• Journal of Welding and Joining
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• 제4권1호
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• pp.16-31
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• 1986

스테인레스강의 주요성능은 내식성이기 때문에 부식성의 환경에서 사용되는 일이 많다. 이 때문 에 스테인레스 강제강치에서는 부식에 관계되는 사고가 대단히 많다. 그림1(a)은 일본화학공학협 회가 1987년부터 1982년사이에 화학장치에 발생한 615건의 손상을 종류별로 분류한 것이다. 전면 부식, 공식, 동력부식균열등의 습성환경에서의 전기화학적 부식이 전체의 54%나 점하고 있 다. 이들 손상에 재료별로 보면 그림1(b)와 같이 스테인레스강이 차지하는 비율이 총 1/4에 달하 고 있다. 또한, 별도조사결과에 의하면 각종손상이 용접이음부에서 약 50% 발생하고 있어, 용접 이음부가 부식성환경에서 사용되는 경우에는 이를 부식현상과 그 방지대책을 세우지 않으면 안된다. 용접부에서 이들 부식현상이 발생하기 쉬운 것은 다음과 같은 요인으로 생각된다. (1) 용접내부는 모재와는 다른 금속조직을 가진다. (2) 용접잔류응력이 존재한다. (3) 용접결함이나 이음형식에 의한 형상불연속 놋치화하여 응력집중을 가져온다. 또한 이들이 표 면에 개구한 극간부식을 가질때에는 극간부식의 요인이 된다. 본고에서는 이들 부식현상중 가장 중요한 오-스테이나트계스테인레스강 용접부에서의 응력부식균열 현상에 대하여 설명한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1162-1169
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• 2009

22APU 스테인리스강에 대해서 두가지의 용접법이 적용 되었으며, 그중 한 방법은 레이저 용접법이며 다른 하나는 TIG 용접법이다. 이 경우 상기한 두 용접을 적용할 경우 용접부의 부식특성의 차이점에 대해서 전기화학적인 방법 예를 들면 부식전위, 분극곡선 및 사이클릭볼타모그램 등의 측정에 의해서 고찰되어졌다. 레이저용접의 경우 모든 용접부(용접금속,열영향부, 모재부)의 경도가 TIG용접의 경우에 비해서 상대적으로 높은 값을 나타내었다. 더욱이 모든 용접부의 부식전류밀도 역시 TIG용접에 비해서 낮은 값이 관찰되었다. 특히 모재부의 부식전류밀도는 용접방법에 관계없이 가장 낮은 값을 나타내었다. 그리고 레이저용접의 경우 부식된 모든 용접부에서 입계부식이 관찰 되지 않았으나, TIG용접에서는 용접금속부와 열영향부에서 입계부식이 관찰되었는데 이것은 크롬카바이드의 형성에 의한 크롬결핍이 감수성온도영역에 있는 용접금속부와 열영향부에 나타났기 때문으로 사료된다. 따라서 이들 영역은 더욱 활성화된 양극으로 부식되기쉽다. 결과적으로 22APU 스테인리스강의 용접부의 내식성은 레이저용접에 의해서 확실히 개선될 수 있다는 사실을 알 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권5호
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• pp.678-685
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• 2010

STS304와 22APU 스테인리스강에 가스 텅스텐 아크용접을 하였다. 이 경우 두 강의 용접부의 부식특성을 전기화학적 방법으로 검토하였다. STS304 용접금속의 경도(Hv-250)는 22APU 강(Hv-217) 보다 상대적으로 높은 값을 보였다. 22APU의 용접금속과 STS 304의 열영향부의 부식전류 밀도는 다른 용접부위와 비교하여 각각 높은 값이 관찰 되었으며, 이것은 예민화 온도 영역에 있는 STS 304의 열영향부와 22APU의 용접금속에 형성된 크롬탄화물로 크롬결핍이 더욱 활성태의 양극으로 쉽게 부식된 것에 기인하는 것으로 사료된다. 그리고 이들 두 강의 용접금속과 열영향부는 크롬결핍상태에 있는 입자 사이 경계의 선택부식으로 입계부식을 나타내었다. 결과적으로 다른 용접방법의 적용이나 적절한 용접봉 사용은 두 강의 용접부에 대한 내식성을 개선하기 위해서 필요한 것으로 사료된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.137-137
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• 2017

