KR20150056282A - 스테인리스강의 용접부 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

스테인리스강의 용접부 잔존 여부를 확인하기 위한 스테인리스강의 용접부 검사 방법을 제공한다. 스테인리스강의 용접부 검사 방법은, 스테인리스강의 부동태 피막을 제거하는 단계와, 스테인리스강의 표면에 자분을 뿌리고 자기력을 가하여 스테인리스강과 용접부의 자성 차이로 인한 자분의 밀집 패턴에 의해 용접부의 잔존 여부를 확인하는 단계를 포함한다.

Description

스테인리스강의 용접부 검사 방법 {METHOD FOR INSPECTING WELDING PART OF STAINLESS STEEL}
본 발명은 용접부 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테인리스강의 용접부 잔존 여부를 확인하기 위한 스테인리스강의 용접부 검사 방법에 관한 것이다.
최근 들어 극지 운항용으로 건조되는 선박 및 해양 구조물의 경우 내식성을 위해 외판 구조에 클래드 강(clad steel)을 적용하고 있다. 클래드 강은 철판의 표면을 스테인리스강으로 피복한 것이다.
이러한 클래드 강으로 제작된 구조물에 권상 작업 등을 위해 탄소강 소재의 러그(lug)를 용접으로 부착하면 러그 및 용접재에서 이종 금속이 녹아 들어가 스테인리스강의 내식성이 저하된다. 따라서 러그를 이용한 작업 완료 후 그라인딩을 실시하여 이종 금속이 용입된 용접부를 제거하는 작업이 이루어진다.
이때 미처 확인되지 못한 용접부가 스테인리스강에 잔존하면 내식성 저하로 인해 선체 또는 해양 구조물의 표면에 부식이 발생하므로, 용접부의 잔존 여부를 확인하는 검사는 매우 중요한 일이다.
종래에는 염산과 질산의 혼합물인 왕수를 스테인리스강의 표면에 발라 표면을 부식시켜 용접부를 확인하였다. 그러나 작업장에 왕수를 가지고 이동하는 것은 매우 위험하며, 왕수에 의해 다른 위치의 표면도 함께 부식되므로 추가 그라인딩 작업 등의 후처리가 요구된다.
본 발명은 왕수를 사용하지 않고 스테인리스강의 용접부 잔존 여부를 안전하고 정확하게 검사할 수 있는 스테인리스강의 용접부 검사 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 용접부 검사 방법은, 스테인리스강의 부동태 피막을 제거하는 단계와, 스테인리스강의 표면에 자분을 뿌리고 자기력을 가하여 스테인리스강과 용접부의 자성 차이로 인한 자분의 밀집 패턴에 의해 용접부의 잔존 여부를 확인하는 단계를 포함한다.
용접부는 스테인리스강보다 높은 함량의 페라이트를 포함할 수 있으며, 자분은 용접부 상에서 밀집하여 용접부 형상에 대응하는 밀집 패턴을 나타낼 수 있다.
다른 한편으로, 용접부는 스테인리스강보다 낮은 함량의 페라이트를 포함할 수 있으며, 자분은 용접부의 가장자리를 따라 밀집하여 용접부의 외곽 형상에 대응하는 밀집 패턴을 나타낼 수 있다.
부동태 피막을 제거하는 단계는 스테인리스강의 표면을 그라인딩하는 것으로 이루어질 수 있다. 스테인리스강의 용접부 검사 방법은 부동태 피막을 제거하고 자분을 뿌리기 이전에 스테인리스강의 표면에 백색 페인트를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 용접부 검사 방법에 따르면, 왕수를 사용하지 않으므로 작업장의 안전을 확보할 수 있고, 자분의 밀집 패턴에 의해 작은 크기의 용접부까지 정확하게 검사할 수 있다. 전술한 검사 방법으로 확인된 용접부는 제거 과정을 거쳐 스테인리스강의 내식성을 확보한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 용접부 검사 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 스테인리스강을 포함하는 구조물의 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시한 스테인리스강에 잔류한 용접부를 나타낸 개략도이다.
도 4a와 도 4b는 도 1에 도시한 제3 단계의 스테인리스강을 나타낸 개략도이다.
도 5는 도 1에 도시한 제3 단계의 스테인리스강을 나타낸 확대 사진이다.
도 6은 도 5의 확대 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 용접부 검사 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1을 참고하면, 스테인리스강의 용접부 검사 방법은 스테인리스강의 부동태 피막을 제거하는 제1 단계(S10)와, 스테인리스강의 표면에 페인트를 도포하는 제2 단계(S20)와, 페인트가 도포된 스테인리스강의 표면에 자분을 뿌리고 자기력을 가하는 제3 단계(S30)를 포함한다.
제2 단계(S20)는 필요에 따라 생략될 수 있으며, 제3 단계(S30)에서 스테인리스강과 용접부의 자성 차이로 인한 자분의 밀집 패턴에 근거하여 용접부의 잔존 여부를 검사한다.
