• Journal of Power System Engineering
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• v.18 no.2
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• pp.50-56
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• 2014

Friction welding is a very useful joining process to weld metals which have axially symmetric cross section. In this paper, for the friction welding with tube-to-tube shape, the feasibility of industry application was determined using analyzing mechanical properties of weld and optimized welding variables was suggested. In order to accomplish this object, rotating speed, friction heating pressure, and friction heating time were selected as the major process variables and the experiment was performed in three levels of each parameter. Weld characteristic was investigated in terms of weld shape and metal loss, and 7mm of metal loss was regarded as the optimal metal loss. By tensile test, tensile strength and yielding strength was measured and fracture was occurred at base metal. In order to optimize the welding condition, fitness function was defined with respect to metal loss and yielding strength and the fitness values for each welding condition could be calculated in experimental range. Consequently, we set the optimal welding condition as the point which had maximum value of fitness function. As the result of this paper the optimal welding variables could be suggested as rotating speed was 1300 rpm, friction heating pressure was 15 MPa, and friction heating time was 10 sec.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.40-40
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• 2010

산업현장에서는 파이프 또는 탱크류의 1GR용접에서 안정적인 이면비드를 가지는 루트패스 용접을 위해 2~3mm의 루트갭을 띄우고 용접봉 또는 필러와이어를 사용하는 TIG용접을 주로 한다. TIG용접은 고품질의 이면비드가 얻어지며, 용접인자의 제어가 쉽다는 장점이 있어 루트패스 용접에 많이 사용되고 있지만, 루트갭을 띄우면 이면비드는 잘 얻어지지만 용착금속량이 많아지게 되어 제작원가가 상승되고, 또한 소모성 와이어를 사용하는 GMAW에 비해 생산성이 낮다. 따라서, 안정적인 이면비드를 가지면서 생산성이 높은 1GR GMAW 루트패스 용접공정의 개발이 요구되지만, 이 경우도 루트갭이 2~3mm로 정해져 있으면 Fit-up공정에서 공수가 많이 필요하므로 근본적으로 루트갭이 없는 그루브에 대한 루트패스 용접이 더 바람직하다. 본 연구에서는 루트면 2.7mm를 가지는 U-그루브의 갭 없는 루트패스 용접에서 안정적인 이면비드가 형성되는 조건을 검토하기 위해 2.7t의 평판에 대하여 경사상진 각을 주고 기초 실험 후, U-그루브 맞대기 용접 실험을 진행하였다. 이 때, 경사상진 각은 용융금속이 중력으로 인해 아크 후방으로 밀리게 되고, 그로 인해 아크가 모재에 직접 닿게 되어 용입이 더 깊게되므로, 이면비드의 형성에 더 유리하다. 두께 2.7t의 연강 시편 2개를 갭 없는 I-그루브 맞대기 이음에서 Ǿ1.2 연강 솔리드 와이어를 사용하여 GMAW용접을 실시하였고, 용접전류, 용접속도, 경사상진 각, 위빙 폭, 위빙 주파수를 변경하여 각 조건에 대한 이면비드를 관찰하였다. 그 결과 경사상진 각 $25^{\circ}$, 전류 200A, 위빙폭 3mm, 위빙주파수 3Hz의 조건에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다. 또한, 현장에서 Fit-up중 발생할 수 있는 루트갭의 문제에 대하여 루트갭 1.2mm의 I-그루브 맞대기 용접에서 경사상진 각, 위빙 폭, 위빙 주파수는 갭 없이 실시한 실험에서 얻어진 가장 안정적인 결과를 사용하였고, 용접 전류, 용접 속도를 변경하여 이면비드를 관찰하였다, 그 결과 갭이 없을 때보다 약 80A 낮은 전류 조건인 120A에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다. 앞선 실험들을 기초로 하여 U-그루브 맞대기 용접을 실시 하였고, I-그루브 맞대기 용접에서 사용한 조건들과 유사한 용접 전류, 용접 속도에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.43-46
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• 2010

As the nuclear power plant has been constructed continuously for several decades in Korea, the welding technology for components manufacturing and installation has been improved largely. Standardization for weld test and qualification was also established systematically according to the concerned code. The welding for the main components requires the high reliability to keep the constant quality level, which means the repeatability of weld quality. Therefore the weld process qualified by thorough test and evaluation is able to be applied for manufacturing. Narrow gap SAW and GTAW process are usually applied for girth seam welding of pressure vessel like Reactor vessel, steam generator, and etc. For the surface cladding with stainless steel and Inconel material, strip welding process is mainly used. Inside cladding of nozzles is additionally applied with Hot wire GTAW and semi-auto welding process. Especially the weld joint having elliptical weld line on curved surface needs a specialized weld system which is automatically rotating with adjusting position of the head torch. The small sized pipe, tube, and internal parts of reactor vessel requests precise weld processes like an automatic GTAW and electron beam welding. Welding of dissimilar materials including Inconel690 material has high possibility of weld defects like a lack of fusion, various types of crack. To avoid these kinds of problem, optimum weld parameters and sequence should be set up through the many tests. As the life extension of nuclear power plant is general trend, weld technologies having higher reliability is required gradually. More development of specialized welding systems, weld part analysis and evaluation, and life prediction for main components should be taken into a consideration extensively.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.27-27
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• 2010

