• 제목/요약/키워드: fretting

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핵연료 봉의 마찰변태구조 관찰과 프레팅 마멸 특성 (Observation of Tribologically Transformed Structures and fretting Wear Characteristics of Nuclear Fuel Cladding)

  • 김경호;이민구;이창규;위명용;김흥회
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권12호
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    • pp.2581-2589
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    • 2002
  • In this research, fretting tests were conducted in air to investigate the wear characteristics of fuel cladding materials with the fretting parameters such as normal load, slip amplitude, frequency and the number of cycles. A high frequency fretting wear tester was designed for this experiment by KAERI. After the experiments, the wear volume and the shape of wear contour were measured by the surface roughness tester. Tribologically transformed structures(TTS) were analysed by means of optical and scanning electron microscopes to identify the main wear mechanisms. The results of this study showed that the wear volume were increased with increasing slip amplitude, and the shape of wear contour was transformed V-type to W-type. Also, it was found that the critical slip amplitude was 168${\mu}{\textrm}{m}$. These phenomena mean that wear mechanism transformed partial slip to gross slip to accelerate wear volume. The wear depth increased with an increase of friction coefficient due to increase of normal load and frequency. The fretting wear mechanisms were believed that, after adhesion and surface plastic deformation occurred by relative sliding motion on the contact between two specimens, TTS creation was induced by surface strain hardening and wear debris were detached from the contact surface which were produced by the micro crack propagation and creation.

320℃에서의 인코넬 합금의 프레팅 피로 거동 평가에 관한 연구 (Evaluation of Fretting Fatigue Behavior for Inconel Alloy at 320℃)

  • 권재도;정한규;정일섭;박대규;윤동환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권8호
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    • pp.951-956
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    • 2011
  • 원자력 발전설비의 증기발생기용 세관 재료로 인코넬 합금이 사용되고 있다. 인코넬 합금은 고니켈과 크롬의 합금으로 고온에서 내부식성이 뛰어난 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 인코넬 600 과 690 합금에 대해 실제 원전의 운전온도, 즉 $320^{\circ}C$가 프레팅 피로 거동에 미치는 영향에 대해 연구해보았다. 그 결과 $320^{\circ}C$에서의 단순 피로한도와 프레팅 피로한도가 상온에서의 단순 및 프레팅 피로한도에 비해 다소 저하하는 것을 알 수 있었다. 아울러 하중 반복회수와 마찰력의 변화 특성도 얻었다. 또한 파단면을 전자현미경으로 관찰하여 프레팅 피로기구도 검토해 보았다. 이와 같은 결과는 실제 운전온도에서 프레팅을 받는 증기발생기의 구조건전성 평가에 활용 가능할 것으로 생각된다.

주위 온도에 따른 Inconel690의 마멸 거동에 관한 연구 (A Study on Fretting-Wear Behavior of Inconel 690 due to Surrounding Temperature)

  • 임민규;박동신;김대정;이영제
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2001년도 제34회 추계학술대회 개최
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    • pp.296-303
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    • 2001
  • In nuclear power steam generators, high flow rates can induce vibration of the tubes resulting in fretting wear damage due to contacts between the tubes and their supports. In this paper the fretting wear tests and the sliding wear tests were performed using the steam generator tube materials of Inconel 690 against STS 304. Sliding tests with the pin-on-disk type tribometer were done under various applied loads and sliding speeds at air and water environment. Fretting tests were done under various vibrating amplitudes, applied normal loads and various temperatures. From the results of sliding and fretting wear tests, the wear of Inconel 690 can be predictable using the work rate model. Depending on normal loads and vibrating amplitudes, distinctively different wear mechanisms and often drastically different wear rates can occur. At room temperature, the wear coefficient K of Inconel 690 is 7.57${\times}$10$\^$13/Pa$\^$1/ in air and it is 1.93${\times}$10$\^$13/Pa$\^$1/ in water. At room temperature, it is found that the wear volume in air is more than in water. In water, the wear coefficient K at 50$^{\circ}C$ and 80$^{\circ}C$ is 4.35${\times}$10$\^$-13/Pa$^1$ and 5.81${\times}$10$\^$-13/Pa$^1$ respectively, Therefore, it is found that the wear volume extremely increases by increasing on temperature in water. This study shows that the dissolved oxygen with temperature increment increases and the wear due to fluidity is severe.

