용접용기의 제조 및 검사기준등 총 9종

　● 용접용기의 제조 및 검사 기준
이 기준은 용어정의, 재료, 설계 및 제조, 시험 및 검사, 부식방지도장, 표시, 불합격용기의 파기방법 등 용접용기를 제조하는 과정순으로 목차를 구성하였으며 이러한 구성은 ISO 4706(용접용기의 제조 및 검사기준)과도 유사한 것이다.
용어정의에는 ‘배치(batch)’와 ‘로트(lot)’에 대한 개념을 규정했다. 용기에 대한 검사는 모든 용기에 대하여 검사를 하는 전수검사가 아니라, 일정 개수의 용기중에 일부를 채취하여 검사하는 샘플링(sampling)검사이다. 이러한 샘플링검사를 실시하기 위해서는 용기 및 용기 재료를 일정 개수 및 단위로 구분하는 것이 필요한데, 이때 사용되는 개념이 `배치(batch)'와 `로트(lot)'이다. 이러한 용어들은 유사하여 혼동되어 사용되는데, 이를 개선하기 위하여 용어정의에 이들 용어를 정의하였다. ‘배치(batch)’는 동일 호칭 지름, 두께, 설계조건과 동일한 재료로 제조하여 열처리 공정을 동시에 행한 용기들로 정의하였고, ‘로트(lot, 組)’는 동일 용기제조소에서 같은 생산단위로 제조된 용기로 정의하였는데, 배치는 로트에 비해 같은 배치식 열처리공정을 행하여 제조한 용기로 한정한 것으로 로트의 세분화된 개념이라 할 수 있을 것이다.
용기의 재료와 스커트 및 액화석유가스용기의 프로텍터의 재료는 다음과 같은 차이가 있다. 용기의 재료는 스테인리스강, 알루미늄합금, 탄소강 또는 이와 동등 이상의 기계적 성질 및 가공성 등을 갖는 것이며, 탄소강은 탄소, 인 및 황의 함유량이 각각 0.33％ 이하, 0.04％ 이하 및 0.05％ 이하이어야 한다. 다만, 내용적이 125ℓ미만인 액화석유가스용기를 강재로 제조하는 경우에는 KSD 3533(고압가스용기용 강판 및 강대)의 재료 또는 이와 동등 이상의 기계적 성질 및 가공성 등을 갖는 것을 사용한다. 그리고 스커트 및 액화석유가스용기의 프로텍터의 재료는 KSD 3503(일반구조용 압연강재) SS 400의 규격에 적합한 것 또는 이와 동등 이상의 화학적 성분 및 기계적 성질을 가진 것이어야 한다.
설계 및 제조에서 주요 쟁점 사항은 용접효율에 관련된 내용이었다. 용기의 두께 계산에는 용접효율(η)이 이용된다. 이 용접효율은 용접부가 모재와 동등의 기계적 성질을 갖는지에 따라 용기의 두께를 결정하는 요소이다. 용접부의 기계적 성질이 우수할수록 용접효율은 ‘1’에 가까워져 두께는 얇아지게 되고, 용접부의 기계적 성질이 모재에 비해 낮을수록 용접효율이 ‘1’보다 작아져 두께가 두꺼워 지게 된다. 이와 같이 두께 결정에 중요한 요인이 되는 용접효율은 맞대기 양면 용접이음매, 맞대기한면 용접이음매, 받침쇠를 사용한 맞대기한면 용접이음매 등 이음매의 종류에 따라 달라지는데, 고법 고시에는 맞대기양면 용접이음매와 동등 이상의 강도를 갖는 맞대기한면 용접이음매에 대한 명확한 기준이 없어 KSB 6733(압력용기 기반규격)을 규정하고 있다.
첫째 용입용접, 융합 인서트를 사용하는 방법, 그 밖의 것에 의해 충분한 용입을 얻어 뒤쪽이 매끈한 것으로서 융합 인서트가 남아 있지 않는 것이어야 한다.
둘째, 받침쇠를 사용하여 용접한 후 이것을 제거하고 고르게 다듬질한 것이어야 한다.

　● 아세틸렌용기의 제조 및 검사기준
아세틸렌은 불안정하고 반응성이 풍부하여 공업적 유용성이 큰 반면 폭발 위험성도 극히 크다. 아세틸렌은 분해 폭발성을 가지고 있으며 순 아세틸렌가스는 상온, 상압에서도 강한 에너지를 주면 분해폭발을 일으키고 고압이 되면 더욱 쉽게 폭발한다.
