건설공사 강구조에서 사용하는 용접에 대해서 어떤 기준에 따라서 어떤 방법으로 검사를 해야하는지? 또는 검사의 범위는 어떻게 되는지? 용접사나 검사를 하는 인력은 어떤 자격이 있어야 하는지를 표준시방서에 근거하여 작성하였습니다.
참고자료(표준시방서)
- KCS 14 31 20 :2019 용접
- KCS 14 31 05 :2019 강구조공사 일반사항
1. 구조물의 중요도에 따른 품질관리 구분
용접에 관한 표준시방서를 읽어보면 항상 품질관리구분에 따른 용접, 검사방법 등 모든 내용이 품질관리구분에 따라 달라지는데, 먼저 용접에 있어서 품질관리구분이 어떻게 되어있는지 알아야 합니다. 이에 대한 내용은 표준시방서 강구조공사 일반사항 1.5 품질관리에 따른 구조물의 분류에 나와있습니다.
이 기준에서는 효율적인 품질관리를 위해 구조물을 중요도에 따라 "가, 나, 다, 라"로 분류하였는데 여기서 또 한가지 알아야 할 것은 국토부 고시 건축구조기준에 따른 건축물의 중요도에 따른 분류는 아래 참고하시기 바랍니다.
2. 용접검사의 종류와 범위
(1) 용접의 육안검사 및 비파괴시험은 구조물의 중요도 및 용접의 종류 등에 따라 결정하되 비파괴시험 관련 절차서를 제출하여 공사감독자의 승인을 받아 시행한다.
(2) 모든 용접은 전 길이에 대해 육안검사를 수행한다. 표면 결함이 발견된 경우에는 필요에 따라 침투탐상시험(PT: penertrating test) 또는 자분탐상시험(MT: magnetic particle examination) 등을 수행할 수 있다.
(3) 설계도서에 별도로 명시되어 있지 않는 한 품질관리 구분 ‘가’의 경우에는 용접부에 대한 비파괴시험이 요구되지 않으며, 품질관리 구분 ‘나’, ‘다’, ‘라’의 경우에는 비파괴시험을 수행해야 한다.
(4) 비파괴시험의 범위는 아래 표와 같으며, 강도로교 및 강철도교에 대해서는 ‘3.11.4 강도로교 및 강철도교 비파괴시험’을 적용한다.
- PT : 침투탐상시험
- MT : 자분탐상검사
- RT : 방사선투과검사
- UT : 초음파탐상검사
(1) 일반사항
① 용접부에 대한 비파괴검사는 주로 주부재를 대상으로 실시하는 것을 기본으로 하며, 2차 부재에 대해서는 주응력을 받는 부재에 한하여 시행하되, 승인된 계획서 및 절차서에 의하여 실시한다.
② 방사선투과검사(RT)를 실시할 경우에는 원자력 안전법에 따라서 안전한 작업환경을 갖추고 검사를 실시하여야 한다.
③ 다음 중 하나 이상에 해당하는 경우에는 방사선투과검사(RT) 대신에 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상), 또는 초음파탐상검사(UT)로 대치할 수 있다.
가. 기존에 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상), 또는 초음파탐상검사(UT)에 대한 충분한 근거자료가 있어 공사감독자가 이를 인정하는 경우
나. 방사선투과검사(RT)의 적용이 곤란한 경우
다. 설계도서에 별도로 명시된 용접부
라. 강재의 두께가 50mm 이상인 경우
④ 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상) 및 초음파탐상검사(UT)는 탐상의 원리 및 강 용접부에 관한 충분한 지식과 경험을 가진 기술자에 의해 실시되어야 한다.
⑤ T이음부나 모서리 이음의 완전용입부는 초음파탐상시험을 기본으로 한다.
⑥ 일렉트로슬래그용접(ESW) 또는 일렉트로가스용접(EGW)에 의해 용접된 완전용입 용접부에 대해서는 방사선투과시험과 초음파탐상시험을 모두 실시하는 것을 기본으로 한다.
⑦ 초음파탐상검사(UT)는 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상)로 대치할 수 있다.
⑧ 검사 장비의 운용상 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상)가 불가능한 곳에 있는 용접부에 대한 자동초음파탐상검사는 공사감독자의 승인을 받아 초음파탐상검사(UT)로 대치할 수 있다.