Al-Mg 합금은 비중이 적고 강도가 우수하기 때문에 해양 환경에서 구조용 재료로 많이 사용되고 있으며, 특히 선박용 재료로 사용될 경우 선체의 중량을 줄일 수 있어 연료비가 절감되며 선속의 고속화가 가능하다. 그러나 해양환경에서의 재료 특성에 관한 지식 및 관련 기술 부족으로 알루미늄 선박 건조는 활성화 되지 못하고 있는 실정이다. 알루미늄 합금은 공기 중에서는 우수한 내식성을 지니는 것으로 알려져 있으나 해수환경에서는 염소이온에 의한 부동태 피막 파괴로 인해 내식성이 저하되며 공식 및 응력부식균열 등에 의한 손상이 발생할 수 있다. 특히 용접부의 경우, 모재에 비해 부식손상에 취약하며 기공과 같은 용접 결함을 포함하고 있어 구조물 파괴의 시발점이 될 수 있으므로 선박 및 구조물 건조시 대비가 필요하다. 그러나 이에 관한 충분한 연구가 이루어지지 않아 국내 중소형 조선소의 경우 알루미늄 선박 건조에 어려움을 겪는 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 선박 건조 및 해양 구조물에 널리 사용되는 Al 5083-H321 합금 용접부에 대하여 해수 내 부식 특성을 연구하고자 한다. 부식특성 파악을 위한 전기화학적 실험에 앞서 화학적 에칭을 통해 미세부위별 실험을 수행하였다. 기준전극은 은/염화은 전극을 대극은 백금전극을 사용하였으며, 타펠 분석을 위한 분극실험은 OCP를 기준으로 -0.25 ~ +0.25 V까지 실시하였고 양극분극실험은 OCP ~ +3.0 V까지 실시하였다. 양극분극 실험 후 부식된 표면은 주사전자현미경과 3D 분석을 통해 용접부 조직에 따른 전기화학적 특성을 관찰하였다.

• 기계저널
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• 제30권2호
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• pp.155-162
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• 1990

원유나 각종 석유 제품을 취급하는 구조물 또는 설비들의 부식 균열현상은 이미 오래 전부터 보 고되어 왔으며, 이는 주로 석유나 LPG 등에 포함되어 있는 H/SUB 2/S에 의한 황화물 응력부식 (SSCC:sulfide stress corrosion cracking)으로 널리 알려져 있다(1,2). SSCC에 의한 균열 현상은 일반 저강도 철강재에서는 발생하지 않으며 주로 항복강도가 500MPa 이상의 강재에서 많이 나타 난다. 특히, 구조물이나 설비제작 과정에서 반드시 있게되는 용접부는 SSCC에 아주 민감한 부분 으로써, 대부분의 SSCC 균열이 용접 열영향부(HAZ:heat affected zone)에서 나타나고 있다. 이는 용접부의 미세조직이 모재와 달라 국부적으로 높은 경도를 갖는 부분이 있기도 하고, 또한 운전 조건으로는 만족되지 않는 응력부식 조건이 용접 잔류응력에 의해 만족될 수 있기 때문이기도 하다. 본 글에서는 이러한 SSCC에 의한 균열 특성을 SSCC기구 (SSCC mechanism)와 함께 석유화학 설비재료로 많이 사용되는 철강재를 대상으로 고찰해 보고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권2호
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• pp.409-409
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• 2001

해양구조물은 점점 대형화되어 가고 있는 추세에 있으며 또한 이들 구조물의 대형화에 따른 구조물의 보수, 유지관리가 매우 중요한 사안으로 등장하게 되었다. 뿐만 아니라, 이러한 구조물 등이 손상또는 파괴되었을 경우는 그에 따른 인적, 경제적 손실 또한 막대할 것으로 사료되며 이러한 구조물의 파괴사례중 상당 부분이 용접부의 부식문제 및 수소취화와 관련된 사고인것으로 보고되고 있다. 한편 용접은 급속가열, 급속냉각의 공적으로 인한 경도와 열적, 조직적 변화를 일으켜 용접부 각 미세부위별 전위차가 발생하게 되며, 이로 인해 갈바낙부실을 일으키는 것으로 보고 있다. 그리고 갈바닉 부식에 의한 용접부의 부식성을 억제하기 위해 용접후열처리(post weld heat treatment PWHT)를 시행하여 내식성을 향상시키는 경우도 있다. 본 연구에서는 고장력강인 RE36강 시험편을 전기화학적 측면에서 최적의 용접후열처리 온도를 규명하였으며, 용접방법(FCAW, SMAW), 용접후 열처리 유무에 따른 용접부위의 저변형을 인장실험을 통한 기계적 특성, 전기화학적 특성 및 수소취화 감수성을 등을 규명하였다. 따라서 본 연구 결과는 해양구조물 선박의 설계시공시에 용접부 주위의 기계적. 전기화학적 특성 평가 및 수소취화 방지대책에 좋은 참고자료가 될 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제11권2호통권35호
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• pp.31-36
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• 2007

가스 냉온수기용 STS 304 배관 용접부의 부식특성을 연구하기 위하여, 0.5M $H_2SO_4+0.01M$ KSCN 수용액 중에서 전기화학적 분극시험, 금속조직시험 과 경도시험을 실시하여 STS 304배관 용접부의 양극분극거동, 인가전위에 따른 부식거동, 용접부의 금속조직 및 경도거동를 고찰하였다. 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 임계양극전류밀도는 모재보다 용접열영향부에서 많이 배류되고, 기본부동태전위는 모재보다 용접열영향부에서 더 높게 된다. 2) 부동태전류밀도는 모재보다 용접열영향부에서 더 많이 배류되고, 부동태영역은 용접열영향부보다 모재가 더 크게 된다. 3)인가전압에 의한 용접열영향부의 전류밀도는 모재의 전류밀도보다 더 많이 배류된다.