따라서 아세틸렌을 용기에 저장할 때에는 용기내에 다공질물을 고루 채운 후, 아세톤 등의 용제를 침윤시키고, 이 용제에 아세틸렌을 용해시켜 저장하는 방법이 취해지고 있다. 액체상태의 아세틸렌은 기체상태보다 안정하며, 직접 용액속에 발화에너지를 주어도 분해되지 않는다. 아세틸렌은 아세톤 및 디메틸포름아미드(DMF)에 잘 용해되기 때문에 법령에서는 용제로서 아세톤 또는 DMF를 사용하도록 하고 있다.
법령에서는 아세톤의 품질은 KSM 1665(아세톤)에 의한 종류 1호로 규정하고 있으나 DMF의 품질은 명확히 규정되어 있지 않아 이 기준에서는 일본성령보완기준을 참고하여 KSM 8320(N,N-디메틸포름아미드)과 동등 이상의 품질을 갖추도록 규정하였다.
이 기준에서 용기의 재료, 설계, 시험 및 검사방법 등은 `용접용기의 제조 및 검사기준(KGS C003-1999)'과 유사하나 다음과 같은 차이점이 있다.
용접용기 기준에 규정된 도장방법은 주로 LPG용기에 해당되므로 아세틸렌용기의 도장은 KS내용으로 대체했다.
검사항목중 충격시험, 용접부 측면굽힘시험 및 용착금속 인장시험은 용기의 두께가 12mm 이상일 경우에 적용되므로 아세틸렌용기에는 해당되지 않으므로 제외했다.
용기 재료중 망간강, 크롬·몰리브덴강 및 스테인리스강 등은 아세틸렌용기에 사용되지 않으므로 제외했다.
용기 몸통부 및 경판부의 파괴에 대한 안전율 계산방법은 다음과 같이 KS B 6250(용접강제 용해아세틸렌 용기)을 참고하였으며, 용접용기에서는 P가 최고충전압력으로서 18.6kgf/㎠이나 아세틸렌용기에서 P(설계압력)는 25kgf/㎠의 압력으로 계산한다. 용기 몸통부 및 경판부의 파괴에 대한 안전율은 다음 식을 사용하여 계산한 경우 모두 3.5 이상이어야 한다.

　● 이음매없는 용기의 설계, 제조 및 검사기준
재료는 스테인리스강 또는 탄소·인 및 황의 함유량이 각각 0.55％ 이하·0.04％ 이하 및 0.05％ 이하인 강(탄소강, 망간강, 크롬몰리브덴강, 니켈크롬몰리브덴강), 합금번호가 6351A, 6082A, 6061A, 5283A, 7060A인 알루미늄합금 또는 이와 동등 이상의 기계적성질 및 가공성 등을 갖는 것으로 규정하여 현행 법령 규정을 만족하고, 알루미늄의 경우 보다 세부적으로 재료를 규정했다.
용기를 빌릿으로부터 착출하는 에르하르트 방식(또는 Billet Piercing이라고도 함), 판으로 제조하는 딥드로잉 방식(Deep drawing), 그리고 현재 국내에서 보편적으로 사용되고 있는 이음매없는 관으로 제조하는 만네스만 방식(또는 Spun Type이라고도 함)에 대해 그 간략한 제조방법을 그림과 함께 예시했다.
용기동판은 그 두께가 평균두께의 20％ 이하로 균일하여야 하고, 열처리재료로 제조하는 용기는 가공을 한 후 그 재료 및 두께에 따라서 적당한 열처리를 하도록 하였다. 용기는 열처리(비열처리재료로 제조한 용기의 경우에는 열가공)를 한 후 세척하여 스케일·석유류 그 밖의 이물질을 제거하도록 하였고, 부식방지도장(내식성이 있는 것을 제외한다)을 하도록 했다.
용기에는 용기부속품의 보호를 위한 프로텍터 또는 캡을 고정식 또는 체인식으로 부착하도록 했고, 강제용기의 밸브 부착부 및 보호캡의 나사부를 부록A 및 부록B에 예시했다.
계산두께는 최고충전압력에 5/3[알루미늄합금으로 제조한 용기는 1.5 또는 내력비(내력과 인장강도의 비를 말한다. 이하 같다)의 5배의 수치를 내력비에 1을 더한 수치로 나누어 얻은 수치중 큰 것] 이상을 곱한 수의 압력을 가할 때에 항복을 일으키지 아니하는 두께 이상이어야 한다. 두께계산식은 SI단위와 MKS단위를 병행하여 현장에서의 사용에 편의를 도모하였다. 어깨부분과 볼록형 용기의 밑부분의 두께는 동체부의 두께보다 두꺼워야 하고, 오목형 용기의 밑부분 접지부 이내의 두께는 동체부의 계산 두께의 2배 이상이 되도록 하였다.
