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산업기술

플랜지 내부 필릿용접 3.2 mm MAX는 어디서 나온 기준일까? ASME·KS 근거 정리

luticek
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플랜지 안쪽 용접에서 왜 3.2 mm를 보는가

Slip-On Flange와 배관을 용접한 뒤 내부를 검사하다 보면 플랜지 Face 끝단과 Inside Fillet Weld의 용접 Toe 사이를 게이지로 재는 경우가 있습니다. 현장에서는 이 값을 흔히 3.2 mm MAX 또는 ​1/8 inch MAX로 관리하기도 합니다.

그런데 막상 “ASME 몇 항에 3.2 mm MAX라고 적혀 있습니까?”라고 물으면 답이 단순하지 않습니다.

먼저 결론을 정리하면 다음과 같습니다.

  • ASME B31.3에서 Slip-On Flange의 Face와 Inside Fillet Weld Toe 사이 거리를 보편적으로 3.2 mm MAX라고 직접 규정한 조항은 확인하기 어렵습니다.
  • ASME B31.3에는 실제로 3.2 mm (1/8 in.)​라는 치수가 등장하지만, 대표적으로 Figure 328.4.3-1의 Branch Connection 준비 형상에 사용되는 치수입니다. 플랜지 Face-to-Toe 치수와는 다른 항목입니다.
  • ASME B31.9는 Slip-On 및 Socket-Weld Flange에 대해 weld size, setback, insertion depth를 별도 형상으로 관리합니다. 즉 플랜지 Face에서 용접을 일정 거리 띄우는 개념 자체는 ASME 계열 코드에서 분명히 존재합니다.
  • 국내 KS B 1503 '강제 용접식 관 플랜지'​가 관련 제품 표준이지만, 국가표준 공개정보만으로는 “Face에서 3.2 mm MAX”라는 동일 문구를 확인하기 어렵습니다.
  • 반면 일부 발주처 및 공공 제작시방에서는 실제로 1/16~1/8 in., 즉 약 ​1.5~3 mm를 Flange Face와 Fillet Weld Edge 사이의 거리로 직접 요구합니다.
  • 따라서 현장의 3.2 mm MAX는 ASME 공통 규정이라기보다 프로젝트 시방서, 발주처 Welding Detail, 제작 표준 또는 사내 검사기준에서 1/8 inch를 최대값으로 채택했을 가능성이 높습니다.

숫자 하나는 작지만 족보를 잘못 붙이면 품질 소명자료 전체가 흔들릴 수 있습니다.

3.2 mm는 사실 1/8 inch다

현장에서 사용하는 3.2 mm라는 값은 미터계에서 갑자기 만들어진 숫자가 아닙니다.

1/8 in. × 25.4 = 3.175 mm

실무에서는 이를 반올림하여 3.2 mm​로 표기합니다.

따라서 도면, 시방서 또는 검사기준에서 1/8 in. MAX를 미터 단위로 변환하면 3.2 mm MAX가 됩니다.

이 때문에 ASME나 미국식 프로젝트 시방을 사용하는 현장에서는 3.2 mm라는 숫자를 자주 만나게 됩니다. 중요한 것은 “3.2라는 숫자가 어디에 적용된 1/8 inch인가”입니다.

ASME B31.3에서 확인해야 할 부분

ASME 공식 페이지 기준 현재 B31.3의 현행판은 ASME B31.3-2024 Process Piping​입니다. ASME는 2024판의 주요 변경사항 중 하나로 Flange Attachment Welds, para. 328.5.2​를 명시하고 있습니다.

Slip-On Flange와 관련해서는 B31.3의 Flange Attachment Weld Detail을 확인해야 합니다. B31.3의 Figure 328.5.2 계열은 Fillet Weld Size와 Double-Welded Slip-On Flange, Socket Welding Flange의 용접 형상을 다룹니다.

여기서 중요한 구분이 있습니다.

3.2 mm가 있다고 해서 모두 같은 3.2 mm가 아니다

B31.3-2024 Figure 328.4.3-1, Preparation for Branch Connections에는 다음과 같은 변수 정의가 있습니다.

m = 3.2 mm (1/8 in.) 또는 0.5Tb 중 작은 값

하지만 이 m은 Branch Connection의 용접 준비 형상​에 대한 치수입니다.

즉 다음과 같은 주장은 피해야 합니다.

“ASME B31.3에 3.2 mm가 있으므로 Slip-On Flange 내부 용접 Toe도 3.2 mm MAX이다.”

숫자는 같아도 적용 위치가 다릅니다.

품질 문서에서는 코드 번호와 Figure의 적용 대상을 정확히 맞춰야 합니다. Branch Connection의 3.2 mm를 Flange Face-to-Toe 거리의 직접 근거로 인용하면 코드 해석상 문제가 생길 수 있습니다.

