3. 제조기술기준
3.6 용접
탱크는 그 탱크의 이음매의 기계적 강도 및 기밀성능을 확보하기 위하여 KS B 6751(압력용기 - 용접일반)에 따라 인정된 용접사가 용접절차서에 따라 다음 방법으로 용접한다. <개정 11.1.3>
3.6.1 용접이음매의 분류
압력을 받는 부분의 용접이음매는 그 위치에 따라 다음 기준과 같이 분류하고 그 대표적인 예를
그림 3.6.1과 같이 표시한다.
그림 3.6.1 용접이음매의 분류
3.6.1.1 다음에서 정한 용접이음매는 A이음매로 분류한다.
(1) 원통형동체가 압력을 받는 부분의 길이이음매 (2) 성형경판 등의 모든 이음매
(3) 반구형 경판을 원통형동체 또는 노즐에 부착하는 원주이음매
3.6.1.2 다음에서 정한 용접이음매는 B이음매로 분류한다.
(1) 원통형동체 및 노즐 등 압력을 받는 부분의 원주이음매로 원추형동체의 큰지름 끝부분에 원 통형동체 또는 노즐넥크를 접합하는 용접이음매
(2) 온반구형 경판 이외의 성형경판을 원통형동체 또는 노즐에 부착하는 원주이음매 (3) 동체, 경판 등에 노즐을 부착하기 위한 허브가 없고 맞대기용접하는 이음매
3.6.1.3 플랜지, 스터브엔드, 관판(tube sheet), 또는 자켓 폐쇄판을 원통형동체, 성형경판, 또는 노즐에 부착하는 원주이음매는 C이음매로 분류한다.
3.6.1.4 다음에서 정하는 용접이음매는 D이음매로 분류한다.
노즐을 원통형동체, 성형경판에 부착하는 용접이음매
3.6.2 용접종류의 제한
표 3.6.2 오른쪽 란에서 정한 이음매에 대하여는 왼쪽 란의 용접의 종류에 따른 용접으로 한다.
표 3.6.2 용접의 종류에 따른 이음매
분류번호 용접의 종류 이 음 매 1 받침쇠를 사용한 맞대기한면 용접으
로 받침쇠를 남기는 것
저온에서 사용하는 탱크에 관련된 A이음매
2 받침쇠를 사용하지 아니하는 맞대기 한면용접(뒤면 비이드 용접 또는 삽입 링법 등에 의하여 완전히 용입될 수 있는 것을 제외한다)
탱크에 관련된 A이음매 및 B이음매(저온에서 사용하는 탱크로서 두께가 18㎜ 이하이며 또한 외경이 610㎜ 이하 인 것에 관련된 B이음매를 제외한다)외의 이음매
3 양면전두께필렛 겹치기용접 두께 18 ㎜ 이하인 탱크에 속하는 B이음매.
두께 10㎜ 이하의 특정설비에 관련된 A이음매 및 돔·관 대·보강재등을 설치하기 위한 이음매
4 플러그용접을 하는 한면전두께필렛 두께 18㎜ 이하인 쟈켓을 동체에 설치하기 위한 B이음매
3.6.3 용접이음매의 효율
용접이음매의 효율은 용접이음매의 종류[표3.6.3의 분류번호 1 및 2에 기재한 종류의 용접이음매 는 용접이음매의 종류 및 같은 표 가운데 란에 기재한 용접부(용접금속부 및 용접열영향부로 재 질이 변화되는 모재부분을 말한다. 이하 같다)의 전 길이에 대해 방사선투과시험을 실시한 용접부 의 비율]에 따라서 같은 표 오른쪽 란에 기재한 용접효율에 길이이음매는 1, 원주이음매는 2를 곱한 값(1을 초과하는 경우에는 1로 한다)으로 한다.
표 3.6.3 용접효율
3.6.4 용접부의 강도 등
겹치기용접 (플러그용접부의 중심에서 판 끝까지의 거리가 플러그
구멍지름의 1.5배 이하인 것에 한정한다) 및 이와 유사한 이음매
5 플러그용접을 하지 아니하는 한면전 두께필렛겹치기용접
안지름 610㎜ 이하의 동체에 경판을 부착하기 위한 이음매 (플랜지의 외면 필렛길이가 6㎜ 이하인 것에 한정한다) 및 이와 유사한 이음매
[비고]
1. 이 표에서 “A이음매”란 내압부분의 길이이음매, 경판을 만들기 위한 이음매, 온반구형 경판을 동체에 부착하기 위한 원주이음매를 말한다.
