열처리

열처리가 필요한 재료로 제조한 탱크는 그 탱크의 안전성을 확보하기 위하여 다음 기준에 따라 열처리를 한다.

3.7.1 성형후 열처리

3.7.1.1 다음의 어느 하나에 해당하는 성형조건에서는 성형 후 반드시 후열처리를 한다.

(1) 탄소강 및 저합금강을 단조온도에서 타격으로 성형하는 경우

(2) 탄소강판 및 저합금강판으로 성형을 한 동판·경판 그 밖의 내압부재가 성형 후 판의 신장률 이 3.7.1.2의 계산식에 따라 5 %를 넘으면서 다음 중 하나의 조건에 해당되는 경우

(2-1) 충격시험이 요구되는 재료

(2-2) 냉간성형에 의한 판의 두께가 16 ㎜를 넘는 것 (2-3) 냉간성형에 의한 판 두께 감소율이 10 %를 넘는 것 (2-4) 480 ℃ 이하의 성형온도에서 재료성형이 이루어진 것

(3) 모재의 구분 P-1 그룹번호 1 및 2의 재료로서 (2-1)부터 (2-4)까지의 조건 이외의 것은 냉간성형후 판의 신장률이 3.7.1.2의 계산식에 따라 40 %를 넘는 경우

3.7.1.2 성형 후 신장률은 다음의 식으로 계산한다.

(1) 경판 등 2차 곡률을 갖는 것 성형후의 신장률(%) =  R

t  ^{   R}

R



(2) 원통형 동판 등 1차 곡률을 갖는 것 성형후의 신장률(%) =  R

t  ^{   R}

R



여기에서

t : 판의 호칭두께(㎜)

Rf : 성형 후 판의 중립축에서의 반지름(㎜)

Re : 성형 전 판의 중립축에서의 반지름(평판인 경우는 ∞)(㎜)

3.7.2 용접부 응력제거

3.7.2.1 탱크의 용접부는 용접 후에 잔류응력을 제거하기 위하여 열처리를 한다. 다만, 다음의 어 느 하나에 해당하는 것은 열처리를 하지 아니할 수 있다.

(1) 부록 C 제1호에 열거하는 재료를 사용한 모재의 용접부로서 다음 (1-1)부터(1-3)까지에서 정한 것

(1-1) 모재의 두께가 32 ㎜ 이하인 것

(1-2) 모재의 두께가 32 ㎜ 초과 38 ㎜ 이하인 것으로서 예열온도가 95 ℃ 이상인 것

(1-3) 모재의 두께가 38 ㎜를 초과하는 것으로서 다음의 (1-3-1) 또는 (1-3-2)에서 정한 것 (그 용접부를 포함한 탱크의 다른 용접부가 열처리를 필요로 하지 아니하는 경우에 한정한다) (1-3-1) 안지름 50 ㎜ 이하인 노즐의 부착물을 크기가 12 ㎜ 이하인 그루우브(Groove)용접 또 는 목 두께가 12 ㎜ 이하인 필렛용접에 의하여 부착한 용접부로서 예열온도가 95 ℃ 이상인 것 (1-3-2) 부착물(내압부분이 아닌 것에 한정한다)을 목 두께가 12 ㎜ 이하인 필렛용접에 의하여 부착한 용접부로서 예열온도가 95 ℃ 이상인 것

(2) 부록 C 제2호에 열거하는 재료(규격 최소인장강도가 548.8 N/㎟ 이상의 것을 제외한다)를 사용한 모재의 용접부로서 다음 (2-1) 또는 (2-2)에서 정한 것

(2-1) 모재의 두께가 16 ㎜ 이하인 것

(2-2) 모재의 두께가 16 ㎜를 초과하는 것으로서 다음의 (2-2-1) 또는 (2-2-2)에서 정한 것 (그 용접부를 포함한 탱크의 다른 용접부는 열처리할 필요가 없는 경우에 한정한다)

(2-2-1) 부착물을 내압부분이 아닌 부분 또는 탄소함유량이 0.25 % 이하인 재료를 사용한 모재 에 목 두께가 12 ㎜ 이하인 필렛용접으로 부착한 용접부로서 예열온도가 95 ℃ 이상인 것 (2-2-2) 탄소의 함유율이 0.25 % 이하인 재료를 사용하고, 또한 두께가 12 ㎜ 이하인 관의 원 주이음매에 속하는 용접부

(3) 부록C 제3호에 열거하는 재료 중 탄소함유량이 0.15 % 이하이고, 두께가 16 ㎜ 이하이며, 호 칭지름이 4B 이하인 관을 맞대기용접 한 원주이음매에 속하는 용접부로서 예열온도가 120 ℃이 상인 것

(4) 부록C 제4호에 열거하는 재료 중 탄소함유량이 0.15 % 이하, 크롬함유량이 3.0 % 이하이고, 두께가 16 ㎜ 이하이며, 호칭지름이 4B 이하인 관을 맞대기용접 한 원주이음매에 속하는 용접부 로서 예열온도가 95 ℃ 이상인 것

(5) 부록C 제7호에 열거하는 재료를 사용한 용접부로서 다음 (5-1) 또는 (5-2)에서 정한 것.

