• Title/Summary/Keyword: 이종용접부

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Stress Distribution in the Dissimilar Metal Butt Weld of Nuclear Reactor Piping due to the Simulation Technique for the Repair Welding (보수용접 모사 방법에 따른 원자로 배관 이종금속 맞대기 용접부 응력 분포)

  • Lee, Hwee-Seung;Huh, Nam-Su;Kim, Jin-Su;Lee, Jin-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.37 no.5
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    • pp.649-655
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    • 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.

Quantitative Analysis of Friction Weld Strength by Acoustic Emission (AE법에 의한 마찰용접강도의 정량해석)

  • Oh, S. K.
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.7 no.2
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    • pp.226-232
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    • 1983
  • 회전수를 용접변수로 했을 때 이종강봉 및 이종강관의 마찰용접에 있어서 소성변형중에 발생한 AE(acoustic emission)량과 용접후의 냉각중에 발생한 AE량의 총량을 측정해석하고, 용접표면상 에 0.635mmR의 반원 노치를 가공했을 때의 용접부 인장강도를 구하여, AE총량과 용접부강도와 의 상관관계실험식 모델을 만들었고, 이들과 관계계산식과의 비교 조사와 95%신뢰성을 검증하였 고, 이종강의 마찰용접 중에 용접강도와 품질을 검토관리할 수 있는 기본자료가 되게 하였다.

Welding Residual Stress Distributions for Dissimilar Metal Nozzle Butt Welds in Pressurized Water Reactors (가압경수로 노즐 맞대기 이종금속용접부의 용접잔류응력 예측)

  • Kim, Ji-Soo;Kim, Ju-Hee;Bae, Hong-Yeol;Oh, Chang-Young;Kim, Yun-Jae;Lee, Kyung-Soo;Song, Tae-Kwang
    • 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.

Evaluation of PWSCC at Dissimilar Metal Butt Welds in NPP (원전 이종금속 맞대기용접부 PWSCC 균열건전성평가)

  • Lee, Sung-Ho;Lee, Kyoung-Soo;Oh, Chang-Young
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.9
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    • pp.1047-1052
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    • 2012
  • Primary water stress corrosion cracking (PWSCC) instances have been reported in the Alloy 600 reactor pressure vessel head penetration nozzle and the Alloy 82/182 dissimilar metal butt weld nozzle in several PWRs. Therefore, in-service inspection programs have been adopted worldwide to prevent failure at the weld region. If a PWSCC is observed at the dissimilar metal weld region during inspection, its structural integrity should be evaluated; however, this requires considerable time and effort, and this might lead to a decrease in the plant utilization coefficient. To prevent this, KHNP-CRI have established integrity assessment criteria and developed a computer program for the fast evaluation and judgment of PWSCC. In this paper, the results and current status of the same are presented. Through this study, criteria for the structural integrity evaluation of PWSCC have been established, and a computer program has been developed to realize technical means for the evaluation of PWSCC structural integrity.

Investigation on the Effect of Laser Peening Variables on Welding Residual Stress Mitigation Using Dynamic Finite Element Analysis (동적 유한요소 해석을 통한 용접 잔류응력 이완에 미치는 레이저 피닝 변수의 영향 고찰)

  • Kim, Jong-Sung
    • 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.

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Metallurgical Structures and Mechanical Properties in Weldments of Dissimilar Cr-Mo Steels (Cr-Mo계 이종재질간 용접부의 미세조직 및 기계적성질)

  • 지병하;김정태;박화순
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 1996.10a
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    • pp.42-44
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    • 1996
  • 이종재료인 2$\frac{1}{4}$Cr-1Mo강과 12Cr-1Mo-V계 강의 용접부의 용접성에 대하여 모재계열의 용접재료와 Inconel계의 용접재료를 사용하여 야금학적인 관점으로부터 미세조직적 특성 및 기계적성질을 중심으로 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 본 연구의 실험범위에 의하면, 내부결함, 균열 등의 용접결함을 발생하지 않는 양호한 용접부를 얻을 수 가 있었다. (2) 광학현미경을 이용한 미세조직의 관찰에 의하면, Inconel계의 용접재료를 제외한 모재계열의 용접재료를 사용하였을 경우, 용융경계부 근방에서 연속 또는 불연속적인 백색의 밴드상이 형성되었다. (3)백색밴드상의 형성부는 인장변형에 의하여 국부적인 수축변형을 일으키나, 파단은 2$\frac{1}{4}$Cr-1Mo강의 모재에서 발생하였으며, 거시적인 인장성질에는 영향을 미치지 않았다.

