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BS 7668:1994는 WR 355 등급을 규정합니다 — 표준의 유일한 등급 — 열간 구조용 중공 단면용 용접 가능 내후성 강재입니다. WR 355는 구리-크롬-니켈 합금 첨가물을 사용하여 안정적이고 접착력 있는 녹 층을 형성하여 추가 대기 부식을 크게 둔화시키고 많은 노출 응용 분야에서 보호 코팅의 필요성을 제거합니다. 항복 강도는 t ≤ 16 mm에 대해 최소 355 MPa입니다.
BS 7668:1994는 증강 대기 부식 저항성을 가진 열간 중공 단면 용접 구조용 강재를 위한 BSI 표준입니다 — 통칭 내후성 강재입니다. 이 표준은 단일 등급 WR 355를 규정하며, 이는 355 MPa 항복 강도 등급에 해당하며 노출된 표면에 견고하게 접착된 자체 밀폐식 녹 층 형성을 촉진하는 정의된 구리, 크롬 및 니켈 첨가물 화학 성분을 가집니다.
BS 7668은 EN 10025-5(내후성 강재 평판 및 봉형재 제품을 다룹니다)의 중공 단면 대응물입니다. 열간 중공 단면의 일반 납품 조건에 대해 EN 10210-1을 참조합니다. 이 표준은 BSI에 의해 유지되며 노출 내후성 강재 튜브 및 단면을 지정하는 영국 건축가 및 구조 엔지니어의 참조로 남아 있습니다.
범위 및 적용성
BS 7668은 다음에 적용됩니다:
- 열간 구조용 중공 단면: 원형 (CHS), 직사각형 (RHS), 정사각형 (SHS)
- WR 355 등급만
- 녹 층이 형성되고 정기적인 침수 또는 매장 없이 안정화될 수 있는 노출 환경에서 사용되는 단면
이 표준은 다음에는 적용되지 않습니다:
- 냉간 성형 중공 단면 (BS/EN 냉간 성형 표준에는 내후성 강재 등가물이 없음)
- 지하에 사용되거나 영구적으로 잠긴 또는 밀폐된 비공기 환경에 사용되는 중공 단면 (녹 층을 형성할 수 없음; 부식 이점 없음)
- 내후성 강재 평판 제품 (EN 10025-5에 다루어짐, 등급 S235W, S355W, S355WP, S355WD)
등급 범위
BS 7668은 단일 등급을 정의합니다:
| 등급 명칭 | 유형 | 항복 등급 | 부식 저항력 |
|---|---|---|---|
| WR 355 | 내후성 구조 중공 단면 | 355 MPa | 증강 대기 부식 저항성 (EACR) |
"WR" 접두사는 Weathering Resistant를 나타냅니다. "355"는 t ≤ 16 mm에서 MPa 단위 공칭 항복 강도이며, EN 10025 시스템의 S355와 일치합니다.
화학 성분 요구 사항
BS 7668:1994에 따른 WR 355 등급의 용광로 분석 한계. 범위가 명시된 경우를 제외하고 모든 값은 wt% 최대입니다.
| 원소 | 한계 | 주석 |
|---|---|---|
| 탄소 (C) | 0.16 max | 용접성을 제어합니다. 낮은 C는 CEV 준수를 지원합니다 |
| 망간 (Mn) | 0.50–1.50 | 강도 및 인성 기여 |
| 규소 (Si) | 0.10–0.50 | 탈산; 녹 층 접착력을 돕습니다 |
| 인 (P) | 0.040 max | 낮은 수준에서 녹 층 촉진 원소; 취성을 피하기 위해 제한됨 |
| 황 (S) | 0.040 max | 인성 및 용접성을 위해 제어됨 |
| 구리 (Cu) | 0.25–0.55 | 주요 내후성 원소 — 철 용해의 전기화학적 지연 |
| 크롬 (Cr) | 0.40–0.80 | 녹 층의 접착 내층을 촉진합니다 |
| 니켈 (Ni) | 0.12–0.65 | 녹 층 구조 정제, 저온 인성 개선 |
| 몰리브덴 (Mo) | 0.15 max | 선택적; 산업 환경에서 녹 층 안정성을 개선합니다 |
| 바나듐 (V) | 0.10 max | 강도를 위한 선택적 미세 합금화 |
| 알루미늄 (Al) | 0.015 min | 결정립 미세화 |
탄소 당량 (CEV):
CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 ≤ 0.47 (t ≤ 16 mm)
CEV 한계는 대부분의 실제 단면 크기 및 두께에 대해 사전 가열 없는 용접성을 보장합니다.