• 한국해양공학회지
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• 제9권1호
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• pp.152-152
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• 1995

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.84-92
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• 2010

현재 가동 중인 몇몇 가압 경수로 원전 안전 1등급 설비의 이종금속 용접부는 일차수응력부식균열(PWSCC : Primary Stress Corrosion Cracking) 발생의 세가지 조건(민감 재질, 부식 환경, 인장응력)을 동시에 충족하고 있다. 즉, 이종금속 용접부는 PWSCC에 민감한 재질인 Alloy 600 계열 합금으로 제작 또는 용접되어 있으며 고온 수화학 부식 환경 하에 놓여있다. 아울러 오스테나이트 스테인리스 강의 예민화 예방을 위한 용접 후열처리 미실시로 높은 인장 용접 잔류응력이 작용하고 있다. 이러한 이종금속 용접부의 특성상 PWSCC가 발생할 잠재성이 있을 뿐만 아니라 국내외적으로 Alloy 600 계열 합금으로 제작 및 용접된 가압 경수로 원전 안전 1등급 설비의 이종금속 용접부에 실제 PWSCC가 발생된 사례들이 다수 보고되고 있다. 운전 환경 및 재질 변화 없이 PWSCC 발생을 예방하기 위해서는 인장 잔류응력을 이완시켜 낮은 인장 또는 압축 응력화하여야 한다. 이러한 인장 잔류응력 이완방법들로는 PWOL(Pre-emptive Weld Overlay), 레이저 피닝(Laser Peening), MSIP(Mechanical Stress Improvement Process), 워터 제트 피닝(Water Jet Peening), IHSI(Induction Heating Stress Improvement) 방법들이 있는데 공정 시간이 짧고 열 에너지 원이 필요 없으며 전체적인 소성 변형을 야기시키지 않는 레이저 피닝을 본 연구의 대상 방법으로 한다. 본 연구에서는 동적 유한요소 해석을 통해 용접 잔류응력을 이완시키는 레이저 피닝의 효과를 검증하고 용접 잔류응력에 미치는 레이저 피닝 변수의 영향을 고찰하고자 한다. 내부 보수용접이 수행된 경수로 원전 가압기 노즐 이종금속 용접부에 레이저 피닝을 적용한 경우에 대해 상용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 동적 유한요소해석을 수행한 결과, 고온 수화학 일차수와 접하는 Alloy 600 계열 합금 내면에서의 인장 잔류응력이 상당히 이완됨을 확인하였다. 또한, 최대충격 압력이 증가할수록, 충격압력 지속시간이 증가할수록, 레이저 스팟 직경이 증가할수록 내표면 인장 잔류응력 이완 정도는 감소하나 이완되는 영역의 깊이는 증가함을 알 수 있다. 또한, 레이저 피닝 방향이 잔류응력 이완에 미치는 영향은 미미함을 알 수 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.243-249
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• 2016

본 연구에서는 시멘트계 보수재 코팅이 철판의 부식 저항성에 미치는 영향을 평가하가 위해 보통 철판(Normal), 용접철판(Welding), 용접 후 보수재 철판(Welding & coating)의 세 가지 경우에 대하여 7일간 ICM(Impressed Current Method)를 통하여 부식을 촉진시켰다. 이후 Faraday 법칙을 통해 얻은 이론 부식률, 실험 부식률 그리고 부식 실험 후 측정한 휨 강도를 비교 평가하였다. Normal case와 Welding case에서는 약 70% 수준의 부식률이 측정되었으며, Welding & coating case에서는 약 17%정도의 부식률이 측정되었다. 이는 시멘트계 보수재료의 코팅이 염화물 이온의 침투를 효과적으로 차단하였으며 이로 인해 부식전류의 발생이 억제되었기 때문이다. 휨 강도 역시 부식률 평가와 같은 경향을 나타내었으며 Welding & coating case에서 Welding case 대비 약 3.4배 큰 강도가 평가되었다. 시멘트계 보수재 코팅이 용접부에 시행되면 용접부 철판의 부식 차단에 효과적일 것으로 판단된다.