도 2는 스테인리스강을 포함하는 구조물의 개략도이다.
도 2를 참고하면, 클래드 강(10)은 탄소강(11)과, 탄소강(11)의 표면에 피복된 스테인리스강(12)으로 구성된다. 클래드강(10)은 스테인리스강(12)으로 인해 높은 내식성을 가지므로 선체 또는 해양 구조물의 외판 등에 적용될 수 있다.
클래드 강(10)으로 제작된 구조물은 권상 작업 등을 위해 그 표면에 러그(lug)(20)가 용접으로 부착된다. 러그(20)는 주로 탄소강으로 제작되며, 탄소강 또는 스테인리스강 소재의 용접재가 사용된다. 권상 작업 등을 마친 후 구조물에서 러그(20)를 제거해도 클래드 강(10)의 표면, 즉 스테인리스강(12)에 용접부(25)가 남는다.
도 3은 도 2에 도시한 스테인리스강에 잔류한 용접부를 나타낸 개략도이다.
도 3을 참고하면, 용접부(25)는 러그와 용접재로부터 유입된 이종 금속에 의해 스테인리스강(12)과 다른 성분을 가지며, 스테인리스강의 내식성을 저하시킨다. 따라서 그라인딩을 실시하여 용접부(25)를 제거하는 작업이 이루어지는데, 용접부(25)의 잔존 여부를 정밀하게 검사하여 남은 용접부(25)가 없도록 하는 것이 매우 중요하다.
스테인리스강(12)은 오스테나이트 90%와 페라이트 5~10%를 포함하는 일반 스테인리스강이고, 탄소강 소재의 용접재가 사용될 수 있다. 이 경우 용접부(25)는 스테인리스강(12)보다 높은 함량의 페라이트를 포함하며, 스테인리스강(12)보다 높은 자성을 나타낸다.
다른 한편으로, 스테인리스강(12)은 오스테나이트 50%와 페라이트 50%를 포함하는 듀플렉스(duplex) 스테인리스강이고, 일반 스테인리스강 소재의 용접재가 사용될 수 있다. 듀플렉스 스테인리스강은 일반 스테인리스강보다 기계적 강도가 높고 응력부식 균열에 대한 저항성이 우수하다.
듀플렉스 스테인리스강은 조성에 따라 크롬과 니켈 비율이 높은 슈퍼(super) 듀플렉스와, 슈퍼 듀플렉스보다 크롬과 니켈의 비율이 조금 낮은 미디움(medium) 듀플렉스와, 몰리브덴을 완전 제거한 로우(low) 듀플렉스로 분류된다. 이 중 슈퍼 듀플렉스는 극심한 부식환경 조건에서 사용되는 높은 수준의 합금강으로서 염화물을 포함하는 해수 환경에 적합하다.
스테인리스강(12)이 듀플렉스 스테인리스강이고, 일반 스테인리스강 소재의 용접재가 사용되는 경우, 용접부(25)는 스테인리스강(12)보다 낮은 함량의 페라이트를 포함하며, 스테인리스강(12)보다 낮은 자성을 나타낸다.
도 1과 도 3을 참고하면, 제1 단계(S10)에서 스테인리스강(12)의 표면은 부동태 피막으로 덮여 있으므로 스테인리스강(12)의 표면을 그라인딩하여 부동태 피막을 제거한다. 그라인딩으로 인해 스테인리스강(12)의 표면 조도는 대략 4㎛가 될 수 있다.
제2 단계(S20)에서 페인트는 백색 페인트이며, 검사가 필요한 스테인리스강(12)의 표면에 백색 페인트를 도포하여 제3 단계(S30)에서 자분이 육안으로 쉽게 관찰되도록 한다.
도 4a와 도 4b는 도 1에 도시한 제3 단계의 스테인리스강을 나타낸 개략도이다. 도 4a와 도 4b를 참고하면, 제3 단계(S30)에서 스테인리스강(12)의 표면에 자분을 뿌리고, 자석을 포함하는 외부 장치(30)를 근접시켜 자기력을 가한다.
그러면 도 4a와 같이 용접부(25)가 스테인리스강(12)보다 높은 함량의 페라이트를 포함하는 경우, 자분은 용접부(25) 상에서 밀집하여 용접부(25) 형상에 대응하는 밀집 패턴을 나타낸다. 이러한 자분의 밀집 패턴에 근거하여 용접부(25)의 잔존 여부를 확인할 수 있다.
한편 도 4b와 같이 용접부(25)가 스테인리스강(12)보다 낮은 함량의 페라이트를 포함하는 경우, 자분은 용접부(25)의 가장자리를 따라 밀집하여 용접부(25)의 외곽 형상에 대응하는 밀집 패턴을 나타낸다. 즉 자분은 용접부(25)를 둘러싸는 밀집 패턴을 나타낸다. 이러한 자분의 밀집 패턴에 근거하여 용접부(25)의 잔존 여부를 확인할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시한 제3 단계의 스테인리스강을 나타낸 확대 사진이고, 도 6은 도 5의 확대 사진이다.
도 5와 도 6을 참고하면, 용접부는 스테인리스강보다 낮은 함량의 페라이트를 포함하는 경우이며, 도 5에서 붉은색 원으로 표시한 영역 내에서 자분이 용접부의 가장자리를 따라 밀집하여 상대적으로 두 개의 용접부가 밝게 보이는 것을 확인할 수 있다. 이러한 자분의 밀집 패턴에 의해 0.3mm 크기의 용접부도 관찰 가능하다.
이와 같이 본 실시예의 용접부 검사 방법에 따르면, 왕수를 사용하지 않으므로 작업장의 안전을 확보할 수 있고, 자분의 밀집 패턴에 의해 작은 크기의 용접부까지 정확하게 검사할 수 있다. 전술한 검사 방법으로 확인된 용접부는 제거 과정을 거쳐 스테인리스강의 내식성을 확보한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 클래드 강 11: 탄소강
12: 스테인리스강 20: 러그
25: 용접부