2. 이 표에서 “B이음매”란 내압부분의 원주이음매를 말한다.
분류
번호 용접이음매의 종류 방사선투과시험 비율(%) 용접효율
(η) 1 맞대기양면용접 또는 이와 동등이라고 할 수 있는 맞대기
한면용접이음매
100 100미만 20이상
해당 없음
1.00 0.85 0.70 2 받침쇠를 사용한 맞대기한면용접이음매로 받침쇠를
남기는 것
100 100미만 20이상
해당 없음
0.90 0.80 0.65
3 상기 2를 제외한 맞대기한면용접이음매 해당 없음 0.60
4 외통의 맞대기 한면용접이음매 해당 없음 0.65
5 양면전두께 필렛용접이음매 해당 없음 0.55
6 플러그용접을 하는 한면전두께 필렛용접이음매 해당 없음 0.50
7 플러그용접을 하지 아니하는 한면전두께
필렛용접이음매 해당 없음 0.45
[비고]
1. 분류번호 1중 맞대기양면용접과 동등이상이라고 할 수 있는 한면맞대기용접이란 이면의 상황을 확인할 수 있는 경우로서 다음의 것을 말한다.
1.1 제1층에 이너트가스아크용접 또는 이면비이드용접등으로 충분한 용입을 얻고, 또한 이면이 매끄럽게 되는 맞대기한면용접
1.2 모재와 같은 재료의 받침쇠를 사용한 맞대기한면용접이음매로 용접후 받침쇠를 연삭하여 표면을 매끄럽게 다듬질 한 것
1.3 삽입링 등으로 충분한 용입을 얻고 또한 이면이 매끄럽게 되는 한면맞대기용접
1.4 모재와 다른 재료의 받침쇠를 사용하여 충분한 용입을 얻고, 또한 표면을 매끄럽게 한 맞대기한면용접 2. 표의 분류번호 4외통의 맞대기한면용접이음매란 다층동체중 내통을 제외한 부분을 제작하기 위한 맞대기한면용
접 이음매를 말한다.
3.6.4.1 용접부는 모재의 규격에 따른 인장강도의 최소값(모재가 서로 다른 경우에는 가장 작은 값)이상의 강도를 유지한다. 다만, 모재를 알루미늄 및 알루미늄합금, 구리 및 구리합금, 타이타늄 및 타이타늄합금 또는 9 % 니켈강으로 하여 허용인장응력 이하로 사용하는 것으로서 그 허용인장 응력 값의 3.5배 이상의 강도를 갖는 경우에는 그렇지 않다. <개정 16.11.23, 19.6.14>
3.6.4.2 용접부는 용입이 충분하고 균열이나 언더컷·오우버랩·크레이터·슬래그혼입·블로우홀 등의 유해한 결함이 없고, 유해한 지그자국도 없는 것으로 한다.
3.6.5 맞대기용접
맞대기용접은 다음 기준에서 정한 바와 같이한다.
3.6.5.1 맞대기용접에서 이음면의 엇갈림오차는 이음매의 위치 및 판의 두께(판의 두께가 다른 경 우에는 얇은 쪽의 판두께. 이하 3.6.5 및 3.6.6에서도 같다)에 따라 표 3.6.5.1에서 정한 엇갈림 오차 값을 초과하지 아니한다.
표 3.6.5.1 이음면의 엇갈림 오차
이음매의 위치 판 두께 엇갈림 오차 값
길이이음매 50 ㎜ 이하 판 두께의 1/4 또는 3.2 ㎜
50 ㎜ 초과 판 두께의 1/16또는 9.0 ㎜ 원주이음매(동체와 경판을 접합하기
위한 것을 제외한다)
50 ㎜ 이하 판 두께의 1/4 또는 5.0 ㎜ 50 ㎜ 초과 판 두께의 1/8 또는 19.0 ㎜
3.6.5.2 두께가 서로 다른 판을 맞대기용접하는 경우에는 그림 3.6.5.2① 또는 그림3.6.5.2②에 표시한 것과 같이 기울기를 만든다.
