Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제36권2호
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pp.294-301
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2012
지구온난화의 주원인으로서 $CO_2$가스 사용량 증가에 의한 온실효과가 전 세계적인 문제가 되고 있다. 특히, 조선산업 분야에서는 아크용접 시 보호가스로서 막대한 양의 $CO_2$가스가 사용되고 있기 때문에 $CO_2$가스 사용량을 감소시킬 수 있는 용접장비의 개발에 대한 요구가 커지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 $CO_2$ 보호가스 사용량을 감소시킬 수 있는 토치노즐의 최적형상 설계인자를 검토하기 위한 기초연구로서 Tandem 용접기 토치 극간거리에 따른 $CO_2$ 보호가스 분포에 대해서 CFD해석을 수행하였으며, 극간거리와 아크전류 공급량에 따른 용접성에 대해서도 실험적으로 검토하였다. 토치간 거리에 따라서 가장 효과적인 보호가스층이 존재하며, 최적의 극간거리를 정량적으로 결정함에 의해 $CO_2$ 보호가스의 적정한 사용에 의한 $CO_2$ 가스 사용량을 감소시킬 수 있다.
레이저 아크 하이브리드 용접에서 보호가스로 헬륨을 사용하였을 때 레이저에 의해 발생하는 금속 증기가 아크 플라즈마의 거동에 미치는 영향에 관하여 시뮬레이션 하였다. 해석에 필요한 기본적인 물성치들은 헬륨과 금속 증기의 부분압에 따라 비율로서 결정하였고 아르곤을 사용하였을 때와 비교하여 헬륨 플라즈마의 특성을 파악하였다. 또한 보호가스의 종류에 따라 레이저 빔의 흡수율을 계산하여 고옥의 플라즈마가 발생할 때 헬륨 보호가스가 적당함을 보였다.
보호가스의 성분구성은 특별한 적용대상이나 목표로 하는 용접결과를 위해 선택해야 한다. 모재의 종류, 두께, 요구되는 비드 모양, 용접속도, 그리고 요구되는 용접품질 등 이 모든 것이 혼합가스 성분 구성의 선택에 영향을 미친다. 적절한 가스 공급 장치와 적절한 가스 유량으로 공급되는 최적 품질의 보호가스는 용접품질이 뛰어나며 용접결함을 발생시키지 않게 된다.
대한설비건설협회 본회는 건설진흥사업 외에 기술 가스진흥사업, 회원봉사 및 조사사업, 정보화 사업, 기획 관리사업, 홍보사업 등 다양한 사업활동을 함으로써 설비건설업계 발전에 견인차 역할을 담당하고 있다. 본지는 지난해 12월호부터 전국 13개 시 도회를 대표하여 설비건설업계의 발전 및 위상강화, 회원사의 권익보호 등을 추진하고 있는 본회에 대하여 소개하고 있다. 이번 호에는 가스시공업 회원사의 권익보호와 경영환경 개선을 위한 업무를 담당하고 있는 가스시공지원실을 소개한다.
본 연구에서는 아연도금강관 용접에 용접 전류, 전압과 보호가스가 용접 비드 형상과 미세조직과 경도에 미치는 영향을 조사하였다. 전압, 전류과 보호가스 종류 및 조성의 변화가 용접 비드의 높이와 너비, 용입깊이에 영향을 미침을 확인하였다. 비드높이에는 보호가스 Ar 가스, 용입에는 $CO_2$ 가스, 그리고 비드너비에는 Ar+$O_2$ 가스가 가장 큰 영향을 미쳤다. 용접부의 경도에서는 Ar+10% $O_2$ 와 Ar+20% $CO_2$ 가스 사용 시 결정립계 페라이트와 다각형 페라이트가 생성되어 낮았으며, Ar+2% $O_2$ 가스를 사용했을 때는 아시큘러 페라이트와 베이나이트적 페라이트와 사이드플레이트 페라이트가 생성되어 경도가 높았다.
현재까지 국내에서는 지진에 대한 위험성을 인식하고 건축물 및 교량등에 대한 내진설계 연구가 활발하게 진행중이지만 지중에 매설된 관에 관한 연구는 미약한 실정이다. 지중매설관 중 가스관의 파손은 주변의 환경과 인명에 심각한 영향을 줄 수도 있으므로 인명보호와 타시설의 보호를 위해서는 가스관의 내진설계에 대한 검토가 요구된다. 본 연구에서는 지중매설관중 가스관의 내진성을 검토하기 위해서 가스관의 파손을 일으키는 원인 중에 하나인 액상화에 의한 영구지반변형에 대하여 매설관의 거동을 분석하였다. 이를 위하여 외국의 사례를 분석하고 우리나라 가스관에 대한 해석을 수행하여 지진에 대한 안정성을 검토하였다.
본 연구는 핫셀(Hot-cell)에서의 활용을 전제로 핵연료 봉단용접기술로 개발되고 있는 래이저(Laser) 용접기술을 핵연료봉 퍼복재인 Zircaloy-4에 적용하여 그 용접성에 대한 기초적 특성을 분석하고, 관련 용접변수들의 용접성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 사용된 용접기는 평균출력 150W급인 펄스형 Nd:YAG 레이저 용접기였으며, 보호가스 (shielding gas) 종류와 유량(flow rate), 용접속도(travel speed), 초점위치(focus position), 빔 파워(beam power), 시편의 표면거칠기(specimen surface roughness) 등의 용접변수가 용입 깊이와 용접비드 폭, 기계적 특성, 그리고 용접결함에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 용접변수로 범 파워 125W이상, 초점위치 2mm, 그리고 보호가스로는 He가스가 적절하였으며, 시편의 표면거칠기가 거칠수록 용입깊이가 깊었다. 본 연구를 통해 핵연료봉 피복재 Zircaloy-4의 레이저 용접시 신뢰성 있는 용접조건을 확립하기 위한 기초자료를 얻을 수 있었다.
도시가스 시공은 특수분야로서 경험이 없으면 시공하기 힘들다. 또한 가스 시공은 국민의 재산보호와 직결되어 있으므로 시공 과정에서 많은 서류가 필요하고 인허가 및 안전점검이 특히 요구된다. 대한설비건설협회 가스설비공사협의회(위원장 이효련)는 지난해 한국도시가스협회와 협의를 통해 도시가스 사용자공급관(공동주택 등)의 행정절차 및 제출서류 간소화 및 표준화와 함께 현장에서 만연하고 있는 도시가스사의 부당행위를 강력하게 건의한 결과 이를 시정조치하여 가스시설시공업 회원사의 경영환경을 크게 개선했다. 본지는 도시가스 사용자 공급관 업무처리 절차를 살펴본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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