• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.15 no.6
• /
• pp.1982-1989
• /
• 1991

The effect of heat treatments were considered on the residual stress fields of AISI 4130 weldments. In experiments, various heat treatments such as preheating, postheating, stress relieve annealing and hardening treatment were carried out for the GTA weldments and the residual stress was measured by using the hole drilling method. The post weld heat treatment at 230.deg.C, which aimed mainly to prevent the possible weld cracking, was found to have only a negligible effect on the welding residual stress distribution, while the annealing treatment at 600.deg.C almost completely removes the residual stress. It was also revealed that the hardening treatment causes no further residual stresses in weldments.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.29-35
• /
• 1997

실제로 용접구조물의 재료에는 항상 내부 잔류응력이 존재하며 그 크기는 재료내의 내부 잔류응력간의 평형의 원리(Self-equilibrating system)에 의해 결정 된다. 일반적인 구조 강도설계에서 행해지는 탄성해석에서는 재료 내부에 존재하는 잔류응력을 고려하지 않기 때문에 설계시에 계산된 응력이 심하중하의 구조물에서 발생하는 응력과 같다고 볼 수는 없다. 철강재료를 사용한 구조물의 경우 구조물 제작 공정 전반에 걸친 성형가공 및 조립과정에 수반되어 재료 내에는 잔류응력이 발생되며 특히 용접조립에 의해 용접부 근방에서는 재료의 항복강도 수준의 상당히 큰 용접응력 이 발생하게 된다. 일반적으로 용접잔류응력의 완화법으로 가장 확실한 방법은 후열 처리법(Post weld heat treatment, PWHT)이지만 이 방법의 적용은 구조물의 크기에 제한을 받게 된다. 따라서 PWHT를 적용하기 어려운 구조물에 대해서는 다른 방법에 의해 용접잔류 응력을 완화시켜야 하며 이 경우에 일반적인 방법으로 기계적 응력완화 법(Mechanical stress relief method, MSR)이 있다. 본고에서는 MSR의 기본원리에 대하여 간단하게 정리하고 실 구조물에 대한 MSR 적용시 고려해야 할 제반사항을 위하여 단순 용접부에 대한 MSR 적용 실험결과와 실제 압력용기를 대상으로 MSR을 자체 제작된 기술절차서에 따라서 시행하고 MSR의 적용성에 대해서 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.298-302
• /
• 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.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.21 no.1
• /
• pp.55-62
• /
• 2009

Blast cleaning has been applied in steel bridges for cleaning forged surface and increasing adhesive property of applied coating systems. Blasting is the operation of cleaning or preparing a surface by forcible propelling a stream of abrasive metals against it. Blast cleaning may improve surface geometry and induce compressive residual stress, and eventually may increase fatigue life of weld joints. In this paper, fatigue tests were carried out on three types of non-load-carrying fillet welded cruciform joints, as-welded joints, blast-treated joints, and stress-relieved joints after blasting, in order to investigate effect of blast cleaning on fatigue behavior of the weld joints. By Blast cleaning, the weld toe radius was increased by 29% and compressive residual stress was induced near weld toes. Blast cleaning increased fatigue life and fatigue endurance limit of the weld joints. When the applied stress ranges decreased, the increment in fatigue life became larger. About a 150% increase in fatigue limit could be realized by using blast cleaning.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.62-62
• /
• 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.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 1997.10a
• /
• pp.55-58
• /
• 1997

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.23 no.2
• /
• pp.137-146
• /
• 2011

In the fabrication of steel bridges, blast cleaning prior to painting is carried out on the steel members to clean the forged surface and to increase the adhesive property of the applied painting systems. The effect of blast cleaning on the fatigue strength improvement of the weld joints, however, is not clear. In this study, Almen strips and steel specimens were blast-treated, conforming to ten types of blast-cleaning conditions deducted from the blast-cleaning conditions of seven steel structure fabrication companies. The arc height, roughness, hardness, and compressive residual stress were measured before and after the implementation of the ten blast-cleaning methods, and the relationship between the blast conditions and the measured values was studied. The geometry of the weld toe and the compressive residual stress near the weld toe were also measured before and after the blast cleaning of the butt-welded joints, and fatigue tests were carried out on the butt weld joints. The test results showed that blast cleaning significantly increases the fatigue strength and limit.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
• /
• 2003.05a
• /
• pp.312-312
• /
• 2003

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 1992.10a
• /
• pp.210-212
• /
• 1992

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.37 no.5
• /
• pp.649-655
• /
• 2013

During welding, the dissimilar metal butt welds of nuclear piping are typically subjected to repair welding in order to eliminate defects that are found during post-weld inspection. It has been found that the repair weld can significantly increase the tensile residual stress in the weldment, and therefore, accurate estimation of the weld residual stress due to repair weld, especially for dissimilar metal welds using Ni-based alloy 82/182 in nuclear components, is of great importance in order to assess susceptibility to primary water stress corrosion cracking. In the present study, the stress distributions of dissimilar metal butt welds in nuclear reactor piping subjected to repair weld were investigated based on detailed nonlinear finite element analyses. Particular emphasis was placed on the variation of the stress distribution in the dissimilar metal butt weld according to the finite element welding analysis sequence for the repair welding process.