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로타 오버레이 용접공정 개발 (Development of rotor overlay welding process)

  • 이경운;김동진;강성태
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.12-12
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    • 2009
  • 터빈에서 핵심부품인 로터는 블레이드를 원심 운동시키는 대형 단조강이며, 고압의 증기 조건에서 고속회전하며 고온에서 운전과 저온에서 과속시험 동안 높은 원심력을 받는다. 또한 기동/정지 천이 동안 열응력을 받기 때문에, 이러한 운전조건에 부합되는 소재로서는 높은 Creep 강도 및 피로강도를 가지는 CrMoV type의 강종이 사용되어져 왔다. 발전소의 대용량화 및 고온화에 따라 종래의 증기조건에서 사용되어져 왔던 1%CrMoV강은 내산화성 및 내부식성이 문제가 되어 더 이상 사용이 불가하며, 고온/고압하에서도 우수한 소재 특성을 가지는 12%Cr강의 사용이 필수적이다. 그러나 12%Cr강으로 제작되는 로타는 Cr 양이 높기 때문에 저널부에 Galling 또는 Scuffing 이라 불리는 부적절한 마모현상과 사용 중 소착이 발생하기 쉬운 단점이 있기 때문에, 저널부에 Cr 함유량 2~3% 이하의 저합금강을 오버레이 용접하여 육성하는 일체형 가공구조의 로타 저널부가 주목되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Large scale 로타가 용접 도중 급열 및 급냉이 되지 않으면서 균일한 온도로 일정 시간 유지할 수 있는 열관리 장치 개발, 최적 오버레이 용접조건 선정 및 용접부 건전성 시험 평가를 통하여 12%Cr 로타 저널부의 최적 오버레이 용접공정을 확립하고자 하였다. 용접 열관리 장치는 전기저항 가열방식을 적용하고 있으며 용접이 최종 완료되기 전까지 로타 제품 전체는 $93^{\circ}C$이상의 온도로 유지 되어져야 하며, 규정 용접후열처리 온도는 $650^{\circ}C{\pm}14^{\circ}C$ 이다. 또한 로타 오버레이 용접은 모재 Set up $\Rightarrow$ 용접예열 $\Rightarrow$ GTA용접 $\Rightarrow$ SA용접 $\Rightarrow$ 용접후열(Post heating) $\Rightarrow$ 용접후열처리(PWHT) $\Rightarrow$ 정삭가공 $\Rightarrow$ NDE(UT) 순으로 수행 되어진다 실제 로타의 1/3 Scale로 시험편을 제작하여, 오버레이 mockup 시험을 수행한 후 화학성분, 경도 분포, 인장강도, 충격인성 및 굽힘시험을 수행한 결과, 오버레이 용접에서 요구되어지는 용접 물성값을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 균열 등의 선형 결함이나 기공, 슬라그 혼입과 같은 결함은 관찰되지 않았으며, 용접 시 아크의 안정성과 슬라그의 박리성은 양호하였으며 비드의 외관도 미려하여 용접 작업성도 양호하였다.

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원자로 상부헤드 관통노즐의 잔류응력 예측을 위한 노즐 형상 변수 민감도 연구 (Sensitivity Analysis of Nozzle Geometry Variables for Estimating Residual Stress in RPV CRDM Penetration Nozzle)

  • 배홍열;오창영;김윤재;김권희;채수원;김주희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권3호
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    • pp.387-395
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    • 2013
  • 최근 국외의 원자로 상부헤드 CRDM 관통노즐에 일차수 응력부식균열로 인한 냉각수 누출사고가 발생하였다. 일차수응력부식균열은 부식에 민감한 재료, 인장 잔류 응력 및 부식 환경 등의 3 가지 요인의 상호작용에 의해 발생하는 것으로 알려져 있기 때문에 응력 부식 균열 발생 및 균열 진전을 억제하기 위해서는 용접에 의한 잔류응력에 대한 정확한 예측이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 국내 Westinghouse 형 원자로 상부 헤드 관통노즐(CRDM)을 대상으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$)에 따른 노즐 잔류응력 분포 특성에 대해 연구를 수행하였다. 국내에 현존하는 원자로 상부헤드 관통노즐의 실제크기($r_o$=51.6, t=16.9 mm)를 기준으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$=2, 3, 4)의 변수를 정립하였으며 정중앙 및 최외곽에 위치한 노즐을 대상으로 연구를 수행하였다.