(2) 주부재의 완전용입 그루브용접부에 대한 방사선투과검사(RT), 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상), 초음파탐상검사(UT)는 다음과 같이 실시한다.
① 다음의 ②와 ③의 경우를 제외한 인장 또는 교번하중을 받는 용접부의 시ㆍ종점부에 대해서는 각각 300mm 이상의 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상), 또는 각각 1매의 방사선투과검사(RT)를 실시하고, 나머지 부분 100%에 대해서는 초음파탐상검사(UT)를 실시한다.
② 거더 웨브의 수직방향(용접축이 거더 축에 직각인 방향) 맞대기이음부는 최대 인장점으로부터 웨브 높이의 1/6에 해당하는 범위의 용접부 100%와 나머지 부분의 25%에 대해 초음파탐상검사(UT)를 실시한다.
③ 거더 웨브의 수평방향(용접축이 거더 축에 평행인 방향) 맞대기이음부는, 설계도서에 별도로 명기되어 있지 않는 한, 방사선투과검사(RT) 및 초음파탐상검사(UT)를 적용하지 않고 3.11.4 (3)의 규정에 따른 자분탐상검사(MT)를 실시한다.
④ 압축응력이나 전단응력을 받는 맞대기이음부는 용접부 25%에 대해 초음파탐상검사(UT)를 실시한다.
⑤ 크로스빔의 상부플랜지와 주거더의 상부플랜지 또는 크로스빔의 상부플랜지와 스트링거의 상부플랜지 사이의 맞대기이음부는 용접부 100%에 대해 초음파탐상검사(UT)를 실시한다.
⑥ 방사선투과검사(RT), 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상), 또는 초음파탐상검사(UT)의 부분검사 대상은 용접 품질에 영향을 줄 수 있을 것으로 예상되는 요인들을 고려하여 용접부 전체에 적절히 분포하도록 선정한다. 검사결과 결함이 발견될 경우에는 동일한 용접품질이 예상되는 용접그룹의 나머지 용접부 100%에 대하여 검사를 실시한다.
(3) 주부재의 필릿용접부와 부분용입 그루브용접부에 대한 자분탐상검사(MT)는 다음과 같이 실시한다.
① 주거더 플랜지와 웨브 사이의 접합부, 웨브의 수평방향(거더 축에 평행인 방향) 맞대기이음부, 플랜지와 종리브 사이의 접합부, 박스거더의 플랜지나 웨브에 접합된 다이아프레임 또는 거셋의 용접부, 주부재의 단부 용접부 등은 각 부재의 용접치수와 종류 별 용접길이 3m 당 300mm의 구간에 대해 자분탐상검사(MT)를 실시한다. 용접치수와 이음 종류별 용접부의 길이가 3m 미만인 경우에도 각 용접부에 대해 용접길이 300mm의 구간을 검사하여야 한다.
② 위 ①의 검사결과 불합격된 경우에는 불합격된 검사 구간의 양쪽으로 각각 검사하지 않은 용접부 길이 1.5m(검사하지 않은 용접부 길이가 1.5m 미만인 경우에는 나머지 길이)에 대해 자분탐상검사(MT)를 추가로 실시한다.
③ HSB 690 강재의 경우에는 용접부 전체에 대해 자분탐상검사(MT)를 실시한다.
④ 2차 부재의 필릿용접은 육안검사를 실시하는 것을 기본으로 하고, 균열의 의심이 있는 경우에만 위의 기준에 준하여 실시한다.
(4) 주부재의 부분용입 그루브용접부에 대하여서는 다음과 같이 초음파탐상검사(UT)를 실시하는 것을 기본으로 한다.
① 주부재의 부분용입 그루브용접부는 단부를 포함하여 각 부재의 용접치수와 종류 별 용접길이 6m 당 300mm의 구간에 대해 초음파탐상검사(UT)를 실시한다. 용접치수와 이음종류별 용접부의 길이가 6m 미만인 경우에도 각 용접부에 대해 용접길이 300mm의 구간을 검사하여야 한다.
② 위 ①의 검사결과 불합격된 경우에는 불합격된 구간의 양쪽으로 각각 검사하지 않은 용접부 길이 1.5m(검사하지 않은 용접부 길이가 1.5m 미만인 경우에는 나머지 길이)에 대하여 초음파탐상검사를 추가로 실시한다.
③ 판정은 용입깊이와 용입깊이 내의 중요 결함을 확인하고, 3류 이상을 합격으로 한다.
