중국 발전소 용접 50년

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1 발전소 용접 개요 중국의 전력 산업이 발전함에 따라, 발전소 용접 기술도 50년의 역사를 가지게 되었습니다. 지난 50년을 돌아보면, 용접 분야가 이룩한 뛰어난 성과들을 보며 자부심과 만족감을 느끼지 않을 수 없습니다.오늘날, 우리나라의 전력 산업은 건국 초기의 1850MW로 세계 21위에 머물던 수준에서 발전하여, 오늘날에는 세계적인 전력 강국이 되었습니다.2001년 말 기준으로, 우리나라의 발전 설비 용량은 3억 3,800만 킬로와트에 달했으며, 연간 발전량은 1조 4,780억 킬로와트시였습니다. 이러한 수치로 볼 때, 우리나라의 발전 설비 용량과 연간 발전량은 모두 세계에서 2위를 차지했습니다；전국에는 현재 1000MW 이상의 발전 용량을 가진 발전소가 92곳 있으며, 그중 수력발전소는 16곳, 원자력발전소는 1곳입니다；전국에는 현재 100MW 이상의 화력발전기가 848대 있으며, 그중 300MW 이상인 발전기는 290대입니다；40MW 이상 354대, 그중 300MW 이상 52대；원자력 발전소는 300MW 이상의 설비가 5기 있으며, 현재 설치 중인 것이 6기입니다.대형 발전기는 중국의 발전을 이끄는 주력 발전기가 되었습니다.현재 우리나라는 화력발전소를 중심으로 하고, 빠르게 발전하고 있는 수력발전소와 원자력발전소를 보조적인 역할로 하는 발전 설비 체계를 갖추게 되었습니다. 이러한 발전 능력은 국민경제의 발전에 필요한 수준을 충분히 충족시키고 있습니다.이 모든 진보와 발전은 전력 산업의 용접 작업자들의 헌신적인 노력과 밀접한 관련이 있습니다. 기기의 용량이 증가하고 성능도 향상됨에 따라, 사용되는 강재와 용접 재료의 종류 및 규격도 점점 더 복잡해지고 있습니다. 그 결과 공사량도 증가하고, 용접 부위의 수도 많아지며, 서로 다른 종류의 강재를 사용하는 용접 부위도 늘어납니다. 또한 파이프의 벽두께도 커지고, 안전성에 대한 요구도 점점 더 높아집니다. 이러한 이유로 용접 공정의 품질과 검사 기준도 점점 더 엄격해지고 있습니다.위와 같은 기술적 변화로 인해, 발전소의 용접 작업자들은 현대적이고 첨단화된 발전소 용접 기술의 요구에 부응하기 위해 품질을 향상시키고, 효율성을 높이며, 용접부의 내구성과 안전성을 개선해야 합니다. 2 발전소 용접 기술의 발전과 현황 용접은 가장 경제적이고 효과적인 연결 수단으로서, 그 발전은 강재의 발전과 함께 이루어져 왔습니다.지난 한 세기 동안 산업화가 진행됨에 따라 강재의 종류가 급격히 늘어났으며, 용접 기술도 빠르게 발전해 왔습니다. 용접 방법, 용접 재료, 용접 공정, 그리고 용접 품질 관리 등 모든 면에서 큰 진전이 이루어졌습니다. 우리나라의 발전소용 용접 기술도 이러한 추세에 따라 발전해 왔습니다. 발전소의 용접 작업은 발전기 유형에 따라 발전 방향과 특징이 달라지며, 주된 차이점은 각 유형의 발전소에 사용되는 강재(용접 대상)의 발전 동향 차이에 나타납니다.현재의 상황을 보면, 화력발전소에서는 고온 강철을 용접 기술 연구 개발의 주요 방향으로 삼고 있습니다；수력발전소의 경우는 고강도 강철을 활용한 용접 기술의 연구 개발이 주요 방향으로 되어 있습니다. 2.1 발전소 2.1.1 발전소의 주요 장비에 사용되는 강재와 그 용접 방식
우리나라에 전력 산업이 생긴 1879년부터 50년대 초까지는 모두 저압 기관과 소수의 중온·중압 기관만이 사용되었습니다. 이 시기에 사용된 강재는 주로 20강(고품질 탄소강)이었으며, 주조 강재도 많이 사용되었습니다. 용접을 통한 연결 방식은 거의 사용되지 않았습니다.1950년대 중반에 중온중압 기관과 고온고압 기관이 설치되기 전까지는 진정한 의미의 용접이라고 할 수 없었습니다.이러한 기반 위에서, 지난 50년 동안 우리나라의 발전소용 주요 장비에 사용되는 강재와 그 용접 기술은 다음과 같은 발전 단계를 거쳐왔습니다: (1) 일반 탄소강, 고품질 탄소강으로, 열간압연 또는 조직개선 처리된 상태로 공급되며, 사용 온도는 450℃ 이하입니다. 용접 측면에서는 특별한 특징이 없으며, 용접 품질을 향상시키기 위해서는 용접공의 기술 수준을 높이는 데 중점을 두어야 합니다.