ASME B31.3 공식 정보: https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/b31-3-process-piping

ASME B31.9에는 'Setback' 개념이 더 명확하게 등장한다

ASME B31.9 Building Services Piping에서는 Flange 용접 상세에서 Setback​이라는 개념을 명확하게 다룹니다.

B31.9의 Figure 927.4.3-2는 제목 자체가 다음과 같습니다.

Minimum Weld Size, Setback, and Depth of Insertion for Slip-On and Socket Weld Flanges

즉 Slip-On Flange를 용접할 때 단순히 용접 크기만 보는 것이 아니라,

  • Weld Size
  • Setback
  • Depth of Insertion

을 함께 관리한다는 의미입니다.

여기서 우리가 현장에서 측정하는 “Flange Face 끝단에서 Inside Fillet Weld가 얼마나 떨어져 있는가”라는 개념과 가장 가까운 용어가 바로 Setback​입니다.

다만 이것도 주의해야 합니다. ASME B31.9의 Setback 규정을 곧바로 모든 Process Piping 현장에 그대로 적용할 수 있다는 뜻은 아닙니다. 적용 Code가 B31.3인지 B31.9인지, 프로젝트 시방이 무엇인지가 먼저 결정되어야 합니다.

ASME B31.9 공식 정보: https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/b31-9-building-services-piping

실제로 1/16~1/8 inch를 요구하는 제작시방이 있다

흥미로운 근거는 공공 Master Specification에서 확인됩니다.

미국 Detroit의 배관 설치 Master Specification에는 Slip-On Flange에 대해 내부와 외부를 용접하도록 요구하면서, Fillet Weld Edge와 Flange Face 사이에 약 1/161/8 inch, 즉 약 1.53 mm의 거리를 두도록 명시​하고 있습니다.

같은 문맥에서 Seal Weld는 Flange Face에 Weld Spatter가 남거나 재가공이 필요할 정도의 손상을 만들지 않도록 요구합니다.

이 내용은 현장에서 왜 이런 Setback을 관리하는지를 상당히 직관적으로 보여줍니다.

Detroit Master Specification: https://detroitmi.gov/sites/detroitmi.localhost/files/2018-05/MS_v2-1_10-15-2015.pdf

여기서 1/8 inch를 정확히 환산하면 3.175 mm입니다. 현장 관리값으로 반올림하면 약 3.2 mm가 됩니다.

따라서 3.2 mm MAX라는 관리값은 기술적으로 전혀 낯선 숫자가 아니며, 미국식 제작시방의 1/8 inch 최대 Setback 관행과 잘 연결됩니다.

하지만 이것은 “ASME B31.3이 3.2 mm MAX라고 직접 명령한다”는 의미와는 다릅니다.

그렇다면 왜 Flange Face에서 용접을 조금 띄우는가

가장 직접적인 목적은 Flange Sealing Face 보호​입니다.

Slip-On Flange의 Inside Fillet Weld를 Face 모서리까지 너무 바짝 끌고 오면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

  1. 용접금속이 Face 쪽으로 넘어오는 현상
  2. Weld Spatter 부착
  3. Toe 부위의 국부 Undercut
  4. 용접 열에 의한 국부 변형
  5. 가스켓 접촉면 손상
  6. 재가공 또는 Face 정리가 필요한 상태 발생

플랜지 Face는 단순한 외관면이 아닙니다. Gasket이 압착되어 밀봉 성능을 만드는 기능면입니다.

그래서 Inside Fillet Weld는 Face를 보호할 정도로 떨어져 있어야 합니다.

반대로 너무 멀리 떨어뜨리는 것도 좋은 것은 아닙니다. 필요 이상으로 큰 Setback이 생기면 Flange Bore와 Pipe 사이에 불필요한 Crevice 또는 Pocket이 커질 수 있고, 프로젝트가 요구하는 용접 형상과도 달라질 수 있습니다.

결국 관리 목적은 두 가지 사이의 균형입니다.

Face를 용접으로부터 보호하되, Inside Weld를 과도하게 뒤로 물리지 않는 것.

이 관점에서 1/16~1/8 inch 범위는 상당히 이해하기 쉬운 제작 관리범위가 됩니다.

KS에서는 어떤 표준을 확인해야 하는가

국내에서 가장 먼저 확인할 표준은 KS B 1503, 강제 용접식 관 플랜지​입니다.

국가기술표준원 e나라 표준인증 정보에 따르면 KS B 1503은 증기, 공기, 가스, 물, 기름 등의 일반용 배관에 사용하는 강제 용접식 관 플랜지 및 블랭크 플랜지를 대상으로 합니다. 현재 공개 페이지에는 2023-11-30 개정 정보가 표시되어 있습니다.

KS B 1503 공식 정보: https://standard.go.kr/KSCI/standardIntro/getStandardSearchView.do?ksNo=KSB1503&tmprKsNo=KSB1503

다만 국가표준 공개 검색정보에서 확인되는 범위만으로는 “Inside Fillet Weld Toe는 Flange Face로부터 3.2 mm 이하”라는 문구를 확인하기 어렵습니다.

