파이프 스풀 제작: 3D 모델링, 등각투영 도면 및 공장 용접 작업흐름

스테인레스 스틸 파이프 스풀 QC 계획에는 무엇이 포함됩니까?

전체 계획에는 고정된 순서로 4개의 게이트(맞춤, 용접, NDT 및 수력 테스트)가 있습니다. 각 게이트는 다음 게이트가 시작되기 전에 승인되어야 합니다. 왜냐하면 더 일찍 발견된 결함은 나중에 발견된 동일한 결함보다 수정하는 것이 더 저렴하기 때문입니다.

A 파이프 스풀직관, 엘보우, 티, 플랜지, 가지 등을 작업장에서 함께 용접하여 현장으로 배송하는 조립식 배관 부분입니다. LEGO로 만든 다음 조각을 붙이는 것과 같다고 생각하세요. 조각이 잘못되었거나 접착제가 도포되기 전에 조각이 정렬되지 않은 경우 나중에 확인하여 완전히 수정할 수 없습니다. 따라서 품질 관리는 검사관이 작업을 해제할 때까지 작업이 중지되는 일련의 보류 지점으로 배열됩니다.

표는 네 개의 문을 나란히 비교합니다. ASME B31.3에 따라 제작된 공정 배관에는 제작(V장), 검사(VI장) 및 테스트(VI장, ¶345)가 포함되며, 용접공 및 절차는 ASME 섹션 IX에 따라 인증을 받았습니다.

출처: ASME B31.3 공정 배관(ASME와 이 기사 끝에 나열된 출처에 의해 요약된 장 구조) EETA 합성.

용접을 시작하기 전에 어떤 맞춤 점검을 통과해야 합니까?

첫 번째 루트 패스 전에 재료 정체성, 베벨, 루트 간격, 내부 정렬 불량, 가용접 품질 및 청결도를 확인하십시오. ASME B31.3은 이러한 숫자의 대부분을 용접 절차(WPS) 및 엔지니어링 설계에 전송하므로 코드 자체가 아닌 프로젝트 사양에 따라 제한이 설정됩니다.

Fit-up은 문제를 가장 저렴하게 찾아볼 수 있는 곳입니다. 잘못된 정렬("하이-로우"라고 함)로 인해 용접공은 서로 다른 높이에 있는 두 개의 벽을 융합해야 하며, 이것이 융합 부족이 시작되는 방식입니다. 잘못된 재료는 훨씬 더 나쁩니다. 육안 검사, 방사선 촬영 및 수압 테스트를 통해 볼 수 없으며 재료 테스트 보고서(MTR)에 대한 양성 재료 식별(PMI)만이 이를 찾을 수 있습니다.

정직한 뉘앙스:코드는 하드 핏업 수치를 거의 제공하지 않습니다. 1.6mm 오정렬 제한은 B31.3이 명시한 것이 아니라 일반적으로 용접공이 절차 자격의 해당 수준에서 우수한 융합을 보여줄 수 있기 때문에 허용되는 관례입니다. 프로젝트 사양이 더 엄격한 제한을 설정하는 경우(예: 불일치를 덜 허용하는 궤도 용접의 경우) 더 엄격한 제한이 적용됩니다.

스테인레스 스풀에 가장 적합한 용접 경로는 수동 GTAW, GTAW + FCAW 또는 궤도 GTAW입니까?

거의 모든 스테인리스 스풀의 루트 패스에 아르곤 백퍼지가 포함된 GTAW(TIG)를 사용하십시오. 벽 두께와 반복성 요구 사항에 따라 채우기 방법을 선택하세요. 얇은 벽과 높은 청결도를 위한 전체 GTAW, 두꺼운 벽의 경우 FCAW 또는 SMAW 채우기가 포함된 GTAW 루트, 반복 접합을 위한 오비탈 GTAW입니다. 모든 경우에 적격 WPS가 적용됩니다.

이 게이트에서 확인해야 할 용접 제어

• 자격:ASME 섹션 IX에 따라 프로세스, 재료 그룹 및 위치에 대해 PQR 및 자격을 갖춘 용접공(WPQ)이 지원하는 WPS.
• 필러 일치:304L의 경우 ER308L, 316L의 경우 ER316L, 2205의 경우 WPS에서 지정한 이중 일치 필러. 용접 맵과 비교하여 필러 로트 번호를 확인하세요.
• 열 입력 및 층간 온도:한도는 WPS에서 나옵니다. 예민화 및 변형을 제한하기 위해 일반적으로 오스테나이트 등급의 경우 최대 약 150도(300도 F)가 지정됩니다. 메커니즘에 대해서는 EETA의 304L 민감화 기사를 참조하세요.
• 깨끗한 작업 습관:스테인레스 전용 브러시, 접합부 외부에 아크가 발생하지 않으며 표면에 닿는 탄소강 도구가 없습니다.
• 퍼지 제어:모니터링된 산소 수준에 대해서는 다음 섹션에서 다룹니다.

