• 제목/요약/키워드: 재열균열

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2$\frac {1}{4}$ Cr-1Mo강 압력용기 Nozzle 용접이음부의 재열균열에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Analysis Study on the Reheating crack around Welded Joint of Pressure Vessel with 2$\frac {1}{4}$Cr-1Mo Steel)

  • 김종명
    • 한국해양공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.88-94
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    • 2000
  • Recently various pressure vessels like an atomic reactor and plant facilities become more larger and are needed to bear in both very high temperature and pressure condition. And in making such a high pressure vessels the amount of annual usage of 2 $\frac {1}{4}$ Cr-1Mo steels which are predominant to resist high temperature high pressure and corrosive circumstances are increasing. But despite of this advantage of 2 $\frac {1}{4}$Cr-1Mo steel. when PWHT(post welding heat treatment) is carried out lots of reheating cracks are occur. In this reason it is strongly needed to study and examine the mechanical behavior of welded joints through welding to PWHT process. So in this study welded nozzle of pressure vessel where reheat cracks are frequently occur are selected for analysis the crack-occurrence mechanism.

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CrMoV강의 재열균열 민감도에 관한 연구 (Reheat Cracking Susceptibility of CrMoV Steel)

  • 김광수
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
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    • pp.168-170
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    • 2004
  • 터빈로터는 발전설비 중에서 가장 핵심 부분이며 동시에 심한 고온 응력을 받는 부분이다. 터빈로터 재료로는 Ni-Cr-Mo-V강과 CrMoV 강등이 사용된다. CrMoV 강은 발전 설비로 장시간 사용 중 열적피로나 크립손상, 고온 부식 등의 문제가 단독 혹은 복합적으로 발생하여 재료에 손상을 입히게 되고 결국에는 설비의 수명을 단축 시키곤 한다. (중략)

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CrMoV 터빈로터강에서 모의 열영향부 시험편을 이용한 재열균열 민감도평가 (Evaluation of Reheat Cracking Susceptibility with Simulated Heat Affected Zones in Cr-Mo-V Turbine Rotor Steel)

  • 김광수
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제13권1호
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    • pp.89-102
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    • 1995
  • The evaluation of reheat cracking susceptibility in CrMoV turbine rotor steel was performed using thermally simulated heat affected zones. The examinations were carried out in terms of microstructural characterization, microhardness measurement and a Charpy type notch opening three point bend test. It was found that reheat cracking susceptibility increased as the peak temperature increased. This effect was due to the combined effects of the carbide dissolution and unrestricted grain growth at 1350.deg. C peak temperature. Reheat cracking susceptibility was estimated based on microhardness measurement and prior austenite grain size. It was established that for this particular material, reheat cracking in coarse grained heat affected zone can be eliminated if the microhardness is below about 360DPH and the grain size is below about 30.mu.m. It is evident that reheat cracking susceptibility can be eliminated or reduced by carefully controlling the welding parameters such that a refined structure is produced in the coarse grained heat affected zone.

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중유발전소의 재열기관 균열 해석 (Analysis of Reheater Pipe Crack for Oil Power Plant)

  • 홍성호;홍성주
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.643-647
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    • 2003
  • Power plant Piping operating at elevated temperature often fails prematurely by the growth of microcracks under creep conditions. Therefore, the life assessment of high temperature components that contain cracks is an important technological problem. The mechanisms of crack growth in simple metals and alloys have been investigated using both mechanical and microstructural approaches. In this study, life prediction accounting for creep, crack growth and thermal stress is analyzed.

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보일러용 배관재 2.25Cr-1.6W계 내열강의 용접부 응력 해석 (A study on the residual stress at the weld joint of 2.25Cr-1.6W heat resistant steel)

  • 이연수;이경운;이재봉;김영득;공병욱;유석현;김정태;김범수;장중철
    • 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.

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