• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.1982-1989
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• 1991

본 연구에서는 AISI 강은 대부분 열처리후에 사용되는 고강도강으로 용접시 발생하는 높은 잔류응력 분포를 제거 또는 감소시키기 위해서 여러가지 방법이 사용된 다. 잔류응력 제거는 용접후 풀림처리를 하면 잔류응역이 제거된다. 그러나 풀림 처리 하기전에 용접부에 높은 잔류응력 제거는 용접후 풀림처리를 하면 잔류응력이 제 거된다. 그러나 풀림처리 하기전에 용접부에 높은 잔류응력에 의해 균열이 생성될 수 있으므로 용접시 높은 잔류응력이 생성되지 않도록 예열 및 후열처리를 필요로한 다. 그러므로 본 연구에서는 예열 및 후열이 잔류응력 분포에 어떠한 영향을 주는가 를 실험적인 방법에 의해 연구하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권3호
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• pp.29-35
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• 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.

• 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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.55-62
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• 2009

강교 제작에는 강재 표면의 이물질 제거와 피복방식재료의 부착성 증대를 위하여 블라스트 표면처리가 실시되고 있다. 블라스트 표면처리는 쇼트나 그릿 등의 연마재를 압축공기로 분사하여 강재 표면에 충격을 가하는 표면처리법으로, 블라스트 처리에 의해 표면형상이 개선되고 압축잔류응력이 도입되어 용접이음의 피로수명이 향상될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 하중비전달형 십자필렛 용접이음의 피로실험을 실시하여, 블라스트 표면처리가 용접이음의 피로거동에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 피로실험에는 용접 후 무처리 시험편(용접 그대로), 용접 후 블라스트 표면처리 한 시험편과 블라스트 처리 후 열처리에 의해 잔류응력을 제거한 시험편의 합계 3종류의 용접시험편을 대상으로 하였다. 그 결과 블라스트 표면처리에 의해 용접지단부의 곡률반경은 약 29% 증가하였으며, 용접지단부의 인장잔류응력이 제거되고 압축잔류응력이 도입되었다. 그리고 블라스트 처리에 의해 피로수명과 피로한계가 증가하였다. 피로수명은 응력범위가 낮을수록 더 크게 증가하였고, 피로한계는 약 1.5배 증가하였다.

• 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.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1997년도 특별강연 및 추계학술발표 개요집
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• pp.55-58
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• 1997

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.137-146
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• 2011

강교 제작에는 녹, 흑피 등의 이물질 제거 및 도료의 부착성 증대를 위하여 도장 전 블라스트 표면처리가 실시되고 있지만, 이러한 강교 도장용 블라스트 처리가 용접이음의 피로강도에 미치는 영향에 대한 검토는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 강교 제작시 사용되는 블라스트 처리조건에 의한 압축잔류응력 도입량을 정량적으로 평가하고, 압축잔류응력에 의한 용접이음의 피로강도 향상 정도를 검토하기 위하여, 먼저 국내 7개 강구조물 제작사의 블라스트 처리조건을 조사하였다. 이를 근거로 도출한 10가지의 블라스트 처리조건별 알멘스트립의 아크하이트와 강재시편의 표면조도, 경도 및 잔류응력을 측정하여, 이들 측정값과 블라스트 처리조건들과의 상관관계를 검토하여, 아크하이트 측정으로 압축잔류응력을 근사적으로 추정할 수 있음을 제시하였다. 그리고 블라스트 처리 전 후의 맞대기 용접이음의 압축잔류 응력 측정과 피로시험을 실시하여, 블라스트 처리에 의해 맞대기 용접이음부의 용접지단부에는 약 170MPa이상의 압축잔류응력이 발생하였으며, 이로 인하여 맞대기 용접이음의 피로강도는 용접부가 없는 원판 강재 이상으로 크게 향상됨을 확인하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.312-312
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• 2003

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1992년도 특별강연 및 추계학술발표 개요집
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• pp.210-212
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• 1992

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.649-655
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• 2013

이종금속용접부에 대한 실제 용접 공정 중 용접부에서 결함이 발견되면 이를 제거하고 보수용접이 수행된다. 일반적으로 보수용접을 수행하면 용접부에서 인장 잔류응력이 크게 증가될 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 Alloy 82/182를 사용하여 보수용접이 수행된 이종금속용접부의 일차수 응력부식 균열 현상을 평가하기 위해서는 보수용접에 의한 용접부의 응력 변화를 정확하게 평가해야 한다. 본 논문에서는 비선형 유한요소해석을 수행하여 보수용접에 의한 원자력 이종금속 맞대기 용접부의 응력 분포를 평가하였다. 특히 보수용접 공정 모사를 위한 여러 유한요소 해석방법이 이종금속용접부의 응력분포에 미치는 영향을 평가하였다.