Claims (5)

  1. 스테인리스강의 용접부 확인을 위한 용접부 검사 방법으로서,
    상기 스테인리스강의 부동태 피막을 제거하는 단계; 및
    상기 스테인리스강의 표면에 자분을 뿌리고 자기력을 가하여 상기 스테인리스강과 상기 용접부의 자성 차이로 인한 자분의 밀집 패턴에 의해 상기 용접부의 잔존 여부를 확인하는 단계
    를 포함하는 스테인리스강의 용접부 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용접부는 상기 스테인리스강보다 높은 함량의 페라이트를 포함하며,
    상기 자분은 상기 용접부 상에서 밀집하여 상기 용접부 형상에 대응하는 밀집 패턴을 나타내는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 용접부 검사 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 용접부는 상기 스테인리스강보다 낮은 함량의 페라이트를 포함하며,
    상기 자분은 상기 용접부의 가장자리를 따라 밀집하여 상기 용접부의 외곽 형상에 대응하는 밀집 패턴을 나타내는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 용접부 검사 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부동태 피막을 제거하는 단계는 상기 스테인리스강의 표면을 그라인딩하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 용접부 검사 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부동태 피막을 제거하고 상기 자분을 뿌리기 이전에 상기 스테인리스강의 표면에 백색 페인트를 도포하는 단계를 더 포함하는 스테인리스강의 용접부 검사 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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