이러한 강종은 50년대 이전에는 발전소 보일러와 압력 파이프라인에 사용되었으며, 현재는 대부분 450℃ 이하의 보조 장비 및 파이프라인에 사용됩니다.이 기간 동안 내열 온도를 제한적으로 높일 수 있는 12Mo 강이 개발되었으나, 용접 면에서는 새로운 특징이 없었으며, Mo 강은 흑연화 경향이 있어 현재는 거의 사용되지 않는다. (2) Cr-Mo 및 Cr-Mo-V 저합금 내열강의 경우, 크롬 함량은 대체로 3% 이하이며, 거의 모두 가공된 상태로 공급됩니다. 사용 온도는 545℃ 이하입니다.이러한 강종은 50년대부터 지금까지도 사용되고 있으며, 12CrMo, 12Cr2Mo(10CrMo910), 12Cr1MoV가 대표적인데, 열강의 1세대 제품이라고 할 수 있다.퀜칭 처리된 상태로 공급되기 때문에, 용접 특성은 앞서 언급한 (1)류 강재에 비해 질적으로 큰 변화가 있습니다. 내열 합금 원소가 첨가되면서 용접 시 균열이 발생할 가능성이 **증가하며, 용접 공정의 복잡성도 높아집니다. 대부분의 경우 용접 전 예열과 용접 후 열처리가 필요하지만, 공정 파라미터의 여유는 여전히 충분합니다.1960년대에 우리나라는 여러 종류의 다원 복합 강화형 저합금 고온 강철을 개발했습니다. 그 중 대표적인 것이 강철 102(12Cr2MoWVTiB로, 사용 온도는 580℃ 이하)이며, 이 강철들의 용접 특성도 모두 이 범주에 속합니다. (3) 초기의 9Cr-1Mo와 12Cr-1Mo 강은 모두 조직 개선 처리가 된 상태로 공급되었으며, 사용 온도도 600℃ 이하까지 높아졌습니다. 이러한 강들은 열강의 2세대 제품이라고 할 수 있습니다.9Cr-1Mo 강은 60년대에 국내에 설치된 수입 발전기그룹에서 사용되기 시작했으며, 스웨덴의 HT7 등이 그 예입니다；12Cr-1Mo 강은 70년대 초에 국내에 설치된 수입 발전기그룹에서 사용되기 시작했으며, 독일의 F12, F11이나 스웨덴의 HT9 등이 그 예입니다.이러한 강종은 탄소 함량과 합금 원소 함량이 매우 높아 용접성이 매우 나빠지며, 용접 과정에서의 용접 기술의 정밀성이 중요한 특징이 됩니다.예열, 용접(용접 시 발생하는 열량을 엄격히 제한함), 마르텐사이트 전환 온도 이하로 일정 시간 냉각한 후 즉시 가열하여 용접 후 열처리를 하는 것이 그 특징적인 공정입니다.이러한 용접의 특성을 이해하기 위해, 전력 산업의 용접 작업자들은 수년에 걸쳐 많은 노력과 연구를 기울였지만, 그들의 연구 방향은 여전히 용접으로 인한 냉균열을 극복하는 데 중점을 두고 있습니다. (4) 개량형 9Cr-1Mo 강, 즉 T91/P91 강은 70년대부터 80년대에 걸쳐 미국이 초기의 9Cr-1Mo 강을 바탕으로 연구하여 성공시킨 강종입니다.1990년대 중반에 국내에 설치된 수입형 발전기에서 처음 사용되었으며, 현재는 우리나라의 대형 발전소 보일러에서 널리 쓰이고 있습니다.이러한 강종은 열강의 3세대 제품이라고 할 수 있습니다. 주요 특징은 탄소 함량을 줄인 것입니다. 마찬가지로 다원 복합 강화 방식을 사용하지만, 각 합금 원소의 함량을 매우 엄격하게 제어함으로써 강의 소성 및 용접성을 향상시켰습니다. 또한 고온에서의 안정성도 향상되었으며, 600℃에서의 내구성은 F11과 F12에 비해 거의 70%나 향상되었습니다.전력 산업에서 이러한 종류의 강철을 용접하는 과정에서, 해외의 고도화된 기술 자료와 수십 년에 걸친 (3), (4)류 강철 용접 경험을 통해 용접 작업자들의 인식에 중대한 변화가 생겼습니다. 그들은 기존에 (1), (2)류 강철을 용접할 때 용접 시 발생하는 열량에 너무 신경 쓰던 태도에서 벗어나, 오늘날에는 용접 공법과 조작 기술이 별개의 것이라는 인식을 갖게 되었습니다. 즉, 이러한 종류의 강철을 용접할 때는 용접공의 조작 기술보다는 다른 요소들이 더 중요하다는 것입니다；사용되는 용접 공법은 반드시 평가를 거쳐야 하며, 평가의 기준은 더 이상 일련의 상온 기계적 성능이 아니라, 용접부가 예상된 소성 및 인성과 금속조직을 갖출 수 있는지를 확인하는 데 중점을 둡니다；이러한 강철을 용접할 때는 용접 공정의 전 과정에서 엄격하게 통제되어야 합니다.이러한 강종은 초기의 9Cr-1Mo 강에 비해 용접 공정의 정밀도에 대한 요구가 더 높으며, 용접 시 발생하는 열량에 대한 기준도 더 엄격합니다. 