• Journal of Welding and Joining
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• 제19권3호
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• pp.261-266
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• 2001

본 고에서는 배관 재료일반과 용접공정에 대해 ERW강관을 중심으로 알아보았다. 국내 가스배관에서 ERW강관이 사용되는 것은 외경 24인치 이하 배관이며 그 이상 크기의 배관에서는 SAW강관이 사용된다. 배관의 안전성 및 건전성 확보를 위하여 가장 주의를 가지고 평가해야 할 대상은 손상 및 결함의 발생 비율이 가장 높은 심용접부 및 원주용접부 이다. 이들 배관 용접부의 건전성 확보를 위해서는 모재와는 다른 특성을 지닌 용접부위에서 다양한 금속학적, 역학적 인자들의 영향에 대한 정확한 분석과 평가를 실시하여야 한다. 용접부위 품질확보는 가스배관의 안전과 안정적운용에 반드시 필요한 부분이다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.84-84
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• 2009

파이프라인을 건설함에 있어 가장 중요한 기술이 배관 용접기술이다. 즉 파이프와 파이프를 연결하는 작업이 공사 진척도를 결정하기 때문에, 이를 얼마나 경제적으로 신속하게 수행해 나가느냐하는 것은 건설기간 및 건설비용을 결정하는 핵심 요소이다. 가스배관 시공 원주용접 방법은 여러 가지 있는데, 현재 국내에서는 전량 수동용접을 채택하고 있다. 이 방법은 국내 가스배관을 건설한 초기부터 적용해온 것으로 우수한 품질을 확보할 수 있으며, 취약한 국내 자동화기술과 열악한 도로 매설 시공여건에서 적용하기 용이한 방안이다. 그러나 우수한 용접기량을 보유한 용접사가 점차 부족해지고, 배관시공 시간을 단축하고 비용을 줄이기 위한 필요성이 점차 커지면서 이를 해결할 수 있는 기술로서 자동원주용접방안이 있다. 이 기술들은 해외 가스배관에 이미 오래전부터 적용되어 용접부위 신뢰성과 품질 우수성을 확보하고 시공비용절감을 달성하고 있다. 자동용접을 적용하기 위해서는 용접절차를 수립하여 절차인증시험을 수행하고, 기존방안과 동일이상의 품질이 확보되며 효율성을 겸비해야만 한다. 국가 기본에너지의 안정적인 공급을 위해 적기 시공이 필요하고, 1 km당 10 억원 이상이 소요되는 배관시공비용 중 약 1/3이 용접비파괴검사 비용인 점을 감안할 때 품질이 확보되면서 경제적인 시공방안이 있다면 이를 적용하는 것이 국가 산업 경제적 측면에서 필요한 일이다. 이와 관련된 연구에서는 국내 가스배관 원주용접에 적용 가능한 용접공정을 검토하고, 용접절차를 수립하여 절차인증시험을 수행하였으며, 추가로 배관 원주 자동용접부위에 대한 기계적 특성 평가를 실시하였다. 현재 국내 건설여건과 비파괴검사 기준을 만족시키고 안전성과 효율성을 겸비한 방법으로는 초층과 2층은 수동 GTAW를 적용하고 나머지 층은 반자동 FCAW를 적용하는 방안이 적절한 것으로 판단된다. 전 층을 자동 GTAW로 용접하는 방안은 품질은 확보되지만 효율성측면에서 대형배관에는 적용하기 어려울 것으로 보이며, 해외에서 많이 사용되는 자동 GMAW 방안은 국내 비파괴검사기준을 만족시키기 어려워 검토대상에서 제외하였다. 본 논문에서는 두 가지 용접방법에 대한 용접공정개발과정과 원주용접부위 기계적 특성을 검토하여 최적방안을 제시하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제19권5호
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• pp.460-465
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• 2001

본고에서 피로균열성장에 대한 일반사항과 배관용접부 결함의 피로수명평가 방안에 대해서 알아보았다. 고압의 가연성 가스나 액체를 수송하는 배관이 피로에 의해 파괴되는 경우에는 엄청난 재산과 인적 손실을 발생시킬 수 있다. 따라서 배관운용회사들은 배관의 안정적인 운용을 위하여 다양한 환경에 노출되어있는 배관의 피로특성을 정확히 평가해야 한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1997년도 특별강연 및 추계학술발표 개요집
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• pp.40-42
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• 1997

1)X65배관의 심 및 원주용접 부분과 X42배관의 원주용접 부분에 대하여, 노치 위치 및 시험온도 변화에 따른 충격 및 파뢰인성 변화를 비교, 분석하였다. 2) 모든 경우에 용착금속부에 대한 충격 및 파괴인성이 가장 취약하게 나타났다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 1997년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.39-44
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• 1997

한국가스공사에서 건설중이거나 관리중인 천연가스 주배관의 길이는 날로 크게 증가하고 있다. 이배관의 건전성확보를 위한 배관 재료물성 및 용접부위 특성 평가를 다양하게 실시하였다. 그 결과 현재 사용중인 배관은 모재와 각종 용접공정에 의한 용접부위의 기계적 특성이 각종 규격에서 제시하고 있는 권고치를 초과하는 높은 안전성을 보이고 있으며, 금속 조직 및 강도학적인 측면에서 충분한 건전성을 확보하고 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제19권5호
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• pp.454-459
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• 2001

