ASME BPVC Sec IX: WPQ 작성법 - GTAW

지난번 SMAW(흔히들 스틱 웰딩이라고 부름)의 WPQ 작성법에 이어 이번에는 GTAW(티그 용접)의 WPQ 작성에 대해서 설명을 하고자 한다. 이때 QW-402.4 Backing, QW-404.15 F-Number 등은 SMAW의 WPQ 작성법과 동일하므로 여기서는 생략할 예정이다. 

 

기본 가정

아래의 WPQ는 Gumsa Kim이라는 용접사가 GTAW-1 (P8 to P8)이라는 가상의 Welding Procedure를 이용하여 NPS 2.5" XXH(엑스트라 헤비) 배관을 용접한 것으로 가정하였다.

 

 

 

 

 

 

Essential Variables 검토

우선 WPQ에 모든 Essential Variables가 들어있어야 한다.

 

 

 

 

 

QW-403.18 P-Number

앞서 가정하였듯 WPS# 'GTAW-1'는 P8 to P8 재질을 위한 Welding Procedure이다. 하지만 Welder Test에서는 P1 to P1 재질을 사용하였다. 이는 실제 현장에서 자주 접할 수 있는 상황으로 이번과 같이 두꺼운 배관(0.552")을 용접해야 하는 경우 비용, 자재 납기 등으로 인하여 QW-423.1에서 호환 가능한 재질로 대체하여 (당연히 주로 P1 to P1으로) Welder Test를 하는 경우가 있다.

 

 

 

 

QW-404.14 Filler & QW-404.22 Inserts의 추가나 제거

QW-404.14 Filler와 QW-404.22 Consumable Insert는 단순하다. Welder Test에서 Filler Metal을 사용하였으면 그 용접사는 반드시 Filler Metal이 있는 것만 용접할 수 있고 마찬가지로 Consumable Insert가 없었으면 반드시 없는 경우에만 용접을 할 수 있다.

 

사실 지금까지 일을 하면서 Consumable Insert를 넣어서 용접을 하는 것은 딱 한 번 보았는데(원자력 관련 배관), 어느 분야에서 많이 사용되는지는 잘 모르겠다. 참고로 Consumable Insert는 Complete Penetration이나 배관 안쪽의 Flow를 좋게 하려고 넣는다(즉, Root Pass를 위하여 사용).

 

Consumable Insert의 한 예

 

 

QW-404.23 Filler Metal Product Form의 변경

QW-404.23 또한 단순하다. GTAW에서는 동일한 형태의 Filler Metal만 용접할 수 있다. 그런데 지금까지 GTAW 용접에서 Bard Soild(ER-70S와 같이 아주 기본적인 티그 용접봉) 말고 다른 것을 사용하는 것을 본 적이 없다. Flux Cored나 Powder는 어느 분야에서 주로 사용되는지 모르겠다.

 

 

 

 

 

QW-404.30 't' Weld Deposit의 변경

지난번 SMAW와 달리 이번에는 일부러 1/2"가 넘는 두께를 용접했다고 가정하였다. QW-404.30을 보면 Table QW-452.1(b)에서 허용되는 것 이상으로 Weld Deposit 두께를 변경 시에는 Welder를 Re-qualify 해야 한다고 되어있다. 이때 QW-452.1(b)를 보면 Test 시편의 두께가 1/2" 이상이고 3개 패스 (3 Layers) 이상으로 용접한 경우 WPQ의 용접 가능 두께는 제한이 없게 된다.

 

 

 

QW-408.8 Backing Gas의 제거

QW-408.8에 의하여 Backing Gas의 제거 시에는 Welder를 Re-qualify 하여야 한다. 반대로 Backing Gas가 없이 Test를 한 경우에는 Backing Gas가 추가되어도 상관없다. 따라서 일반 Carbon Steel(P1 to P1)으로 Test를 한 WPQ로 Stainless Steel (P8 to P8)을 하여도 되지만, 반대의 경우에는 불가능하다는 소리인데 (GTAW에서는 ER-70S나 ER3XX나 F6이고 Carbon Steel 용접 시에는 Backing Gas가 없기 때문에 WPQ는 Backing Gas: With/Without) 아무리 봐도 맞는 이야기인데 약간 찜찜하다.

 

어쨌든 참고로 QW-408.8에서 말하는 Backing Gas와 QW-402.4에서 말하는 Backing을 혼동하는 경우를 매우 많이 보았다. QW-402.4은 Root에 놓는 물리적인 Backing(Plate 등)을 말하고 QW-408.8은 Stainless Steel 등의 용접 시 산화 방지 등을 위한 Backing Gas(Ar, He 등)을 의미한다.

 

 

 

 

QW-409.4 Current or Polarity의 변경

이 또한 간단하게 AC로 용접한 경우는 AC만 허용되고, DCEN으로 용접한 경우는 DCEN만 허용이 된다는 뜻이다. 그런데 한국에서는 어떤지 모르겠지만 캐나다나 미국에서는 DC EN(Electrode Negative)가 DC STR로도 통용되며 DC EP(Electrode Positive)가 DC RP(Reverse Polarity)로도 통용된다. 따라서 (내가 직접 용접을 해 본 것이 아니라서) 볼 때마다 GTAW에 주로 쓰이는 것이 DCEN이었는지 DC EP였는지 혹은 DC RP였는지 DC STR이었는지 무척이나 헷갈린다. 그래서 Sec IX에 아예 GTAW = DCEN(DC STR), SMAW = DCEP(DC RP)라고 적어 놓았다.

 

 

 

 

Test

끝으로 필요한 Test에서 간단히 언급하고 글을 마무리하고자 한다.

 

Welder Test 시편에 대한 Test는 SMAW에서 설명한 것과 같이 QW-452.1(a)를 따르면 된다. 그런데 이번에 가정한 시편은 두께가 1/2"가 넘기 때문에 Face / Root Bent Test 대신 Side Bend Test(QW-462.2)를 진행하는 것으로 WPQ를 작성하였다.

 

 

 

 

 

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