음향 방출에 의한 인코넬 600 합금의 응력 부식 균열 거동 평가 (Evaluation of the Stress Corrosion Cracking Behavior of Inconel G00 Alloy by Acoustic Emission)

  • 성게용;김인섭;윤용구
    • 비파괴검사학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.174-183
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    • 1996
  • 본 연구에서는 인코넬600 합금을 열처리 상태 및 변형속도 등이 서로 다른 SCC 발생 조건하에서 정변형 속도 시험법으로 인장시켜 그때 발생되는 AE신호와 균열 거동을 비교하므로서 SCC 발생 및 진전을 AE로서 적절히 탐지할 수 있는가를 연구하였고, AE로 탐지 가능한 초기의 최소 균열 크기를 측정하므로서 비파괴시험법으로서의 적용성을 평가하고자 하였다 실험 결과, IGSCC에서 발생되는 AE amplitude 준위는 연성파괴 및 기계적인 변형에서 발생되는 것들보다 큰 것으로 나타났으며, 이것은 AE amplitude준위가 AE발생원을 식별할 수 있는 중요한 변수가 될 수 있음을 의미한다. IGSCC 미소균열의 성장 및 주균열의 형성으로부터 주균열의 성장으로 전환되는 시점을 AE로 적절히 감시할 수 있음을 보였으며, AE로 탐지 가능한 최소 균열 크기는 길이 $200{\sim}400{\mu}m$, 깊이 $100{\mu}m$ 이하의 균열인 것으로 나타났다. 결론적으로 AE기술은 입계 응력 부식 균열의 진전을 조기 탐지할 수 있는 유용한 방법으로 평가되며 비파괴시험법으로서의 실제 적용 가능성도 높을 것으로 판단된다.

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실험계획법을 이용한 고지 해리 공정조건에 관한 연구 (A Study on Pulping Process Condition through Design of Experiments)

  • 김성권;이준구;성대형
    • 공업화학
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    • 제9권4호
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    • pp.529-535
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    • 1998
  • 탈묵공정에서 고지 배합처리, 온도, 양품 배합처리 등의 해리 공정조건 변동에 의한 탈묵펄프의 영향을 조사하였다. 실험계획법으로써 탈묵펄프에 주된 영향을 미치는 유의한 인자를 선정하였으며, 통계분석기법 중 하나인 분산분석 및 다중비교를 통해 공정조건의 최적수준조합을 결정하고 이에 따른 백색도 및 강도적 특성의 추정치 및 신뢰구간을 구하였다. 백색도는 $Na_2SiO_3$ 2.0%, $H_2O_2$ 0.5%, 고지 배합처리 (국내신문고지 : 수입신문고지 : 매거진 = 40 : 30 : 30 wt %)의 조건에서 가장 높은 추정치 50.5%와 90% 신뢰구간 (49.0, 52.0)을 얻을 수 있었다. 인장지수는 $H_2O_2$ 0.5%, 해리 온도 $50^{\circ}C$의 조건에서 가장 높은 추정치 $35.7N{\cdot}m/g$과 90% 신뢰구간 (34.6, 36.6)을 얻을 수 있었다. 파열지수는 계면활성제 0.1%, 해리 온도 $50^{\circ}C$의 조건에서 가장 높은 추정치 $0.129kPa{\cdot}m^2/g$과 90% 신뢰구간 (0.125, 0.133)을 얻을 수 있었다.

