핫크랙, 콜드크랙 (Hot Crack vs Cold Crack)정의

타워크레인 , 리프트 관리감독 및 안전진단 업무대행

타워크레인 , 리프트 관리감독 및 안전진단 업무대행

건설기계 안전점검, 비파괴검사, 관리감독, 안전진단

건설기계 안전점검, 비파괴검사, 관리감독, 안전진단

 

 

 

우리 는 최근 고객이 용접 부분에 균열이 발생한 이유를 파악하는 데 도움을 주었습니다. 부품의 균열은 급속 냉각과 부적절한 크기의 용접으로 인해 발생한 것으로 확인되었습니다. 원인을 파악하기 전후에 나눈 논의는 꽤 흥미로웠습니다. 우리는 고객과 함께 크래킹의 일반적인 원인을 검토했습니다. 다음은 우리 회의에 대한 간략한 요약입니다. 이것이 균열의 모든 원인은 아니라는 점에 유의하십시오.

일반적으로 균열은 균열 발생 시기와 관련된 두 그룹, 즉 고온 균열과 저온 균열로 구분할 수 있습니다. 본질적으로 고온 균열은 용접할 때 또는 용접 직후에 발생하는 반면 저온 균열은 용접이 완료된 후 몇 시간 또는 심지어 며칠 후에 발생할 수 있습니다.

 

핫 크랙

열간균열은 주로 모재에 낮은 용융온도를 갖는 다량의 원소로 인해 발생합니다. 이러한 요소의 양이 약간 증가하면 일반적으로 균열이 발생하기에 충분하지 않지만 오히려 용접 비드의 부적절한 너비 대 깊이 비율과 같은 다른 문제와 결합됩니다. 황, 인 등 제강에 사용되는 일부 원소는 녹는점이 낮습니다. 이러한 낮은 융점으로 인해 이러한 요소는 응고되는 동안 용접 비드의 중심으로 밀려납니다. 웅덩이가 충분히 오랫동안 용융 상태로 유지되지 않으면 이러한 요소가 용접 중간에 갇힐 수 있습니다. 이것이 발생하면 아래 그림과 같이 중심선 균열이 발생합니다.

 

녹은 웅덩이는 외부에서 용접 중앙을 향해 응고됩니다. 용접이 너비에 비해 너무 깊으면 모재의 양이 사양 내에 있는지 여부에 관계없이 용접 중간에 저융점 원소가 갇히게 됩니다. 이를 비드 형상 유발 균열이라고 합니다. 아래 그림은 용접 비드가 어떻게 응고되는지 보여줍니다.

고온 균열을 방지하기 위해 우리는 다음을 수행하려고 합니다.

1. 용접 비드의 너비 대 깊이 비율이 적절해야 합니다(1:1~1.4:1이 이상적). 때로는 이를 달성하기 위해 공동 재설계가 필요합니다.
2. 기본 재료를 신중하게 선택하십시오.
3. 올바른 프로세스를 선택하세요. 최고의 침투력을 제공하는 SAW와 같은 프로세스는 접합 세부 사항에 따라 때때로 문제가 될 수 있습니다.

콜드 크랙

냉간 균열은 균열이 나타나기까지 몇 시간 또는 며칠이 걸릴 수 있기 때문에 열간 균열보다 훨씬 더 나쁩니다. 이는 용접된 어셈블리가 이미 문 밖으로 나와 서비스 중일 수 있음을 의미합니다. 냉간균열은 고온균열과 달리 용접부에서 시작되는 균열이 아닌 모재에서 시작되는 균열을 특징으로 합니다. 이는 때때로 열영향부(HAZ) 균열 또는 수소 보조 균열이라고도 합니다.

냉간 균열은 세 가지 조건, 즉 민감한 물질이 충분히 포함되어 있고, 수소가 충분하며, 잔류 응력이 높을 때 발생합니다. 일반적으로 잔류 응력 수준을 거의 제어할 수 없으므로 목표는 다른 두 변수를 제어하는 ​​것입니다.

높은 냉각 속도와 탄소 함량이 높은 재료는 저온 균열에 취약한 조건을 만듭니다. 냉각 속도가 빠를수록 콜드 크랙이 발생할 확률이 높아집니다. 더 큰 모재 두께, 낮은 열 입력 절차, 더 낮은 모재 온도 등은 모두 냉각 속도를 증가시킵니다. 높은 냉각 속도로 인해 HAZ에 단단하고 부서지기 쉬운 마르텐사이트가 생성됩니다. 또한 용접부와 모재의 나머지 부분보다 연성이 낮으므로 용접부가 냉각됨에 따라 다양한 비율로 수축됩니다. 수소는 마르텐사이트 안으로 들어가고 응력이 가해지면 균열이 발생합니다. 수소는 결국 HAZ와 용접 금속을 떠납니다. 이것이 바로 D1.1 구조 코드에서 용접 후 48시간 동안 검사를 실시하도록 요구하는 이유입니다. 이는 검사를 통해 수소 보조 균열에 민감한 강철의 용접 구조에서 수소가 제거되도록 보장합니다.

 

콜드 크래킹을 방지하기 위해 우리는 다음을 수행하고자 합니다.

1. 냉각 속도를 늦추려면 모재를 예열하세요. 이렇게 하면 수소도 확산되고 냉각 시 용접 비드와 모재가 비슷한 속도로 수축하게 됩니다.
2. 예열이 옵션이 아닌 경우 더 높은 열 입력 절차를 실행하십시오.
3. 저수소 필러 금속 선택(일반적으로 H2, H4 또는 H8로 지정됨)
4. 용접 후 열처리(수소 베이킹 오프) 수행
5. 열 담요를 사용하여 냉각 속도를 줄입니다.