안녕하세요?
일반 구조용 압연 강재에 이어 오늘은 <KS D 3515 용접 구조용 압연 강재 SM> 에 대하여 이야기 해보겠습니다.
KS D 3515 SM 강종은 H형강, 일반형강, 후판에서 많이 쓰이는 용접용 강재입니다.
Steel Marine의 줄임말입니다.
SS강종은 일반구조용, SN강종은 건축구조용 강종이라서 가지고 있는 능력이 다릅니다.
나중에는 SS / SM / SN을 비교해서 설명 드리겠습니다.
2016년에 크게 변경되어, 개정 고시를 내고 18년 1월 1일 부로 전면 시행 되었습니다.
개정 전 후로 어떤 것이 바뀌었는지 자세히 설명 드리겠습니다.
왼쪽 표는 구버전, 오른쪽 표는 개정된 KS입니다.
1. 호칭기호 변경
과거 가장 많이 쓰이는 SM490A 강종의 표기가 SM355A로 바뀌었고,
인장강도(490MPa) 표기에서 항복강도(355MPa) 표기로 바뀌었습니다.
기존에 일본 JIS SS400, SM490 기준을 가져와 사용하다가 변경하였습니다.
유럽강종이 S275JR, S355JR 이니까 두 개가 섞여 있습니다.
2. Grade 세분화
아래 표와 같이 기존 11종의 강종 기호가 14종으로 확대 되었습니다.
또한 과거 항복강도가 상향 되면서 과거 사용하였던 SM490YA/SM490YB도 삭제 하였습니다.
샤르피 흡수에너지 D등급이 신설되었습니다.
결과적으로 SM275(A,B,C,D), SM355(A,B,C,D), SM420(A,B,C,D), SM490(B,C) 로 개편 되었습니다.
3. 화학성분 변경
철의 5대 합금원소는 아래와 같이 탄소, 규소, 망간, 인, 황입니다.
KS에서는 5대 합금원소를 관리하고 있고 관리치에 미치지 못하면 KS 인증을 받을 수 없습니다.
아래와 같이 빨간색 표기 된 것이 수정된 KS 인데 모두 이전보다 세분화되어 엄격한 관리로 바뀌었습니다.
4. 기계적성질 변경 (항복강도 상향)
구버전 490급은 325Mpa 강도에서 시작하지만 신ks는 355Mpa으로 약 30Mpa 정도 강도가 상향 되었습니다.
SM 강종은 강재의 두께에 따라서 항복강도가 바뀝니다.
SM355를 기준으로 16mm 이하에서는 355MPa 이상, 16mm < t ≤ 40mm 에서는 345MPa,
40mm < t ≤ 75mm 에서는 335MPa, 75mm < t ≤ 100mm 에서는 325MPa로 강도가 줄어듭니다.
구조설계 하실 때 이것 때문에 두께에 따른 항복강도가 같은 SHN 강종으로 변경을 많이 하십니다.
5. 탄소당량, 용접균열감수성 규정 신설
탄소당량(Ceq)이나 용접균열감수성(Pcm)이나 둘 다 용접성능이 얼마나 뛰어난지를 나타내는 값입니다.
보통 탄소 당량 0.45이하 이거나 용접균열 감수성 0.28 이하 일 때 용접성능이 뛰어나다고 합니다.
신기하게도 구KS에서 SM강종이 용접용 강재라는 이름에 걸맞지 않게 아래의 값을 규정하지 않았었습니다.
아래에 탄소당량(Ceq)이나 용접균열감수성(Pcm)을 구하는 식입니다. 보시면 식의 분모 숫자만 다르고 느낌은 비슷합니다.
어쨌든 강재에 이런 합금원소들(탄소, 망간, 크롬, 구리, 니켈 등)이 많이 들어가 있으면 용접에 방해가 되지 않을까 하는 생각입니다.
6. 샤르피(Charpy) 등급 세분화
엿가락을 예로들면 추운 겨울날 똑똑 쉽게 부러지고 더운 여름에는 쭈욱 늘어 나는 성질이 있습니다.
철강재도 마찬가지입니다.
표에 기재된 V-노치 치수는
샤르피 V-노치(Charpy V-Norch)시험결과이며 일반적으로 사용되는 충격시험입니다.
재질의 인성을 측정하는 시험으로 온도를 설정하고 해머 또는 추를 이용하여 시편을 타격 > 손실된 위치에너지를 통해 온도에 따른 연성, 취성 변형률을 알아보는데에 사용되며 시험결과 값은 J(줄)로 표기됩니다.
따라서, 샤르피흡수에너지란 강재가 온도에 따라서 버틸 수 있는 에너지를 관리하겠다고 이해하시면 됩니다.
‘SM490’은 사실 ‘SM490A’로 여기 ‘A’가 샤르피 등급입니다.
온도에 따른 흡수에너지 값을 관리하는 것인데 구버전에서는 A는 ‘규정없음’
B는 0°C에서 27J이상, C는 0°C 47J이상 규정이었는데 신 KS에서는 A가 20°C 27J이상, B가 0°C 27J이상,
C가 –20°C 27J이상, D가 –40°C 27J이상으로 규정이 바뀌었습니다.
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