기계적 성질
성질은 공칭 벽 두께로 지정됩니다. BS 7668의 열간 중공 단면은 다음 최소값을 충족해야 합니다:
| 성질 | t ≤ 16 mm | 16 < t ≤ 40 mm | 40 < t ≤ 65 mm |
|---|---|---|---|
| ReH — 항복 강도 최소값 (MPa) | 355 | 345 | 335 |
| Rm — 인장 강도 (MPa) | 470–630 | 470–630 | 470–630 |
| A — 신장 최소값 % (L₀ = 5.65√S₀) | 22 | 21 | 20 |
| Charpy 흡수 에너지 (−20 °C, 종방향) | 27 J min (3-시편 평균) | 27 J | 27 J |
Charpy 시험 하위 등급: WR 355는 −20 °C 시험 온도를 지정합니다 (EN 10025 용어에서 J2 하위 등급과 동등). 시험은 종방향 시편에서 EN ISO 148-1에 따라 수행됩니다. 개별 시편 최소값은 평균 값의 70%입니다.
충격 시험 요구 사항
모든 WR 355 재료에 대해 Charpy V-노치 충격 시험은 필수입니다:
| 시험 매개변수 | 요구 사항 |
|---|---|
| 시험 온도 | −20 °C |
| 최소 평균 흡수 에너지 | 27 J (3개 시편) |
| 최소 개별 시편 에너지 | 19 J (≥ 평균 최소값의 70%) |
| 시험 표준 | EN ISO 148-1 |
| 시편 방향 | 종방향 |
충격 요구사항은 모든 두께에 대해 −20 °C에서 고정됩니다. BS 7668 내에는 JR (실온) 하위 등급 옵션이 없습니다.
추가 시험
다음 보충 시험은 해당 EN 표준에 대한 구매 주문 참조로 호출될 수 있습니다:
| 시험 | 표준 | 응용 |
|---|---|---|
| 초음파 검사 | EN 10160 | 중요한 구조 노드, 후벽 단면 |
| 치수 및 단면 공차 | EN 10210-2 | 수령 검사 |
| Z-품질 (두께 방향) | EN 10164 | Z-방향 용접 연결 |
| 가속 풍화 (녹 층 시험) | ASTM G101 또는 동등물 | 도전적인 환경에 대한 부식 저항력 지수 검증 |
부식 저항력 및 녹 층 형성
WR 355의 부식 보호 메커니즘은 코팅된 강재와 근본적으로 다릅니다:
녹 층 형성 과정: 초기 노출 시 WR 355는 탄소강과 동일한 방식으로 부식됩니다. 3–5년의 주기적인 습기-건조 노출 동안 구리, 크롬 및 니켈 첨가물은 강 표면과 외부 녹 층 사이에 견고하고 밀접하게 접착된 게르터(α-FeOOH) 내층 형성을 촉진합니다. 이 내층은 확산 장벽으로 작용하여 부식 속도를 순탄소강과 비교하여 3–8배 감소시킵니다.