또한, 용접 후의 열처리 온도와 유지 시간은 용접부의 인성에 큰 영향을 미치므로 반드시 충분히 주의를 기울여야 합니다. (5) T92/P92(NF616)와 T122/P122(HCM12A) 강종은 90년대 초에 일본을 시작으로 유럽에서도, T91/P91 강종의 장기적인 운용 데이터를 축적한 바탕 위에 장기간 고온 환경에서의 안정적인 운용을 보장하기 위해 T91/P91 강종 및 12Cr-1Mo 강종을 대상으로 추가적인 연구와 개선이 이루어져 탄생한 차세대 내열강입니다. 이는 내열강의 4세대 제품이라고 할 수 있습니다.주요 특징은 W 원소를 첨가하여 Mo와 같이 강철의 고온 안정성을 떨어뜨리는 원소들의 영향을 줄였으며, 제어 압연 기술을 활용해 압연 공정을 개선함으로써 강재의 고온 안정성을 한 단계 높였습니다. 620℃에서의 내구 강도는 T91/P91에 비해 거의 40% 향상되었습니다.T92 강은 90년대 후반의 수입 설비에서 이미 사용된 바 있으며, 이 강의 용접 특징은 강재가 충분히 연구되고 완성도 있게 제조되었다는 점에 있습니다. 따라서 아무리 엄격한 용접 기준을 적용해도 강재의 성능에는 미치지 못하므로, 용접 공정의 중요성이 더욱 부각됩니다.국내의 일부 대형 발전소 보일러 제조업체들은 이미 T92/P92 강의 용접 공정 평가를 완료했으며, 대규모 적용도 머지않아 이루어질 전망입니다.T122/P122 강도 이러한 방향성에 따라 F12 강을 기반으로 연구를 거쳐 성공적으로 개발되어 실용화되었습니다. 현재 국내에서는 아직 도입되지 않았으며, 보다 많은 기술 자료를 수집하고 기술적 준비를 철저히 해야 합니다. 2.1.2 파이프의 규격 변화
발전소에서의 용접 공정에서는 강재의 발전도 중요한 요소이지만, 또 다른 특징은 발전기의 용량과 성능이 증가함에 따라 강관의 직경과 벽두께도 점점 커진다는 것입니다. 예를 들어, 500MW급 초임계 발전기의 주증기관용 파이프는 15Cr1Mo1V 강재로 만들어지며, 그 규격은 φ426×80mm입니다；600MW 초임계 유닛의 주증기관은 P22 강을 사용하며, 규격은 φ654×136.5mm입니다；660MW 유닛의 주증기 파이프는 P91 강을 사용하며, 규격은 φ450×40mm입니다；용접공의 노동 강도가 증가하고, 용접공의 작업 요구 수준도 높아집니다. 2.1.3 서로 다른 종류의 강철을 이용한 용접 접합부의 증가: 특히 수입된 기계들의 경우, 다양한 온도 조건에 맞게 서로 다른 강재를 사용한다는 원칙에 따라, 내경은 동일하게 유지되면서도 외경과 벽두께가 다른 서로 다른 종류의 강철을 이용한 용접 접합부가 생겨나게 되었습니다. 2.2 수력발전소 우리나라의 수력발전소용 용접 기술은 50년대 중반으로 거슬러 올라가며, 80년대 중반까지는 용접된 열간압연 강재가 사용되었습니다. 일반적으로 Q235, 16Mn, 18MnMoNb와 같은 강도를 가진 강재들이 사용되었습니다.열간압연 강철의 용접 공정은 비교적 간단하지만, 1970년대에 강도 등급이 높은 16Mn, 18MnMoNb와 같은 강재가 사용되기 시작하면서, 파이프의 벽두께가 증가함에 따라 용접 후 열처리가 용접 공정에 추가된 요소가 되었습니다. 1980년대 중반, 십삼릉 펌프식 축전 발전소를 비롯하여 수력발전소의 용접 기술은 새로운 단계에 접어들었습니다. 오늘날까지도 수력발전소의 구조용 강재는 새로운 종류의 강재로 발전하지는 않았지만, 압력관 분야에서는 수입된 고강도 강재와 그 용접 기술 덕분에 수력발전소의 용접 기술이 새로운 시대로 진입하게 되었습니다.전 세계적으로 고강도 강철에 대한 연구는 독립된 분야라고 할 수 있으며, 강재의 항복 한계를 높이는 데 큰 진전이 이루어졌습니다. 60kg/mm²급, 70kg/mm²급부터 100kg/mm²급 이상의 고강도 강철들이 이미 생산되어 사용되고 있습니다. 십삼릉 펌프식 저장 발전소의 압력관 하부 구간에는 일본에서 생산된 HY-70(항복 한계 70kg/mm²급)이 사용되었습니다. 우리나라의 수력발전소용 압력관도 점점 더 높은 강도의 강철을 사용하는 추세입니다. 현대의 고강도 강철은 높은 강도를 얻기 위해 다음과 같은 발전 방향을 보이고 있습니다. 여러 원소를 활용한 미세합금화 전략을 채택하여, 강도를 높이면서도 가능한 한 소성 및 인성을 잃지 않도록 합니다. 