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임플란트 고정체와 지대주 간의 전하중 크기가 골응력에 미치는 영향에 대한 유한요소해석 (Effect of Implant Preload on the Marginal Bone Stresses Studied by Three Dimensional Finite Element Aanalysis)

  • 남효준;조광헌
    • 구강회복응용과학지
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    • 제28권2호
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    • pp.127-138
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    • 2012
  • 본 연구에서는 임플란트 고정체와 지대주 간의 전하중 크기가 임플란트 주위 변연골의 응력분포에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 해석 모델은 하악골에 식립되는 단일 임플란트(solid형 지대주와 submerged 형 고정체)로 제작되었고, 외력 조건으로는 임플란트 지대주 상부에 100N의 기능력이 협설 방향으로 30도 경사져 협측으로 작용하도록 설정하였다. 전하중의 크기가 변연골 응력 분포에 어떠한 차이가 생기게 하는지를 조사하기 위해 다섯개의 다른 전하중의 크기(0, 200, 400, 600, 800N)를 부여하였다. 모든 분석은 선형 탄성을 가정하여 ABAQUS/CAE(ver6.10-1, HKS, Fremont, CA, USA) 프로그램을 사용하였다. 임플란트 주위 변연골 응력분포의 차이는 전하중의 크기와 관련이 있었다. 100N의 교합력 하에 전하중이 0인 경우 변연골(임플란트 벽에서 0.1mm 떨어진 부분)에서 압축 응력은 28.33MPa이었는데, 전하중을 200N 증가시킬 때마다 1.76MPa씩 증가하였다. 이런 방식으로 800N의 전하중을 가할 때 나타나는 최대 압축 응력은 35.18MPa이었다. 반면 변연골에서의 인장 응력은 전하중이 증가할 수록 감소하였다. 임플란트 고정체와 지대주 간의 전하중은 변연골에서의 압축 응력을 증가시킬 수 있으나 기능력에 비하면 그 효과는 미미할 것으로 판단된다.

치과용 비귀금속 합금과 전장용 강화형 복합레진의 인장결합강도 (TENSILE BOND STRENGTH BETWEEN NON-PRECIOUS DENTAL ALLOY AND VENEERING REINFORCED COMPOSITE RESINS)

  • 양병덕;박주미;고석민;강건구
    • 대한치과보철학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.427-437
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    • 2000
  • Recently the 2nd generation laboratory composite resins were introduced. Although the mechanical properties of these composite resins have been improved, there were some disadvantages such as discoloration, low abrasion resistance and debonding between metal and resin. The purpose of this study was to evaluate the tensile bond strength between non-pecious dental alloy(verabond) and four veneering reinforced composite resins ; Targis(Ivoclar Co., U.S.A.), Artglass(Kulzer CO., Germany), Sculpture(Jeneric Pentron Co., U.S.A.), and Estonia(Kurary Co., Japan). All test metal specimens were polished with #1,000 SiC paper, and sandblasted with $250{\mu}m$ aluminum oxide. After then. according to manufacturer's instructions metal adhesive primer and veneering resins were applied. All test specimens were divided into two groups. One group was dried in a desiccator at $25^{\circ}C$ for 3 days, the other group was subjected to thermal cycling($2,000{\times}$) in water($5/55^{\circ}C$). Tensile bond strength was measured using Instron Universal Testing machine and the fractured surface was examined under the naked eyes and scanning electron microscope. Within the limitations imposed in this study, the following conclusions can be drawn: 1. In no-thermal cycling groups, there were no significant differences between Estenia and VMK68 but there were significant differences between Targis, Artglass, Sculpture and VMK68(p<0.05). 2. In no-thermal cycling resin groups, the highest tensile bond strength was observed in Estenia and there were significant differences between Estenia and the other resins(p<0.05). 3. Before and after thermal cycling, there were significant differences in tensile bond strength of Targis and Artglass(p<0.05). The tensile bond strength of Artglass was decreased and that of Targis was increased. 4. In no-thermal cycling groups, Artglass showed mixed fracture modes(95%), but after thermal cycling, Artglass showed adhesive fracture modes(75%).