부식 지수 (I): ASTM G101은 내후성 강재에 대한 부식 지수를 정의합니다:
I = 26.01(Cu) + 3.88(Ni) + 1.20(Cr) + 1.49(Si) + 17.28(P) − 7.29(Cu)(Ni) − 9.10(Ni)(P) − 33.39(Cu)²
WR 355는 일반적으로 I ≥ 6.0을 달성하며, 이는 대부분의 온대 대기 환경에서 유리한 내후성 성능의 임계값입니다.
WR 355가 잘 작동하는 환경:
- 농촌 및 도시 대기 (ISO 9223 범주 C1–C3)
- 적절한 습기-건조 순환이 있는 산업 대기
- 해안에서 떨어진 해안 위치 (해염 분무로부터 > 1–2 km)
코팅 없이 WR 355를 사용해서는 안 되는 환경:
- 직접 해양 분무 구역 (염화물 가속 부식이 녹 층 안정화를 방지함)
- 영구적으로 습한 또는 매장 상태 (습기-건조 순환 없음; 녹 층 안정화 없음)
- 밀폐된 틈새 및 물 고임 세부 사항 (갇힌 습기는 지속적인 부식을 유발함)
- 고염화물 산업 환경 (암모니아, SO₂ C4 초과)
중공 단면의 경우 특히 양쪽 끝 밀폐가 중요합니다. 개방형 중공 단면은 내부에 습기를 가두고 내부에서 부식됩니다. 내부 부식은 내후성 메커니즘에 의해 차단되지 않습니다.
UKCA vs CE 마킹
BS 7668은 BSI 제품 표준입니다. BS 7668에 따라 제조된 중공 단면이 영국 CPR에 따른 건설 제품인 경우 2025년 7월 1일 이후 그레이트브리튼 시장에 판매될 때 UKCA 마킹이 필요합니다. 제도는 BS EN 10025 구조강에 대해 설명된 것과 동일합니다. 영국 DoP는 BS 7668을 참조해야 하며 FPC 인증(시스템 2+)을 담당하는 UKAS 승인 기관의 이름을 지정해야 합니다.
교차 표준 등가물
| BS 7668 | EN 10025-5 | ASTM | JIS / 기타 |
|---|---|---|---|
| WR 355 (중공 단면) | S355W / S355WP (평판/봉형 제품) | A588 등급 A (Corten B 등가) | JIS G 3114 SMA400W |
| — | S235W | A242 유형 1 (Corten A 등가) | — |
| — | S355WD | A588 등급 B | — |
Corten A vs Corten B: 이들은 상표명이지 표준이 아닙니다. "Corten A"는 대략 ASTM A242 / EN S235W에 해당합니다 — 낮은 강도, 녹 층 형성을 위한 높은 P 함량. "Corten B"는 대략 ASTM A588 / EN S355W에 해당합니다 — 높은 강도, 낮은 P, Cr 및 Ni 추가. BS 7668의 WR 355는 Corten B / A588 / S355W 계열에 가장 가깝습니다.
주요 등가성 주의 사항:
- EN 10025-5는 평판 및 봉형 제품을 다룹니다. BS 7668은 특히 중공 단면입니다. "S355W"로 표시된 중공 단면은 일반적으로 EN 10025-5와 EN 10210-1을 조합하여 제조되며, BS 7668이 아닙니다.
- ASTM A588의 항복 강도는 WR 355의 355 MPa vs 345 MPa (50 ksi)입니다 — 설계에서 거의 의미 없는 작은 차이입니다.
- P 및 Cu의 화학 한계는 A588과 WR 355 간에 다릅니다. 교체 전 MTC에서 실제 성분을 확인하십시오.