그림 3.6.5.2① 두께가 서로 다른 판의 맞대기용접
그림 3.6.5.2② 두께가 서로 다른 동판과 경판의 맞대기용접
3.6.5.3 양면용접을 한 경우에는 한 쪽에서 용접을 한 후, 다른 쪽에서 용접을 하기 전에 루트 (root)부분에 균열, 용입불량, 이물(산화물을 포함)등의 결함을 완전히 제거한다.
3.6.5.4 길이이음매 또는 원주이음매의 맞대기용접부에 근접한 길이이음매 또는 원주이음매의 맞 대기용접부와의 거리는 그 용접부 모재두께의 5배 또는 50 ㎜ 중 큰 값 이상으로 한다.
3.6.5.5 동판 또는 경판의 길이이음매 또는 원주이음매의 용접선상에 부착물을 용접하는 경우, 그 용접부는 판의 표면과 같은 면이 되도록 매끄럽게 다듬질하고, 방사선투과시험에 적합한 것으로 한다.
3.6.6 양면전두께필렛용접
양면전두께필렛용접은 판이 겹친 부분의 길이를 판두께의 4배(당해 판두께의 4배 값이 25 ㎜ 미 만인 경우에는 25 ㎜)이상이 되도록 한다.
3.6.7 경판과 동판의 용접
탱크의 경판과 동판과의 용접부착은 다음 기준에서 정한 것과 같이 실시한다.
3.6.7.1 경판 플랜지부의 길이는 부록 H 그림6의 (a)부터 (g)까지에서 정한 용접방법 구분에 따 라 각각의 그림에 표시한 플랜지부의 길이 이상으로 한다.
3.6.7.2 플러그용접을 하는 한면필렛용접으로 경판을 동판에 부착하는 경우에는 3.6.7.2.1부터 3.6.7.2.3까지에서 정한 것과 같이 한다.
3.6.7.2.1 플러그가 분담하는 하중의 합계는 용접부에 가해지는 전하중의 1/5 이하로 한다.
3.6.7.2.2 1개의 플러그가 분담하는 하중은 다음 계산식으로 구한 허용하중 이하로 한다.
F = (0.8d - 5)²σ 여기에서
F : 1개의 플러그의 허용하중(N)
d : 구멍 밑면에서 플러그의 지름(㎜)
σ : 모재의 허용응력으로 플러그가 전단력을 받을 때에는 허용전단응력(N/㎟), 인장력을 받을 때에는 허용인장응력(N/㎟)
3.6.7.2.3 플러그의 지름은 동판의 두께에 6 ㎜를 더한 값(그 값이 25 ㎜ 미만인 때에는 25 ㎜) 이상으로 한다. 다만, 판 두께가 50 ㎜를 초과하는 경우에는 56 ㎜로 할 수 있다.
3.6.7.3 부록H 그림 6(c)에 정한 형상의 경판을 동판의 끝에 부착하는 경우에는 동판의 두께를 16 ㎜ 이상으로 한다.
3.6.8 동판과 평판 등의 용접
탱크의 동판과 관판을 접합하는 용접은 부록H 그림 7과 같이 하고 그 이외의 것은 다음 기준에 서 정한 것과 같이한다.
3.6.8.1 두께 13 ㎜ 이상의 단조판·압연판을 재료로 한 관판 또는 평판을 용접하는 경우에는 용 접 전에는 개선면 또는 절단면에 대하여, 용접 후에는 절단면 중 용접되지 않은 부분에 대하여 각 각 자분탐상시험 또는 침투탐상시험을 실시하여 4.4.2.2.1(7-3) 또는 4.4.2.2.1(8-3)에 적합한 것으로 한다.
3.6.8.2 동판과 관판을 접합하는 경우에는 재료의 최소인장강도 및 연신율이 손상(규격치 미만으 로 떨어지는 것)되지 아니하도록 단조한 것으로 한다.