아르곤 백퍼지의 산소는 얼마나 낮아야 합니까?

용접된 내부식성을 위해 퍼지 가스의 산소 함량을 50ppm 이하로 목표로 하여 루트를 연한 짚색이나 밝은 색으로 유지합니다. 소유자 사양에 따라 더 높은 수준이 허용되는 경우도 있지만 산소가 증가하면 내식성이 떨어지므로 프로젝트 사양과 퍼지 분석기가 수치를 설정하고 입증해야 합니다.

스테인레스 스틸이 뜨거워지고 산소와 만나면 보호 기능이 없고 부식의 시작점이 되는 유색 산화물 층("열 착색")이 생성됩니다. 파이프 내부를 통해 유입된 아르곤은 산소가 용접부 뒷면으로부터 멀리 떨어져 있도록 합니다. 산소가 적을수록 색상이 밝아지고 내식성이 좋아집니다.

출처: Maroufkhani et al., J. Manuf. 교배. 프로세스. 9(11):377(MDPI, 2025); Revista DYNA86(208), 2019; 식품 가공(호주), "스테인리스강 퍼지 용접"; CWB 그룹, 스테인리스 용접물에 대한 퍼지 품질의 영향.

정직한 뉘앙스:많은 소유자 사양에서 인용되는 열 착색 컬러 가이드인 AWS D18.2는 위생적인 ​​튜브용으로 작성되었습니다. 압력 배관 용접(GMAW 또는 GTAW 루트, FCAW 충진)에 대한 CWB 그룹 연구에 따르면 동일한 퍼지 품질에서 변색이 D18.2 가이드에서 제안한 것보다 더 컸으며 퍼지 산소가 증가함에 따라 용접 금속 개재물도 증가한 것으로 나타났습니다. 산업용 스풀의 경우 위생 차트가 변경되지 않고 적용된다고 가정하기보다는 사양에서 허용 수준을 설정하십시오.

퍼지를 유지금속이 뜨거울 때 산화가 일어나기 때문에 용접부가 대략 250도 이하로 냉각될 때까지.

추측하지 말고 확인하세요.출구 통풍구에서 산소 분석기를 사용하십시오. 하나가 없으면 일반적인 규칙은 용접 전에 댐핑된 볼륨의 최소 10배를 흐르는 것입니다.

남은 색조 제거:ASTM A380 및 A967에 따른 산 세척 또는 부동태화는 사양에서 요구하는 표면을 복원합니다.

스테인레스강 스풀 용접에는 어떤 NDT 방법을 사용해야 합니까?

모든 용접에 대해 100% 육안 검사를 수행하고, 표면이 중요한 접합부에 액체 침투제를 추가하고, ASME B31.3에서 요구하는 체적 샘플에 대해 RT 또는 UT를 사용합니다(일반 유체 서비스의 경우 최소 5% 무작위). 304L 또는 316L 등급은 비자성이므로 자분 입자 테스트를 지정하지 마십시오.

출처: ASME B31.3 ¶344; ASME 섹션 V 조항; 용접산업 실무. 침투제에 대한 할로겐 및 황 제어는 오스테나이트 재료에 대한 ASME V Article 6 관행을 따릅니다.

ASME B31.3에는 얼마나 많은 검사가 필요합니까?

출처: ASME B31.3 ¶341.4.1; B31.3-2018 에디션 변경 사항에 대한 ASME 제품 페이지 ¶M341.4.1(주제 187185)에 대한 AWS 용접 포럼 토론. 구매 주문서에 언급된 코드 버전과 비교하여 확인하십시오.

정직한 뉘앙스:5% 무작위 샘플은 즉석 점검이지 보장이 아닙니다. 강령 자체에서는 무작위 및 무작위 검사가 제작 전반에 걸쳐 규정된 품질 수준을 보장하지 않는다는 점을 인식하고 있습니다. 그렇기 때문에 중요한 스테인리스 스풀 구매자는 구매 주문서에 RT 또는 UT를 10%~100%로 지정하는 경우가 많습니다.

합격기준은 어떻게 되나요?

출처: 엔지니어링 표준 매뉴얼 ISD 341-2, 첨부 2(허용 기준 및 용접 보강 표) 및 표에 대한 AWS 용접 포럼 토론(주제 155486, 66186)에 요약된 ASME B31.3 표 341.3.2. 적용되는 강령 에디션의 번호를 확인하십시오.

Hydrotest는 어떻게 수행되며 무엇을 증명합니까?

