신규 공급사의 스테인리스 볼밸브 샘플은 어떻게 승인하는가
핵심 요약
볼밸브 샘플 승인이 증명하는 것은 그 한 개가 도면에 맞았다는 사실뿐이다. 바디의 용해 번호를 증명서와 대조하고, 주문서의 도면 개정판 기준으로 모든 치수를 측정하고, 밸브를 열어 보고 누설 시험을 다시 한다. 휴대용 XRF는 탄소를 읽지 못하므로 316과 316L을 구분하지 못한다. 새 금형이나 새 시트 공급사처럼 어떤 변경이 공장을 다시 승인 절차로 돌려보내는지 적어 둔다.
볼밸브 샘플을 승인하면 실제로 무엇이 증명되는가
한 번의 용해로 하루에 만든 한 개가 도면과 주문서에 맞았다는 것이 증명된다. 샘플을 만든 경로가 주문품을 만들 경로와 같다는 것을 공장이 보여 주기 전까지는, 두 번째 용해나 열 번째 로트에 대해서는 아무것도 말해 주지 않는다.
항공우주와 자동차 업계의 구매자는 이 둘을 별개의 질문으로 다룬다. SAE AS9102는 초도품 검사 보고서를 정의하며, 샘플 부품이 고객 사양에 따라 생산되고 검사되었음을 증명하는 문서다. 자동차 업계의 PPAP는 실물 샘플 부품, 치수 결과, 재질과 성능 시험 기록, 초기 공정 연구를 한 건의 제출 서류로 묶는다. 둘 다 다른 산업에서 온 것이므로 그 구조를 밸브 계약에 쓰는 것은 선택이고, 그 선택은 주문서에 명시해야 한다.
기존 공급처를 바꾸는 구매자는 다시 세워야 할 것이 더 많고, 그 목록은 밸브 공급사를 바꿀 때 무엇을 재인증해야 하는가에 있다. 이 글은 검사대 위의 한 개에 집중한다.
볼밸브 샘플에는 어떤 서류가 따라와야 하는가
세 가지다. 부품과 개정판의 식별 정보, 재질과 공정과 시험의 증거, 그리고 모든 치수에 실측값이 붙은 도면. AS9102의 구조가 이것이다. InspectionXpert의 요약에 따르면 양식 1은 부품을 식별하고, 양식 2는 재질과 공정 사양, 특수 공정, 기능 시험을 다루며, 양식 3은 번호 풍선이 붙은 도면의 모든 특성을 다룬다. 볼밸브에 대응시키면 서류 패키지는 아래 표와 같다. 이 대응은 개작이며 규격 원문이 아니다.
| 패키지의 부분 | 볼밸브에 담을 내용 |
|---|---|
| 식별 정보 | 부품 번호, 도면 개정판, 재질 등급, 크기, 연결 방식, 그리고 주문서에 명시된 시험 규격 |
| 재질, 공정, 시험 | 바디와 볼 재질의 증명서, 열처리 기록, 재질 등급과 공급사별 시트와 실, 압력, 유지 시간, 시험 매체가 적힌 시험 기록 |
| 특성 | 모든 치수에 번호를 붙인 도면과 각 번호에 대응하는 실측값 |
도면은 있는데 실측값이 없는 패키지는, 표지가 무엇을 말하든 치수가 기록되지 않았다는 뜻이다. 양식은 공장이 정하되, 도면의 모든 번호 옆에 실측값이 있어야 한다.
번호를 붙일 특성은 주문서가 관리하는 것이어야 한다. 대표적인 후보는 보어, 끝단 간 길이 또는 면간 길이, 연결부 나사 또는 용접 개선, 그리고 구동기가 붙는 밸브라면 장착 패드와 스템 끝이며, 이는 ISO 5211 플랜지 치수에 정리되어 있다. 도면의 번호 풍선과 보고서의 행이 같은 집합이 되도록, 샘플을 만들기 전에 공급사와 목록을 합의한다.
샘플의 서류를 밸브와 어떻게 대조하는가
측정에 앞서 세 쌍을 대조한다. 바디와 증명서의 용해 번호, 증명서와 주문서의 재질 등급, 보고서와 주문서의 도면 개정판이다. 바디의 표시를 찾아 용해 번호를 읽고, 증명서에서 같은 번호를 찾는다. 바디에 용해 번호 표시가 없으면 밸브 자체는 증명서와 연결할 수 없고, 그 연결은 공장의 기록에서 나와야 한다. 직접 고른 밸브에서 그 연결을 거슬러 추적하는 방법은 공장 감사 글에 있다.
어느 한 쌍이라도 맞지 않으면 멈출 이유가 된다. 그 뒤에 측정하는 모든 것이 잘못된 기준에 대해 측정한 것이 되기 때문이다.
