1. 강종 표기 기준 관련
✔ 건설구조용 철강 KS 기준(2016) 변경에 따라 종전 앞에 영문 기호 뒤의 숫자 부분의 의미가 인장강도(N/㎟)에서 항복강도(N/㎟)을 표기하는 것으로 변경되었다.
KS D 3503 재료의 표기 방법 변경 과정(SS275기준)
1) SS41
2) SS400 : 1990년경에 변경됨. kg/cm2단위에서 SI 단위인 N/mm2 적용으로 변경됨
3) SS275 : 2016년 변경됨. 인장강도 기준 단위에서 항복강도 기준 단위로 표기 방법 변경 적용됨
✔ SS 400과 SS275 화학성분 및 강도 비교
SS400의 표기가 SS275로 바뀌었으므로 SS275을 대체하여 SS400을 사용할 수 있을 것이라는 생각을 할 수도 있겠으나 이는 잘못된 인식이다.
✔ SS (Steel for Structure) 은 일반 구조용 압연강재이고, SM (Steel for Marine) 은 용접 구조용 압연강재입니다. SM 강재뿐 아니라 SS 에도 용접을 하지만, 용접연결이 많은 구조물에는 SM 강재를 사용하고, 볼트연결을 필요로 하는 구조물은 SS 강재를 주로 사용하게 된다.
✔ 철강의 5원소에는 C (탄소), Mn (망간), Si (규소), P (인), S (황)이 있으며, 강종에 따라 이에 대한 기준이 있다.
✔ 이 중 탄소의 경우 용접에 영향을 주는 인자로 강종과 관련된 주요 인자이다.
✔ 철강에 해로운 악영향을 주는 인(P)과 황(S)은 비금속개재물로 철강에서는 극히 꺼리는 물질로 용접성 저하, 피로파괴의 주범이기도 하다. 따라서 특수강에서는 아주 엄격히 관리하는 요소이다.
2. 주요 세부 내용
1) 일반 구조용 압연강재 (SS재, Steel for Structure)
✔ 가장 많이 사용되고 있는 강종으로 토목용 강재는 일반적으로 이 SS을 사용한다. 특수한 경우가 아니라면 SM (용접구조용 : Steel for Marine)급은 거의 없다.
✔ 주요 강도부의 재료를 제외하고는 대부분의 기계 및 구조물의 보조재료로써 강판, 평강, 봉강 및 형강 등으로 사용
✔ 상온 이상 350℃까지의 온도 범위에서 안전하게 사용 가능
✔ 용접성에 있어서 SS275은 판 두께가 50㎜을 초과하지 않는 한 거의 문제되지 않으며, SS315 및 SS410은 용접하지 않는 곳에 사용한다.
✔ 판 두께가 50㎜ 이상인 경우 용접이 필요할 때는 SS275을 사용해서는 안되며, 용접구조용 압연강제(SWS)을 사용한다.
✔ 다만, 이 강재는 용접성 및 저온 인성을 보증하는 검사가 실시되지 않으므로 저 품질의 강재 혼입에 주의해야 한다.
✔ 또한 일반 구조용 압연강재는 탄소 %이 낮으므로 침탄용 강의 대용으로 사용될 경우가 있으나, 탈산이 불충분한 강이므로, 침탄에 의해서 이상 조직이 되기 쉽고, 연화점이 생기기 쉬우므로, 이러한 결점을 잘 알고 사용해야 한다.
✔ 일반구조용(SS275, SS315) 강재로 이것은 접합부가 용접보다는 고력볼트접합일 경우에 사용하는 강재이다.
✔ SS275(Steel Structure, 275) 일반 구조용 강종입니다. 뒤에 붙은 400은 항복강도를 나타냅니다.
✔ SS275은 용접 구조에 사용해도 좋으나 판 두께가 두꺼움에 따라 강철의 조직이 거칠어지므로 취성이 증가하고 또한 수축응력에 따라 다축 응력 상태가 발생할 염려가 있기 때문에 22mm이하일 때만 사용되는 것으로 하고 이것을 넘는 판 두께에 대해서는 용접 품질이 우수한 SM275재를 사용 한다.