깨끗한 저염소수를 채우고 모든 공기를 배출한 후 설계 압력의 최소 1.5배(응력비 ST/S를 곱함)까지 압력을 높이고 최소 10분 동안 유지한 후 모든 접합부를 검사합니다. 이는 완성된 배관이 테스트 압력에서 누출되지 않음을 입증합니다. NDT를 대체하지는 않습니다.

출처: 프로젝트 자료(정역학 테스트 및 수압 테스트 기사), EPCLand(B31.3 압력 누출 테스트) 및 Araner(압력 테스트 요구 사항)에 요약된 ASME B31.3 ¶345. 이전 버전과 기타 코드는 다른 공압 요소를 사용합니다. 현재 버전을 확인하십시오.

실제 사례(예시):설계 압력이 10 bar(g)인 스풀. 시험 온도에서의 허용 응력이 설계 온도에서의 허용 응력(비율 1.0)과 같을 경우, 최소 수압시험 압력은 15.0 bar(g)입니다. 설계 온도가 테스트 온도보다 훨씬 높을 때 발생할 수 있는 것처럼 비율이 1.2인 경우 최소값은 18.0bar(g)로 상승합니다. 또한 테스트 압력은 플랜지 및 밸브와 같은 테스트 경계 내부의 모든 구성 요소의 정격 내에 유지되어야 합니다.

스테인레스 스틸 스풀의 수압 테스트 단계

• 테스트 패키지를 준비합니다.등각투영, 테스트 경계, 계산된 테스트 압력 및 보정된 게이지(일반적으로 테스트 압력의 약 2배에 해당하는 게이지 범위).
• 물을 확인하세요:프로젝트 한도(오스테나이트계 스테인리스강의 경우 일반적으로 50ppm 이하) 내에서 염화물이 포함된 식수 또는 탈염수를 사용하고 측정된 값을 기록합니다.
• 채우기 및 환기:공기가 갇히지 않도록 물이 꾸준히 흐를 때까지 고점 통풍구를 엽니다.
• 점차적으로 압력을 높이십시오.테스트 값으로 이동한 후, 누출이 있는지 확인하기 위해 잠시 멈춥니다.
• 잡고 있다최소 10분 동안 테스트 압력을 가한 후(프로젝트 사양에 따라 30분 이상 소요되는 경우가 많음) 모든 용접부, 플랜지 및 조인트를 검사합니다.
• 즉시 물기를 빼고 말리세요:오일이 없는 공기나 질소로 불어냅니다. 낮은 지점, 죽은 다리 및 틈새에 남아 있는 물은 나중에 구멍이 생기고 미생물학적으로 영향을 받는 부식의 주요 원인입니다.
• 기록 및 태그:압력, 지속 시간, 염화수소 결과, 게이지 교정 및 검사관 증인이 포함된 테스트 인증서에 서명하십시오.
• 정직한 뉘앙스:B31.3 테스트는 배관 시스템에 적용됩니다. 스풀에 대한 작업장에서의 수압 테스트는 일반적이지만 나중에 현장 용접이 이루어지는 경우 완성된 시스템을 테스트할 필요가 없어지지는 않습니다. 염화물 수치는 범용 코드 번호가 아닌 사양 한계이기도 합니다. 까다로운 프로젝트의 경우 실무에서는 약 50ppm에서 10ppm 이하로 실행됩니다.

출처: Eng-Tips 토론(스레드 qid 415362)의 염화물 및 건조 실습, EPCland 수압 테스트 현장 가이드 및 수압 테스트 후 스테인레스 실패에 대한 재료 용접 그룹 토론. 이는 실무자 소스입니다. 소유자 사양이 우선합니다.

어떤 게이트가 어떤 결함을 포착하는가?

각 결함 유형은 서로 다른 게이트에서 가장 잘 포착되며 여러 결함은 하나만 포착됩니다. 재료 오류는 PMI로만 발견되고, 루트 산화는 퍼지 제어로만 방지되며, 용접 내부 결함은 RT 또는 UT로만 발견됩니다.

●=1차 제어 ○=부분 또는 간접 감지 –=감지되지 않음

완성된 스풀과 함께 구매자는 어떤 서류를 받아야 합니까?

재료 인증서, PMI 결과, 용접 자격, 맞춤 및 시각적 보고서, NDT 보고서, 퍼지 기록 및 서명된 수압 테스트 인증서 등 추적 가능한 QC 서류를 요청하세요. 기록이 존재하지 않으면 검사가 발생한 것으로 표시할 수 없습니다.

