• Journal of Welding and Joining
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• v.25 no.4
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• pp.9-14
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• 2007

선박의 고강도화 및 극후물화가 진행됨에 따라 선체 구조물의 파괴 특성에 대한 관심이 높아지고 있으며, 최근 균열정지의 관점에서 취성균열 정지특성에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 기존의 연구결과에 따르면 65mmt 이상의 극후물 용접부에 대해서 취성균열 정지특성의 저하가 발생할 가능이 있다고 보고되고 있으며, 취성균열 정지특성이 우수한 강재의 개발 이외에 용접부 보강재의 부착, 보수 용접 실시 등 개선 방안을 마련하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 그러나 극후물 용접부 취성균열 전파기구에 관한 규명은 현재 전무한 실정이며, 강재 두께의 영향 이외에 용접 입열량 용접부 잔류응력 등의 효과가 복합적으로 검토되어야 한다. 아울러 극후물 용접부 균열정지 파괴인성의 평가, 대형파괴시험을 대체할 소형시험법의 개발 및 검증 등에 관한 연구가 요구된다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.92-92
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• 2009

조선업을 포함한 다양한 산업 분야에서 후판 강재의 수요량 증가와 함께 사용 범위 또한 폭넓게 되고 있다. 특히, 선박의 수송효율의 극대화를 위하여 컨테이너선의 대형화가 급속하게 진행되고 있으며, 2009년 현재1,300TEU 이상의 초대형 컨테이너선이 건조되고 이다. 이처럼 용접구조물의 초대형화에 따른 사용강재 또한 고강도 극후물화 되고 있다. 현재 선박에 적용중인 고강도 강재는 EH47 강재로 YP 460MPa 급의 강재가 Hatch Coamming부에 적용중에 있으며, 강재의 두께 또한 70mm 이상이다. 이러한 고강도 극후물재의 강구조물에 적용에 따른 선급협회에서는 용접부에서의 취성균열 전파에 의한 취성파괴의 위험성이 있으므로 강재의 두께를 제한하고 더욱 엄격한 파괴인성값을 요구하고 있다. 일본선급협회(NK)를 중심으로 취성균열의 정지를 위한 모재의 요구 성능등에 관한 연구들이 진행되고 있다. 이 연구의 대부분의 전제 조건은 선박의 블럭과 블럭의 조립시에 용접부가 직선형이 아닌 계단형(Butt shift)를 하는 것으로 하고 있으므로, 국내의 조선건조 공법의 현실과는 거리감이 있다. 본 연구에서는 국내 조선사에서 수행중인 직선 이음부에 대한 시공 공법에서 취성균열이 발생하여 진전 되더라도 균열을 정지 시킬 수 있는 기술에 관한 연구를 수행하였다. 균열의 진전은 대부부의 연속면에서는 정지를 시키지 못하고 직진 전파 하여서 파괴에 도달하게 된다. 따라서 뭔가의 불연속적인 면을 임의로 생성하여야 균열을 정지 시킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 균열의 정지 방법으로 형상적인 측면과 재료적인 측면에서 검토를 수행하였다. 형상적인 측면에서는 균열을 정지 시키고자 하는 위치에 불연속적인 면을 만들기 위하여 일정 크기의 hole을 만들어서 균열을 정지시켰으며, 재료적인 측면에서는 고인성의 용접재료를 사용하여서 취성균열이 진행하는 경로에 인성을 높은 재료를 적용하여 불연속적인 면의 생성과 함께 인성을 높여서 균열을 정지 시키는 기술을 개발하였다. 이러한 기술의 개발을 통하여 취성균열의 전파에 의한 파괴를 방지 할 수 있으며, 용접구조물의 안전성 확보를 가능하게 하였다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.24 no.6
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• pp.47-54
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• 2020

A brittle fracture is one of the source of structural damage and can bring a fatal accident. The inner shell of LNG storage tank should be designed and applied to construction by ensure that no brittle crack will occur under -162℃ condition. In point of view of fracture mechanics brittle fracture in the structure could be referred as crack initiation and crack arrest. It should be designed no crack initiation. However, in the unlikely event of a brittle fracture occurring, a back-up function of arresting the brittle crack should be included for the design. In this paper investigated the characteristics of 9% Ni steel thick plates of having a capability of arresting brittle cracks under the thickness of 33 mm, 37mm, 40 mm. First, charpy test has performed to evaluate the fundamental brittle impact fracture property of 9% Ni steel under the temperature of 24℃, -162℃ and -196℃. In addition, Duplex ESSO tests were also performed under -196℃ to evaluate the capability of crack arrest for 9% Ni steel. From the experiments results, it was confirmed that all the thickness of 9% Ni steel plates exhibits sufficient brittle crack arrest fracture toughness for the application of LNG storage tank as a inner shell.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.18 no.5
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• pp.9-16
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• 2019

Recent economic trends are worsening and becoming longer, and Korean shipbuilding is focused on high value added and high technology, especially for LNG carriers and large container ships. Both ship types increased in size in the 2010s but have requirements such as high strength, toughness at low temperatures and continuous weldability for preventing brittle fractures at service temperatures. In particular, as container ships become larger, the International Classification Society (IACS) has established a provision (IACS UR S33) that mandates the use of BCA (Brittle Crack Arrest) certified vessels for large container vessels contracted after 2014 to ensure safety. Therefore, studies on BCA 47Y.P are currently being undertaken, but BCA 40Y.P has not been actively studied yet. We will test BCA 40Y.P to verify why it can be applied to a large container ship and measure fatigue cracking.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.20 no.3
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• pp.24-32
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• 2021

The size of container ships is increasing to increase the cargo loading capacity. However, container ships are limited in terms of the hull longitudinal strength. To overcome this limitation, brittle crack arrest steel can be used. This study was aimed at examining the influence of the heat input on the welding procedures of flux cored arc welding and submerged arc welding. In the experiment, the crack tip opening displacement test, which pertains to a parameter of fracture mechanics, was performed, and a 3-point bending tester was adopted. Based on the results, the crack measurement method was presented, and the stress expansion coefficient value for the pre-fatigue crack length was derived according to the heat input after the pre-cracking length was measured. It was noted that the heat input affected the crack tip opening displacement of brittle crack arrest steel.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.103-103
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• 2009

As the size of containership increased over 14,000TEU, thick steel plate with high strength has been used. The plate thickness increased over 70mm and yield strength of the steel plate was around $47kg_f/mm^2$. Many researchers reported that the thick welded plate has low crack arrest toughness. They noticed the crack arrest ability is dependent on the plate thickness. In other words, brittle crack propagates straightly along the welded line and make abrupt fracture in the thick plate which causes low $K_{ca}$. In this study, the other factors, especially welding heat input, to cause low crack arrest toughness was investigated for thick steel plate welds. EH grade steel plates were used in this study and 50 to 80 thick plates were tested to confirm thickness sensitivity. Electro gas welding (EGW) and flux cored arc welding (FCAW) were adopted to prepare the welded joints. Temperature gradient ESSO test was performed to measure $K_{ca}$ values with the variation of welding variables. As a result of this study, regardless of plate thickness, welding heat input to cause welding residual stress around crack path is a key factor to control the brittle crack propagation in welded joints.