• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.53-65
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• 2021

수소충전소의 빠른 확장 및 설치와 동시에 수소충전소의 고압수소 충전 압력용기에 대한 안전 검사가 매우 중요하게 이루어져야 한다. 이 중 ASME에 따르면 일정 압력 이상의 수소를 보관하는 용기에 대해서는 수소 취성 검사를 반드시 해야 한다. 수소취성 검사의 주된 시험방법으로 고압의 수소분위기에서 파괴시험 및 피로 파괴시험을 실시해야 하며, 이를 통해 수소 분위기에서 압력용기의 내구한계를 측정하고, 사용한계를 결정하도록 되어 있다. 세부적으로 stress intensity factor(K)로부터 한계균열깊이를 계산하고, da/dN(피로성장율)로부터 사용수명을 결정할 수 있다. API579-1/ ASME FFS-1 part 9에서 crack-like flaws의 모드에 따른 계산방법을 예시하고 있으나, 플레이트, 실린더 등 다양한 형태의 형상에 대하여 균열의 형상, 위치 등에 의하여 대략 55개 모드가 있고, 상당히 복잡한 수식으로 인하여 쉽게 접근을 못한다. 본 연구에서는 엑셀 및 VBA를 통하여 수치해석적으로 파괴역학계산하는 방법을 소개하고자 한다. 또한, 이를 적용하여 압력용기의 두께와 내경이 수명에 미치는 영향을 분석해 보았다.

• 한국가스학회지
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• 제14권6호
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• pp.38-43
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• 2010

자원 부족과 환경규제의 강화에 따라 자동차 강판재의 고강도화와 박강판화가 주요 이슈로 대두되고 있다. 그러나 고강도 강판재 사용에 있어 수소취성은 기계적 성질 저하의 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 개발중인 590MPa급 DP강을 대상으로 조성 및 조직특성에 따른 표면층에서의 수소의 거동에 대해 연구하였다. 수소주입은 음극전기분해법을 이용하여 강제 주입시켰고, 수소주입조건에 따른 수소주입량과 표면층 조직관찰 및 미소경도시험 결과의 관계로 부터 표면층의 수소거동을 평가하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.298-302
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• 2011

티타늄 용접부는 수소취성과 잔류응력에 대한 영향을 최소화 하기 위해 용접 후 잔류응력 제거 열처리 작업을 수행하고 있다. 하지만, 현재 항공 분야에 널리 사용하고 있는 규격에 따라 열처리 온도가 다양하게 설정되어 있어 현장에 적용하기에는 어려움이 있다. 이에 규격 별로 대표하고 있는 열처리 조건을 선정하여 열처리 조건에 따른 용접부에 대한 잔류응력, 잔류수소량을 확인하였고, 용접부에 대한 강도와 충격 인성을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.115.1-115.1
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• 2010

수소 에너지는 인류가 당면해 있는 대체에너지와 환경문제를 해결할 수 있는 방법 중 하나이며, 전 세계적으로 수소 제조/정제 기술에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 수소 제조/정제 분야 중 분리막에 대한 연구를 진행하였다. 분리막 지지체로 는 SUS, Ceramic, Nikel 등의 소재들이 사용되고 있지만 본 연구에서는 수소취성이 강하고 제조원가가 낮으며 가공 성형하기 쉬운 Nikel을 사용하였다. 분리막 지지체는 Nikel Powder 전처리 과정을 통해 불순물을 제거하였으며, 몰드에서 가압 성형 후 기계적 강도 증가를 위해 고온에서 짧은 시간동안 소성 하였다. 분리막의 $H_2$ Flux 향상을 위한 방법으로 지지체 표면 조도 증가를 위해 polishing을 하였다. 표면 조도 특성은 polishing 조건에 따라 많은 차이점이 있기에, 다양한 조건에서 polishing한 분리막 지지체의 표면 조도를 SEM 분석을 통하여 지지체로서의 $H_2$ Flux향상에 어떠한 영향이 있는가를 알아보았다.

• 한국가스학회지
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• 제15권3호
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• pp.67-73
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• 2011

미래 수소경제시대에 가장 효과적이고 안전한 수소공급방안으로 배관이 적용될 것으로 예측되는데, 우선 첫 단계에서는 기존 가스배관의 수소공급배관 적용 가능성을 평가하는 것이 필요하다. 또한 국내 천연가스배관에 수소가 일부 포함된 대체천연가스가 주입되는 기존 가스배관의 건전성에 미치는 영향을 파악해야만 한다. 수소가 포함된 천연가스를 공급하는 배관에서는 수소취성, 피로파괴, 수소누설 등에 대한 검토가 이루어져야 한다. 본 논문에서는 고압천연가스배관 건전성에 미치는 수소의 영향 평가 작업의 하나로서. 배관재료의 기계적 특성 변화에 미치는 수소의 영향을 거시적으로 평가하기 위하여 인장시험을 수행하여. 수소 주입 전 후의 항복강도 및 인장강도의 변화를 측정하였고, 연성, 가공경화 지수, 항복비의 변화를 알아보았다.