• 재료:파이프, 피팅 및 플랜지에 대한 EN 10204 3.1에 대한 MTR과 열 수치에 연결된 PMI 결과입니다.
• 용접:WPS, PQR 및 용접공 WPQ; 용접공 ID와 필러 로트 번호가 포함된 용접 맵.
• 핏업 및 시각적:서명된 맞춤 보고서 및 100% 육안 검사 기록.
• NDT:범위, 기술, 승인 코드 및 통역사 자격이 포함된 PT, RT 또는 UT 보고서 방사선 사진 또는 UT 데이터가 유지됩니다.
• 퍼지 및 청소:산소 제거 로그 및 지정된 경우 산세척 또는 부동태화 인증서(ASTM A380 또는 A967).
• 하이드로테스트:테스트 압력, 유지 시간, 염화수소 결과, 게이지 교정 날짜 및 증인 서명이 포함된 인증서.
• 차원:플랜지 방향을 포함하여 아이소메트릭에 대한 최종 치수 보고서입니다.

자주 묻는 질문

Q: 수압시험은 스테인리스 스틸 파이프 스풀을 수용하기에 충분합니까?

A: 아니요. 수압 테스트는 완성된 배관이 테스트 순간 누출 없이 압력을 유지한다는 것을 보여줍니다. 작은 융합 부족 결함, 다공성, 뿌리 산화 또는 잘못된 재료 등급을 안정적으로 찾아내지 못합니다. ASME B31.3은 누출 테스트를 맞춤 제어, 자격을 갖춘 용접 및 용접 검사와 함께 하나의 게이트로 취급합니다.

Q: ASME B31.3 스풀에서 몇 개의 용접부를 방사선 촬영해야 합니까?

A: 일반 유체 서비스의 경우 B31.3에서는 100% 육안 검사가 필요하며 무작위 방사선 촬영 또는 초음파 테스트를 통해 검사된 원주 맞대기 및 마이터 홈 용접의 5% 이상이 필요합니다. 카테고리 M, 심각한 순환 및 고압 서비스에는 더 많은 것이 필요하며 소유자 사양은 종종 비율을 더 높입니다. 항상 코드 버전 및 프로젝트 사양을 확인하세요.

Q: B31.3에 따라 스테인리스강 스풀에 어떤 수압시험 압력이 적용됩니까?

A: 설계 압력의 1.5배 이상에 설계 온도에서의 허용 응력에 대한 시험 온도에서의 허용 응력의 비율을 곱합니다. 압력은 최소 10분 동안 유지된 후 일반적으로 누출 검사를 위해 설계 압력으로 감소됩니다. 프로젝트 사양에는 더 긴 보류가 필요한 경우가 많습니다.

Q: 왜 수소 테스트 물은 스테인레스 스틸에 낮은 염화물을 필요로 합니까?

A: 배수 후 틈새, 소켓 용접 또는 낮은 지점에 남아 있는 염화물은 몇 주 또는 몇 달 후에 구멍, 틈새 부식 및 응력 부식 균열을 일으킬 수 있습니다. 프로젝트 사양은 일반적으로 오스테나이트계 스테인리스강의 경우 염화물을 약 50ppm으로 제한하며 일부 소유자는 훨씬 더 적은 양을 요구합니다. 테스트 후 즉시 라인의 배수 및 건조가 이루어져야 합니다.

Q: 용접용 스테인리스 파이프를 장착할 때 허용되는 최대 정렬 불량은 얼마입니까?

A: ASME B31.3은 단일 번호를 제공하지 않습니다. 이는 용접 절차 및 엔지니어링 설계에 한계를 보냅니다. 실제로 내부 정렬 불량의 1.6mm(1/16인치)는 NPS 24까지 파이프에 대해 널리 사용되는 작업장 한계이며 ASME B31.1에서는 명시적으로 1/16인치를 명시합니다.

Q: 오스테나이트계 스테인리스강 용접에 어떤 NDT 방법이 적용됩니까?

A: 육안(VT), 액체 침투 탐상(PT), 방사선(RT) 및 초음파(UT 또는 위상 배열) 테스트가 모두 사용됩니다. 자분 시험은 304L 및 316L과 같은 비자성 오스테나이트 등급에는 효과적이지 않습니다. 침투성 재료는 할로겐 및 황 함유 오염 물질이 적어야 하며 테스트 후 부품을 청소해야 합니다.

Q: 공압 테스트가 스풀의 수압 테스트를 대체할 수 있습니까?

A: 수압시험이 실용적이지 않고 소유자가 승인한 경우에만 해당됩니다. B31.3은 공압 시험 압력을 설계 압력의 1.1배로 설정하지만 압축 가스는 물보다 훨씬 더 많은 에너지를 저장하므로 고장이 폭발할 수 있습니다. 수압 테스트는 기본값으로 유지됩니다.

각 게이트에는 어떤 표준이 적용됩니까?

ASME B31.3은 프레임워크를 설정하고, ASME 섹션 V 및 IX는 시험 및 자격 부여 규칙을 제공하며, ASTM 및 AWS 문서는 재료 및 표면 요구 사항을 정의합니다.