Fatigue Behavior of STS316L Weldments and Degradation Characteristic Evaluation by Ultrasonic Test

STS316L 용접부의 피로거동 및 초음파시험에 의한 열화특성 평가

  • Published : 2003.04.30

Abstract

STS316L had been used as the structural material for energy environmental facilities, because austenite stainless steels like 316L have superior mechanical properties of which toughness, ductility, corrosion resistant and etc. However, those welded structures are receiving severe damage due to increasing of the aged degradation. Most studies until now have been carried out against fatigue behaviors of weldments, and were not well studied on nondestructive evaluation methods. In this study, the fatigue crack propagation behavior of STS316L weldment usually used for vessels of the nuclear power plant was investigated. Also, the degradation characteristics of 316L stainless steel weldments were evaluated by the ultrasonic parameter such as ultrasonic velocity, attenuation factor and time-frequency analysis. The results of this study can be used as a basic data for the prediction of the fatigue crack life of weldments structures without disjointing or stopping service of structures in service.

STS316L은 인성, 연성, 부식저항성 등 우수한 기계적 성질 때문에 에너지환경설비 등 구조물에 널리 이용되고 있다. 그러나, 용접구조물은 가혹한 환경하에서 경년열화가 심각하다. 지금까지의 연구들은 주로 용접부의 피로균열진전거동에 관하여 수행되었고, 피로균열진전속도식의 재료상수와 비파괴적 평가의 상관성에 관한 연구는 거의 없었다. 본 연구는 SIS316L 용접부의 피로균열진전 거동을 조사하고, 초음파 파라미터로 열화특성을 평가하고 시간-주파수 분석으로 해석을 하였다. 본 연구 결과는 용접구조물의 사용기간 중 피로수명 등을 예측하기 위한 기초 데이터로서 사용될 수 있다.

Keywords

References

  1. ASM International, 'Stainleee Steels,' pp. 133-254, (1996)
  2. 임우조, 양학희, 인현만, 이진열, '부식과 방식', 원창출판사,pp. 167-244, (1998)
  3. 이택순, 양현태, 'SUS304강 용접부의 잔류응력이 피로균열진전속도에 미치는 영향' 대한용접학회지,Vol. 15, No. 4, pp. 413-419, (1997)
  4. 정기송, 강인찬, '용접한 AISI 304 스테인리스강의 피로균열 성장거동' 대한금속학회지, Vol. 27, No. 6, pp. 503-512, (1989)
  5. J. C. Lippold and W. F. Savage, Welding Research Supplement, 48-S, (1980)
  6. 西本和俊, 'ステンレスイトス鋼の鎔接 日本鎔接學會誌,Vol. 66, No. 3, pp. 156-173, (1997)
  7. 渡辺健産, '才ーステナイトステンレス鋼鎔接熱影響部の結晶成長擧動と鎔接金屬との關係' 鎔接學會論文集,Vol. 13, No. 2, pp. 262-269, (1995)
  8. 이건찬, 오정환, 남기우, 이주석, '열화된 SUS316강의 시간-주파수 해석에 의한 비파괴 평가,' 비파괴검사학회지,Vol. 19, No. 4, pp. 270-276, (1999)
  9. 박은수, 박익근, 김덕희, 안형근, '초음파 특성을 이용한 경년열화 평가,' 비파괴검사학회지, Vol. 22, No. 2, pp. 149-154, (2002)
  10. 최윤호, 김현묵, 박익근, 장경영, '2.25Cr-l Mo강의 열화도 평가를 위한 비선형 음향효과 응용법,' 비파괴검사학회지,Vol. 22, No. 2, pp. 170-176, (2002)
  11. 장영수, 김진호, 정현조, 남영현, '시간 및 주파수 영역에서의 신호처리 기술에 의한 초음파속도와 감쇠계수의 측정' 비파괴검사학회지, Vol. 19, No. 2, pp. 118-128, (1999)
  12. 이충헌, 김경애, '초음파탐상 검사,' 세진사, pp. 183-189, (1999)
  13. ASM International, 'Stainleee Steels,' pp. 508-524, (1996)
  14. 이상기, 도재윤, 남기우, 강창룡, 안석환, '316L 스테인리스강의 피로균열진전거동과 음향방출신호의 주파수특성' 한국동력기계공학회지, Vol. 4, No. 2, pp. 52-57, (2000)
  15. 오세욱, 윤한기, 남기우, 차용훈, '재료강도학', 원창출판사,pp. 124-128, (1999)