1. 탄소당량은 실제 탄소 함량이 아니다
증명서의 C는 탄소 함량이고, CEV 또는 Pcm은 C와 지정된 다른 원소를 조합한 계산값입니다. 서로 다른 항목으로 기록합니다. 예를 들어 C＝0.10%와 CEV＝0.381%는 모순이 아닙니다. 뒤의 값에는 다른 원소의 기여가 포함되며 강재가 실제로 탄소 0.381%를 함유한다는 뜻이 아닙니다.
탄소당량식은 처음에는 성분이 경화능에 미치는 영향을 요약하기 위해 개발되었고, 이후 수소 유발 저온균열 민감도 평가에도 사용되었습니다. 널리 쓰이는 IIW 탄소당량과 Pcm은 연구 배경이 다르며, Pcm은 주로 탄소 함량이 낮은 저합금강을 대상으로 개발되었습니다.[1] 따라서 “저합금”, “고강도”, “용접 가능”이라는 설명만으로 주문에 적용할 계산법이 정해지지는 않습니다.
주문서, 소재 규격, 프로젝트 요구사항 또는 예정된 용접 평가법의 정의부터 확인합니다. 문서에 “CE”만 있으면 정확한 식을 확인하십시오. CET가 요구되면 해당 칸에 CEV 결과를 넣으면 안 됩니다. 계산기가 여러 결과를 제공한다고 해서 모두 같은 인수 조건에 사용할 수 있는 것은 아닙니다.
2. 계산식 이름과 용도를 결과와 함께 보관한다
여기서는 CEV(IIW)와 Pcm(Ito–Bessyo)을 비교합니다. 일본용접협회 JWES는 CE(IIW)와 Pcm을 구분해 제시하고 입력 단위를 질량 백분율로 명시합니다.[2] 항을 묶으면 다음과 같습니다.
CEV (IIW) = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15
Pcm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B
C, Si, Mn 등에는 질량 백분율의 숫자를 입력합니다. Mn＝1.35%라면 0.0135가 아니라 1.35입니다. 표의 단위가 이미 %라면 셀의 1.35는 해당 기준입니다. Pcm의 B는 붕소이며 강종명 뒤의 품질 등급 문자 B와는 다릅니다.
| 확인 항목 | CEV (IIW) | Pcm (Ito–Bessyo) |
|---|---|---|
| 각 식에 필요한 원소 | C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu | C, Si, Mn, Cu, Cr, Ni, Mo, V, B |
| 원소의 기여 방식 | Mn 계수는 1/6이며 다른 원소는 지정된 식대로 묶음 | Mn 계수는 1/20이며 Si/30, 5B 등의 항을 포함 |
| 선택 근거 | 소재·프로젝트 요구가 IIW를 지정하고 후속 평가법이 해당 값을 사용하는지 | 요구사항과 소재 범위가 Pcm 적용을 허용하며 필요한 입력값이 모두 있는지 |
| 올바른 비교 대상 | 같은 식에 대해 해당 소재, 두께 등 조건에 적용되는 요구사항 | Pcm에 지정된 요구사항이며 CEV 한계값을 적용하지 않음 |
같은 원소라도 가중치가 다르므로 결과가 달라지는 것은 정상입니다. Pcm이 작다고 “용접성이 두 배”라는 뜻은 아니며 두 값을 계산한 뒤 한계값을 쉽게 만족하는 쪽을 고를 수도 없습니다. Dillinger도 탄소당량들을 구분하고 후속 용접 조건 계산법의 적용 범위를 별도로 정합니다.[3]
3. 입력하기 전에 증명서 데이터를 빠짐없이 읽는다
로트 평가에 쓰는 데이터는 실제 입고 소재와 연결되어야 합니다. 성분표를 읽기 전에 용강, 코일 또는 강판 번호를 증명서와 대조합니다. 다른 용강의 증명서, 카탈로그 대표 성분, 규격 허용 최댓값을 현재 강판의 실제 분석값으로 취급할 수 없습니다. SSAB도 증명서 성분과 강판 식별정보를 연결하며 질량 백분율 사용을 설명합니다.[4]
용강 분석인지 제품 분석인지, 적용 요구가 어느 기준을 쓰는지 확인합니다. 시료 채취 단계와 대상이 다릅니다. 용강 분석의 C, 다른 강판 제품 분석의 Mn, 카탈로그의 대표 B 값을 합치지 마십시오. 구매 단계에서 규정 최댓값으로 보수적으로 추산한다면 “상한값 조합 추산”이라고 표시하고 해당 방법이 이를 허용하는지 확인합니다. 실제 용강 분석이 아니며 입고 확인을 대신하지 못합니다.