또한, 합금 원소를 첨가하는 동시에 탄소 함량을 줄여서 충분한 용접성을 유지하도록 합니다；강의 생산 과정에서 조질 열처리 상태로 공급하여 강의 종합적인 성능을 향상시킵니다；더 고급 수준의 강철 생산 과정에서는 제어 압연 기술이 사용되며, 매우 미세한 결정립 덕분에 강철은 더 우수한 성능을 얻게 됩니다.고강도 강재의 특성과 용해 및 압연 상태로 인해, 냉균열을 방지하는 것을 주요 목적으로 하는 다음과 같은 용접 공정의 특징이 결정됩니다. 강재의 강도 등급이 높아질수록 강재의 경화 성질도 증가하므로, 용접 전 예열과 층간 온도를 유지하는 것이 더욱 중요해집니다. 미세결정 고강도 강철의 경우, 용접 시의 열 입력량에 대한 요구사항이 매우 엄격합니다. 약간만 더 많은 열이 입력되어 결정이 성장하면, 적절한 충격 인성을 얻을 수 없습니다.따라서, 용접 열간압연 강재를 주로 다루는 수력발전소의 용접공들에게는 용접 기술 향상 문제 외에도, 사고방식을 바꾸어 용접 공정에 대한 중요성과 이해도를 높이는 것이 더욱 중요하다.수십 년에 걸쳐 이 분야는 큰 발전을 이루었습니다. 지연 균열의 발생을 방지하기 위해, 용접 후 열처리도 필요한 수단입니다. 위에서 살펴본 바와 같이, 고강도 강철의 사용으로 인해 수력발전소의 용접 공정의 복잡성도 크게 향상되었습니다. 수력발전소에서 사용되는 강관은 주로 대직경 박벽관이며, 최근에 건설되는 수력발전소의 압력강관도 두꺼운 벽으로 발전하고 있다.예를 들어, 십삼릉 펌프식 축전 발전소의 압력강관 하부 수평 구간의 벽두께는 40mm이며 직경은 600mm입니다. 이는 화력발전소에서 사용되는 고온에 견딜 수 있는 강관과 비슷한 수준입니다. 반면, 삼협 프로젝트에서 사용되는 가장 큰 강관의 직경은 12.4m에 달하며, 벽두께는 60mm입니다. 수력발전소의 압력강관 설치에 사용되는 용접 방법은 주로 용접봉 아크용접이며, 강관의 제조는 주로 잠수 아크 자동용접입니다. 또한, 우리나라의 대형 수리공사가 진행됨에 따라, 수력발전소의 금속 구조물들도 점점 더 대형화되고 있습니다. 예를 들어, 삼협 프로젝트의 경우 금속 구조물과 개폐기의 총량은 14.71만 톤에 달하며, 다양한 작동용 게이트나 점검용 게이트 등의 개수는 282개에 이릅니다. 이러한 용접으로 제작된 강철 게이트들은 길이가 40~60미터에 달하지만, 용접으로 인한 변형은 5~10mm를 초과해서는 안 됩니다. 따라서 용접 과정에서의 변형을 통제하는 기술도 매우 중요합니다. 2.3 발전소 용접 응용 기술의 발전 2.3.1 중·고합금 내열강 용접 공법을 숙달함. 1970년대 초에 F11 및 F12 강(12Cr-1Mo 강)의 용접을 성공적으로 수행한 사례를 비롯하여, 용접 공정 문서의 설계와 작성부터 시작해, 용접 공정 평가, 용접 작업 지침서의 작성 및 기술적 설명, 용접 과정 제어(예열, 용접, 열처리), 중간 검사와 용접 후 검사 등의 과정을 거쳐 최종적으로 성공적인 결과를 얻음으로써 이 매우 어려운 용접 문제를 해결할 수 있었습니다.이러한 발전 과정에서 “용접 공법”이라는 개념이 점차 받아들여지는 모습이 두드러졌으며, 이를 통해 그 후에 이루어진 9Cr-1Mo 강의 용접, T/P91 강의 용접, 그리고 T/P92 강의 용접을 위한 기술적 준비가 충분히 이루어질 수 있었습니다. 2.3.2 아르곤 아크 용접 공법의 보급
1970년대에는 수입된 발전기들이 설치되면서, 전력 산업에서는 아르곤 아크 용접을 기반으로 한 용접 공법이 도입되었습니다. 그 후에는 얇은 벽의 파이프를 용접할 때도 아르곤 아크 용접 공법이 사용되게 되었습니다. 짧은 시간 안에 아르곤 아크 용접은 전력 산업에서 크게 발전했습니다.아르곤 아크 용접의 활용으로 용접 검사 통과율이 향상되고, 용접부의 누설률은 **감소합니다. 2.3.3 효율적이고 선진적인 용접 방법의 보급 발전소에서 50년간 용접 작업을 해오면서, 항상 효율적이고 선진적인 용접 방법을 보급하고 도입하는 데 주력해 왔습니다.1970년대에 이미 전력 산업은 소직경 파이프를 위한 TIG 전위치 자동 용접 기술, 중대직경의 얇은 벽면을 가진 파이프를 위한 단락 과도형 전위치 CO2 자동 용접 기술, 대직경의 두꺼운 벽면을 가진 파이프를 위한 분사 과도형 좁은 간격 MIG 전위치 자동 용접 기술, 그리고 자기식 화염 절단기 등을 개발했습니다.