스테인리스 볼밸브 샘플에서 무엇을 측정할 수 있는가
표시, 합금, 탄소, 치수, 내부 부품, 닫힘, 토크다. 각각은 이 한 개에 대해서만 말해 준다. 표는 각 검사가 확인하는 것과 열어 두는 것을 보여 준다.
| 검사 | 방법 | 확인되는 것 | 열려 있는 것 |
|---|---|---|---|
| 표시와 용해 번호 | 육안, 증명서와 대조 | 증명서가 이 부품의 것이다 | 그 용해가 재질 등급을 충족했는지. 이는 화학 성분 행이 필요하다 |
| 합금 원소 | 휴대용 XRF | 크롬, 니켈, 몰리브덴이 316계 등급의 범위에 있다 | 탄소 |
| 탄소 | OES 또는 LIBS, 또는 3.1 증명서의 화학 성분 행 | CF8M인지 CF3M인지. ASTM A351의 탄소 최대치는 각각 0.08%, 0.03% | 다음 용해 |
| 치수 | 번호 풍선이 붙은 도면에 대해 캘리퍼스 또는 CMM, 주문서가 인용하면 면간 길이를 ASME B16.10과 대조 | 이 한 개가 그 도면 개정판에서 맞는다 | 개체 간 편차 |
| 내부 부품 | 3피스 밸브를 분해한다 | 시트와 실의 재질, 볼과 스템 실의 상태 | 다음 시트 로트도 같은지 |
| 닫힘 시험 | 주문서의 규격으로 다시 실시 | 이 한 개가 그날 그 절차로 밀봉되었다 | 사용 후 시트의 거동 |
| 작동 토크 | 토크 렌치 또는 토크계, 기동 토크와 운전 토크 | 이 한 개가 움직이는 데 필요한 힘 | 몇 달 방치한 뒤에 필요한 힘 |
ASME B16.10은 동일한 재질, 형식, 크기, 압력 등급, 연결 방식의 밸브에 대해 설치 호환성을 주기 위해 직통형 밸브의 면간 및 끝단 간 치수를 다룬다. 인용하기 전에 주문서에 명시한 판이 어떤 연결 방식을 다루는지 확인한다.
휴대용 XRF 분석기는 316과 316L을 구분할 수 있는가
아니다. XRF는 316계 강을 식별하는 원소는 측정하지만 탄소는 측정하지 못하므로, L 등급과 표준 등급을 구분하지 못한다. Thermo Fisher의 PMI 기술 안내는 이를 직접 밝힌다. XRF는 316 스테인리스강을 식별하는 데 필요한 원소를 측정할 수 있지만, 그것이 L 등급인지 H 등급인지를 정하는 탄소는 측정할 수 없다. 탄소를 읽는 방법은 두 가지가 더 있다.
| 방법 | 탄소를 읽는가 | Thermo Fisher의 설명 |
|---|---|---|
| 휴대용 XRF | 아니오 | XRF 분석기로는 탄소를 측정할 수 없다 |
| OES(발광분광분석) | 예 | 탄소를 측정하여 재질 등급을 판정하는 데 쓰인다 |
| LIBS | 예 | 탄소 같은 경원소를 낮은 농도로 측정할 수 있다 |
그러므로 주조 바디에서 XRF 판독이 통과했다는 것은 CF8M과도 일치하고 CF3M과도 똑같이 일치한다. ASTM A351의 탄소 최대치는 각각 0.08%와 0.03%다. 주문서가 저탄소 등급을 요구한다면 탄소량은 그 용해의 증명서나 OES 또는 LIBS 측정값에서 얻어야 한다. 주조 등급은 CF8M은 316과 같은가에 정리되어 있다.
EN 10204의 2.1, 2.2, 3.1, 3.2 유형은 무엇이 다른가
2.1과 2.2는 제조사 문서이며, 2.2는 비특정 검사를 보고한다. 3.1과 3.2는 납품된 제품의 검사를 보고하고, 3.2는 두 번째 확인자가 더해진다. 표는 Wermac과 Project Materials가 요약한 규격의 정의를 따른다.
