• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.2
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• pp.1-11
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• 1995

고온설비에 사용되고 있는 고온재료의 재료특성 변화와 이의 평가방법에 대하여 극히 제한된 범 위에서 개략적으로 기술하였다. 이러한 고온설비의 재질열화에 대한 대책은 초임계압 화력발 전설비 등을 비교적 조기에 도입한 선진국은 물론 최근 발전설비의 보일러 및 터빈을 비롯하여 석유화학 설비의 압력용기 등과 같이 고온.고압 하에서 장시간의 운전이력을 갖는 고온기기의 수가 증가하는 상태에 있는 우리나라에 있어서도 이들 설비의 정확한 수명진단과 장수명화 기 술의 개발은 시급히 해결해야할 과제로 되고 있다. 또 이러한 문제들은 대부분 용접 부위가 문제점으로 제시되고 있다. 따라서 이를 원활히 해결하고 확실한 진단과 잔여수명예측에 대한 기술의 개발을 위해서는 산.학.연의 공동연구를 통하여 종합적이고 체계적인 연구가 절실하게 요구되며, 상호 습득하고 있는 정보교환도 중요하다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.111-111
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• 2018

ASTM A387-Gr.91 강은 우수한 고온 강도, 크리이프 저항성 그리고 내산화성 등으로 인해 화력 및 바이오매스 발전 시설과 같은 고온 설비의 구조재료로 널리 사용되고 있다. 고온 환경에서 높은 강도는 탄화물과 탄질화물에 의한 석출강화가 주 요인으로 작용한다. 열처리 과정에서 Mo, Cr, Mn, 그리고 Fe는 구-오스테나이트 및 마르텐사이트 라스 입계에 $M_{23}C_6$ 탄화물로 석출되며, V, Nb, 및 N은 조직 내부에 미세한 MX 탄질화물로 석출된다. 따라서 합금의 고온 강도는 조직 내 석출물의 개수밀도와 크기에 크게 의존한다. 그러나 적용 환경의 특성 상 고온 노출에 따른 2차상 석출 및 조대화의 조직열화 현상이 발생하며, 이는 재료의 강도를 저하시킨다. 본 연구에서는 ASTM A387-Gr.91 강의 미세조직 열화에 따른 강도저하 및 파괴 양상을 고찰하는데 그 목적을 두었다. 본 연구에서 사용된 ASTM A387-Gr.91 강의 화학성분(wt, %)은 0.1 C, 0.38 Si, 0.46 Mn, 0.25 Ni, 8.38 Cr, 0.93 Mo, 0.18 V, 0.09 Nb, 그리고 나머지는 Fe 이다. 조직열화 및 기계적 강도저하 특성을 평가하기 위한 등온열화는 $650^{\circ}C$의 대기 환경에서 최대 1000시간동안 실시하였다. 열화된 시험편의 미세조직 및 탄화물에 대한 분석은 SEM과 EDS를 이용하여 실시하였다. 그리고 기계적 강도 평가는 인장실험과 비커스 경도시험을 통해 실시하였다. 또한 열화 시간에 따른 파단양상의 변화를 관찰하기 위해 인장시험편의 파단면을 SEM과 EDS를 이용하여 분석하였다. 그 결과, 열화에 따른 마르텐사이트 라스의 소실, 탄화물의 조대화, 그리고 2차상 석출의 조직 열화현상이 나타났다. 또한 기계적 강도는 조직 열화에 따라 저하되는 경향을 나타냈다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.46-46
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• 2003

고크롬강은 산업용 발전설비의 효율적인 열교환을 위해 수천개의 튜브로 구성된 보일러에 적용되고 있다. 이러한 보일러 튜브는 고온에 노출되어 있으며, 튜브 내면에는 고온의 증기가 고압으로 존재하고 있다. 따라서 보일러 튜브는 장기간 고온의 환경에서 사용되기 때문에 고온강도와 고온내산화 및 내부식 특성이 요구된다. 보일러 튜브의 열화는 이세조직 변화에 따른 고온강도의 저하를 재료내부의 열화와 고온산화 및 부식 등 외부환경에 의 한 열화로 크게 두 가지로 대별된다. 이러한 보일러 튜브의 수명평가는 튜브의 수명을 미리 예측하여 적절한 시점에 교체함으로서 운전 중 손상에 따른 발전정지 등을 방지하여 막대한 비용을 절감할 수 있기 때문에 현장에서는 중요한 의미를 갖는다. 본 연구에서는 보일러 튜브의 여러 가지 수명평가 방법 중 현재 산업용 발전설비의 보일러에 적용되고 있는 X-20 고크롬강의 고온산화 거동을 조사하여 향후 보일러 튜브의 수명평가 방법 중 산화스케일을 이용한 방법에 활용하는데 있어 기초 자료로 이용하고자 한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.3
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• pp.253-263
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• 1996

고온.고압하에서 장시간 사용되는 고온부재용 구조물은 경년열화현상을 나타낸다 그러므로 구조물의 안정성 측면에서 재질열화의 정도를 정량적으로 평가하는 것이 중요하다. 그러나 실기 구조물에서 채취할 시험편의 크기와 수는 제한이 되기 때문에 새로운 비파괴적인 평가법이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 화력발전설비에 이용되는 탄소강과 페라이트강에 대한 열화도의 평가를 위해 입계부식법의 적용 가능성을 조사한다. 시험결과, 재질열화의 정도는 사용시간보다 사용온도에 더 큰 영향을 받았으며, Larson-Miller인자와 열화도([$\Delta$DBTT]SP)사이의 관계는 선형적이었으나, 강종에 따라 다른 기울기를 보였다. 반면, 연성-취성천이온도 ([$\Delta$DBTT]SP)와 격자절단비(Ni/No)와 관계는 강종에 무관하게 선형적인 비례관계를 나타내었다. 또한, [$\Delta$DBTT]SP와 Ni/No 의 관계로부터 입계부식법은 페라이트계 강뿐만아니라 탄소강에 대해서도 유용한 재질열화 평가 방법임을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.51-51
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• 2009