그중 자기식 화염절단기 기술은 80년대 초에 베이징 용접절단공구공장에 전달되었으며, 지금도 여전히 생산·판매되고 있습니다；소직경 파이프용 프로그램 제어 TIG 전위치 자동 용접은 전력 설비의 접근이 어려운 위치에서의 용접에 성공적으로 적용되었으며, 용접 품질 보장 측면에서 뛰어난 효과를 나타냈습니다. 발전소 용접이 발전해온 50년 동안, 전력 산업은 용접봉 아크 용접과 가스 용접 방식에서 출발하여, 오늘날에는 중·고합금 강관의 경우 TIG 용접으로 기초를 다지고 용접봉 아크 용접으로 표면을 마감하는 방식이 주로 사용되고 있습니다. 또한 발전소 용접 분야에서는 서브머지드 자동 용접, CO2 용접, 실심 용접선을 사용하는 MIG 용접, 약심 용접선을 사용하는 MIG 용접, 그리고 혼합 가스를 사용하는 반자동 용접 등 다양한 용접 방식들도 함께 사용되고 있습니다.중국 건설공학 용접협회가 주최한 전국 용접공 대회에서 처음으로 도입된 CO2 용접 방식의 경기에서, 전력용접공들이 1위를 차지했습니다.장거리 파이프라인에 용접봉 아크우전의 하향 용접 방법을 적용하는 것은 우리나라 석유 산업에서 이미 약 20년간의 경험이 있지만, 전력 산업에서는 아직 도입된 바가 없습니다.전력 기본 건설 단위가 참여한 1997년 산시-베이징 천연가스 파이프라인 건설에서, 전력 용접공들은 7일간의 교육을 거쳐 자격증을 취득했으며, 15일째에 현장 감독 시험을 통과하여 발주처로부터 높은 평가를 받았습니다. 요약하자면, 새로운 공법과 방법들은 발전소의 용접 작업에 효율성을 가져다주고 용접 품질을 향상시켰습니다. 2.3.4 신형 전자 정류 인버터식 용접 전원의 도입 80년대 초에는 AX 시리즈 회전 아크 용접 발전기의 사용이 금지되었으며, 90년대에는 그 생산도 금지되었습니다.1990년대 초에는 전력 산업에서 먼저 해외산 정류 변환식 아크 용접기가 도입되었습니다. 1990년대 중반에 이르러서는 국내산 정류 변환식 아크 용접기의 사용이 활발해졌습니다. 현재 전력 산업에는 약 15,000대의 다양한 모델의 정류 변환식 아크 용접기가 있으며, 그 효율은 85~93% 정도에 달합니다. 또한 출력 특성, 공정 성능, 안정성 면에서도 발전소의 용접 요구사항을 충분히 충족시킬 수 있습니다. 2.3.5 원적외선 방사를 이용한 자동 온도 제어 가열 기술의 전면적인 확산
1980년대 초, 전력 산업에서는 원적외선 방사를 이용한 가열 기술을 대규모로 도입하기 시작했습니다. 이 새로운 기술은 ‘피부 효과’가 없으며 자동 제어가 용이하다는 장점 때문에 발전소의 용접 분야에서 빠르게 받아들여졌습니다. 그리고 곧 컴퓨터를 이용한 자동 온도 제어 기술과 결합된 가열 방법으로 발전하게 되었습니다.컴퓨터를 이용한 자동 온도 제어와 자동 기록은 열처리 공정의 품질 관리 효과를 실질적으로 향상시키는 데 도움을 주며, 인위적 요인이 열처리 공정에 미치는 영향을 줄이는 데 매우 효과적입니다. 2.3.6 첨단 용접 검사 장비 및 방법의 활용
파이프라인의 용접 부분에 대한 검사 품질을 향상시키기 위해, 전력 산업계에서는 세슘-137, 이리듐-192, 세레늄-75와 같은 감마선원과 그 안전 장치들을 개발했습니다. 이를 통해 발전소 내 파이프라인의 용접 부분에 대한 검사 수준이 더욱 향상되었습니다. 1960년대에 전력 산업은 용접부의 비파괴 검사에 초음파를 도입하기 시작했습니다. 약 40년에 걸친 발전을 통해, 프로브의 종류와 방법, 다양한 파형의 활용 방법과 조건, 그리고 검사 기준 등 모든 면에서 큰 진전이 이루어졌습니다.얇은 벽의 파이프 용접부를 검사하는 초음파 프로브의 개발, 검사 방법의 연구, 그리고 표준 수립 모두 국내 최고 수준에 있습니다. 1950년대 이후, 현장에서의 스펙트럼 분석을 통한 정성적 평가는 화력발전소에서 매우 중요한 검사 과정으로 여겨져 왔습니다.이 분야는 50년 동안 크게 발전해 왔습니다.반정량 기술의 등장으로 검출의 정확도가 향상되었으며, 반정량 기술의 활용도 실험실에서 현장으로 확대되었습니다.최근 몇 년간, 전력 산업의 많은 연구소들이 해외에서 수입한 첨단 분광 장비(직접 판독형 분광기라고도 할 수 있음)를 도입했습니다. 비록 가격이 비싸긴 하지만, 이 장비는 기본적으로 정량 분석에 사용되며, 이러한 신기술 덕분에 발전소의 금속 화학 분석 작업의 수준이 한 단계 올라갔습니다. 1980년대부터 전력 산업 현장에서는 기본적으로 펜형 경도계가 사용되었으며, 측정의 편리성과 정확성, 그리고 내장된 소형 프린터 덕분에 망치형 경도계는 금방 사라지는 운명에 처하게 되었습니다. 요약하자면, 전력 산업은 항상 새로운 기술과 장비의 도입에 중점을 두어 왔으며, 기술 역량도 빠르게 발전해 기술 관리의 발전을 위한 튼튼한 기반을 마련해 주었습니다. 2.4 발전소용 용접재료의 개발 및 생산