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우리나라 37개 땅밀림지의 지질 및 토양 특성 (Topography and Soil Characteristics Related to Land Creep in 37 Areas in South Korea)

  • 박재현;서정일;마호섭;김동엽;강민정;김기대
    • 한국산림과학회지
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    • 제108권4호
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    • pp.540-551
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    • 2019
  • 이 연구는 우리나라에서 발생된 전국 37개소의 땅밀림지의 지질 및 토양특성을 분석하여 땅밀림지에 대한 유형을 구분하기 위한 기초자료를 제공하기 위하여 실시하였다. 땅밀림지의 지질 시대는 백악기가 가장 많았으며, 경상누층군에서 가장 많이 발생하였다. 주된 구성암석은 퇴적암이 가장 많았다. 또한 땅밀림지 중 활락애가 명확하게 구분된 지역은 20개소(약 54.0%), 활락애가 모호하고 인장균열(균열)이 발생한 지역은 17개소(약 46.0%)이었다. 땅밀림지의 발생 형태(붕괴면의 형상)는 주저형 붕괴면이 20개소(약 54.0%)로 가장 많았다. 땅밀림 발생유형은 붕적토 땅밀림지가 25개소(약 68.0%)로 가장 많았다. 땅밀림의 직접적인 원인은 지질적인 원인에 더해 산각절취, 토석 및 토사채취, 산지개간 및 절취, 광산개발, 묘지조성 등 인위적인 개발사업에 근거하는 것으로 나타났다. 전국 37개소의 땅밀림지 중 인위적인 원인에 의한 땅밀림지는 27개소(약 73.0%)이었으며, 지진, 집중호우, 하천포락 등 자연적인 원인은 10개소(약 27.0%)이었다.

항균 포장원지내 항균소재의 최적 정착법 탐색 (Exploration of Optimum Retention of Antibacterial Agents in Functional Packaging Paper)

  • 김철환;김재옥;정준호;조성환
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.298-305
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    • 2005
  • 과채류 포장용 기능성 항균포장지는 항균력이 우수한 식물성 항균소재(botanical antimicrobial agent-grapefruit seed extract mixture: BAAG)의 CaCO$_3$분말제재와 가스흡착제 기능을 소유한 제올라이트를 일정배합비율로 펄프지료에 첨가하여 TAPPI Standard Method T200 sp-96에 의거하여 제조하였다. 아울러, 보류향상제인 cationlc polyacrylamide (Ca-PAM)와 발수처리제 alkyl ketone dimer(AKD)도 같이 첨가하였다. 이때, 사용된 BAAG분말의 평균입자크기는 12.45였으며, Scanning Electron Microscope 촬영사진에서 CaCO$_3$에 침착되어 있는 BAAG 및 제올라이트가 육면체 형태의 미세한 분말로 지료상에 구성되어 있음을 알 수 있었으며, 포장원지내에 보류된 항균제의 보유량을 회분함량으로 측정한 결과, 항균제의 첨가량을 증가시킬수록 회분함량이 증가하는 것으로 미루어 Ca-PAM이 지료 섬유 네트워크내에 항균제를 정착시키는데 매우 효과적인 보류향상제로 작용함을 알 수 있었다. 한편, 분말형 항균제와 제올라이트를 지료에 첨가하여 포장원지를 제조하였을 때, 포장원지의 인장강도(tensile strength)와 파열강도(burst strength)는 항균제와 제올라이트를 첨가하지 않았을 때보다 다소 감소하는 경향을 나타내었고, 반면에 강성(stiffness)과 인열강도(tear strength)는 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나, 기능성 첨가제 분말의 첨가로 인하여 발생할 수 있는 골판지 상자의 라이너나 단위 포장용(itempackaging)포장지의 강도적 성질의 감소현상이 미미할 것으로 판단되어 항균포장지 제조에 사용되는 항균제와 제올라이트분말은 종이의 물성 열화에 미치는 영향이 크지 않는 것으로 나타났다.