• 멤브레인
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• 제34권2호
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• pp.140-145
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• 2024

에너지 패러다임의 변화가 요구되는 현대에 수소는 매력적인 에너지원이다. 이러한 수소를 정제하는 기술 중에서 분리막을 이용한 기술은 저비용으로 고순도의 수소를 정제할 수 있는 기술로 주목받고 있다. 그러나 수소 분리 성능이 뛰어난 팔라듐(Pd)은 가격이 매우 비싸 이를 대체한 소재가 필요하다. 본 연구에서는 수소 투과 성능은 좋으나 수소 취성에 약한 니오븀(Nb)과 수소 투과 성능은 떨어지나 내구성이 뛰어난 니켈(Ni)과 지르코늄(Zr)을 혼합한 합금으로 분리막을 제조하여 1~4 bar, 350~450 ℃ 조건에서 수소 투과 특성을 확인하였다. Pd를 코팅하지 않은 Ni₄₈Nb₃₂Zr₂₀ 분리막의 경우 최대 0.69 ml/cm²/min의 투과량을 보였으며, Pd가 코팅된 경우에는 최대 13.05 ml/cm²/min의 투과량을 보였다.

• 한국기계기술학회지
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• 제13권2호
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• pp.115-121
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• 2011

The size of hydrogen molecule is not so small as to invade into the lattice of material, and therefore, hydrogen invades into the material as atom. Hydrogen movement is done by diffusion or dislocation movement in the near crack tip or plastic deformation. Hydrogen appeared to have many effects on the mechanical properties of the Cr-Mo steel alloys. The materials for this study are 1.25Cr-0.5Mo and 2.25Cr-1Mo steels used at high temperature and pressure. The hydrogen amount obtained by theoretical calculation was almost same with the result solved by finite element analysis. The distribution of hydrogen concentration and average concentration was calculated for a flat specimen. Also, finite element analysis was employed to simulate the redistribution of hydrogen due to stress gradient. The calculation of hydrogen concentration diffused into the material by finite element method will provide the basis for the prediction of delayed fracture of notched specimen. The distribution of hydrogen concentration invaded into the smooth and notched specimen was obtained by finite element analysis. The hydrogen amount is much in smooth specimen and tends to concentrate in the vicinity of surface. Hydrogen embrittlement susceptibility of notched specimen after hydrogen charging is more remarkable than that of smooth specimen.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.114-119
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• 2015

Nowdays, fossil fuels have been used as an important resource in development of industry. But it is limited and caused climate change such as pollution and global warming. So nuclear fusion research is being issued with tritium to develop eco-friendly and sustainable energy. Republic of Korea is in charge of Storage and Delivery System (SDS) in the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), weld present in the SDS bottles are easily exposed to the hydrogen embrittlement of special characteristics of the hydrogen in hydrogen atmosphere, When the hydrogen embrittlement is rapidly progresses, the cracking is generated in the weld zone. Due to this cracking, the risk of leakage of tritium into the atmosphere occurs. In this study, hydrogen heat treatment was processed through the Pressure-Composition-Temperature (PCT) device according to the time variation. Also mechanical properties such as rupture strength test, three point bend test and hardness test in accordance with the respective time have been conducted and the fracture was observed by scanning electron microscopy(SEM) after the mechanical properties evaluation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.709-716
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• 2016

최근 급속한 플랜트 설비의 발전과 더불어 각종 기계 구조물들의 운전조건이 가혹해지고 사용시간이 길어짐에 따라 신뢰성에 대한 문제가 제기되고 있다. 특히, SNG 설비에 사용되는 재료는 설계조건에 따라 1.25Cr-0.5Mo 또는 2.25Cr-1Mo강과 같은 내열강들이 주로 사용된다. 본 연구에서는 Lab-scale용 합성천연가스 반응기를 제작하여 생산공정 반응기 재질인 1.25Cr-0.5Mo강을 이용하여 실제 SNG 공정중 1차반응기와 동일한 운전 조건에서 부식 특성에 대하여 실험적 연구를 진행하였다. 1.25Cr-0.5Mo강을 운전 시간에 따라 각각 배출조성 조건과 주입조성 조건에 노출시켜 부식에 대한 실험을 수행하였으며 실험 결과 내구성에 가장 영향을 미치는 요소는 수소로 인한 수소취성과 산화 부식임을 알 수 있었으며, 배출조성보다 주입조성에서 더 빠른 부식이 발생함을 확인하였다. 그러나 배출조성 조건에서는 산화부식과 더불어 수소취성에 의한 부식이 동시에 발생하여 장시간 운전 후 부식정도가 갑자기 증가하고 부식강도가 급격히 강해지는 것을 나타났다. 또한 주입조성에서는 산화물들이 시편에 흡착되어 두꺼운 산화층을 형성시켰으며 이로 인하여 재료의 내산화성이 크게 저하되는 것으로 확인되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제5권1호
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• pp.34-41
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• 1987

To explore the possible application of thermal analysis technique as a probe for finding weld defects, Hydrogen trapping phenomena in Heat Affected Zone (HAZ) of the AISI 5160 spring steel were investigated. HAZ was divided into five parts, which were used as thermal analysis specimens. Two types of trap sites were found in HAZ, ferrite/cementin interface and microvoid. The thermal analysis peak due to the ferrite/cementite interface increased its height toward the weld deposit. The thermal analysis peak due to the microvoid was the highest where the grain size was the smallest. The correspondence between the cold cracking and hydrogen trap nature is also discussed.