Abstract
In this study, an expansion joint that is susceptible to waterhammer was tested for its vibration durability. The operation data for the hydraulic actuator was the expansion length of the expansion joint when the waterhammer occurred. In the case of the vibration durability test, the internal temperature status of the expansion joint was assumed to be a stress factor and a lifespan prediction model was assumed to follow the Arrhenius model. A test was carried out by increasing the internal temperature status at $30^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, and $65^{\circ}C$. By a linear transformation of the lifespan data for each temperature, a constant value and activation energy coefficient was induced for the Arrhenius equation and verified by comparing the value of a lifetime prediction model with the experimental value at $85^{\circ}C$. The failure modes of the ongoing or finished test were leakage, bellows separation, and internal deformation. In the future, a composite lifespan prediction model, including two more stress factors, will be developed.
본 연구에서는 플랜트 설비 부품류 중 충격에 취약한 신축관 이음을 대상으로 수충격 발생 시 신축관 이음의 신축량을 유압식 액추에이터의 작동데이터로 적용하여 진동내구 시험을 수행하였다. 진동내구 시험 시 내구수명의 가속 요소로 신축관 내부의 온도상태를 가정하고 온도상태를 $30^{\circ}C$부터 $50^{\circ}C$ 및 $65^{\circ}C$로 가속화한 진동내구 시험을 진행하였다. 각 조건별 온도상태별 수명데이터들은 아레니우스 모델식을 따른다고 가정하고 각 수명데이터를 선형화하여 선형식의 상수값과 활성화 에너지 계수를 유도하였다. 또한 유도된 모델식으로부터 $85^{\circ}C$ 경우의 예측 수명과 $85^{\circ}C$ 온도상태에서의 시험 수명결과와 비교를 통해 작은 편차 범위내에서 유도된 모델식의 유효성을 검증하였다. 한편, 시험 중과 시험 후 발견된 신축관의 고장모드에서는 누수 및 벨로우즈 부 내부 슬리부의 이탈과 내부변형 등을 확인할 수 있었다. 향후 본 연구는 진동내구 수명의 가속요인인 온도상태 외 압력상태 등 다양한 수명변수를 적용한 복합수명예측 모델식을 개발하고 검증할 예정이다.