Ni 기 초내열합금은 원자력 발전설비의 열교환기용 재료를 비롯한 발전용 가스터빈, 제트엔진, 화학공장용 튜브 및 파이프재료 등 우수한 고온 기계적 특성 및 고온 내식성을 요구하는 각종 부품재에 광범위하게 이용되고 있다. Al 확산침투처리는 Ni기 초내열합금에 Al 혼합분말을 이용하여 금속간합화물을 코팅함으로써 고온산화특성 향상에 효과적인 방법이다. 본 연구에서는 Al 확산침투처리를 통하여 Inconel 617 표면에 Aluminide 코팅층을 형성함으로써 고온 내산화특성을 향상시키고자 하였다. Al 확산침투처리는 Al :$Al_2O_3$ : $NH_4Cl$ = 15g : 83g : 2g(wt.%)의 비율의 혼합분말을 사용하여 $900^{\circ}C$에서 1 시간 동안 Ar 분위기에서 수행되었다. Al 확산침투처리 후 $950^{\circ}C$에서 1000 시간 동안 air 분위기에서 열화시험을 수행하였다. Al 확산침투처리 후 고온열화를 통해 고온산화특성을 평가였으며, 고온 열화에 의해 형성된 코팅층의 석출물과 계면상의 상분석을 수행하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.9
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• pp.717-722
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• 1997

노후화된 고온설비의 안정성 및 효율적인 운전조건을 확보하고, 고온부재의 취성파괴 방지를 위해서는 재질열화의 정량적 평가는 매우 중요하다. 그러나 현장실기에서 기계적 성질의 평가를 위한 대량의 시험편 채취는 거의 불가능하다. 따라서, 실기부재의 강도에 영향을 미치지 않는 범위에서 플랜트 구조물의 재질열화 평가를 비파괴적으로 검출 평가할 수 있는 새로운 시험방법들의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 화력설비 부재의 다양한 탄소강을 대상으로 재질열화도 평가를 위한 전기화학적 양극분극시험법의 적용 가능성을 조사하였다. 또한 양극분극시험에 의한 재질열화평가 유효성을 조사하기 위해 전기화학적 시험결과를 입계부식시험결과와 비교.검토해 보았다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.43.2-43.2
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• 2009

니켈기 초내열합금 Inconel 617은 Cr, Mo 등의 첨가물이 함유된 고용 강화된 합금으로써, 우수한 고온 강도, 크립 저항성, 내부식성 및 내산화성을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 또한 Inconel 617의 주된 carbide은 $M_{23}C_6$와 미량의 $M_6C$ carbide로 형성되어있다. 본 연구에서는 냉간 압연 및 고온열화가 carbide의 크기, 분율 그리고 상 변화에 미치는 영향을 평가하였다. 냉간 압연은 50%까지 수행하였으며, 50% 냉간 압연한 시편을 $1050^{\circ}C$에서 1시간 동안 재결정을 수행하였다. 이로 인해 미세한 결정립과 carbide을 가지는 시편을 확보할 수 있었으며, as-received 시편 보다 균일하게 carbide을 분산 시킬 수 있었다. 또한 재결정 후 $950^{\circ}C$에서 고온열화에 의한 carbide의 변화를 평가함으로써, 냉간 압연 및 고온열화에 의한 carbide의 크기, 분율 그리고 상 변화에 미치는 영향을 평가할 수 있었다. Carbide의 분율을 평가하기 위하여 BSE image을 관찰하였으며, Image analyzer을 이용하여 계산되었다. 그리고 carbide의 성분 분석을 통한 $M_{23}C_6$와 $M_6C$의 상을 평가하기 위하여 EPMA 분석을 수행하였으며, carbide의 분산에 의한 균질도를 평가하기 위하여 비커스 경도를 측정하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.898-906
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• 1991

본 연구에서는 입경부식법에 의한 재질열화 평가법의 표준화에 연구목적을 두 고, 고온부재의 열화에 따른 조직의 특성변화를 관찰하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.2
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• pp.32-41
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• 1995

본 고에서는 경년열화의 종류, 열화의 판정방법 등에 관한 일반사항과 열화 및 수명예측 문 제를 해결하기 위한 문제점등을 기술하였고, 그 동안 연구되어진 열화 현상에 의한 재료강도의 저하현상을 설명하였다. 또한 열화현상은 비파괴 판정만으로 수명예측이 어려우므로 시간에 따라 진행하는 열화의 진행곡선이 반드시 필요할 것이다. 이와 같이 열화진행 정도를 추정하기 위해 열화재의 가속제작 방법과 레이저 빔의 고온의 열원을 이용한 열화 치료 가능성을 제시 하였다. 아울러 열화치료에 대해 정도높은 방법에 제시된다면 기존 기계구조물을 안전하고, 지속적으로 사용하여 경제적인 손실을 줄일 수 있을 것으로 기대한다.

• Plant Journal
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• v.10 no.1
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• pp.40-46
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• 2014

The metallographic examination and hardness measurements were conducted for the rotor of the 500 MW tandem steam turbine of Unit 4 in Dangjin Thermal Power Plants at the locations of steam inlet where the high temperature steams pass; high and intermediate pressure turbines. Creep cavity and degradation levels of optical micrographs of them are observed. The remaining life time of 201,523h for the rotor of the 500 MW tandem steam turbine of Unit 4 in Dangjin Thermal Power Plants was determined by the results of the inspection.