빈칸, 대시, 원소 미기재는 함량 0의 증거가 아닙니다. 식에 필요한 원소가 빠졌다면 공급자에게 실제 분석, 보고 범위 또는 적용 요구에서 허용하는 처리법을 확인합니다. 빈칸을 자동으로 0 처리하는 계산기는 프로그램 가정을 적용한 것이지 누락된 소재 근거를 제공한 것이 아닙니다.
“＜0.0010%” 같은 표시를 보존하고 보고 한계, 검출 한계 또는 다른 조건인지 확인한 후 적용 규칙을 따릅니다. 영향을 살펴보기 위해 일시적으로 상한값을 넣으면 “상한 추산”으로 표시하십시오. 이를 실측 0.0010%로 기록하거나 설명 없이 0으로 바꾸면 안 됩니다. 허용 한계에 가까울 때는 원자료 정밀도, 반올림, 적합성 판정 규칙도 확인합니다.
4. 재현 가능한 예: 같은 성분으로 얻는 두 결과
계산 예: 아래 가정 성분은 단위, 가중치, 검산을 설명합니다. 모든 값이 주어졌고 하나의 분석 기록에 속한다고 가정합니다. 특정 강종이나 실제 용강 데이터가 아닙니다. 두 식을 계산했다고 해서 실제 소재에 두 방법을 모두 적용하도록 승인된 것은 아닙니다.
| 원소 | 가정 함량(질량 %) | 검토 사항 |
|---|---|---|
| C, 탄소 | 0.10 | 두 식 모두에 직접 더함 |
| Si, 규소 | 0.24 | 이 CEV 식에는 없으며 Pcm에는 Si/30으로 반영 |
| Mn, 망간 | 1.35 | 두 식에서 가중치가 다름 |
| Cu, 구리 | 0.15 | 각 식에 따라 묶음 |
| Ni, 니켈 | 0.18 | CEV는 15, Pcm은 60으로 나눔 |
| Cr, 크롬 | 0.12 | 각 식에 따라 묶음 |
| Mo, 몰리브덴 | 0.03 | CEV는 5, Pcm은 15로 나눔 |
| V, 바나듐 | 0.02 | CEV는 5, Pcm은 10으로 나눔 |
| B, 붕소 | 0.0010 | 질량 기준 10 ppm이며 Pcm에서 5를 곱함 |
CEV에 대입하면:
CEV = 0.10 + 1.35/6 + (0.12 + 0.03 + 0.02)/5 + (0.18 + 0.15)/15
= 0.10 + 0.225 + 0.034 + 0.022 = 0.381%.
Pcm에 대입하면:
Pcm = 0.10 + 0.24/30 + (1.35 + 0.15 + 0.12)/20 + 0.18/60 + 0.03/15 + 0.02/10 + 5×0.0010
= 0.10 + 0.008 + 0.081 + 0.003 + 0.002 + 0.002 + 0.005 = 0.201%.
여기서 붕소는 10 ppm＝0.0010%이며 Pcm에 0.005퍼센트포인트를 기여합니다. B를 빼면 0.196%로, 그럴듯해 보이지만 주어진 데이터와 맞지 않습니다. 실제 증명서에 B가 없다면 0.196%를 검증된 완전한 Pcm 결과라고 표시할 수도 없습니다.
원래 입력값, 단위, 식 이름, 반올림 전 중간 결과를 보관한 뒤 요구된 자릿수로 보고합니다. 예제의 0.381%와 0.201%는 해당 입력으로 계산했다는 사실만 보여 줍니다. 소재 인수나 용접 작업 허가를 뜻하지 않습니다.