MTC 검증 체크리스트
BS 7668 WR 355 재료에 대한 준수 미롤 시험 성적서는 다음을 포함해야 합니다:
| # | 필드 | 확인 사항 |
|---|---|---|
| 1 | 표준 참조 | "BS 7668:1994" |
| 2 | 등급 | "WR 355" |
| 3 | 단면 유형 및 치수 | 공칭 OD/폭 × 벽 두께가 있는 CHS/RHS/SHS |
| 4 | 열 번호 | 단면 끝의 표시와 일치 |
| 5 | 화학 분석 | 모든 원소가 BS 7668 한계 내; Cu 0.25–0.55%, Cr 0.40–0.80%, Ni 0.12–0.65% |
| 6 | CEV | ≤ 0.47 (t ≤ 16 mm) |
| 7 | 기계적 성질 | ReH, Rm 및 A%가 명시된 두께에 대한 요구 사항 내 |
| 8 | Charpy 결과 | −20 °C에서 3-시편 결과, 평균 ≥ 27 J, 개별 < 19 J 없음 |
자주 묻는 질문
BS 7668 WR 355에 보호 코팅이 필요합니까?
적절한 환경 (습기-건조 순환이 있는 농촌, 도시 또는 경공업)에서는 녹 층이 안정화되면 코팅이 필요하지 않습니다. 녹 층 자체는 장기 부식 장벽을 제공합니다. 그러나 표면 부식의 초기 기간 (코팅되지 않은 탄소강과 유사한 모양)이 2–5년 지속되는 것을 받아들여야 합니다. 해양 분무 영역, 영구적으로 습한 환경 또는 틈새 세부 사항에서는 녹 층이 안정화될 수 없으므로 코팅이 여전히 필요합니다.
BS 7668은 Corten강과 같습니까?
Corten은 내후성 강재의 상표명 (미국 철강 회사 / ArcelorMittal)입니다. Corten A는 대략 ASTM A242/EN S235W에 해당합니다. Corten B는 대략 ASTM A588/EN S355W/BS 7668 WR 355에 해당합니다. "Corten" 용어는 건설에서 광범위하게 사용되지만 표준 명칭은 아닙니다 — 미롤 시험 성적서는 명세 준수를 위해 실제 표준 (BS 7668, EN 10025-5 또는 ASTM A588)을 참조해야 합니다.
BS 7668 중공 단면을 사전 가열 없이 용접할 수 있습니까?
약 25–30 mm의 두께까지 WR 355는 CEV ≤ 0.47%이고 접합 구속이 과도하지 않으면 일반적으로 사전 가열 없이 용접할 수 있습니다. 더 큰 두께 또는 높은 구속에서는 75–125 °C의 사전 가열을 권장합니다. 용접 소비재는 내후성 강재 화학 성분 (구리 함유 또는 내후성 강재 용접을 위해 특별히 지정됨)과 일치해야 용접 구역에서 부식 저항력 메커니즘을 유지합니다.
BS 7668 중공 단면이 양쪽 끝을 밀폐해야 하는 이유는 무엇입니까?
중공 단면의 내부 보어는 습기-건조 순환을 받지 않습니다 — 습기는 들어갈 수 있지만 효율적으로 건조될 수 없습니다. 순환이 없으면 내후성 메커니즘은 내부에서 안정적인 녹 층을 형성할 수 없습니다. 밀폐되지 않은 중공 단면은 일반 탄소강과 동일한 속도로 내부에서 부식되며 단면이 상당한 벽 두께를 손실할 때까지 종종 감지되지 않습니다. BS 5950-1 및 BCSA의 모범 사례 지침은 습기 침입을 방지하기 위해 설립 전 양쪽 끝을 밀폐할 것을 권장합니다.
영국 기후에서 WR 355의 녹 층 안정화 시간은 얼마입니까?
중등 공기 오염 (ISO 9223 범주 C2–C3)이 있는 전형적인 영국 온대 기후에서 WR 355의 녹 층은 일반적으로 3–5년 내에 미학적으로 일관된 진한 갈색-자주색 모양으로 안정화됩니다. 처음 1–2년 동안 인접한 표면 (콘크리트, 석조, 포장)의 갈색 유출 변색을 예상해야 하며 적절한 배수 간격 및 희생 변색 수당을 제공하여 설계해야 합니다.
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