아거스

1. 용접예열(Pre-heating)

용접예열(Pre-Heating)이란 용접작업의 부속 공정으로서, 용접 전 및 용접 중 용접금속이 용착되는 모재면을 어느 일정한 온도 이상으로 가열하는 조작을 말한다.

예열을 실시하는 근본적인 목적은 용접부 및 그 열 영향부(Heat Affected Zone)의 균열을 방지하기 위한 것이며, 용접시 예열에 따른 효과는 다음과 같다.

• 1) 열손실을 감소시켜 용접부의 냉각속도를 지연시켜 재료의 경화를 방지한다.
• 2) 균열을 유발시킬 수 있는 불순물의 편석을 억제한다.
• 3) 용접으로 인한 열적 변형량을 감소시킨다.
• 4) 수소 방출을 용이하게 하여 수소 취성 등, 수소로 인한 균열의 발생을 억제한다.
• 5) 용접금속이 용착되는 모재금속상의 수분을 사전에 제거함으로써, 용접금속 중에 수소의 혼입을 방지한다.
• 6) 용접금속의 용착을 용이하게 한다.

2. 후열(Post-Heating)

용접후열(Post-heating)이란 용접이 종료된 후 용접부를 일정 온도로 일정시간 유지하는 조작을 의미한다. 이 작업에 대해서는 용접후처리, 용접 후 가열 등으로 용어가 통일되지 않고 사용되고 있으나, 용접후열처리(PWHT)와 구분되어야 한다.

이에 대해 규정하고 있는 규격, Code는 없으며, 이와 비슷한 개념으로 ASME B31.1, B31.3 등에서 PWHT를 용접 직후 실시하지 않고 지연시킬 경우 또는 용접의 중단시에, 적절히 통제된 냉각속도로 용접부를 적절히 중간 열처리 하거나 다른 적절한 방법을 사용하도록 요구하고 있는 경우가 있다.

용접후열은 용착 금속 내의 잔류 수소를 제거하기 위한 목적으로 주로 시공되며, 용접완료 후 100 ℃ ~ 200 ℃ 정도의 온도로 1 hr ~ 5 hr 동안 가열하는 저온 후열방법이 유효하다. 또한 압력 용기류 등의 용접시에는 예열온도 + (100 ℃ ~ 200 ℃) 정도, 또는 예열온도 +(120 ℃ ~ 150 ℃) 정도의 온도에서 1 hr ~ 2 hr 정도의 시간 동안 후열 하도록 요구하는 경우도 있다.

기본적으로 용접 후 열처리의 온도 및 시간에 대해서는 재질, 두께 별로 WPS 및 WPQ에 의해 Engineering에서 결정되어야 하며, 국내에서도 압력 용기류의 제작 등에서 예열과 함께 용접 후 가열을 요구하는 경우가 있다.

3. 용접후열처리(PWHT)

용접후열처리란 용접부의 성능을 개선하고 잔류응력의 유해한 영향을 제거하기 위하여, 금속의 변태점 이하 온도에서 용접부 및 열 영향부를 규정된 속도로 균일하게 가열하여 일정 시간을 유지한 후, 규정된 속도로 균일하게 냉각하는 것을 말한다.

용접후열처리의 효과는 다음과 같다.

• 1) 용접 잔류응력의 완화
• 2) 형상, 치수의 안정(기계가공 등을 위한 것)
• 3) 열 영향부의 연화
• 4) 용접금속의 연성 증대
• 5) 파괴인성의 향상
• 6) 함유 가스의 제거
• 7) 크리프 특성의 개선
• 8) 부식에 대한 성능의 향상
• 9) 피로강도의 개선