개념 한 쪽
가스절단은 연료가스와 산소의 혼합으로 금속을 예열한 뒤 고압 산소로 용융물을 불어내 절단하는 공법한다. 사용 가스의 종류에 따라 요구되는 산소량이 달라 절단 품질과 안전성에 영향을 준다. 아크 열을 예열원으로 쓰는 산소 아크 절단이나 아크와 압축공기를 함께 쓰는 에어 가우징 등 변형 공정도 존재한다.
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출제기준 단원 「가스절단」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 프로판 혼합비 선택 | 1 | 프로판 사용 시 적정 산소 공급 비율을 고르기 |
| 아크 절단 명칭 식별 | 1 | 아크와 압축 공기 병용 공정을 명칭으로 가리기 |
| 비파괴 vs 파괴 시험 구분 | 1 | 용접부 검사법 가운데 비파괴가 아닌 방식을 가리기 |
가스절단은 연료가스를 연소시켜 생성된 열로 금속을 예열하고, 이후 고순도 산소를 분사해 철과 산소의 화학 반응열로 절단을 진행하는 방식한다. 이 원리 때문에 산소와의 반응성이 높은 연강은 가스절단이 잘되는 재료이고, 비철금속이나 스테인리스, 주철 등은 절단이 어렵거나 품질이 저하된다고 본다.
연료 가스에 따라 필요한 산소의 혼합비가 다르다. 아세틸렌은 산소와 약 1:1 비율로 혼합하는 것이 일반적이나, 프로판은 화학적 성질 때문에 훨씬 많은 산소를 필요로 한다. 재료에서는 프로판 1에 대해 산소 약 4.5배를 공급하는 것이 적합하다고 설명한다.
예열 불꽃의 강도는 절단 품질과 안전성에 직접적인 영향을 미친다. 예열 불꽃이 약하면 절단면 온도가 충분히 올라가지 않아 슬래그가 잘 녹지 않고 단단하게 달라붙어 제거가 어렵고, 불완전 연소로 역화 위험이 증가한다. 따라서 적절한 예열 세기를 확보하는 것이 중요하다고 본다.
아크 열을 예열원으로 사용하는 산소 아크 절단은 아크로 금속을 예열하고 고순도 산소를 분사하여 절단하는 방식이라고 정의한다. 또한 아크 에어 가우징은 아크 열로 용융시킨 금속을 압축 공기로 불어내어 용접 결함 제거나 홈 준비에 이용되는 방법이라고 설명한다.
비파괴 시험과 파괴 시험의 구분 기준은 시편을 파괴하는가 여부이다. 초음파 탐상, X선 투과, 외관 검사는 시편을 손상시키지 않는 비파괴 검사이고, 인장 시험은 시편을 끊어내어 기계적 성질을 평가하므로 파괴 시험에 해당한다고 정리한다.
대표 예 1 — 프로판 혼합비 판단: 문제에서 산소와 프로판 혼합비를 묻는다면 재료의 권장 비율인 '프로판 1에 산소 약 4.5배'를 선택한다. 관련 보기가 3.5~4.5 범위를 제시하면 4.5가 가장 적합하다는 해석을 따른다.
대표 예 2 — 공정명 식별: '아크 열과 압축 공기를 병용해 용융물을 불어내어 홈을 파는 작업'이라는 설명이 나오면 아크 에어 가우징을 선택한다. 반대로 예열을 아크 열로 하고 산소를 절단원으로 사용하는 설명이면 산소 아크 절단을 선택한다.
대표 예 3 — 시험 분류: 용접부 검사에서 '시편을 잡아당겨 끊는 시험'이라는 설명이 있으면 인장 시험으로 파괴 시험에 해당한다고 판단하고, 초음파나 X선, 외관 검사는 비파괴 시험에 해당한다고 판단한다.
산소와 프로판 가스 절단시 혼합비로 프로판 가스 1 에 대하여 산소는 다음 중 어느 정도가 가장 적합한가?
정답 ④ · 가스 절단에서 산소와 연료 가스의 혼합비는 절단 효율과 면 상태를 좌우합니다. 아세틸렌의 경우 산소와 1:1 혼합비가 일반적이지만, 프로판 가스는 발열량이 높고 연소 속도가 느린 특성이 있어 완전 연소 및 절단 속도 확보를 위해 산소를 훨씬 많이 공급해야 합니다.
프로판 가스는 완전 연소를 위해 산소와 약 4.5:1의 비율로 혼합해야 최적 절단이 가능하다.
아크절단에 압축 공기를 병용한 방법으로 용접 현장에서 용접 결함부의 제거, 용접 홈의 준비 등에 이용되는 아크 절단은?
정답 ④ · 문항은 아크 열과 압축 공기를 병용해 용융물을 제거하는 절단법을 묻고 있다. 아크 에어 가우징은 아크로 금속을 용융시키고 압축 공기로 용탕을 날려 절단하거나 홈을 파는 방식으로, 예열·용융·블로잉의 조합 원리를 가진다.
아크 열과 압축 공기를 함께 이용해 금속을 절단하는 방법은 아크 에어 가우징이다.
배관 용접부의 비파괴 시험 검사법이 아닌 것은?
정답 ③ · 문제는 배관 용접부 검사법 중 비파괴 시험이 아닌 것을 묻고 있다. 비파괴 시험은 시편을 손상시키지 않고 결함을 찾는 방법으로 외관 검사, 초음파 탐상, X선 투과 검사 등은 이에 해당한다.
비파괴 시험은 시편을 파괴하지 않고 결함을 검사하는 것으로, 인장 시험은 시편을 끊어내는 파괴 시험이다.
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