건국 초기에는 우리나라의 발전소용 고온강용 용접봉은 주로 수입에 의존했습니다. 1958년부터 전력 산업계는 자체적인 용접재료 제조 공장인 상하이 전력수리공장을 설립했습니다. 수년간의 노력 끝에, 현재는 발전소용으로 필요한 탄소강 및 합금 고온강용 용접재료들이 개발되었습니다. 특히 최근 2년 동안에는 T91/P91 강용 전용 용접선(PP.TIG R717)과 용접봉(PP.R717)도 개발되어, 수입된 T91/P91 용접재료를 대체할 수 있게 되었습니다.현재 7개 주요 카테고리에 속하는 80종 이상의 용접봉을 생산할 수 있으며, 연간 생산능력은 1만 5천 톤에 달합니다. 이를 통해 발전소의 고온·고압 파이프라인 설치 및 유지보수에 필요한 용접봉을 충분히 공급할 수 있습니다. 또한, 발전소의 용접 작업에 필요한 다양한 내열강 용접봉, 적층용접용 용접봉, 저합금 고강도 강철 용접봉, 스테인리스강 용접봉, 그리고 텅스텐 아크 용접선도 생산할 수 있습니다. 3 발전소 용접 팀 및 조직 구축 3.1 용접 팀의 구축과 발전 품질 관리 시스템을 도입하기 위한 전제는 유능한 인력으로 구성된 팀이 있는 것입니다. 전력 산업의 용접 팀은 전력 산업의 발전에 따라 함께 성장해 왔습니다.1950년대 초, 구소련이 지원한 고온고압 발전기의 용접 요구를 충족시키기 위해, 전력부는 풀라르키에서 첫 번째 교육 과정을 개설했습니다. 이를 통해 우리나라의 전력 산업에 필요한 고압 용접공들과 용접 기술자들이 양성되었습니다. 이들은 전력 인프라 건설에 있어서 핵심적인 역할을 수행했으며, 풀라르키는 우리나라의 전력 용접 기술자들과 고압 용접공들의 요람으로 불리게 되었습니다.이후 1956년(지린), 1957년(란저우)에 개최된 제2기와 제3기 전국 고압 용접공 양성반을 통해 전국 각지에서 100명 이상의 고압 용접공이 양성되었으며, 전력 산업의 용접 인력 체계가 형성되기 시작했습니다. 용접 인력 구축을 중시하는 것은 이제 전력 산업의 전통이 되었습니다.““속도는 리프팅에 있고, 질량은 용접에 있다”는 60년대에 유행했던 말은 어떤 면에서 전력 산업의 이러한 전통을 반영하고 있다. 3.1.1 용접 기술자의 교육 50년대 후반과 70년대 중반에는 연구기관 및 대학들과 협력하여 약 200명의 용접 기술자를 양성했습니다.1978년 이후, 우한수리전력대학교 기계과에서 설립된 금속용접 전공과 비파괴검사 전공을 통해, 약 천 명에 달하는 용접 기술자들이 전력 산업 분야에 배출되었습니다. 여기에 다른 대학 및 전문학교에서 배출된 용접 전공 학생들까지 더해져, 현재 전력 산업 분야에는 우수한 기술력을 갖춘 용접 기술자 및 관리 인력들이 있습니다.1970년대부터 현재에 이르기까지, 전국적으로 용접 기술자들을 위한 “연수 과정”이 계속해서 개최되어 왔습니다. 이는 전력 산업에 종사하는 용접 기술자들이 세계적으로 선진적인 발전소용 용접 기술의 발전 속도에 맞춰갈 수 있도록 하기 위함입니다. 3.1.2 용접공 교육 및 평가 푸라랄키의 제1기 교육 과정이 시작된 이래, 전력 산업 분야에서의 용접공 교육 역사는 50년에 달합니다.교육 체계의 구축은 물론, 교육 관리의 방식과 수단 등 모든 면에서 큰 발전을 이루었으며, 중국 산업이 큰 타격과 좌절을 겪었던 **그 어려운 시기에도 한 순간도 멈추지 않았습니다.용접공 교육에 중점을 두고, 꾸준한 교육과 엄격한 시험 규정을 준수하는 것은 전력 산업이 오랫동안 자랑해온 전통입니다. 수년간의 실천을 통해 전력 산업은 자체적인 특징을 가진 체계적인 용접공 교육 방법을 확립해왔습니다.현재 전국의 전력 시스템에는 약 20,000명의 고온·고압 용접공들이 있으며, 첨단적인 용접 작업 방법도 이미 확립되어 있습니다.그래서 전국적인 각종 용접공 대회에서 전기용접공들은 항상 상위권에 올랐으며, 1위부터 몇 위까지를 독점하는 성적을 거두었습니다. 3.1.3 용접 교사의 교육 및 평가
