배관, 덕트, 기계설비 구조물의 용접부는 설비 내 압력, 온도, 진동을 직접적으로 받는 취약부이다. 시공 중 발생하는 용입 불량, 기공, 슬래그 혼입, 균열 등의 결함은 초기에는 미세하지만, 사용 중 압력변동 및 부식에 의해 누수나 파손으로 확대된다. 이러한 잠재 결함을 조기에 발견하기 위해 비파괴검사(NDT, Non-Destructive Test)가 필수적으로 시행되어야 한다.
1. 하자내용
냉온수 배관 및 스팀 배관, 또는 플랜지 접합부 근처의 용접라인에서 사용 후 3~6개월 이내에 미세누수, 부식, 균열이 발생한 사례가 다수 확인되었다. 특히, 고온·고압 조건에서 운전되는 배관에서는 용접부 내부의 기공(Porosity)이나 언더컷(Undercut) 등이 응력집중부로 작용하여 균열이 진행되는 경우가 많았다. 대부분의 하자는 시공 시 비파괴검사를 생략하거나, 육안검사만으로 검증을 완료한 경우에 발생하였다.
2. 원인 및 문제점
- 용접품질 미흡: 숙련도 부족, 용접전류·속도 불균형, 예열·후열 미실시 등으로 인한 용입 불량.
- 검사 생략 또는 형식적 검사: 공정 지연을 이유로 RT, UT 등 비파괴검사를 생략하거나 단순 외관검사로 대체.
- 용접자격 관리 부재: 용접사 자격(WPS·PQR) 미보유 상태에서 주요 배관 용접 수행.
- 재료 불균일성: 이종금속 용접 시 확산층 불균형으로 미세균열 발생.
- 시험 압력 대비 취약구간 미보완: 수압시험은 통과했지만, 피로하중 시 결함이 확대되는 잠재적 결함 존재.
| 결함 유형 | 비파괴검사 방법 | 주요 검출 사례 |
|---|---|---|
| 내부 기공(Porosity) | RT(방사선 검사) | 배관 내부 가스 기포로 인한 누수 발생 |
| 표면균열(Crack) | PT(침투 검사) | 용접 후 열응력에 의한 미세균열 |
| 용입불량(Lack of Fusion) | UT(초음파 검사) | 용융 불완전으로 인한 단면 약화 |
| 슬래그 혼입(Slag Inclusion) | RT 또는 MT(자분 검사) | 용접 중 슬래그 제거 불량 |
3. 대책 및 해결방안
- 비파괴검사 체계 확립: 주요 배관계통(스팀, 고온수, 소방주배관 등)은 용접 후 반드시 RT, UT, PT, MT 중 적합한 방법을 선정해 검사 실시.
- 용접절차서(WPS) 및 자격기록서(PQR) 관리: 용접사는 프로젝트별로 승인된 절차에 따라 용접을 수행하고, 검사기관은 자격갱신 여부를 확인해야 한다.
- 결함부 보수 절차 표준화: 결함이 검출된 부위는 단순 재용접이 아닌 결함부 절단 → 재비드 처리 → 재용접 → 재검사 절차를 준수해야 한다.
- 검사기록 및 이력관리: 검사위치, 검사결과, 재용접 이력 등을 도면상에 기록하여 향후 유지관리 시 추적 가능하도록 한다.
- 시공단계별 품질관리: 용접 전 예열·후열 관리, 루트패스 확인, 중간패스 청결 유지 등 시공 전 과정에서 품질검증 수행.
- 검사비율 상향 및 랜덤검사: 법정 비파괴검사 비율(10~20%)을 최소 기준으로 하되, 중요 부위는 50% 이상 샘플검사를 시행하여 품질확보를 강화한다.
- 교육 및 피드백: 용접사, 검사자, 감리자가 공동으로 검사결과를 검토하고 반복결함 발생 시 용접조건, 와이어 종류, 전류값 등을 조정한다.
결론: 비파괴검사는 단순히 하자 발견을 위한 절차가 아니라, 용접공정의 품질을 보증하는 **예방적 관리수단**이다. 시공단계에서의 체계적인 검사계획, 자격자에 의한 수행, 그리고 검사결과의 데이터 관리가 이루어질 때 설비의 장기 신뢰성을 확보할 수 있다. 초기 검사비용이 다소 증가하더라도, 장기적인 하자·보수비용 절감 효과는 훨씬 크다.
#비파괴검사 #용접하자 #RT검사 #UT검사 #PT검사 #기계설비품질관리 #배관누수예방