| 유형 | 문서 | 뒷받침하는 검사 | 확인자 | 샘플에 대해 알려 주는 것 |
|---|---|---|---|---|
| 2.1 | 주문 적합 확인서 | 명시 없음, 시험 결과 없음 | 제조사 | 공장이 샘플이 적합하다고 말한다는 것. 결과는 첨부되지 않는다 |
| 2.2 | 시험 성적서 | 비특정 검사 | 제조사 | 공정이 보통 무엇을 만들어 내는지, 이 한 개가 아니다 |
| 3.1 | 검사증명서 3.1 | 특정 검사 | 생산 부서에서 독립된 제조사의 권한 있는 검사 대표 | 증명서가 발행된 용해 또는 로트의 결과 |
| 3.2 | 검사증명서 3.2 | 특정 검사 | 3.1과 같고, 여기에 구매자의 권한 있는 대표 또는 법규가 지정한 검사원 | 3.1과 같고, 제2자가 확인했다 |
특정 검사는 납품 전에, 공급되는 제품 또는 그 제품이 속한 시험 단위에 대해 실시한다. 비특정 검사는 제조사 자체의 절차에 따라, 반드시 납품되는 제품은 아닌 제품에 대해 실시한다. 일부 요약은 3.2의 두 번째 확인자로 제3자 검사원을 든다. 그러므로 계약서에는 그것이 누구인지 적어야 한다.
샘플의 경우 이는 2.2 문서가 공정이 보통 만들어 내는 것을 설명할 뿐 손에 든 밸브를 설명하지 않는다는 뜻이다. 3.1도 발행된 용해 또는 로트만 덮는다. 그것이 이 한 개를 덮는지는 대조 단계에서 확인한 표시에 달려 있다.
샘플의 누설 시험을 왜 다시 하는가
결과 하나는 개체 하나의 결과이고, 샘플은 직접 시험할 수 있는 유일한 개체이기 때문이다. 주문서가 명시한 규격과 합격 기준으로 시험을 다시 한다. API 598은 새것이고 깨끗하며 구속되지 않은 밸브를 38 °C에서 시험하며, 1년 동안 온도에 노출된 뒤의 시트에 대해서는 아무것도 말하지 않는다. 이는 API 598은 세 가지 시험이다에서 설명한다. 어떤 규격을 명시했는지가 “시험했다”는 말보다 중요하다. ISO 5208에는 누설 등급이 열 개 있고, “규격에 따라 시험함”이라고 적힌 증명서는 그중 어느 것에나 해당할 수 있으며, 연질 시트 밸브에 대한 API 598의 무누설 기준과는 큰 차이가 날 수 있다. 수치는 API 598인가 ISO 5208인가에 있다. 샘플을 만들기 전에 규격, 등급, 시험 매체를 주문서에 적는다.
어떤 변경이 공급사를 다시 승인 절차로 돌려보내는가
새 개정판, 새 주조 경로, 새 시트 또는 실의 공급처, 새 금형, 새 공장, 또는 생산의 긴 공백이다. InspectionXpert가 SAE 규격을 요약한 바에 따르면 AS9102는 신제품, 설계 변경, 재질 또는 공급처 변경, 그 부품을 마지막으로 생산한 뒤 2년을 넘긴 공백, 그리고 공정, 공구, 소재지의 변경에서 초도품을 요구한다. Kaizen Institute가 설명하는 PPAP는 새 부품, 설계 변경 통지에 따른 변경, 금형의 교체 또는 추가, 새 공급사 또는 재질 공급처, 새 장소로의 이전에서 새로운 제출을 요구한다.
두 목록 모두 밸브 규격에서 나온 것이 아니므로 밸브 주문서는 자체 목록을 갖추어야 한다. 주조 볼밸브에 쓸 수 있는 실무용 목록은 다음과 같다.
- 새 도면 개정판
- 다른 주조 경로 또는 다른 주조소
- 다른 시트 또는 실 공급사, 다른 재질 등급
- 새 금형 또는 교체한 금형
- 다른 공장에서의 생산
- 그 부품을 마지막으로 만든 뒤 긴 공백
2년이라는 공백은 SAE의 수치다. 밸브 주문서는 다른 기간을 정할 수 있다.
샘플 승인은 어떤 순서로 하는가
- 기준을 먼저 고정한다. 샘플을 만들기 전에 도면 개정판, 재질 등급, 시험 규격, 합격 기준, 시험 매체를 문서로 정한다. 이후의 모든 측정은 이 기준에 대해 이루어진다.
- 양산 경로를 명시한다. 샘플은 양산 금형과 양산 주조 경로로 만들어야 한다고 적고, 공장에 어느 경로로 만들었는지 확인해 달라고 요청한다.
- 샘플과 함께 서류 패키지를 요구한다. 식별 정보, 증명서가 붙은 재질과 시험, 그리고 모든 번호에 실측값이 대응하는 번호 풍선이 붙은 도면. 각 증명서의 EN 10204 유형도 요청한다.
- 서류를 실물과 대조한다. 바디 표시와 용해 번호, 증명서의 재질 등급과 주문서, 보고서의 개정판과 주문서를 대조한다. 한 쌍이라도 맞지 않으면 멈춘다.
- 측정한다. 주문서가 관리하는 모든 특성을 직접 쓰는 계측기로 잰다. 주문서가 ASME B16.10을 인용하면 면간 길이를 그 규격과 대조한다.