5. 계산 정확성과 요구사항 충족을 따로 기록한다
유용한 계산표는 요구사항, 소재, 입력값, 식, 결론까지 추적할 수 있어야 합니다. 식과 데이터 출처 없이 수치만 남으면 용강, 두께 또는 용접 공정이 바뀔 때 기존 기록을 계속 적용할 수 있는지 판단하기 어렵습니다.
| 기록 항목 | 보관할 정보 | 문제 발생 시 조치 |
|---|---|---|
| 요구사항과 식 | 문서 번호, 판, 조항, CEV/Pcm의 완전한 정의 | CE만 있으면 식을 확인. 같은 약자가 다른 식을 가리킬 수 있음 |
| 소재 식별 | 완전한 강종명, 공급 상태, 두께, 용강 및 코일/강판 식별 | 실물과 대응되지 않으면 추적 관계를 보완 |
| 분석 근거 | 증명서 번호, 용강/제품 분석, 채취 대상 소재 | 서로 다른 기록을 혼합하거나 분석 기준을 임의로 변경하지 않음 |
| 원소와 단위 | 원값, 질량 %/ppm, 빈칸, “＜” 등 표시 | 필요 데이터를 확보하고 환산 및 허용 처리법을 기록 |
| 계산과 비교 | 식 버전, 입력, 중간값, 반올림 규칙, 대응 한계값 | 산술 검산과 적합성 판정을 구분해 기록 |
| 결론과 범위 | 해당 소재 요구 충족 여부, 미결 항목, 승인자, 적용 주문 | 한 항목의 적합을 모든 용접 조건의 승인으로 확대하지 않음 |
예를 들어 주문이 CEV를 명확히 제한하는데 공급자가 Pcm만 제시했다면 지정 식에 필요한 데이터나 적절한 추가 증빙을 받습니다. “Pcm이 더 낮다”는 인수 근거가 아닙니다. 반대로 Pcm이 요구되고 B가 불명확하면 해당 항목을 미결로 남깁니다. 완전한 CEV 기록만으로 해결되지는 않습니다.
6. 결과를 실제 이음부와 용접 공정에 적용한다
탄소당량은 성분 요인을 설명합니다. 수소균열에는 수소, 균열에 민감한 미세조직, 인장응력이 함께 관여하며 두께 조합, 이음부 구속, 용접 방법, 용접재료, 입열도 평가에 영향을 줍니다.[5] 따라서 단일 CEV나 Pcm으로 모든 부품에 적용할 예열 온도를 정할 수 없습니다. “이 값 아래는 예열 불필요”라는 구매표에는 필수 조건이 빠집니다.
소재 인수와 생산 허가는 서로 다른 명확한 상태로 기록할 수 있습니다. 예를 들면 “증명서·실물 대조 및 계산 확인 완료, 용접 절차 적용성 확인 대기”입니다. 서로 다른 소재를 잇는 경우 각 소재의 식별·성분 근거를 보존하고 적용 방법에 따라 전체 이음부를 평가합니다. 두 성분을 평균 내어 가상의 소재를 만들지 마십시오.
탄소당량이 낮아도 도면의 강종, 품질 등급, 공급 상태, 충격 요구 및 기타 검사가 자동으로 충족되는 것은 아닙니다. 대체 소재는 전체 요구사항을 검토해야 합니다. Q355N, Q355M과 후속 가열은 강판 공급 상태와 가공 검토 가이드를 참조하십시오.
7. 견적 요청 시 제공할 자료
용접 브래킷, 프레임 또는 기타 판금 부품은 도면, 지정 소재, 두께, 예상 수량을 먼저 제공하고 용접부와 중요한 맞춤 위치를 표시하십시오. 증명서가 있으면 성분 페이지와 해당 소재 식별정보를 첨부합니다. 고객·주문의 비공개 정보는 가려도 되지만 이번 대조에 필요한 연결 정보는 남겨야 합니다.
도면에 “낮은 탄소당량”만 있거나 증명서에 정의되지 않은 CE 하나만 있어도 그 의문을 적으면 됩니다. 더 작아 보이는 결과를 임의로 고르기보다 요구사항 전체, 계산식, 확보 가능한 소재 자료를 먼저 확인하고 가공을 논의하는 편이 실행 가능한 견적 근거가 됩니다.