후방복사 초음파를 이용한 TMCP강의 부식피로 손상평가

Assessment of Degradation by Corrosion Fatigue of TMCP Steel using a Backward Radiated Ultrasound

  • 김영환 (성균관대학교 기계공학부) ;
  • 배동호 (성균관대학교 기계공학부) ;
  • 박진형 (성균관대학교 기계공학부) ;
  • 유형주 (성균관대학교 기계공학부) ;
  • 권성덕 (안동대학교 물리학과) ;
  • 송성진 (성균관대학교 기계공학부)
  • Kim, Y.H. (School of Mechanical Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Bae, D.H. (School of Mechanical Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Park, J.H. (School of Mechanical Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Yu, H.J. (School of Mechanical Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Kwon, S.D. ;
  • Song, S.J. (School of Mechanical Engineering, Sungkyunkwan University)
  • 발행 : 2003.08.30

초록

후방복사 레일리 표면파를 사용하여 부식피로에 의한 재료손상을 평가하였다. $25^{\circ}C$, 3.5 wt.% NaCl 수용액에서 TMCP 강재에 대하여 하중의 크기를 변화시키면서 부식피로 시험을 수행하였다. 각각의 시험편에 대해서 입사각에 따른 후방복사 초음파의 진폭변화를 측정하였다. 후방복사 프로파일이 최대가 되는 입사각으로부터 레일리 표면 탄성파의 속도를 결정하였는데, 부식피로 시험에서 파손수명이 길었던 시험편에서의 표면탄성파의 속도가 더 느렸다. 이 사실은 시험편 표면에 발생한 부식손상이 주로 부식환경에 놓인 시간에 의존함을 의미한다 본 연구에서 얻어진 결과는 후방복사된 레일리 표면 탄성파가 노후 재료의 부식손상을 비파괴적으로 평가하는데 유용한 도구임을 보여주었다.

Material degradation due to corrosion fatigue was evaluated nondestructively using backward radiated Rayleigh surface wave. h corrosion fatigue test was carried out for the specimens made of thermo-mechanically controlled process steel in 3.5wt.% NaCl solution at $25^{\circ}C$. The backward radiation profile, which is the amplitude variation of backward radiated ultrasound according to the incident angle, of the specimens were measured in water at room temperature after the corrosion fatigue test. The velocity of Rayleigh surface wave, determined from the incident angle at which the profile of the backward radiated ultrasound became maximum, decreased for the specimen that had the large number of cycles to failure in the corrosion fatigue test. This fact implies that the corrosion degradation occurred at specimen surface in this specific test is dominantly dependant on the me exposed to corrosion environment. The result observed in the present work demonstrates the high potential of backward radiated Rayleigh surface wave as a tool for nondestructive evaluation of corrosion degradation of aged materials.

키워드

참고문헌

  1. 박진형,'강의 부식열화도 및 부식피로강도 평가 방법 개발' 석사학위 논문, 성균관대학교, 수원, (2003)
  2. R. J. Blake and L. J. Bond, 'Rayleigh wave scattering from surface features: up- steps and troughs,' Ultrason., Vol. 30, No.4, pp. 255-265, (1992) https://doi.org/10.1016/0041-624X(92)90085-Z
  3. S. Sasaki, 'Back reflection of ultrasonic wave obliquely incident to solid surface in water,' Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 2, pp. 198, (1963) https://doi.org/10.1143/JJAP.2.198
  4. P. Lcmaitre, V. Buglino, F. Lakestani and R. Denis, 'Ultrasonic imaging and characterisation of surface breaking cracks in silicon nitride by leaky Rayleigh waves,' J. Europ Cer Soc, Vol. 12, pp. 15-25, (1993).
  5. S. D. Kwon, D. H. Bae, S. J. Song and Y. Z. Lee, 'Nondestructive Evaluation of the Characteristics of Degraded Materials Using Backward Radiated Ultrasound,' KSME Int., Vol. 16, No.9, pp. 1084-1092, (2002)
  6. 권성닥, 윤석수, 송성진, 배동호,'후방복사된 초음파를 이용한 12Cr강 부식 피로특성 평가' 비파괴검사학회지, 제20권 5호, pp. 397-401 (2000)
  7. 송성진, 김영환, 배동호, 정민호, 권성덕,'후방복사된 초음파를 이용한 터빈 블레이드 재료의부식열화특성 평가,' 대한기계학회 논문집, 제 26권 제 11호, pp. 2322-2327 (2002)
  8. S. -J. Song, Young H. Kim, D. H. Bae, M. H. Jung and S. -D. Kwon, 'Evaluation of corrosion degradation of 12Cr alloy steel using an ultrasonic backward radiation,' Int. J. Mod. Phys. B, Vol. 17, No. 8&9, pp.1653-1658 (2003) https://doi.org/10.1142/S0217979203019460
  9. 송성진, 김영환, 정민호, 권성덕,'고무접합이 후방복사된 라키 램파 프로파일에 미치는 영향,' 비파괴검사학회지, 제 22권 제 5호, pp. 508-515 (2002)
  10. S.-D. Kwon, M.-S. Choi and S.-H. Lee, 'The application of ultrasonic backward radiation from a layered substrate submerged in liquid,' NDT&E into 33 (5), 275-281, (2000)