- 열어서 본다. 3피스 밸브는 분해한다. 시트와 실의 재질, 볼과 스템 실의 상태를 기록한다.
- 누설 시험을 다시 한다. 주문서에 명시된 규격, 합격 기준, 시험 매체를 쓰고, 압력과 유지 시간이 적힌 기록을 보관한다.
- 결과를 기록하고 그 한 개를 보관한다. 각 실측값을 도면 값 옆에 적고, 승인은 명시한 개정판과 경로를 기준으로 서명하고, 승인된 한 개에 태그를 달아 이후 로트의 기준으로 삼고, 공급사를 다시 승인 절차로 돌려보내는 변경을 목록으로 만든다.
샘플 한 개로는 무엇을 알 수 없는가
용해와 용해 사이, 로트와 로트 사이의 편차. 다음 주물이 샘플을 부은 주조소에서 나오는지. 공장이 가진 인증이 주문품을 출하할 공장을 덮는지, 이는 밸브 제조사의 인증은 실제로 무엇을 증명하는가에서 다루는 질문이다. PPAP가 초기 공정 연구를 요구하는 것은 이 때문이며, 샘플 한 개에는 그런 자료가 없다.
자주 묻는 질문
볼밸브의 초도품 검사란 무엇인가?
양산 경로로 만든 샘플이 도면과 주문서에 맞는지 확인하는 문서화된 검사다. 항공우주 부품의 AS9102 양식은 부품 식별, 재질과 공정과 시험, 그리고 모든 도면 특성에 대한 실측값을 다룬다. 밸브 구매자는 이 구조를 빌려 쓸 수 있고, 밸브 주문서는 주문서에 명시할 때에만 이를 적용한다.
샘플 승인은 공장 감사와 같은가?
아니다. 샘플 승인은 한 개를 도면에 대해 시험한다. 감사는 공장의 체계가 스스로 주장하는 증거를 계속 만들어 내는지 시험한다. 샘플에 합격해도 감사가 필요 없어지지 않고, 감사에 합격해도 부품을 직접 볼 필요가 없어지지 않는다.
휴대용 XRF 분석기는 316과 316L을 구분할 수 있는가?
아니다. 크롬, 니켈, 몰리브덴은 확인하지만 L 등급과 표준 등급을 가르는 탄소는 측정하지 못한다. 주조 바디에서는 CF8M과 CF3M을 구분하지 못한다는 뜻이다. 탄소량은 해당 용해 번호 증명서의 화학 성분이나 발광분광분석(OES) 또는 LIBS 측정값에서 얻어야 한다.
EN 10204 3.1과 3.2는 무엇이 다른가?
둘 다 납품된 제품에 대한 특정 검사를 보고한다. 3.1 증명서는 생산 부서에서 독립된 제조사의 권한 있는 검사 대표가 확인한다. 3.2는 여기에 구매자의 권한 있는 대표, 또는 법규가 지정한 검사원이 더해진다.
샘플에 딸린 3.1 증명서는 주문 전체를 덮는가?
발행된 그 용해 또는 로트만 덮는다. 다음 용해에는 자체 증명서가 필요하고, 증명서가 특정 밸브의 것이 되려면 바디에 둘을 연결하는 표시가 있어야 한다.
샘플은 양산 금형으로 만들어야 하는가?
그렇다. 주문서에도 그렇게 적어야 한다. 봉재 가공이나 프린트한 왁스 패턴으로 만든 샘플은 설계가 만들어질 수 있다는 것을 보여 줄 뿐이다. 주문품을 공급할 주조 경로를 설명하지는 않는다.
관련 문서
참조 규격 및 자료: SAE AS9102 초도품 검사는 InspectionXpert의 AS9102 요약을 통해, AIAG PPAP는 Kaizen Institute의 PPAP 안내를 통해, EN 10204(검사 문서의 유형)는 UNI의 규격 미리보기, Wermac의 요약, Project Materials의 요약을 통해 확인했다. 그 밖에 ASTM A351/A351M(CF8M과 CF3M의 탄소 상한), ASME B16.10(면간 치수), XRF, LIBS, OES에 관한 Thermo Fisher 글, 그리고 API 598과 ISO 5208은 위에 연결한 두 글을 참조했다.
AS9102, PPAP, EN 10204에 대한 설명은 공개된 요약과 규격 미리보기에서 가져왔으며, 규격 전문은 확인하지 못했다. 계약서가 인용하는 판의 조항 문구를 확인할 것. 샘플 수량, 공차, 토크 상한, 시험 유지 시간은 각각 주문서의 도면과 규격에 속하므로 제시하지 않는다. 표지 이미지는 생성한 일러스트이며 특정 공장이나 제품의 사진이 아니다.