따라서 KS를 근거로 품질 소명서를 작성하려면 KS B 1503 원문과 해당 프로젝트에서 인용하는 KS 판본을 직접 확인해야 합니다.

또한 일반적인 용접 구조물 치수 공차를 다루는 KS B ISO 13920과 같은 표준은 존재하지만, 이것 역시 특정 Slip-On Flange의 3.2 mm Face-to-Toe 치수를 대신 규정하는 표준으로 해석해서는 안 됩니다.

현장에서 3.2 mm MAX가 적혀 있다면 무엇부터 찾아야 할까

실무에서는 아래 순서로 문서를 추적하는 것이 가장 빠릅니다.

  1. Project Specification
  2. Piping Material Specification
  3. Welding Specification
  4. Standard Welding Detail
  5. Approved Shop Drawing 또는 Fabrication Detail
  6. ITP / Inspection Checklist
  7. WPS 관련 부속 Detail
  8. 발주처 또는 원청사의 Engineering Standard
  9. 그다음 ASME, KS 등 상위 Code와 Standard

특히 대형 반도체, 화학, 플랜트 프로젝트는 ASME를 기본 Code로 사용하면서도 제작 상세치수는 자체 Engineering Specification에서 더 엄격하게 관리하는 경우가 많습니다.

따라서 검사기준에 3.2 mm MAX가 적혀 있는데 ASME B31.3에서 동일 문구가 보이지 않는다고 해서 기준 자체가 잘못되었다고 판단하면 안 됩니다.

오히려 다음과 같이 보는 것이 자연스럽습니다.

ASME는 Flange Attachment Weld의 기본 설계와 용접 형상을 규정하고, 프로젝트 상세시방에서 Face 보호와 제작 품질을 위해 1/8 inch 수준의 Setback 제한을 추가했다.

품질검사 시 측정 위치도 중요하다

3.2 mm를 측정한다고 해서 아무 위치에 자를 대면 되는 것은 아닙니다.

확인해야 할 기준점은 보통 다음 두 곳입니다.

  • 기준점 1: Flange Face의 Bore 측 Edge
  • 기준점 2: Inside Fillet Weld의 Face 방향 Weld Toe

즉 단순히 Weld Bead의 폭을 재는 것이 아니라 Face Edge에서 Weld Toe까지의 Setback​을 확인하는 개념입니다.

검사 기록에는 가능하면 다음 항목을 함께 남기는 것이 좋습니다.

항목 확인 내용
Flange Type Slip-On인지 확인
Weld Location Inside Fillet Weld
Reference Edge Flange Face의 Bore Side Edge
Measurement Point Face 방향 Weld Toe
Acceptance Project Spec의 허용값
Code Reference 실제 적용 ASME/KS 판본
Project Reference Welding Detail 또는 검사기준 번호

이렇게 기록하면 나중에 “3.2 mm를 어디서 어디까지 측정했는가”라는 논쟁을 크게 줄일 수 있습니다.

가장 중요한 결론

플랜지 내부 필릿용접의 3.2 mm MAX​를 설명할 때는 다음 세 문장을 구분해서 사용해야 합니다.

첫째, 1/8 inch는 3.175 mm이며 현장에서는 약 3.2 mm로 관리될 수 있습니다.

둘째, ASME B31.3에는 3.2 mm라는 숫자가 실제 존재하지만, Branch Connection 등에 사용되는 3.2 mm를 Slip-On Flange Face-to-Toe 기준의 직접 근거로 가져오면 안 됩니다.

셋째, Slip-On Flange의 Face와 Inside Fillet Weld 사이에 1/16~1/8 inch 정도의 Setback을 요구하는 실제 제작시방 사례가 존재하므로, 현장의 3.2 mm MAX는 프로젝트 또는 발주처 Detail에서 채택된 1/8 inch 관리기준일 가능성이 높습니다.

따라서 품질 소명자료에는 단순히 “ASME 기준 3.2 mm”라고 쓰기보다 다음과 같은 형태가 더 안전합니다.

Inside fillet weld setback from flange face shall comply with the applicable project specification and approved fabrication detail. A 3.2 mm maximum corresponds approximately to 1/8 in. The purpose of the setback is to protect the flange sealing face from weld metal, spatter, undercut, and heat-related damage while maintaining the required attachment weld geometry.

결국 핵심은 숫자보다 적용 문서의 계층과 정확한 치수의 대상​입니다. 3.2 mm라는 작은 숫자 하나도 Code, Standard, Project Specification을 구분해서 읽어야 제대로 된 품질 기준이 됩니다.

참고자료

※ 실제 제작 및 검사 적용 시에는 해당 프로젝트가 지정한 Code Edition, Project Specification, Approved Drawing과 Welding Detail을 우선 확인해야 합니다.

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