(5) 강바닥판 데크플레이트와 데크플레이트 사이의 용접부는 초음파탐상검사(UT) 또는 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상)를 다음과 같이 실시한다.
① 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상)를 할 경우에는 용접의 시점과 종점에서 각각 500mm, 중간에서는 1m당 300mm(용접 전 길이에서 최소 500mm), 용접 와이어의 시, 종점에서 각각 300mm를 검사한다. 십자 교차점에서는 사방으로 각 500mm 검사한다.
② 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상)에 의한 샘플링 검사를 실시한 경우에는 결함부의 양측 각 2m 대해서는 추가 검사를 실시하고, 이들 개소에서도 결함이 발생된 경우에는 그 이음부 전체를 검사하여야 한다.
③ 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상) 대신 초음파탐상검사(UT)를 시행할 경우에는 용접부 전체 길이를 검사한다.
(6) 현장용접부의 검사는 다음에 따른다.
① 강바닥판을 제외한 주거더의 플랜지, 웨브, 종리브 그리고 강재교각의 보와 기둥 등의 완전용입 그루브용접부는 자동초음파탐상검사(PAUT 또는 동등 이상)로 전수 검사한다.
② 강바닥판을 제외한 필릿용접부 및 부분용입 그루브용접부에 대해서는 4.11.4 (3) 및 4.11.4 (4)에 따른다.
③ 강바닥판 데크플레이트 사이의 현장 용접부에 대해서는 4.11.4 (5)에 따른다.
④ 강바닥판과 접합되는 가로보, 또는 세로보 등의 현장용접부는 초음파탐상검사로 전수 검사한다.
(7) 결함을 보수한 후에는 보수 결과를 확인하기 위해 비파괴검사를 실시한다. 검사는 결함 보수부와 보수부 양쪽으로 최소한 50mm 연장시킨 범위를 포함한다.
3. 용접사 및 비파괴검사자의 자격사항
용접을 하는 기술인과 용접에 대한 검사를 하는 기술인 역시 표준시방서에서 제시하는 일정 자격기준이 있습니다. 이에 대한 내용은 KCS 14 31 20 표준시방서 1.5에 나옵니다.
"용접사의 자격"
(1) 강구조물 제작에 참여하는 각 용접사에 대한 신분증과 자격증 또는 자격을 입증할 수 있는 자료의 사본을 제출해야 한다.
(2) KS의 해당요건에 따라 자격을 갖추었거나, 해당 작업에 2년 이상 경험이 있는 자로서 제작자 자체 검증시험으로 확인된 자이어야 한다.
(3) 용접사의 자격은 다음의 경우를 제외하고 기간에 제한 없이 유효한 것으로 간주한다.
- ① 자격 검정을 받은 시험의 용접법을 6개월 이상 작업에 적용하지 않았을 경우
- ② 용접사의 기량에 대해 특별히 의문을 제기할 만한 이유가 있을 경우
(4) 자격 검정을 받은 용접법을 6개월 이상 적용하지 않았을 경우의 재검정시험은 두께 10 mm 강판에 대해서 시행한다.
(5) 용접사의 검정시험 결과 또는 보고서는 공사감독자가 수시로 열람할 수 있도록 보관되어야 한다.
(6) 용접사의 자격 검정시험 및 판정은 건축물의 경우 KS B 0885, AWS D1.1 4장 Part C, 교량의 경우 AWS D1.5 5장 Part B, 또는 구조물의 종류에 따라 세계적으로 인정받는 기준에 따른다.
"비파괴검사 검사자의 자격"
- 제작자 자체 품질관리의 일환으로 시행하는 검사는 최소 5년 이상 경력자로서 제작자가 선임한 해당 종목의 비파괴검사 기술자가 수행해야 한다.
- 비파괴검사를 수행하는 검사자는 비파괴검사
- 기술의 진흥 및 관리에 관한 법 또는 KS B ISO 9712, 레벨 2 이상의 해당 종목 자격을 취득한 비파괴검사 기술자라야 한다.
용접검사의 품질관리구분에 따른 종류와 범위에 대해 알아보았습니다. 아울러, 건축물의 중요도에 따른 구분을 확인하시고 건설중인 공사가 어떤 정도의 중요도인지 판단하신 후 용접검사를 시행하셔야 합니다.
용접검사 중 비파괴검사에 대한 사항은 아래 내용 참고하시기 바랍니다.
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