청정에너지원의 수요가 증가함에 따라 에너지원의 공급로의 역할을 하는 강관의 수요가 증가하고 있다. 소재가공 기술의 발전과 함께 경량의 고장력 강재의 적용은 공급로의 역할을 하는 강관의 비용절감 및 자원의 효율적 이용 측면에서 지속적으로 연구 개발을 이어왔다. 이러한 추세에 따라 구조용 또는 라인파이프용 강관에서도 고장력 강재의 적용과 함께 고인성 그리고 용접성의 향상을 위한 다양한 라인파이프용 강재의 개발과 이의 적용이 그간 활발히 진행되어왔다. 용도상 반드시 필요한 특성인 고장력, 고인성, 용접성 등 외에도 다양한 강재의 사용에 따른 제조공정상 즉 용접공정에서 발생될 수 있는 용접부의 기계적 특성 변화에 대한 특성 연구 및 기술 연구가 계속 되어왔다. 주로 강관을 생산하는데 쓰이는 ERW (Electric Resistance Welding) 공정에서도 이러한 문제점을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. ERW는 높은 생산성과 낮은 제조비용의 장점을 가지고 있으나 용접 후 용접부의 기계적 특성 감소로 인한 단점이 있다. 때문에 기계적 특성향상을 위해 최적의 용접조건에 대해 연구해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 4가지 합금강관의 ERW 용접시 용접 입열량의 변화와 용접부의 후열처리를 통한 미세조직의 변화와 기계적 특성에 대해서 고찰하였다. 4강종 시편의 미세조직을 OM, SEM을 통한 분석 이후 인장시험 및 경도시험 등을 통해 기계적 특성을 평가하였다. 대부분의 시편에서 입열량의 증가에 따라 Ferrite 분율이 증가하였고 용접중앙부의 Ferrite 양이 용접경계부 보다 많았다. Ferrite 집중부의 분포가 극명하게 관찰되었던 DP780 (적정) 강종과 미세하게나마 Ferrite 집중부가 존재하였던 K55 (과소, 과대) 강종에서 나란히 경도 하락 현상이 관찰되었다. 이는 강종마다 고유의 Ceq, 합금 중 Mn 농도, 입열량 등에 의한 복합적인 이유 때문으로 판단된다. 탄소가 0.3~0.4 wt% 함유된 중탄소강인 S45C, K55의 경우 용접중앙부와 용접경계부의 페라이트 분율 차이가 큰 것을 알 수 있었다. 이는 용접시 열에 의한 탈탄현상으로 인해 나타나는 현상으로 판단된다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.100-100
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• 2009

This paper is concerned with numerical analyses of residual stresses in welds and material's susceptibility to stress corrosion cracking (SCC) for the primary piping system in nuclear power plants: Both the dissimilar metal weld (DMW) for stainless steel to low alloy steel joints and the similar metal weld (SMW) for forged stainless steel to cast stainless steel joints are considered. Thermal elasto-plastic analyses using the finite element method (FEM) are performed to predict residual stresses generated in fabrication welding and its related processes for both the DMW and SMW, including effects of quenching for cast stainless steel piping, machining of the DMW root, and grinding of the SMW root. As a result, the effect of quenching should be included in the evaluation of residual stresses in the SMW for the cast stainless steel piping. It is deemed that residual stresses in both the DMW and SMW would not affect the SCC susceptibility of the welds providing that the welding processes are completed without any weld repair on the inside wall of the joint. However, the grinding process if performed on the safe-end to piping weld, would produce a high level of residual stresses in the inner surface region and thus a stress improvement process (e.g. buffing) should be considered to reduce susceptibilities to SCC.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.17 no.5
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• pp.64-68
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• 2013

Non destructive testing(NDT) methods of electrofusion(EF) joints of thermoplastics pipes are required for fusion joint safety and for the long term reliability of a pipe system. Electrofusion joints, which are joined at the proper fusion process and procedures, may encounter defects due to the difference of ovality between pipes and coupling, improper fusion process or porosity result from electrofusion joining. These defects can cause the failure of pipeline and by extension, they can be caused the limit to expand the use of plastics pipes. This paper studies inspection results using ultrasonic imaging method for damaged polyethylene electrofusion joints. Gas was leaking from 250mm diameter polyethylene electrofusion joints at February 2004 which was electrofused at December 1994 and operation pressure was 2.45kPa. First, surface inspection was conducted and then in order to find the types of defects examination using ultrasonic imaging method was performed. Lack of fusion and inappropriate inserting for polyethylene pipes into electrofusion coupling were found and causes of the gas leak were judged that misalignment and insert defect. Cutting inspection was performed and each inspection results were compared to. Results of ultrasonic imaging method and cutting inspection were the same.