결함평가에 사용되는 작업자기준과 공학적 해석기준에 대한 비교와 각국에서 가스배관 원주용접부 결합평가에 사용하는 규격에 대한 검토를 수행하였다. 우리나라 가스배관 시공에는 API 1104를 기분으로 사용하고 있으며, 결함평가기준은 KSB 0845를 따르고 있다. 가스배관용접부에 대해 안전성과 효율성이 겸비된 새로운 결함평가방안을 구축하기위해 실배관 파열시험 및 대변형시험이 국내외에서 지속적으로 수행하고 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권1호
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• pp.18-22
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• 2014

용접 잔류응력은 용접공정에서 발생하는 하는데, 용접 구조물의 결함 유발 및 파괴의 주요 원인이 된다. 본 논문에서는 전자 처리 레이저 스페클 간섭법을 이용하여 원전 배관의 용접부 잔류응력을 측정하였다. 인장시험기를 이용하여 용접된 배관에 압축 하중을 가하였으며, 면내 변형 측정 간섭계를 이용하여 용접부와 모재부의 변형을 측정하였고, 제안된 수식에 의하여 탄성계수를 측정하였다. 용접 배관에 가해지는 하중에 따라 변형이 일정하게 증가하며, 용접 배관의 모재부와 용접부에 발생한 변형을 비교하였을 때, 모재부의 변형이 더 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 용접 배관 모재부의 탄성계수는 202.46 GPa, 용접부의 탄성 계수는 212.14 GPa, 잔류응력은 6.29 MPa로 측정되었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1999년도 특별강연 및 추계학술발표대회 개요집
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• pp.331-334
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• 1999

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.62-62
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• 2009

석탄화력발전소의 CO2배출량 감소와 고효율, 대용량화로 인해 초초임계압(USC:Ultra Super Critical) 화력발전소의 건설이 증가하고 있다. USC 발전소는 효율향상을 위한 증기온도와 압력의 상승 때문에 보일러 고온고압부에 기존의 소재에 비해 고온강도와 내산화성의 재료물성이 향상된 신소재 적용이 불가피하다. 특히 사용된 신소재 중에서 보일러 본체를 구성하는 수냉벽관(Water wall), 과열기와, 재열기용 튜브 및 후육부인 헤더와 배관재로 기존의 2.25Cr-1Mo강을 개량한 2.25Cr-1.6W계 내열강이 적용되고 있다. 2.25Cr-1.6W강은 SMI와 MHI가 공동개발한 소재로 1995년 튜브제품이, 1999년에 단조, 파이프재, 플레이트제품이 ASME code case로 등재되었고, 2009년 ASME code case 2199-4로 개정되어 사용 중이다. 이 소재는 2.25Cr-1Mo강에 고온강도 개선을 위해 석출강화효과가 있는 V과 Nb을 첨가하였고, 탄화물의 열적안정성과 고용강화효과 증대를 위해 W을 첨가하였다. 그리고 제작성과 용접성 및 재료의 인성 향상을 위해 B첨가와 C함량을 낮추었다. 합금성분의 첨가와 조정에 의해 고온강도는 개선되었지만, 보일러 설치 및 보수를 위한 용접과정에서 용접금속과 CGHAZ(Coarse Grain HAZ)에서 용접균열이 발생하였다. 대부분의 용접균열은 용접결함이나 고온 혹은 저온균열이 아닌 2.25Cr-1.6W계강의 강도 개선을 위해 첨가한 V과 Nb이 용접후열처리 도중 입내에 MX형태의 미세석출로 입내를 강화시킴으로서 발생한 재열균열 민감성 증대에 기인된 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서 용접 및 후열처리 과정에서 용접금속과 HAZ에서 발생하는 용접금속의 응력분포를 전산해석을 통해 확인하고 실제 후육파이프 용접부에서 잔류응력을 측정해 비교하였다. 용접부 응력분포는 SYSWELD 프로그램을 사용해 해석을 수행하였고, 발전소 실배관재의 용접부 응력측정은 수평부 측정이 용이하도록 지그를 부착한 Potable 잔류응력측정기를 사용해 Hole Drilling Method(HDM)를 적용하여 잔류응력을 측정하였다. 해석 결과 CGHAZ부위의 잔류응력이 용접금속과 기타 부위에 비해 높은 응력분포를 나타냈으며, 이는 CGHAZ와 용접용융선 부근에서 균열이 발생하는 실제값과 일치하는 결과를 보였다. 실제 배관재 용접부에서 측정한 잔류응력값은 항복응력의 약 50% 이하 응력값을 나타냈다. 배관 구조에 기인한 시스템응력의 영향을 제거하기 위해 배관재 용접부를 중심으로 양끝단을 절단 후 용접부에서 측정한 응력은 항복응력 대비 25%수준의 낮은값을 보였다. 그러나 배관재가 장기간 고온환경에 노출되었고 용접금속 내부의 균열이 발생한 상태에서 측정하였기 때문에 용접잔류응력은 상당부분 해소되어 상대적으로 낮은 응력값이 얻어진 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.379-381
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• 2011

본 논문에서는 피복아크용접(SMAW)을 자동용접으로(GMAW) 전환시키기 위한 기초 연구로서 GMA용접가스가 기공율에 미치는 영향을 보고자 한다. 기공율 평가를 위해 반자동 소방용 분기배관실험장치를 제작하였다. 분기배관의 기공율을 평가하기 위해 보호가스 3종(Ar, $CO_2$, 8:2 혼합가스), 전압을 변수로 설정하여 GMA용접을 실시하였다. 용접을 실시한 시편을 용접방향으로 절단하여 기공율 평가를 실시하였다.