용접사 기량시험

왜 배우는가: 용접사 기량시험은 철골 용접 품질을 사람의 기량 단계에서 먼저 확보하는 절차다. 용접 결함의 상당 부분이 용접사 숙련도에서 비롯되므로 현장 품질관리의 출발점으로 다뤄진다. 시험 문제에서는 용접자세, 시험 방법, 합격 기준을 묻는 형태로 반복 출제된다.

출제 이력: 제121회 4교시 6번, 제92회 4교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

용접사 기량시험은 본 용접 전에 용접사의 자격을 확인하기 위해 실제 시공과 같은 조건의 시험편으로 용접 품질을 검사하는 절차다.

• 핵심 키워드: 용접사 기량시험, 용접자세, 시험편, 굽힘시험, 단면 매크로시험, 합격기준, 품질관리 구분, 기량검사

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 용접사가 실제 공사에서 쓸 자세와 조건으로 용접을 해 보이고, 그 결과로 자격을 인정받는 시험이다. 철골 구조물은 기둥과 보의 접합부가 응력을 전달하므로 용접 한 곳의 결함이 구조 안전으로 직결된다.

정식으로는 용접사 기량시험(welder performance qualification test)을 말하며, 시험편을 같은 용접조건·재료·자세로 제작해 외관, 단면, 기계적 성질을 판정하는 검사다. 두 번째 핵심은 용접자세다. 시험은 시공에서 행할 모든 용접자세에 대해 수행하며, 실제 자세 중 가장 불리한 자세를 기준으로 삼는다.

시험 조건의 핵심 원칙은 다음과 같다.

• 시험강판은 같은 용접조건으로 취급하는 강판 중 가장 조건이 나쁜 것을 쓴다.
• 용접조건은 실제 시공에 쓰는 조건을 그대로 쓴다.
• 서로 다른 강재의 그루브 용접은 실제 시공과 같은 조합으로 시험한다.
• 같은 강종에서 판두께가 다르면 얇은 쪽 강재로 시험한다.

시험 결과는 단면 매크로시험과 굽힘시험 등 기계적 시험으로 판정한다. 굽힘시험은 시험편을 일정 반경으로 180도 굽혔을 때 표면 균열의 크기를 보는 방식이다. 용접사의 용입과 융합 상태를 확인하는 데 쓰인다.

3. 등장 배경과 필요성

철골공사는 공장 제작과 현장 용접이 함께 이뤄지고, 현장 용접은 기후와 자세 제약을 받는다. 이런 조건에서 용접사마다 기량 차이가 크면 결함이 누적된다. 그래서 공사 전에 기량을 검증하는 제도가 필요해졌다.

기준이 되는 것은 품질관리 구분이다. 품질관리 구분 '다' 또는 '라'에 해당하는 경우 용접공 기량검사를 하는 것을 원칙으로 한다. 또 강판두께가 50mm 초과 인 용접구조용 압연강재나 40mm 초과 인 내후성 열간압연강재에도 기량검사를 적용한다. 피복아크용접, 플럭스코어드아크용접, 가스메탈아크용접, 서브머지드아크용접 이외의 용접을 하는 경우도 검사 대상이다.

이 배경을 이해하면 시험의 목적이 자격 부여 자체보다 현장 품질 사고를 줄이는 데 있다는 점이 분명해진다. 답안에서는 이 목적을 먼저 밝히고 세부 절차로 들어가는 것이 좋다.

4. 구성요소·원리·절차

용접사 기량시험은 용접사가 설계도서가 요구하는 용접자세와 용접방법으로 건전한 용접부를 만들 수 있는지를 시험편으로 확인하는 절차다. 시험의 구성은 시험 대상 강재, 용접자세, 용접재료, 시험편 가공, 시험 방법, 판정 기준의 여섯 요소로 나뉜다. 각 요소는 실제 시공 조건과 같아야 하고, 그 조건이 가장 불리한 쪽으로 정해진다.

표는 기량시험의 기본 틀이다. 자세와 강재 조합을 실제 시공과 맞추는 것이 핵심이다. 시험 결과는 시험 종류별 판정기준에 따라 합격 여부가 정해진다.

시험 절차는 다음 순서로 진행한다.

• 시험 대상과 용접자세를 설계도서와 시공계획서에서 확인한다.
• 시험 강재와 용접재료를 시공 조건과 같은 조합으로 준비한다.
• 실제 시공 용접조건으로 시험편을 용접한다. 용접자는 자격증을 제시한다.
• 비파괴검사와 육안검사로 외관과 내부 결함을 확인한다.
• 시험편을 채취하여 굽힘 시험, 단면 매크로 시험 등 기계적 시험을 한다.
• 판정기준에 따라 합격 여부를 결정하고 결과를 기록한다.
• 불합격 시 재시험을 실시하고 해당 용접자의 작업 범위를 제한한다.

원리는 용접부가 모재와 같은 수준의 용입과 강도를 가지는지를 확인하는 데 있다. 굽힘 시험은 표면의 인장 응력으로 균열을 드러낸다. 단면 매크로 시험은 용입 불량과 갈라짐을 드러낸다. 이 원리를 답안에 연결해 쓰면 채점에서 점수를 얻기 쉽다.

기량시험은 실제 시공 조건과 가장 불리한 자세로 시험편을 만들어 판정한다.

5. 관련 법령·기준·표준

철골 용접사 기량시험의 근거는 크게 세 갈래다. 첫째는 항만시설장비검사기준으로, 제8조제9항에서 모든 용접은 자격이 있는 용접사가 수행하며, 용접 자격 시험절차는 KS B 0885 또는 AWS D 1.1 요구조건에 따라 제작 시 적용될 모든 용접자세에 대해 수행하도록 규정한다. 이 시험은 주임검사원 또는 동급 이상의 검사원이 입회한다. 둘째는 건축 구조 기준인 강구조공사 표준시방서이며, 셋째는 KS 시험 방법 규격이다.

기준값은 아래 표로 모은다. 값과 조건을 함께 보아야 한다.

표는 기량검사 적용 범위와 판정 기준을 한눈에 보인다. 굽힘 시험의 갈라짐 기준은 위험물 세부기준의 맞대기 굽힘 판정 기준이며 철골 현장 기준과 같은 값이라고 단정할 수 없으므로 적용 대상을 확인하여 쓴다.

개정 연혁으로는 항만시설장비검사기준이 2021년 9월 29일 판으로 확인된다. 철골 기량검사 관련 규정은 고시와 표준시방서가 함께 적용되므로 최신 판본을 기준으로 쓴다.

6. 유형과 비교

용접사 기량시험은 용접 자세, 강재 조건, 시험 방법으로 나누어 본다. 실제 시공에서 가장 불리한 자세와 조건을 골라 시험하는 것이 원칙이다. 시험편이 불리한 조건을 대표해야 시공 중 기량을 보증할 수 있다.

용접 자세별 비교는 다음과 같다.

수직과 위보기 자세는 용융풀이 중력에 따라 흐르므로 기량이 그대로 드러난다. 따라서 현장에서 이 자세를 쓰는 경우 시험 자세로 우선 선정한다.

기량검사 대상은 강재 종류와 두께, 용접방법에 따라 나뉜다. 품질관리 구분이 다 또는 라에 해당하면 기량검사를 원칙으로 한다.