인장시험은 용기에서 채취한 시험편에 대하여 실시하되 용기에서 채취함이 적당하지 아니한 용기는 가공하기 전의 재료(열처리를 하여야 하는 용기는 그 용기와 동일조건으로 열처리를 한 것에 한함)에서 시험편을 채취할 수 있도록 하였다.
충격시험은 두께가 13㎜ 이상의 것, 두께가 3㎜ 이상 13㎜ 미만인 것 중 그 용기의 상용온도에서 취성파괴를 일으키지 아니하는 성질을 가지는 것으로서 표에 별도로 규정한 강을 제외한 것에 대하여 실시하도록 하였으며, 충격시험은 용기에서 채취한 시험편에 대하여 실시한다. 다만, 용기에서 채취함이 적당하지 아니한 용기는 용기로 가공하기 전의 재료에 대하여 실시하는 충격시험으로 이에 갈음할 수 있도록 하였다.
압궤시험은 채취한 열처리 후의 시험용기로 하고 바깥지름에 비하여 길이가 긴 것은 원통부의 길이를 바깥지름의 3배 이상으로 절단하여 그 양단을 맹판 등으로 밀폐시켜서 실시할 수 있도록 하였다. 다만, 압궤시험을 실시하기가 부적당한 용기는 용기에서 채취한 시험편(용기에서 채취함이 부적당한 용기는 용기를 가공하기 전의 재료에서 채취한 시험편)에 대한 굽힘시험으로 이에 갈음할 수 있도록 하였다.
재료의 굽힘시험은 열처리 후의 시험용기 또는 원통재료에서 폭 25㎜ 이상 1개의 링 모양 시료를 채취하여 다시 그 시료를 3등분의 원호(圓弧)로 나누어 3개 전부를 굽힘 시험편으로 하도록 하였다.
외관검사는 용기마다 실시하고, 그 다듬질면이 매끈하고 용기의 사용상 지장이 있는 부식·금·주름 등이 없는 것을 합격으로 한다.
파열시험은 길이가 600㎜ 이하로서 동체의 바깥지름이 57㎜ 이하의 용기에 한하여 실시하되 파열시험을 실시한 용기는 인장시험 및 압궤시험을 생략할 수 있도록 하였으며, 파열시험은 용기 500개 이하를 하나의 로트로 하여 샘플링 시험을 실시하도록 하였다.
내압시험은 용기의 구분에 따라 정하여진 내압시험압력 이상의 압력을 가하여 실시하고, 팽창측정시험은 누출 또는 이상 팽창이 없고 영구체적증가율이 10％ 이하의 것을 합격으로 하며, 가압시험은 누출 또는 이상팽창이 없는 것을 합격으로 한다.
기밀시험 용기(내압시험에 합격한 것에 한한다)의 전수에 대하여 공기 또는 질소 등의 불활성가스를 사용하여 규정된 최고충전압력 이상의 압력을 1분 이상 가하고 발포액 등을 도포하거나 또는 용기를 수조에 담궈 누출이 없는가를 확인하여 누출이 없는 것을 합격으로 한다.
불합격용기의 파기는 절단 등의 방법으로 파기하여 원형으로 가공할 수 없도록 하였다.
용기의 각인은 어깨부분 또는 프로텍터부분 등 보기 쉬운 곳에 각인을 하되 크기는 바깥지름이 100㎜ 이하인 용기에는 세로 3㎜ 이상, 바깥지름 100㎜ 초과하는 용기에는 세로 6㎜ 이상으로 하고, 각인하기가 곤란한 용기의 경우에는 다른 금속박판에 각인한 것을 용기에 부착하여 각인을 갈음할 수 있도록 했다.
용기의 외면에 그 충전하는 가스의 종류에 맞도록 도색을 하고 충전하는 가스의 명칭을 표시하되, 스테인리스강 등 내식성재료를 사용한 용기의 경우에는 용기 동체의 외면 상단에 10㎝ 이상의 폭으로 충전가스에 해당하는 색으로 도색할 수 있다. 가연성 및 독성가스에 각각 표시하는 ‘연’ 및 ‘독’자는 적색으로 하되, 수소는 백색으로 하고, 유통중인 고압가스용기는 가스명 표시부분 아래에 적색으로 그 충전기한을 표시하도록 하였다.