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Ultrasonic Transducer Design for the Axial Flaw Detection of Dissimilar Metal Weld (이종금속 용접부 축방향 결함 검출을 위한 초음파 탐촉자 설계)

  • Yoon, Byung-Sik;Kim, Yong-Sik;Yang, Seung-Han
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.31 no.5
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    • pp.536-542
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    • 2011
  • Dissimilar metal welds in nuclear power plant are known as very susceptible to PWSCC flaws, and periodically inspected by the qualified inspector and qualified procedure during in-service inspection period. According to field survey data, the majority of their DMWs are located on tapered nozzle or adjacent to a tapered component. These types of configurations restrict examination access and also limit examination volume coverage. Additionally, circumferential scan for axially oriented flaw is very difficult to detect located on tapered surface because the transducer can't receive flaw response from reflector for miss-orientation. To overcome this miss-orientation, it is necessary adapt skewed ultrasonic transducer accomodate tapered surface. The skewed refracted longitudinal ultrasonic transducer designed by modeling and manufactured from the modelling result for axial flaw detection. Experimental results showed that the skewed refracted longitudinal ultrasonic transducer get higher flaw response than non-skewed refracted longitudinal ultrasonic transducer.

Fracture Mechanics Analysis of a Interface Crack in the Weld of Dissimilar Steels using the J-integral (J-적분을 이용한 이종강재 용접접합부 계면균열의 파괴역학적 해석)

  • Lee Chin-Hyung;Chang Kyong-Ho
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.17 no.4
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    • pp.423-431
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    • 2004
  • For the fracture mechanics analysis of cracks in welds of dissimilar steels, residual stress analysis and fracture analysis must be performed simultaneously. The standard definition of the J -integral leads to a path dependent value in the presence of a residual stress field. And unlike cracks in homogeneous materials, a bimaterial interface crack always induces both opening and shearing modes of stress in the vicinity of the crack tip. Therefore, it is necessary to develope a path independent J-integral definition for a crack in a residual stress field generated by welding of dissimilar steels. This paper addresses the modification of the Rice-J-integral to produce a path independent J -integral when residual stresses due to welding of dissimilar steels and external forces are present. The residual stress problem is treated as an initial strain problem and the J-integral proposed for this class of problems is used. And a program which can evaluate the J -integral for a crack in a weld of dissimialr steels is developed using proposed J integral definition.

Characteristics of Residual Stress in welds Composed of Similar or Dissimilar Steels (동종강재 및 이종강재 용접접합부의 잔류응력 특징)

  • Chang, kyong Ho;Lee, Chin Hyung;Lee, Sang Hyong;Lee, Eun Taik
    • 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

Evaluation of Weldability on Identical and Dissimilar Welding Parts of Austenite Stainless Steel by GTAW (오스테나이트 스테인리스강에 대한 가스텅스텐 아크용접 시동종 및 이종 용접부의 용접성 평가)

  • Han, Min-Su;Park, Jae-Cheul;Kim, Seong-Jong
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.35 no.1
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    • pp.68-74
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    • 2011
  • This papers investigated the mechanical characteristics and the weldability of identical as well as dissimilar welding by GTAW for STS 304 and STS 316L. It is applied to double wall gas pipe of duel fuel engine for LNG carrier. Consequently, the weldability of dissimilar and identical welded zone of STS 304 decreased compared to base metal significantly. The result of microstructure observation for welded zone, a degree of acicular ferrite in welding zone for STS 304 presented more than STS 316L. The hardness of welding zone for STS 304 presented higher value than that for STS 316L by this effect.