• 비파괴검사학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.591-597
• /
• 2001

Ti합금은 고온환경에서 고강도가 요구되는 항공기의 엔진 부품등의 소재로 적용되고 있다. Ti합금은 이와 같이 기계적 성능이 우수함에도 불구하고 ${\alpha}$상과 ${\beta}$상의 조성에 의한 두 상의 미세 구조에 의한 초음파 산란으로 초음파를 이용한 비파괴 평가에서 피로균열 검출이 어려운 단점이 있다. 합금내의 결정립에서 산란되는 초음파 신호에 의하여 결함이 존재하지 않는 경우에도 산란 신호가 검출되는 결정립 산간 잡음 신호가 존재하며, 이들 결정립 산란 잡음 신호는 합금내부에 존재하는 기공 및 불순불 등의 결함 검출을 어렵게 하늘 요인이다. 본 연구에서는 Ti합금의 효율적일 초음파를 이용한 비파괴 평가의 적응을 위하여 Ti합금 시험편에 대하여 초음파 전파속도 측정 및 미세 드릴 가공에 의한 인공 결함의 검출능 평가 등을 수행하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제30권8호
• /
• pp.779-784
• /
• 2013

Increased efficiency and improved performance associated with light-weight materials were investigated in this study. Numerous studies have investigated surface treatments to improve the fatigue strength of metals. Laser heat treatment is a promising method because the power and spot size can be easily controlled, allowing a small heat affected zone (HAZ). However, changes in the material properties can result; in particular, the material can become more brittle. In this study, a combination of laser heat treatment and vibration peening was proposed to increase fatigue strength without changing the material characteristics. SCM440H was investigated experimentally, and specimens were tested using a giga-cycle ultrasonic fatigue tester. The results show that the combination of these two processes significantly increased the fatigue strength and, furthermore, different fracture types were observed after a small and large number of cycles.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.177-183
• /
• 2008

고온-고압의 장시간 사용으로 나타나게 되는 재료열화현상을 이해하고 구조건전성 모니터링을 위한 기초연구로 사용하고자 대표적인 로터용 내열강인 2.25CrMo 강과 9CrMo 강 그리고 12CrW 강을 연구하였다. 재료열화를 모니터링하기 위해 2.25CrMo 강은 등온열화 시험을 9CrMo 강은 크리프-피로 시험을 그리고 12CrW 강은 크리프 시험을 각 단계별로 수행하였다. 이들 각 손상재에 대한 초음파전파특성, 비저항측정 그리고 보자력측정을 통하여 미세조직 의존성을 고찰하였고 이들 파라미터는 특정 미세조직의 변화에 상당히 민감하게 작용하였다.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.589-593
• /
• 2015

The demand of high cycle fatigue behavior on plate material is increasing because of its various applications. However, the high-cycle fatigue life data of the plate material is very rare compared to the rod material. Thus, in this study, a plate specimen is designed for the ultrasonic fatigue test because it is time efficient as compared to the conventional fatigue test. To apply the ultrasonic fatigue test, the specimen design is required to resonate at 20 kHz. Therefore, the dynamic elastic modulus was determined by measuring the resonance frequency with a piezoelectric element and laser doppler vibrometer (LDV). As a result, the plate specimen is designed and demonstrated using the ultrasonic fatigue testing machine. The ultrasonic fatigue test results were compared with the hydraulic fatigue test results.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.173-180
• /
• 2013

