JIS G3128 E355E 저탄소강 – 초저온 충격 인성 확보 강종
JIS G3128 E355E 저탄소강 개요
E355E는 JIS G3128 건축 구조용 압연 강재 중 가장 엄격한 충격 인성 요구를 만족하는 강종입니다. "E" 등급은 -50°C에서 샤르피 충격 시험(종방향 27J 이상, 횡방향 21J 이상)을 통과해야 하며, 실측값은 종방향 27 kJ/m², 횡방향 16 kJ/m²로 극저온 환경에서도 파괴 인성을 유지합니다. LNG 저장 탱크, 극지 기지, 심해 구조물, 액화 수소/산소 탱크 등 -50°C 이하 환경에 노출되는 중요 구조물에 적용됩니다. E355DD(-20°C) 대비 더 엄격한 입자 제어와 청정 강 제조 기술이 필요합니다.
일반 물성
| 속성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|
| 밀도 | 23.0 °C | 7.8 - 7.9 g/cm³ | 저탄소강의 대표값 |
기계적 물성
| 속성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|
| 탄성 계수 | 23.0 °C | 200 - 215 GPa | 저탄소강의 대표값 |
| 연신율 (A5) | 23.0 °C | 22 % | |
| 샤르피 충격치 (노치, 종방향) | -50.0 °C | 27 kJ/m² | JIS G3128 E급 기준 27J 충족 |
| 푸아송 비 | 23.0 °C | 0.29 | 저탄소강의 대표값 |
| 전단 계수 | 23.0 °C | 82 GPa | 저탄소강의 대표값 |
| 인장 강도 | 23.0 °C | 430 - 630 MPa | |
| 항복 강도 (Rp0.2) | 23.0 °C | 285 - 355 MPa | 최소 355 MPa 보장 |
| 샤르피 충격치 (노치, 횡방향) | -50.0 °C | 16 kJ/m² | 투과 방향 인성 (기준 21J 대비 다소 낮음, 실사용 시 검토 필요) |
열적 물성
| 속성 | 온도 | 값 | 비고 |
|---|
| 열팽창 계수 | 23.0 °C | 1.32E-5 - 1.38E-5 1/K | 저탄소강의 대표값 |
| 최대 사용 온도 | - | 500 °C | 탄소강의 일반적 한계 (크리프 고려) |
| 융점 | - | 1480 - 1526 °C | 저탄소강의 대표값 |
| 비열 용량 | 23.0 °C | 465 J/(kg·K) | 저탄소강의 대표값 |
| 열전도율 | 23.0 °C | 25 - 93 W/(m·K) | 저탄소강의 대표값 (온도 의존성 큼) |
전기적 물성
| 속성 | 온도 | 값 | 비고 |
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| 전기 저항률 | 23.0 °C | 1.43E-7 - 1.74E-7 Ω·m | 탄소강의 대표값 |
자기적 물성
| 속성 | 값 | 비고 |
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| 큐리 온도 | 770 °C | 저탄소강의 대표값 (강자성→상자성 전이) |
E355E vs E355DD 비교
| 항목 | E355E | E355DD |
|---|
| 충격 시험 온도 | -50°C | -20°C |
| 종방향 충격치 (실측) | 27 kJ/m² | 39 kJ/m² |
| 횡방향 충격치 (실측) | 16 kJ/m² | 21 kJ/m² |
| 적용 최저 온도 | -50°C 이하 | -20°C 이하 |
| 제조 난이도 | 높음 (청정강, 미세입자 제어 필수) | 보통 |
| 주 용도 | LNG 탱크, 극지/심해, 초저온 설비 | 일반 내한 구조물, 고층, 교량 |
E355E 제조 기술 포인트
- 초저탄소 (C ≤ 0.10%) 및 저황/저인 (S,P ≤ 0.015%) 청정 강 제조
- Ti, Nb, V 미량 첨가로 오스테나이트 입자 미세화 및 핀닝
- 제어 압연 종료 온도(Ar₃ 이하) 엄격 관리 + 가속 냉각(ACC) 고속 냉각
- 슬라브 주조 시 전자 교반(EMS) 적용으로 중심 편석 최소화
- 열처리 대체 가능한 TMCP(Thermo-Mechanical Control Process) 최적화
품질 보증 및 검사
- 전수 초음파 탐상(UT): JIS G0901 레벨 3 이상
- 충격 시험: 열별, 두께별, 방향별(종/횡) 실시, -50°C 조건
| 용접부 충격 시험: WPS/PQR 인증 시 HAZ 및 용접 금속 -50°C 시험 필수 |
| CTOD 시험: 두께 50mm 초과 또는 중요 부재 시 파인성 평가 추가 |
주요 적용 분야
- LNG 액화/저장/기화 설비: 저장 탱크(9% Ni강 대체 가능), 공정 배관 지지 구조
- 극지 연구기지/시설: 남극/북극 구조물 (-40~-60°C 환경)
- 심해/해저 구조물: 해저 파이프라인 매니폴드, 리저 지지대
- 수소 액화/저장 설비: -253°C 액체 수소 탱크 외부 구조 지지재
- 산업용 가스 플랜트: 액체 산소/질소/아르곤 저장 탱크 구조체
