WPS 작성 실습

WPS 작성은 프로세스 엔지니어의 핵심 실무입니다. 이 과정에서는 실제 프로젝트 상황을 가정하고 WPS를 처음부터 작성하는 단계를 실습합니다.

WPS 작성의 출발점은 항상 "어떤 재료를, 어떤 이음 형태로, 어떤 조건에서 용접하는가?"입니다. 이 질문에 답하면서 각 항목을 채워나갑니다.

WPS 작성 단계별 절차

Step 1: 적용 규격 및 프로젝트 요건 확인
- 건설 규격(ASME VIII, B31.3 등)에서 요구하는 용접 요건 파악
- 재료 사양서(MDS), 배관 등급표(Piping Class)에서 재료 확인

Step 2: 모재 정보 입력
- P-Number, Group Number 결정 (QW/QB-422 참조)
- 적용 두께 범위 설정 (PQR 인정 범위 내)

Step 3: 용접 프로세스 선택
- GTAW, SMAW, GMAW, FCAW, SAW 중 선택
- 조합 프로세스(예: GTAW Root + SMAW Fill) 가능

Step 4: 용가재 선택
- F-Number, A-Number, AWS 분류 기입
- 모재와의 적합성 확인 (SFA-5.x 참조)

Step 5: 전기 변수, 자세, 기법 입력
- 전류 종류(AC/DC), 극성, 전류/전압 범위
- 용접 자세, 스트링거/위빙, 다층 패스 정보

Step 6: 예열 및 후열처리 조건 설정
- 건설 규격 또는 프로젝트 사양에 따른 예열 최소 온도
- 층간 최대 온도 설정
- PWHT 요구 여부 및 조건 (온도, 시간, 승온/냉각 속도)

Step 7: 지원 PQR 확인 및 연결
- WPS의 모든 Essential Variable이 PQR 인정 범위 내인지 검증
- PQR 번호를 WPS에 기재

Step 8: 검토 및 승인
- 용접 엔지니어 검토 → QC 검토 → 발주처/AI 승인
- 현장 배포 전 최종 개정 번호 확인

v1.6 보강 — WPS 작성 전체 흐름 (PDF 보강)

$$\text{PWPS}\xrightarrow{\text{시험계획}} \text{PQT}\xrightarrow{\text{시험결과}} \text{PQR}\xrightarrow{\text{허용범위 적용}} \text{WPS}\xrightarrow{\text{현장사용}} \text{생산 용접}$$

WPS는 PQR 인정 범위에 의해 두께·전류·층간온도 등에 허용 범위를 가집니다 — PQR은 한 점, WPS는 그 점을 중심으로 한 영역.

v1.6 보강 — 용접 경비 계산 식 모음 (PDF 보강)

용착금속 중량 산출
$$\text{이론 용착중량} = \text{단면적} \times \text{용접선 길이} \times \text{밀도}$$

용착율 (Deposition Efficiency)
$$\text{용착율} = \frac{\text{용착금속 무게}}{\text{사용 용접봉 전중량}} \times 100 \,(\%)$$

필요 용접봉 양
$$\text{필요 용접봉량} = \frac{\text{용착금속 중량}}{\text{용착율 (\%)}}$$

용접 인건비
$$\text{인건비}(₩/m) = \frac{\text{급여}(₩/hr) \times \text{용착중량}(kg/m)}{\text{용접속도}(kg/hr) \times \text{아크타임}(\%)}$$

아크 타임(Arc Time) = 아크 발생 시간 / 전 작업 시간 × 100 (%)

전력비
$$\text{전력비} = \frac{\text{kWh 단가} \times V \times I \times \text{용착중량}}{1000 \times \text{용착율} \times \text{용접기 효율}}$$

감가상각비
$$\text{감가상각} = \frac{\text{용접기 가격} \times \text{가동시간}}{5\text{년} \times 250\text{일} \times 8\text{hr} \times 60\text{min}}$$

보호가스 소모량 = 유량(L/min) × 아크타임. 일반적으로 15~25 L/min.

환산 용접길이 — 자세·크기·봉경·작업장소에 따른 작업량 차이를 보정. 1G·박판·여유공간은 환산 짧음, 6G·후판·협소공간은 환산 길음.