벌레 모양 흑연철로 알려진 강화흑연강(CGI)은 주철보다 더 강하고 더 가벼운 것이 요구되는 응용제품에서 인기를 얻고 있는 금속이다. 최근 강화흑연강 디젤엔진 블록에 사용되고 있다. 본 연구에서는 디젤엔진의 배기 매니폴드에 사용되는 것을 고려하여, 873~1273 K에서 1~96 시간 열처리를 실시하여 CGI340의 기계적 특성을 평가하였다. 열처리를 실시한 시험편의 인장강도는 모재에 비하여 전체적으로 낮은 인장강도를 나타내었다. 열처리 시간이 증가할수록 인장강도가 감소하였으며, 열처리 온도가 높고 시간이 길어질수록 더 많이 감소하였다. 초음파 피로시험에 의한 피로한도는 모재는 약 130 MPa, 1173 K(96 hrs) 시험편은 약 100 MPa을 나타내었다. 경도는 열처리 시간이 증가할수록 감소하였으며, 열처리 온도가 높을수록 경도의 분포가 낮아졌다. 그리고 CGI340에 분포하는 구상흑연의 평균경도는 120 Hv, 벌레 모양 흑연의 평균경도는 114 Hv로 기지조직인 페라이트보다 낮은 경도를 나타내었다. 열처리 온도 및 시간에 따라서 구상흑연 및 벌레 모양 흑연에 대한 변화는 일정하지 않지만, 열처리 시간이 길어짐에 따라 기지조직의 결정립이 커지는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권11호
• /
• pp.1011-1020
• /
• 2017

본 연구는 실온에서 미처리재와 UNSM처리재, 수소취화재(100 bar, $300^{\circ}C$에서 120 h) 및 이 수소취화재의 UNSM처리재의 스테인리스강 316L 시험편의 재료특성파악을 위한 실험을 실시하였다. 여기서 수소취화재는 기존의 미처리재의 S-N곡선보다 피로강도가 약간 감소하는 경향을 나타내었으며, 수소취화효과는 적게 나타났다. 미처리재에 비해서 UNSM처리재의 피로한도는 약 43.8 % 상승하였고, 수소취화재의 UNSM처리재는 수소취화재보다 약 57.1 % 상승하는 경향을 나타내었다. EBSD에 의한 IQ, IPF 및 KAM 맵에서 UNSM처리 후, 이 처리의 영향을 받는 나노 입자 표면층의 두께는 약 $152{\mu}m$이다. 그러나 세 가지 맵에서 수소취화의 깊이 영향을 정량적으로 평가할 수 없었다. 시험편상에서 발생하는 표면균열은 수소취화의 영향으로 평균입경($35{\mu}m$)보다 작은 균열의 비율이 약 90 %를 차지하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.94-94
• /
• 2011

배관 구조물에서는 내부 미세 균열에서부터 국부 좌굴, 볼트 풀림, 피로 균열 등과 같이 다양한 형태의 손상이 복합적으로 발생 가능하다. 이러한 복합 손상은 배관 구조물의 누수, 누유 등의 사고를 야기할 수 있다. 하지만 기존의 단일 스케일 계측 시스템으로부터 복합 손상에 의한 실시간 누수를 진단하기는 매우 어렵다. 본 연구 단계에서는 누수를 야기하는 복합 손상을 효율적으로 진단하기 위하여 선행 연구에서 제안된 압전센서를 이용한 자가 계측 회로 기반의 다중 스케일 계측 시스템을 구조물의 복합 손상 진단에 적용하였다. 자가 계측 회로 기반 다중 스케일 계측 시스템은 크게 두 가지 형태의 신호를 계측한다. 첫 번째 스케일은 임피던스 계측으로부터 특정 주파수 대역폭에 대한 구조 응답을 계측하며, 두 번째 스케일은 유도 초음파 계측으로부터 단일 중심 주파수에 해당하는 구조물의 응답을 계측한다. 복합 손상을 손상 유형별로 분류하기 위하여 E/M 임피던스(Electro-mechanical impedance)및 유도 초음파(Guided wave) 계측으로부터 추출한 특성을 이용하여 2차원 손상지수를 계산하고 이를 지도학습 기반 패턴인식 기법(Supervised learning based pattern recognition) 중 확률론적 신경망 기법(Probabilistic Neural Network, PNN)에 적용한다. 제안된 기법의 적용성 검토를 위하여 파이프 구조물에 인위적으로 다중 손상을 생성시켜 시험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 기법이 실제 배관 구조물에 성공적으로 적용된다면 손상 부재의 거동 및 구조물 성능의 손상에 대한 영향을 효율적으로 진단하고 평가함으로써 배관 구조물의 효과적인 유지관리가 가능할 것으로 예상된다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제15권3호
• /
• pp.56-64
• /
• 1997

