• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.6
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• pp.557-564
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• 2009

Welding residual stress is occurred after welding process. Tensile residual stress is one factor of PWSCC. Repair welding usually happened during the manufacturing welding process. Repair welds cause strong tensile residual stress. In PWR, Repair weldments made by Alloy 82/182 is susceptible to PWSCC caused by tensile stress, material and environment. Therefore, mitigation of welding residual stress in weldments is important for reliable operating. PWOL is one of the methods for mitigation and verified for over twenty years. In this paper, residual stress distribution of repaired weldments and the effect of PWOL on mitigation is examined for surge nozzle.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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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.

• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.3
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• pp.1-11
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• 1997

용접이음부에서는 피로크랙 전파거동이 모재와 다르다는 것은 이미 알려져 있으며 그 원인으로서는 용접부에 있어서의 금속조직의 변화와 잔류응력 등이 일컬어 진다. 금속조직의 변화에 따른 영향에 대하여서는 비교적 그 영향이 작으며 또한 피로 크랙 전파속도에 대해서 안전한 쪽으로 역할을 한다고 보고되어져 있다. 따라서 용접 이음부에 있어서의 피로크랙 전파에 대하여서는 주로 잔류 응력의 영향에 주목하여, 잔류응력이 피로크랙의 전파속도에 어떻게 영향을 미치는가를 파악하여야 한다. 이러 한 관점에서 지금까지 용접잔류응력장을 전파하는 피로크랙을 대상으로 하여 잔류응력 이 피로크랙 전파에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 하느 시도가 많은 연구진에 의해 수행되어 왔다. 표1에 이러한 연구의 흐름을 평가방법과 평가에 고려된 사항을 중심으로 나타내었다. 이러한 배경으로부터, 본고에서는 피로크랙 전파거동에 미치는 잔류응력의 영향에 대해서 지금까지 수행된 연구의 내용을 연구 발전형태에 주목하여 검토하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.2
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• pp.177-184
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• 2014

In this study, we investigated the variations in welding residual stresses in dissimilar metal butt weld due to width of repair welding and re-distribution behaviors resulting from similar metal welding (SMW) and mechanical loading. To this end, detailed two-dimensional axi-symmetric finite element (FE) analyses were performed considering five different repair welding widths. Based on the FE results, we first evaluated the welding residual stress distributions in repair welding. We then investigated the re-distribution behaviors of the residual stresses due to SMW and mechanical loads. It is revealed that large tensile welding residual stresses take place in the inner surface and that its distribution is affected, provided repair welding width is larger than certain value. The welding residual stresses resulting from repair welding are remarkably reduced due to SMW and mechanical loading, regardless of the width of the repair welding.

• Journal of Welding and Joining
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• v.22 no.2
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• pp.1-2
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• 2004

강구조물 제작시 용접프로세스에 의해 용접부 근방에서는 용접열원에 의해 급속가열ㆍ급속냉각의 열 사이클을 받으며, 열원의 이동과 함께 온도장이 변화하므로 용접부에 불균일한 온도분포가 발생된다. 이러한 불균일한 온도분포에 의한 용접부 근방의 열팽창ㆍ수축을 용접부로부터 떨어져 있는 저온상태의 부재가 이를 구속하여 결과적으로 용접변형과 잔류응력이 발생한다.(중략)

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.9
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• pp.1317-1323
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• 2010

In this study, the weld residual stress distribution at a dissimilar-metal welded plate of low alloy carbon steel and stainless steel, which are widely used in nuclear power plants, was characterized. A plate mock-up with butt welding was fabricated using SA 508 low alloy steel and Type 304 stainless steel plates and the residual stresses were measured by the X-ray diffraction method after electrolytic polishing of the plate specimen. Finite element analysis was carried out in order to simulate the butt welding of dissimilar metal plate, and the calculated weld residual stress distribution was compared with that obtained from the measured data. The characteristics of the three-dimensional residual stress distribution in a butt weld of dissimilar metal plates were investigated by comparing the measured and calculated residual stress data.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.1
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• pp.79-83
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• 2010

The conventional welding technique such as shield metal arc welding has been mostly applied to the piping system of the nuclear power plants. It is well known that this welding technique causes the overheating and welding defects due to the large groove angle of weld. On the other hand, the narrow gap welding(NGW) technique has many merits, for instance, the reduction of welding time, the shrinkage of weld and the small deformation of the weld due to the small groove angle and welding bead width comparing with the conventional welds. These characteristics of NGW affect the deformation behavior and the distribution of welding residual stress of NGW, thus it is believed that the residual stress results obtained from conventional welding procedure may not be applied to structural integrity evaluation of NGW. In this paper, the welding residual stress of NGW was predicted using the nonlinear finite element analysis to simulate the thermal and mechanical effects of the NGW. The present results can be used as the important information to perform the flaw evaluation and to improve the weld procedure of NGW.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.32 no.2
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• pp.149-154
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• 2012

The size and distribution of welding residual stress and welding deformation in welding structures have an effect on various sorts of damage like brittle failure, fatigue failure and stress corrosion cracking. So, research for this problem is necessary continuously. In this study, non-destructive technique using laser electronic speckle pattern interferometry, plate of welding specimen according to the external load on the entire behavior of residual stress are presented measurement techniques. Once, welding specimen force tensile loading, using electronic speckle pattern interferometry is measured. welding specimen of base metal and weld zone measure strain from measured result, this using measure elastic modulus. In this study, electronic speckle pattern interferometry use weld zone and base metal parts of the strain differences using were presented in residual stress calculated value, This residual stress value were calculated by numerical calculation. Consequently, weld zone of modulus high approximately 3.7 fold beside base metal and this measured approximately 8.46 MPa.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.2
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• pp.137-148
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• 2012

In pressurized water nuclear reactors, dissimilar metal welds are susceptible to primary water stress corrosion cracking. To access this problem, accurate estimation of welding residual stresses is important. This paper provides general welding residual stress profiles in dissimilar metal nozzle butt welds using finite element analysis. By introducing a simplified shape for dissimilar metal nozzle butt welds, changes in the welding residual stress distribution can be seen using a geometry variable. Based on the results, a welding residual stress profile for dissimilar metal nozzle butt welds is proposed that modifies the existing welding residual stress profile for austenitic pipe butt welds.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.15 no.3
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• pp.241-250
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• 2003

This study, investigated the characteristics of residual stress in weldis composed of similar or dissimilar steels, are investigated byusing 3three-dimensional thermal elasto-plastic FEM analysis. The results showed that for the groove welding of the similar steels, increasedthetensile strength of the steels (POSTEN60