1980년대 후반, 전력 산업계에서는 용접 교사들을 위한 교육 프로그램을 마련하기 시작했습니다. 1999년부터 2000년 5월까지, 전력 산업계는 오랜 기간 동안 축적된 용접 교사 교육 경험과 국제적인 용접 교사 교육 및 평가 기준을 참고하여 『전력 산업 분야의 용접 실무 교사 자격 평가 규정』을 제정했습니다. 이를 통해 용접 교사들의 교육 및 자격 인증 과정이 표준화된 절차에 따라 이루어지게 되었습니다.현재, 전력 산업에서 교육을 받고 자격증을 취득하여 등록된 용접 교사는 총 900명 이상입니다. 3.1.4 용접 품질 검사원의 교육 및 평가 1980년대 중반, 전력 산업계에서는 용접 품질 검사원을 양성하기 위한 교육 프로그램이 시작되었습니다. 이를 통해 용접 품질 검사 업무를 체계적이고 표준화된 방식으로 수행할 수 있도록 준비가 이루어졌습니다.수년간의 노력 끝에, 전력 산업에는 고급 품질 검사원과 중급 품질 검사원을 포함하여 900명 이상으로 구성된 체계적인 용접 품질 검사원 집단이 생겨났습니다. 3.1.5 용접 관련 전문 인력의 교육 및 평가, 비파괴 검사 전문 인력의 교육 및 평가.1980년대 초부터 비파괴 검사원들에 대한 교육과 평가가 이루어졌으며, 자격증을 소지한 사람만이 업무를 수행할 수 있도록 했습니다. 또한 곧바로 **보일러 및 압력용기 안전 감독 업무와 연계하여, 전력 산업 분야에서 2,000명 이상의 고급 및 중급 인력으로 구성된, 전력 산업 분야와 **기술감독청의 양쪽에서 인증을 받은 고수준의 비파괴 검사팀이 만들어졌습니다. 열처리공 교육 및 평가.1980년대 후반, 전력 산업계에서는 열처리 기술자 양성을 위한 교육 프로그램을 운영했습니다. 지금까지 16회에 걸쳐 진행된 이 교육 과정을 통해 1,100명 이상이 자격증을 취득하여 열처리 기술자가 되었습니다.각 지역청에서도 일부 자격을 갖춘 열처리 기술자들을 교육했습니다. 물리화학 검사원 교육 및 평가.1980년대부터 전력 산업은 물리화학 검사원의 교육 및 자격 취득 업무를 추진해 왔습니다.1990년대 후반, 표준이 마련되면서 물리화학 검사원들을 위한 정규 교육이 시작되었으며, 현재 전국적으로 400명 이상의 물리화학 검사원들이 자격증을 소지하고 업무를 수행하고 있습니다. 3.2 용접 기술의 발전 3.2.1 용접 관련 연구 기관의 설립 및 발전소에서의 용접 기술 연구 1950년대 이후 전국 곳곳에 전력 산업 관련 용접 연구 기관들이 설립되었습니다. **전력회사 소속의 ‘전력건설연구소’, ‘시안열공원’, ‘소주열공소’는 각각 용접 및 재료 연구소를 설립했으며, 각 지방(도시, 자치구)의 전력과학원들도 금속재료 연구소를 설립했습니다.이러한 연구기관들은 발전소 용접 과정에서 발생하는 문제들을 연구함으로써, 발전소 용접 기술의 발전에 기여해 왔습니다. 지난 50년 동안 발전소용 용접 관련 연구를 통해 많은 성과가 이루어졌습니다. 구리와 알루미늄의 용접, 고압용 3방향 연결부의 용접, 실린더의 보수용접, 보일러의 보수용접, 파이프라인의 전위치 자동용접, 터빈의 큰 축에 대한 보수용접, 터빈 블레이드의 키홀 보수용접 등이 그 예입니다. 또한 T91/P91 용접선, 용접봉 및 약심용접선의 개발, 발전소용 내마모 부품의 용접 복원 연구, 고온강의 용접성 연구 등도 이루어졌습니다. 3.2.2 중국전기공학회 발전소용접전문위원회 및 전력산업용접학그룹의 설립
발전소용접 기술의 교류와 발전을 촉진하기 위해, 1979년에 전력산업용접학그룹이 설립되었습니다. 당시 이 그룹은 행정적으로는 전력부 과학기술위원회의 지도를 받았으며, 업무적으로는 중국기계공학회 용접분과위원회의 지도를 받았습니다. 80년대 초에는 중국전기공학회 발전소용접전문위원회의 일원이 되었습니다.20년이 넘는 기간 동안 8회의 전국 발전소 용접 학술 심포지엄이 개최되었으며, 52회와 53회의 IIW 국제 회의에도 단체로 참가했습니다. 이러한 활동들을 통해 이곳은 발전소 용접 기술 교류의 주요 채널이자, 발전소 용접 분야 종사자들의 거점이 되었습니다. 3.2.3 과학적인 관리 체계와 체계적인 교육 프로그램을 갖추고, 최첨단 장비를 보유한 일류 용접 교육 센터들이 설립되었습니다. 원래 전력부의 ‘용접 교육 기관 승인 방침’에 따라, 전문가 그룹의 엄격한 심사를 거쳐 전국의 전력 시스템 내에 72개의 용접 기술 교육 센터가 설립되었습니다. 그중 일부 교육 센터의 투자 금액은 500만 위안 이상입니다.이 외에도, 지역별 발전소나 전력건설 회사들도 다수의 용접공 교육 센터를 설립하여, 1류, 2류, 3류 용접공들을 위한 단계별 교육을 제공함으로써 용접공 교육의 질을 보장하고 있습니다. 3.2.4 용접 교육 협력 네트워크 구축
