Re: STS배관의 GTAW 용접시 Backing Gas 문제

최근의 건설현장에서 사용하고 있는 기술발전의 양상으로 볼때 함부로 말씀드리기 굉장히 어려운 내용입니다.
워낙에 반론이 많이 있을 수 있기에 그냥 원론적인 내용만 말씀드리겠습니다.
보다 자세한 사항이 필요하시면 별도로 연락주세요.

보호가스로 질소를 사용하는 경향은 최근에 들어 주로 유럽쪽에서 먼저 시작된 것으로 알고 있습니다.
특히 Austenitic Stainless Steel의 경우에는 질소의 영향이 긍정적인 면이 없지 않기에 추천하고 있기도 합니다.
이러한 내용은 최근의 TWI나 AWS의 Journal에서도 확인할 수 있습니다.
질소는 Austenite 조직을 활성화 해주는 Austenite Former의 역할을 담당하고 있습니다.
이러한 특징은 Super Austenite Stainles Steel에 약간의 질소를 첨가하여 내식성을 증대한 것으로도 그 효과를 미루어 짐작할 수 있습니다.
그러나 어느 곳에서든지 과다한 경우에는 문제가 될 수 있겠지요.

우리가 사용하는 Metallic Arc Welding은 모두 나름대로 대개로 부터 용접금속을 보호하기 위한 방법을 채택하고 있습니다.
SMAW처럼 직접적으로 Flux의 연소를 통해 CO와 CO2를 만들어 대기로 부터 보호하기도 하고 GTAW처럼 Ar을 사용하여 대기로 부터 용접부를 보호하기도 합니다.
결국 용접부 보호가스의 주 역할에는 대개로 부터의 차단을 통한 용접부 보호라는 의미가 주어집니다.
그럼 대기라는 것이 무엇일까요?
물론 여기에는 수소, 산소도 얘기가 될수 있으나, 역시 가장 많은 것은 질소입니다.
물론 용접부의 특성을 살리기 위해 일부러 수소, 산소, 질소를 넣기도 합니다.
하지만 그런 경우는 Ar이 거의 대부분인 보호가스에 일종의 첨가제로 들어가는 것이지요.

우리가 사용하는 기자재 중에는 질화를 통해 표면 경화를 얻은 제품들이 있습니다.
그중에 질화물의 형상에 따라 반드시 제거해 주어야 하는 질화층도 있습니다.
즉 적절하게 Control되지 않는 다면 있어서 좋을 게 없다는 얘기지요.
그리고 금속 조직내에 질소로 인해 Tempering 취성들이 활성화 되는 단점도 있습니다.

그리고 제가 이런 얘기를 하기 가장 무서운 것 중에 하나는 이런 용접부에 침투한 질소의 영향이 어떠한 가를 일반적인 Mechanical Test의 방법으로 쉽게 접근할 수 있는 길이 별로 없다는 것입니다.
적용 허용 여부는 전체적인 기술적인 검토에 따라 이루어 져야 합니다.
특히 현장 관리를 하는 사람의 입장에서는 처음 하나의 물고를 트기가 어렵지, 일단 허용이 되기 시작하면 강종에 따른 적용의 제한이나, 현장 특성에 따른 현장 관리에 많은 어려움을 겪게 됩니다.

도움이 되시길 바라며, 제 의견이 불필요한 논쟁으로 이어지길 원하지 않습니다.
혹시 이글을 읽고 전체적인 내용에 반론이 있으신 분은 Thread를 달지 마시고 제게 개인적으로 메일을 주세요.

이진희 / 용접기술사, 금속재료기술사


> 김창섭(sanctus) 님이 쓰신 글입니다.
> 안녕하십니까 ? 건설현장의 초짜 Q/C 입니다.
>
> 현재 저희가 보유하고 있는 Stainless 배관의 GTAW WPS에는 Shielding/Backing gas
> 모두 순도 99.99%의 Argon을 사용하도록 규정되어 있습니다.
>
> 그러나 Backing gas로 질소를 사용하려고 하는 경우가 있습니다. (가격이 저렴하다는 이유로)
>
> - Backing gas로 질소가스를 사용했을때의 문제점 ?
> - 만약 문제가 없다면 ASME Section 9의 QW-408.5에 따라 WPS만 변경하면 되는지 ?
>  아니면 별도의 PQR이 필요한지 ?
>
> 두서없는 질문이지만 깨우쳐 주시면 많은 도움이 되겠습니다.
> 감사합니다.