3.6.9 노즐, 보강재 등의 용접
3.6.9.1 노즐, 보강재 및 이와 유사한 것을 탱크의 동판 또는 경판에 부착하기 위한 용접은 부록 H 그림 8에 표시한 것과 같이 한다. 이 경우에 4.4.2.2.1(5-1-3) 및 4.4.2.2.1(5-1-4)에서 정 한 것과 저온에서 사용하는 것(가열끼워맞춤 플랜지에 용접된 두께 12 ㎜ 이하의 이음매를 제외 한다)은 완전용입 용접을 한다. <개정 16.4.15>
3.6.9.2 3.6.9.1에서 정한 것과 같은 용접부의 강도는 모재의 허용인장응력 값에 표 3.6.9.2에서 정한 용접방법 및 용접부에 걸리는 응력의 종류에 따라서 같은 표에서 정한 정수 및 접합면의 면 적을 곱한 값이 그 용접면에 가해진 전 하중 이상으로 한다.
표 3.6.9.2 용접방법 및 용접부에 걸리는 응력종류에 따른 정수
용접방법 용접부에 걸리는 응력의 종류 정 수
필렛용접 전단응력 0.49
맞대기용접 전단응력 0.60
인장응력 0.74
3.6.10 쟈켓용접
3.6.10.1 동판에 쟈켓(반원판코일쟈켓을 제외한다)을 부착하기 위한 용접은 부록 H 그림9에 표 시한 것과 같이한다.
3.6.10.2 동판에 반원통코일쟈켓을 부착하기 위한 용접은 하나의 반원통코일쟈켓을 부착하기 위 한 용접부와 그것에 인접한 다른 하나의 반원통코일을 부착하기 위한 용접부 사이의 거리가 동판 두께의 2배 이상이 되도록 한다.
3.6.11 용접부 다듬질
3.6.11.1 탱크의 용접부로서 비파괴검사를 실시할 표면은 매끄럽게 하고 모재의 표면보다 낮지 아니하게 하며 모재의 표면과 층이 생기지 아니하도록 다듬질을 한다. 이 경우 방사선투과시험을 필요로 하는 맞대기용접부의 보강덧붙임 높이는 표 3.6.11.1의 모재의 재질 및 모재의 두께(모재 의 두께가 다른 경우에는 얇은 판의 두께)에 따른 보강덧붙임높이의 값 이하로 한다.
표 3.6.11.1 맞대기용접부의 보강덧붙임 높이
3.6.11.2 고장력강(탄소강으로서 인장강도 규격치의 최소치가 568.4 N/㎟ 이상의 것을 말한다.
이하 같다)을 사용하는 탱크의 용접부 내면의 보강덧붙임을 깎아낸다. 다만, 응력제거를 위하여 열처리를 실시한 탱크는 그러하지 아니한다.
3.6.12 용접조건
3.6.1부터 3.6.11까지에서 정한 것과 같이 용접한 경우의 용접조건은 용접방법, 모재의 종류, 용 접봉의 종류, 예열온도, 응력제거 방법, 시일드가스의 종류 등에 따라 다음 기준과 같이 구분한다.
3.6.12.1 용접방법의 구분
용접방법의 구분은 표 3.6.12.1에서 정한 구분으로 분류하고, 표 이외의 용접방법은 그 용접방법 으로 구분한다. 또한, 2가지 이상의 용접방법이 조합된 경우에는 그 조합된 것을 하나의 용접방법 으로 구분한다.
표 3.6.12.1 용접방법의 구분
모재의 재질 모재의 두께 보강덧붙임높이
알루미늄 및 알루미늄합금
6 ㎜ 이하
6 ㎜ 초과 15 ㎜ 이하 15 ㎜ 초과 25 ㎜ 이하 25 ㎜ 초과
2 ㎜
판 두께의 3분의 1 5 ㎜
7 ㎜ 알루미늄 및
알루미늄합금외의 것
12 ㎜ 이하
12 ㎜ 초과 25 ㎜ 이하 25 ㎜ 초과 50 ㎜ 이하 50 ㎜ 초과
1.5 ㎜ 2.5 ㎜ 3 ㎜ 4 ㎜
용접방법의 구분 용 접 방 법
SMAW(A) 피복 아아크용접 GTAW(T) 티그(TIG)용접