폐불소고무 분말과 SBS로 개질된 아스팔트의 점착 특성에 관한 연구 (The Study on the Pressure-Sensitive Adhesion Property of Waste FKM Powder and SBS Modified Asphalt)

  • 정경호;강민규;한경아
    • Elastomers and Composites
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    • 제44권3호
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    • pp.282-289
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    • 2009
  • 건축현장에서 건물 방음 및 단열재의 씰링 용도로 일반 pressure-sensitive adhesive(PSA) tape이 주로 사용되고 있다. 일반 PSA tape은 먼지와 같은 이물질에 의해 점착력이 쉽게 감소하고 두께가 얇기 때문에 외부 자극에 의한 변형 및 파손이 쉽게 발생하여 방음재의 씰링 역할을 제대로 수행하지 못하는 결과가 발생하며, 이는 부실공사의 원인이 되기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 FKM과 SBS를 이용하여 아스팔트를 개질하여 점착제로 적용하고자 하였다. 본 연구에서는 아스팔트의 점착력을 향상 시켜주기 위하여 선형과 방사형의 styrene-butadiene-styrene(SBS) 3, 6, 9 wt.%, 폐불소고무(FKM: fluoroelastomers) 10, 20, 30 wt.%를 아스팔트에 첨가하여 개질 아스팔트를 제조하였고 이들의 연화점, 점도, 인장강도 및 점착력 등의 물리적 특성을 평가하였다. SBS 개질 아스팔트는 SBS가 첨가됨에 따라 연화점 및 점도가 상승하는 거동을 나타냈으며 순수 아스팔트 보다 높은 점착력을 나타내었다. FKM 개질 아스팔트의 경우는 FKM이 첨가 되어도 연화점 및 점도 변화가 없었으며 FKM과 아스팔트의 낮은 계면 결합력으로 점착력이 증가하지 않았다. 온도가 증가할수록 개질 아스팔트의 점도는 감소하였지만 SBS 개질 아스팔트의 경우에는 온도상승에 따른 점도 감소가 적어 상당히 넓은 온도 범위에서 점착력을 유지하였으며 선형 SBS가 6 wt.% 첨가된 것이 최적의 점착 특성을 나타내었다.

Mar-M-247 합금의 액상확산접합부 고온 특성 거동 (High Temperature Behavior of Liquid Diffusion Bonded Joints of Mar-M-247 Alloy)

  • 손명숙;안종기;이동엽;김준기;강석철;김홍규
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.248-250
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    • 2017
  • Mar-M-247 합금은 고온에서의 우수한 강도로 Ni기 초내열합금 중 항공용 가스터빈 부품에 가장 널리 사용되는 소재 중 하나이다. Mar-M-247을 이용하여 터빈 노즐, 터빈 블레이드와 같이 Hot section 용으로 제작되는 부품은 복잡한 형상 등의 이유로 접합 공정을 적용하고 있다. 본 연구에서는 Mar-M-247 합금의 액상확산접합부에 대한 고온 특성 거동을 고찰하고자 하였다. 이에, $1,121^{\circ}C$에서 7분간 확산접합을 실시하여 고온 강도 변화를 관찰하였다. 시험 결과, 접합 시편은 $649^{\circ}C$에서 모재 대비 약 70%, $825^{\circ}C$에서 약 60%, $1,000^{\circ}C$에서 약 45%의 강도치를 나타내었다. 접합시간에 따른 강도 변화를 관찰한 결과, 720분 접합한 시편은 $649^{\circ}C$에서 모재와 유사한 강도치를 나타내었으며, 이는 One-body 부품에 가까운 일체형 확산 접합이 이루어진 것으로 판단된다.

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