용접공의 교육 질을 향상시키고, 용접 교육에 관한 경험들을 공유하기 위해, 발전소 용접 전문위원회는 “용접 교육 협력 네트워크”를 설립했습니다. 이 네트워크를 통해 정기적으로 경험 공유 회의가 열리고 있습니다. 3.2.5 발전소 용접 표준화 위원회의 구성
발전소 용접 표준화 위원회의 설립을 통해, 발전소 용접 관리가 전문화되고 체계화되며 표준화된 방향으로 나아갈 수 있었습니다. 이로 인해 발전소 용접의 품질 관리가 더욱 발전하고 완성도가 높아졌습니다. 3.2.6 발전소 용접 및 관련 분야 전문가들을 위한 자격 심사위원회의 구성
발전소 용접 및 관련 분야의 전문성을 향상시키고, 자격증 보유자만이 업무를 수행할 수 있도록 하기 위해, 국전공사는 “전력산업 무손상 검사 인력 자격 심사위원회”, “전력산업 용접 교육 강사 자격 심사위원회”, “전력산업 물리화학 분야 인력 자격 심사위원회”를 설립했습니다. 이러한 위원회들은 무손상 검사 전문가, 용접 교육 강사, 물리화학 분야 전문가들에 대해 표준에 따라 체계적인 교육과 평가를 실시하여 자격증을 부여합니다. 4 발전소 용접 품질 관리 품질은 기업의 생명이며, 용접은 전력 설비 품질의 생명입니다. 전력 설비는 고온 고압 상태에서 가동되므로 용접 품질의 역할이 더욱 중요해집니다.어느 정도로는, 기기의 안정적인 작동은 용접 품질에 크게 달려 있으며, 용접 품질은 관리를 통해 보장됩니다.전력 용접이 발전한 50년 동안, 용접 기술과 공정의 발전과 함께 용접 품질 관리도 크게 발전해 왔습니다. 1990년대 중반, 전력 산업계는 “입찰 과정에서 품질경영시스템 인증서가 일정 비율 이상을 차지해야 한다”는 규정을 도입했습니다. 이로 인해 먼저 건설 기업들이 ISO9000 인증을 받아야 하는 상황이 되었습니다.오늘날에 이르러 전력 산업의 거의 모든 기본 건설 단위들이 ISO9000 인증서를 획득했습니다. 최근 몇 년간 발전소나 발전소의 점검을 담당하는 회사들의 ISO9000 인증 작업도 활발히 진행되고 있으며, 그 속도도 매우 빠릅니다.이러한 상황은 용접 품질 관리를 촉진하는 동력이 되었습니다. 4.1 발전소 용접 품질 관리의 기초 작업
발전소의 용접 품질 관리를 수행하기 위해서는 먼저 품질 관리의 기초가 필요합니다. 발전소 용접 분야의 경우, 품질 관리 시스템을 구축하는 동시에, 지난 몇 년간 축적된 효과적이고 성공적인 기존의 품질 관리 방식들을 체계화하여 그것들을 품질 관리 시스템에 포함시켜야 합니다. 4.1.1 품질 관리 조직 구조 현재, 전력 산업에는 용접 및 관련 분야의 품질 관리를 담당하는 팀이 이미 있습니다.수년간의 업무 경험과 전통에 따라, 건설 단위들은 대체로 용접 관련 품질 관리를 담당하는 부총엔지니어를 두고 있습니다. 또한 각 부서에는 용접 및 금속 관련 업무를 전담하는 엔지니어들이 있으며, 용접 작업을 위한 전문적인 관리 조직도 마련되어 있습니다(예: 용접 현장이나 용접 팀). 발전소들도 각 부서에 용접 및 금속 관련 업무를 담당하는 엔지니어들을 배치함으로써, 용접 품질 관리가 체계적으로 이루어질 수 있도록 하고 있습니다. 4.1.2 발전소 용접 표준화 체계 구축
1950년대 중후반부터 전력 산업이 급속히 발전하기 시작했습니다. 발전소의 수도 점차 증가했으며, 국내에서 생산되는 고온·고압용 발전기도 점점 더 많아졌습니다. 소련 등 다른 나라들의 전력 건설 경험을 바탕으로, 1962년에는 우리나라의 화력발전소에서 사용될 첫 번째 용접 규정들이 제정되었습니다. 그것이 바로 『탄소강 및 저합금강 파이프의 아크용접 임시 기술 규정』과 『탄소강 및 저합금강 파이프의 가스용접 임시 기술 규정』입니다. 이러한 규정들 덕분에 전력 산업의 용접 기술 관리에 있어서 명확한 기준이 마련되었습니다.