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AWS D1.1 구조용 강 용접
구조물 용접의 표준
🔵Reviewed — 교차 검증 완료
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AWS D1.1 Structural Welding Code — Steel은 구조용 강재의 용접에 적용되는 가장 널리 사용되는 규격입니다.
건축물, 교량, 크레인, 배관 지지대 등 구조용 강(Structural Steel) 용접이라면 AWS D1.1이 적용될 가능성이 높습니다.
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AWS D1.1의 주요 구성
- Clause 1: 총칙 및 적용 범위
- Clause 2: 설계 — 용접 이음 설계, 허용 응력
- Clause 3: 사전 인정 WPS (Prequalified WPS)
- Clause 4: WPS 인정 (Qualification)
- Clause 5: 제작 (Fabrication) — 실제 작업 요건
- Clause 6: 검사 (Inspection)
- Clause 7: 보수 용접
- Clause 8: 기존 구조물 보강
AWS D1.1의 가장 큰 특징: 사전 인정 WPS(Prequalified WPS) 개념이 있습니다. 정해진 조건(Clause 3)을 만족하면 PQR 시험 없이 WPS를 사용할 수 있습니다. ASME IX에는 이 개념이 없습니다.
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ASME IX vs AWS D1.1 핵심 차이
| 항목 | ASME IX | AWS D1.1 |
|---|---|---|
| 적용 대상 | 압력용기/배관 | 구조용 강 |
| 사전 인정 WPS | 없음 | 있음 (Clause 3) |
| WPS 인정 | PQR 필수 | PQR 또는 사전인정 |
| 용접사 인정 유효기간 | 6개월 활동 시 유지 | 6개월 활동 시 유지 |
| 시험 방법 | 기계시험 위주 | 기계시험 + Macro |
프로세스 엔지니어는 프로젝트 규격이 ASME인지 AWS인지에 따라 적용 절차가 달라집니다.
AWS D1.1은 구조용 강에만 적용됩니다. 스테인리스강은 D1.6, 알루미늄은 D1.2를 참조해야 합니다.
1
적용 범위 확인
AWS D1.1은 구조용 탄소강/저합금강에 적용. STS는 D1.6, Al은 D1.2 참조.
2
WPS 유형 선택
사전 인증 WPS(Prequalified) 사용 가능 여부 확인. 불가 시 PQR 기반 WPS 작성.
3
합격 기준 파악
정적 하중(Statically Loaded) vs 반복 하중(Cyclically Loaded)에 따라 합격 기준이 다릅니다.
4
검사 요건 적용
VT 100%, NDT는 연결부 유형에 따라 UT/RT/MT/PT를 적용. D1.1 Part 6 참조.
🟢 Verified
Prequalified WPS 자격 조건 — AWS D1.1 Clause 3
D1.1의 가장 큰 효율 장치인 사전 인정 WPS는 다음 4가지를 모두 만족해야 사용할 수 있습니다.
| 조건 | 요구사항 | 위반 시 |
|---|---|---|
| ① 프로세스 | SMAW·SAW·GMAW(non-STT/non-GMAW-S)·FCAW만 | GTAW·ESW·EGW → PQR 필수 |
| ② 모재 | Table 3.1 등재 (A36, A572-50, A992 등 흔한 구조강) | 등재 외 → PQR |
| ③ 용가재 | Table 3.2 매칭 (예: A572-50 ↔ E70 계열) | 부적합 매칭 → PQR |
| ④ 이음 형상 | Figure 3.2~3.6의 표준 그루브·필렛 | 변형 → PQR |
그리고 모든 다음 변수는 Table 3.7·3.6의 한계 안에 있어야 함:
- 예열 온도 (Table 3.3) · 입열량 · 최대 패스 두께(13mm) · 자세에 따른 전류 범위 (Table 3.6) · CTWD 한계.
짧게: D1.1 Clause 3을 한 번도 위반하지 않으면 PQR 시험 비용·시간을 절약. 위반 1개라도 있으면 Clause 4로 가서 PQR 시험 필요.
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정적 하중 vs 반복(피로) 하중 — 합격 기준이 다르다
D1.1의 합격 기준은 사용 조건에 따라 두 가지 트랙으로 운영됩니다.
| 항목 | Statically Loaded (Clause 8) | Cyclically Loaded (Clause 9) |
|---|---|---|
| 적용 | 건물·고정 구조물 | 교량·기중기·반복응력 부재 |
| 언더컷 | 1mm 이하 허용 | 0.25mm 이하 (응력방향 직각) |
| 표면 균열 | 없을 것 | 없을 것 (동일) |
| 언더필 | 1mm 이하 | 없을 것 |
| 기공 (Cap 표면) | 직경 1mm·25mm당 합계 10mm | 더 엄격 (Table 9.1 별도) |
| 충격시험 | 일반적으로 불요 | 자주 요구 (저온 적용) |
| NDT 비율 | 사양에 따라 결정 | 인장부 100% UT 권고 |
피로 하중을 받는 부재는 균열 진전이 치명적이므로, 같은 형태의 결함도 정적 하중보다 훨씬 엄격하게 거부합니다. 교량 구조물 = Cyclically Loaded가 기본 가정.
시험·실무 함정 3종 1. "AWS D1.1 Prequalified로 STS304를 용접해도 되는가?" → 불가. D1.1은 탄소강·저합금강 전용. STS는 D1.6 Structural Welding Code — Stainless Steel. 2. "Prequalified WPS는 PQR이 영원히 불필요?" → 아니오. Prequalified 4대 조건(프로세스·모재·용가재·이음) 중 하나라도 벗어나면 즉시 PQR 필요. 3. "AWS D1.1과 ASME B31.3 중 더 엄격한 곳은?" → 상황 따라 다름. D1.1 Cyclic은 결함 허용폭이 매우 좁고, B31.3은 화학·온도·응력 조합으로 결정.
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AWS D1.1의 Prequalified WPS란?