Macrostructural characteristic of the transverse cracks and fatigue behavior were studied for EH 32 TMCP 50mm thick plate welded with FACW under the variation in preheat and interpass temperatures. Transverse cracks were detected in specimen welded with preheat and interpass temperature below $30^{\circ}C$, but cracks were not detected in the specimens welded with preheat and interpass temperatures at the range of $100~120^{\circ}C$.C. The location of crack formation was found to strongly depend upon the thickness of weld layers as regard to the plate thickness.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.277-282
• /
• 2014

최근 전통적 초음파기법이 탐상할 수 없는 잠닉손상을 평가할 수 있는 잠재적 기술로서 비선형 초음파기법들에 대한 많은 관심이 있다. 비선형 초음파기법중 하나인 공진주파수 변화를 이용하는 기법은 재료의 탄성영역에서의 이력에 근거한 기술이다. 공진주파수의 변화량이 아주 작기 때문에 정교한 공진주파수 측정장치가 필요하다. 본 연구에서는 비선형 전자기음향공진기법을 적용하였다. 비선형 전자기음향공진기법은 비접촉 EMAT 센서를 사용하기 때문에 재료의 주파수 응답에 영향을 최소화할 수 있다. 3점 굽힘 피로시험을 한 알루미늄판 시편에 횡파 EMAT으로 실험을 실시하였다. 전압을 여러 레벨로 인가하며 공진을 발생시켜 잠닉손상측정에 중요한 요인중 하나인 이력 비선형 파라미터 ${\alpha}$를 공진주파수 변화로부터 산출하였다. 비손상시편과 손상시편에서의 측정된 이력 비선형 인자의 값이 서로 차이가 남을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.275-281
• /
• 2004

대구경 배관에서 소구경 배관으로 연결하는 부위 및 배관의 방향 전환을 위해 사용하는 소켓용접부는 용입불량 및 사용시간이 경과되면서 내부로부터 진전될 수 있는 균열 등의 결함을 가질 수 있다. 그러나 지금까지 적용하고 있는 비파괴검사법인 액체침투탐상과 방사선투과검사로는 내부에 존재하는 균열성 결함의 검출이 어렵다. 본 연구에서는 소켓용접부 내부의 균열성 결함 검출을 위한 초음파 검사 기법을 확립하였고, 검사를 수행할 수 있는 초음파 탐촉자를 설계 제작하였으며, 자동으로 검사할 수 있는 검사 장비와 제어용 운영 프로그램을 개발하였다. 개발된 장비는 컴퓨터를 기반으로 하고 있으며, pulser/receiver를 내장하고 100 MHz 고속 A/D board를 사용하여 초음파 탐상기 역할을 프로그램으로 구현하였으며, ISA interface type으로 4축 제어용 motion controller를 개발하여 자동 검사를 수행하는 scanner를 제어하도록 하였으며, 검사 결과는 소켓용접부 단면을 실시간 영상으로 나타내도록 되어 있다. 인공결함 시험편의 결함을 평가한 결과 결함의 깊이가 1mm인 결함의 평가 길이는 실제 크기보다 작게 나타내고 있으며, 결함의 깊이가 증가할수록 결함의 길이가 더 크게 평가되었다. 본 연구로 개발한 장비는 원자력 발전소나 화학플랜트에 많이 널려 있는 소켓용접부 내의 용입불량, 피로 균열 등을 검출하여 객관적인 검사 결과를 제시할 수 있으므로 설비 안전 관리 및 보수 부위 결정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.