열처리 기술지침

열처리 시 용접 전 예열, 용접 중 층간 온도,후열 처리, 가열 및 냉각 속도, 배관 공칭 두께 등이 충분히 고려하여 열처리 를 하여야 한다.

탄소강, 저합금강, 고합금강 재질의 열처리 온도 및 시간은 <별표 1> 및 <별표 2>의 권장 규정에 따른다. 

열처리 기술지침

관련 법규

산업안전보건 기준에 관한 규칙 제256조(부식 방지), 제277조(사용 전의 점검 등)

 

용어의 정의

“위험물질”이라 함은 안전보건규칙 별표 1(위험물질의 종류)에서 규정하는 물질을 말한다.

“용접 전 열처리”라 함은 용접 시 급열에 의하여 모재에 발생할 수 있는 결함을 방지하기 위하여 용접 전에 모재를 일정 온도 이상으로 가열하는 것을 말한다.

“가열온도”라 함은 용접 전에 모재를 가열하여야 하는 최소 온도를 말한다.

“권장가열 온도”라 함은 용접 전 가열해야 하는 최소 권장온도를 말한다.

“후열처리”라 함은 배관 등을 맞대기 용접 등에 의하여 연결하고 용접에 의한 잔류 응력을 제거하기 위하여 용접부위를 일정 시간 동안 일정 온도로 가열․유지하는 것을 말한다.

 

 

적용범위

안전보건규칙 별표 7(화학설비 및 그 부속설비의 종류)의 화학설비의 부속 설비 중 파이프․밸브․튜브․부속류 등이 용접에 의하여 연결된 배관에 적용

 

용접 전 열처리

(1) 모재를 용접 전에 <별표 1> 의 가열온도 이상으로 가열하고 용접하여야 한다.

<별표 1> 배관의 용접 전 열처리 기준

 

 

(2) 작업장의 기온이 0 ℃ 이하에서 <별표 1>의 권장 가열 권장 가열 온도란에 수치가 기재되어 있는 모재를 용접하는 경우에는 반드시 권장 가열 온도 이상으로 가열한 후 용접하여야 한다.

 

용접부의 후열 처리

(1) 배관 용접부의 후열 처리는 <별표 2>의 기준에 따른다.

<별표 2> 배관의 후열 처리 기준

(주) 1 ASTM A 240, Gr.429에 상응하는 재질은 621 ℃ ～ 663 ℃의 온도 범위에서 후열 처리하여야 한다.

2 후열 처리 후에 가능한 한 신속히 냉각하여야 한다.

3 후열처리 후 650 ℃까지는 시간당 60 ℃이하로 냉각하여야 하며, 650 ℃이하에서는 취성(Embrittlement)을 방지하기 위하여 빠른 속도로 냉각하여야 한다.

4 후열처리 후 320 ℃까지는 시간당 170 ℃이상으로 냉각하여야 한다.

5 용접 후 14일 이내에 후열 처리 하여야 한다. 후열처리 후 430 ℃까지는 시간당 280 ℃이하로 냉각하고 430 ℃부터는 대기 중에서 냉각하여야 한다.

6 열처리로 에서 후열 처리한 경우에는 용접부의 10 %에 대해 브린 넬 경도를 측정하고, 현장에서 국부적으로 열처리한 경우에는 용접부 전체에 대하여 경도 측정하여야 한다.

 

(2) 안전보건규칙 <별표 1>의 제7호에서 규정하는 독성물질을 취급하는 배관은 제 (1)호의 규정에도 불구하고 관의 두께와 무관하게 후열 처리하여야 한다. 다만, 후열 처리하지 않는 재질은 그러하지 아니하다.

(3) <별표 2>에서 정한 P-3, P-4 및 P-5 모재에 대하여는 후열 처리한 후에 자분 탐상 시험 또는 침투 탐상 시험에 따라 비파괴 시험을 하여야 한다.

(4) 후열 처리 후 실시한 비파괴 검사 시 부적합한 것으로 판정된 경우에는 불합격 부위를 수정하고 후열 처리를 한 후 재시험하여 적합해야 한다.

 

 

열처리 시 고려사항

(1) 열처리 시 용접 전 예열, 용접 중 층간 온도,후열 처리, 가열 및 냉각 속도, 배관 공칭 두께 등이 충분히 고려되어야만 만족스러운 열처리 효과를 기대할 수 있다.

(2) 배관 공칭 두께 및 용접부 형상 등을 검토하여 가장 적합한 열처리 방법을 적용하여야 하며 급격한 가열 및 냉각은 용접부의 균열이나 비틀림을 야기할 수 있으니 주의하여야 한다.

(3) 예열과 층간 온도는 온도 지시 크레용(Crayon), 비접촉식 적외선 고온계(Infrared noncontact pyrometer), 접촉식 고온계 등의 공인된 기구로 측정되어야 하며 오오스테 나이트 스테인리스강에 사용되는 온도 지시 크레용이나 펠렛(Pallets)은 부식을 초래하거나 기타 유해한 영향을 주지 말아야 한다.

(4) 열처리 과정 동안 시간, 온도 선로 및 도표가 작성되어야 하며 보고서에는 가열률, 유지 온도 및 시간, 냉각률과 열처리되는 부분이 확실하게 기술되어야 한다.

 

 

열처리 방법

탄소강, 저합금강, 고합금강 재질의 열처리 온도 및 시간은 <별표 1> 및 <별표 2>의 권장 규정에 따른다. 다만, 비철금속의 경우 배관의 가공 또는 용접 후 열처리는 적용하지 않는다.

그러나 특별히 시효 경화 처리되거나 특정 환경에 노출되어 있는 경우에는 예외로 한다.

배관 열처리 방법으로는 다음과 같다.

(1) 노 열처리법(Furnace heat treatment)

(2) 전자유도 가열 법(Induction heating treatment)

(3) 토치 가열 법(Torching heating treatment)

(4) 전기저항 가열 법(Electric resistance heating treatment)

(5) 발열반응에 의한 가열(Exothermal heating treatment)

 

Reference : KOSHA GUIDE D-10–2012 화학설비 배관 등의 비파괴검사 및 열처리에 관한 기술지침