WPS·PQR·PQT

왜 배우는가: WPS와 PQR은 용접 품질관리의 출발점이며, 두 문서의 정의와 목적, 작성 순서를 묻는 문제가 여러 회차에 걸쳐 반복됐다. 세 개념이 하나의 흐름으로 연결된다는 점을 이해해야 논술 답안의 구조를 잡을 수 있다.

출제 이력: 제128회 3교시 3번, 제126회 3교시 3번, 제120회 3교시 3번, 제116회 3교시 5번, 제110회 3교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

용접절차사양서(WPS)는 용접 품질을 일정하게 확보하도록 용접 방법과 조건을 정한 공식 서면 지침이다.

WPS는 용접 작업자나 용접사가 따라야 하는 기준 문서이고, 그 조건이 실제로 건전한 용접부를 만든다는 근거는 절차인정기록서(PQR)가 준다. 답안의 첫 줄은 WPS 정의로 시작하고, PQR과 절차인정시험(PQT)을 한 문장씩 이어 쓰는 것이 기본 구성이다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 용접절차사양서(WPS): 용접 방법과 조건을 정한 서면 지침이다.
• 절차인정기록서(PQR): 시험용접 결과를 기록한 문서이다.
• 절차인정시험(PQT): 시험편을 용접하고 검사하는 인정 절차이다.
• 예비용접절차서(PWPS): 인정되기 전의 WPS이다.
• 필수변수: 변경 시 재인정이 필요한 용접 변수이다.
• 특수공정: 결과를 검사만으로 확인하기 어려운 공정이다.
• 용접사 자격: 용접사 개인의 기량을 증명하는 시험이다.

WPS, PQR, PQT는 독립된 문서가 아니라 하나의 흐름으로 연결된다. PQT가 시험편을 실제로 용접하고, PQR이 그 결과를 기록하며, WPS가 인정된 조건을 생산 현장의 지침으로 옮긴다. 세 개념을 이 순서로 설명하면 답안의 논리가 끊기지 않는다.

2. 개념 풀이

용접절차사양서(WPS)는 제품 생산 중 용접이 어떻게 진행되어야 하는지를 나타낸 공식 서면 문서이다. 용접 방법, 모재, 용가재, 예열, 용접기술 같은 변수를 정해 용접 작업의 계획과 품질관리를 지원하는 것이 목적이다. 제작사는 이음과 용접 방법마다 WPS를 따로 작성하며, 특정 규격이나 학회 규격이 작성의 기준을 제공하는 경우가 많다.

WPS의 내용은 시험으로 검증된 조건이어야 하며, 이를 증명하는 문서가 절차인정기록서(PQR)이다. PQR은 WPS의 변수대로 시험용접을 실시하고, 시험편에 기계적 시험과 비파괴검사를 수행한 결과를 기록한 문서이다. 따라서 WPS는 작성자의 의도를 적은 문서가 아니라 검증된 조건의 집합으로 이해해야 한다. PQR이 인정한 범위 안에서만 WPS를 생산용접에 적용할 수 있다.

용접 변수는 흔히 용접 방법, 모재, 용가재, 이음 설계, 용접 자세, 예열과 층간온도, 후열처리, 입열량 등으로 나눠 다룬다. 이 값들이 바뀌면 용입 깊이, 비드 형상, 기계적 성질이 달라지므로 WPS에 명시하고 PQR로 검증해야 한다. 변수 중 기계적 성질이나 접합부 건전성에 영향을 주는 것을 필수변수라 하며, 필수변수 변경 시 PQR 재인정이 기본 원칙이다.

절차인정시험(PQT)은 WPS를 인정하기 위해 시험편을 실제로 용접하고 검사하는 절차이다. 개별 용접사의 기량을 확인하는 용접사 자격시험과는 대상이 다르며, 용접사 자격은 용접자 자격 시험 기록(WQTR)으로 따로 기록된다. 인정 전의 WPS는 예비용접절차서(PWPS)로 분류되고, 시험 결과에 따라 WPS로 확정된다.

ASME Sec. IX는 WPS를 PQR로 인정하고, 용접사와 용접 작업자를 성능시험으로 자격 부여하는 체계를 규정한다. 용접 외에도 브레이징과 플라스틱 융착의 절차 인정 체계를 같은 구조로 함께 다룬다.

3. 등장 배경과 필요성

용접은 고온에서 금속을 녹여 접합하므로 용접부의 품질은 입열량, 예열, 용가재, 보호가스 등 여러 조건의 조합에 좌우된다. 작업자의 숙련도에만 맡기면 같은 이음에서도 결과가 달라지고, 사후 검사만으로는 결함의 원인을 바로잡기 어렵다. 그래서 용접 전에 조건을 문서로 정하고, 그 조건이 건전한 용접부를 만든다는 사실을 시험으로 확인하는 절차가 필요해졌다.

특수공정은 결과를 검사로 완전히 확인할 수 없어 공정 자체를 관리해야 하는 공정이다. 품질시스템 규격은 용접을 특수공정으로 분류하고, 서면 절차에 따라 수행하도록 요구한다. 응용규격이 인정 방법을 특별히 정하지 않은 경우에는 계약 당사자가 합의하여 절차 인정 방법을 정한다.

모든 용접작업은 생산 전에 계획되어야 하며, 용접계획에는 모든 용접 이음에 대한 WPS가 포함되어야 한다. WPS의 수준은 선택된 인정 방법과 맞아야 하므로, 인정되기 전의 문서는 PWPS로 구분해 관리한다. 이 구분이 있어야 어떤 조건이 시험으로 검증되었는지 추적하고, 변경 시 재인정 여부를 판단할 수 있다.

WPS 작성은 절차번호, 모재 등급, 두께 범위, 용접 위치, 예열의 최소 온도, 층간온도, 용접 후 열처리, 용접기술 등 항목을 정하는 것에서 시작한다. 이후 인정 시험용접을 입회 아래 실시하고, 시험 중 용접전류와 예열 등 상세 조건을 기록한다. 시험 결과를 PQR로 정리한 뒤에야 인정된 WPS를 생산용접에 사용할 수 있다.