(5-1) 모재의 두께가 16 ㎜ 이하인 것

(5-2) 부착물(내압부분이 아닌 것에 한한다)을 두께가 16 ㎜를 초과하는 모재에 목두께가 12 ㎜ 이하인 필렛용접으로 부착한 용접부로서 예열온도가 95 ℃ 이상인 것(해당 용접부를 포함한 탱크 의 다른 용접부는 열처리할 필요가 없는 것에 한정한다)

(6) 오스테나이트계 스테인리스강, 오스테나이트-페라이트계 스테인리스강, 9 %니켈강 또는 비철 금속을 사용한 모재의 용접부

3.7.2.2 열처리방법은 다음 기준에 따른다.

3.7.2.2.1 용접부를 노 안에 넣는다.

3.7.2.2.2 탱크의 크기 및 형상에 따라 용접부를 2회 이상으로 나누어 열처리를 하는 경우에는 가열부(탱크의 노 안에 있는 부분을 말한다. 이하 3.7.2.2에서 같다.)와 노외에 있는 부분 사이에 노즐, 그 밖에 이와 유사한 것이 없도록 하고, 또한 노외에 있는 부분과 가열부와의 온도구배가 재질에 유해한 영향을 주지 아니하도록 노외 부분을 보온시킨다.

3.7.2.2.3 가열부를 노 안에 넣을 때와 빼낼 때, 노 안 온도는 300 ℃이하로 한다.

3.7.2.2.4 노 안을 300 ℃ 이상으로 가열하는 경우에는 1시간의 온도차가 다음 식으로 구한 값 (그 값이 220 K 초과하는 경우에는 220 ℃, 그 값이 55 K 미만이 되는 경우로서 해당 탱크가 현 저한 열응력에 의하여 손상을 받을 우려가 없을 때에는 55℃)이하로 하고, 가열부 표면에서 임의 의 두 점 사이의 거리가 4 500 ㎜ 이상일 때 두 점사이의 온도차가 100 K(3.7.2.2.6 단서의 경우 에는 50 K)이하가 되도록 가열한다.

R = 220 × T



여기에서 R : 온도차(K)

T : 용접부의 최대두께(㎜)

3.7.2.2.5 300 ℃ 이상으로 가열된 노 안에 있는 가열부를 냉각하는 경우에는 1시간의 온도차가 다음 식으로 구한 값(그 값이 275 K를 초과하는 때에는 275 ℃, 그 값이 55 K 미만이 되는 경우 로서 해당 탱크가 현저한 열응력으로 인하여 손상 받을 우려가 없을 때는 55 ℃) 이하로 하고, 또 한 가열부 표면에서 임의의 두 점 사이의 거리가 4 500 ㎜ 이상일 때 두 점 사이의 온도차가 100 K(다음호 단서에서 정한 경우에는 50 K)이하가 되도록 냉각 시킨다.

R = 275 ×  T



여기에서

R 및 T : 3.7.2.2.4에서 정한 것과 같다.

3.7.2.2.6 용접부는 부록 C의 좌측에 열거한 모재의 종류에 따라 같은 표 우측에 열거한 온도 이 상의 온도로 모재의 두께 25 ㎜를 1시간으로 하여 계산한 두께(모재의 두께가 12.5 ㎜ 이상 25

㎜ 미만인 경우에는 1시간, 모재의 두께가 6 ㎜ 이상 12.5 ㎜ 미만인 경우에는 30분간, 모재의 두께가 6 ㎜ 미만인 경우에는 15분간. 이하 3.7.2.2.6에서는 같다)이상 유지한다. 다만, 부록 C에 열거한 온도 이상의 온도로 유지하기 곤란한 경우에는 모재의 두께 25 ㎜를 1시간으로 하여 계산 한 시간에 부록 D의 좌측에 열거한 온도차(부록 C의 우측에 열거한 온도와 해당 노 안의 온도와 의 차)에 따라 부록 D에 열거한 정수를 곱한 시간이상 유지할 경우에는 그러하지 아니하다.

3.7.2.2.7 용접부를 가열하는 경우, 그 표면에서 임의의 두 점 사이의 온도차는 50 K 이하로 한

다.

3.7.2.3 원주이음매 용접부, 또는 노즐, 시트 등을 탱크에 부착하는 용접부(판의 일부를 잘라내어 부착물을 맞대기용접한 것을 제외한다)에는 용접금속부의 최대 폭부분에서 양측으로 각각 모재 두께의 6배(원주이음매는 2배)이상의 폭을 3.7.2.2.4부터 3.7.2.2.7까지에 따라 가열 및 냉각하는 경우에는 국부가열에 의하여 응력제거를 할 수 있다.

3.7.2.4 설치장소에서 용접을 하는 탱크의 용접부로서 3.7.2.2에서 정한 방법으로 열처리하기 곤

란한 경우에는 한국가스안전공사의 사장이 인정하는 방법으로 응력제거를 할 수 있다.