2) 용접 구조용 압연강재 (SM재, Steel for Marine)
✔ SM강재는 전에는 SWS강재로 표기하여 사용했으나 최근에 와서 바뀌었다.
✔ 명칭 뒤에 있는 숫자는 강재의 항복강도를 나타내며 단위는 N/㎟로 나타낸다. 예를 들자면 SM275강재라면 용접구조용 강재이며 항복강도가 275N/㎟을 말하는 것이다.
✔ 용접 구조용 압연강재의 특징은 용접성이 우수하고, 탄소(C), 실리콘(Si) 및 망간(Mn) 함량을 규정하고 있으며, 대부분의 강종이 세미킬드강(semikilled steel), 또는 킬드강(killed steel)이다. 용접 구조용 압연강재 중 B및 C종은 충격시험에 의한 저온인성을 보증하고 있어서 취성파괴를 일으킬 염려가 없다. SWS490 이상에서는 용접시 충분한 주의와 적당한 열처리가 필요하다.
✔ SM355 (Steel for Marine, 355)은 일반 구요용인 SS275보다 용접성이 더 좋은 강종입니다. 일정 두께(T) 이상의 모재를 용접하기 위해서는 SS 보다는 SM강종이 용접 품질이 우수합니다. 뒤에 붙은 355은 항복강도를 나타냅니다. 즉, SM355은 SS275보다 용접성이 뛰어나고 항복강도로 뛰어납니다.
✔ 일반적으로 용접균열은 Hv < 350, 탄소당량 <0.44%(C + si/24 + Mn/6 + Ni/40 + Cr/5 + Mo/4+ V/14)이면 발생하지 않으나, 그 이상의 경우에는 예열한 후 한다. 저온 인성은 B종은 0℃, C종은 -10 ~ -20℃ 정도까지 보증된다. 또한 SWS-Y종은 Nb을 첨가한 강종으로, 항복비 (항복강도/인장강도)이 높은것이 특징이다.
✔ 용접 구조용강(SM재)은 저온인성 판정기준이 되는 샤르피(Charpy) 흡수에너지에 따라 A, B, C 3 종류의 규격이 있다.
A재는 0°C에서의 CVN 놋치 최소값에 대한 규정이 없음
B재는 2.8kgf·m이상,
C재는 4.8kgf·m이상으로, 판 두께에 따라 사용 한계를 정한함
SM355은 진정강(killed steel)과 반진정강(semi killed steel)이 있다. (반진정강으로 제조된 SM355이 사용될 수 있는 범위는 판 두께 25mm 정도까지)
3) SHP (Steel H Piles)
✔ H형강 말뚝(SHP)은 일반구조용 압연강재(SS)에 요구되는 화학적/기계적 특성 대비 유사한 성능 확보
✔ 가설 흙막이 기준이 개정되어, 토목 구조용 H형강 'SHP' 적용 의무화
✔ SHP 강재 특성
① 내부식성 : 화학성분 중 Cu(구리) 성분 관리를 통해 지하수 등 부식환경 적합 내식 강재
② 용접성 우수 : 강재의 탄소당량 보증 통한 용접 품질 성능 향상
③ 충격인성 확보 : 샤르피 흡수에너지 보증을 통해 현장 항타 등 충격에도 쉽게 깨지지 않는 인성 유지
4) SN (Steel New)
✔ 기존SS나 SM강재 보다 새롭다하여 New을 붙였습니다.
✔ 내진 건축구조용 압연강재 SHN규격의 H-BEAM인 건축구조용 강재가 일반구조용강재 SS275강 보다는 비싸지만 용접구조용강인 SM355보다 특별히 비싸게 판매되지 않고 있다.
5) SHN (Steel H-Beam New)
✔ 내진 설계 건물에 사용되는 강종
✔ SHN355은 SM355과 같은 인장강도를 갖고 용접성도 SM과 같은 성능을 보이지만, 내진용으로 특화 된 강종입니다.
✔ SHN규격의 H-BEAM인 건축구조용 강재가 일반구조용강재 SS275강 보다는 비싸지만 용접구조용강인 SM490보다 특별히 비싸게 판매되지 않고 있다.