 언더컷 | 토우 파임 | 과대 전류, 빠른 속도 | VT | 전류↓·속도↓·각도 조정 |
| 오버랩 | 비드 끝 모재 위 얹힘 | 낮은 전류·이동 속도 | VT | 전류↑·각도 조정 |
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핵심: 균열은 무조건 불합격, 면상결함(균열·LOF·LOP)은 UT, 체적결함(기공·슬래그)은 RT가 검출에 유리.
시험 단골 함정 4종 1. "저온균열(수소균열)은 언제 발생?" → 용접 24~48시간 후. 즉시 발생하지 않는 "지연균열". 검사는 용접 후 48시간 이후 실시가 원칙. 2. "균열의 크기가 0.5mm이면 합격?" → 불합격. 모든 규격에서 균열은 크기 무관 불합격. 3. "라멜라 균열이 모재에 생기는 이유?" → 압연 강의 두께방향 S 라미네이션 + 두께방향 인장응력. T이음에서 흔함. Z25·Z35 인성 시험으로 예방. 4. "기공과 슬래그 혼입의 RT 영상 차이?" → 기공은 둥근 지시(균일 농도), 슬래그는 불규칙 지시(테두리 진함).
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가장 위험한 용접 결함은?