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가압중수로 압력관 이물질 프레팅 결함의 탄성 응력집중계수 수식 도출 (Derivation of Elastic Stress Concentration Factor Equations for Debris Fretting Flaws in Pressure Tubes of Pressurized Heavy Water Reactors)

  • 김종성;오영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권2호
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    • pp.167-175
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    • 2014
  • 가동중검사 동안 가압중수로 압력관에서 탐지된 베어링 패드 프레팅 결함, 이물질 프레팅 결함 등 체적결함에 대해서는 CSA N285.8-05 에 따라 탄성 응력집중계수 수식을 이용하여 피로균열 및 수소지연균열이 개시되는 것을 평가하여야 한다. CSA N285.8-05 에는 이물질 프레팅 결함에 대해서는 선형파괴역학 기반한 개략적인 수식만이 제시된다. 본 연구에서는 이러한 이물질 프레팅 결함에 대해 2 차원 유한요소 해석과 일부 수정된 Kinectrics 사의 공학적 절차를 통해 이물질 프레팅 결함의 기하학적 특성이 좀더 상세히 고려된 탄성 응력집중계수 수식을 도출하였다. 도출된 수식을 적용한 결과와 3 차원 유한요소 해석 결과를 비교한 결과, 도출된 수식은 유한요소 해석과 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

압입축에 발생하는 프레팅 마모가 피로균열 발생 위치에 미치는 영향 (The Effect of Fretting Wear on Fatigue Crack Initiation Site of Press-fitted Shaft)

  • 이동형;권석진;최재붕;김영진
    • 한국철도학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.546-553
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    • 2007
  • 본 연구는 압입축에 프레팅이 발생할 경우 프레팅 마모에 의한 접촉형상의 변화가 접촉응력의 분포, 균열발생 위치에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 압입축의 프레팅 피로실험시 측정한 접촉면의 프로파일을 이용하여 유한요소 해석을 수행하고 피로 사이클별 마모형상 변화에 따른 접촉면의 응력 변화를 분석하였다. 접촉면의 응력 해석결과를 이용하여 프레팅 피로손상 파라미터와 다축 피로이론를 적용하여 마모에 따른 균열발생위치의 변화를 해석하고 실험과 비교, 분석하였다. 프레팅 마모에 의해 접촉 끝단의 응력집중은 초기에 급격하게 감소하며, 마모가 진행될수록 응력집중의 위치는 접촉끝단에서 안쪽으로 이동한다. 따라서 프레팅 마모에 의한 접촉응력의 변화가 균열발생 위치의 변차와 다중균열발생의 주요원인임을 명확히 하였다.

힌지재료의 찰과마멸부식에 미치는 부식환경의 영향( I ) (Effect of Corrosion Environment on the Fretting Wear Corrosion of a Hinge Material( I ))

  • 곽남인;임우조;이종락
    • 한국가스학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.26-32
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    • 2000
  • 본 연구에서는 힌지재인 SM20C, YBsC3 및 STC4H재에 대하여 공기 및 여러 가지 부식환경중에서 이종금속간의 찰과마멸부식실험을 실시하여, 이종금속간의 찰과마멸부식특성에 미치는 환경조건의 영향을 연구하였으며, 주요 결론은 다음과 같다. 1) 이동측 금속인 SM20C의 찰과마멸부식에 미치는 지하수의 영향은 STC4H에서 더 민감하고 YBsC3에서는 둔화된다. 2) STC4H의 찰과마멸부식에 미치는 지하수의 영향은 작지만, $0.5\%\;H_2SO_4$$0.5\%HNO_3$ 용액중에서 더 크게 된다. 3) 이동측 SM20C의 찰과마멸부식은 $3.5\%\;NaCl$, $0.5\%\;H_2SO_4$$0.5\%\;HNO_3$ 용액중에서보다 지하수중에서 가장 작게 나타났다. 4) 시간이 경과함에 따라 찰과마멸부식에 미치는 영향은 $0.5\%\;HNO_3$ 용액중에서는 증가하지 $0.5\%\;H_2SO_4$ 용액중에서는 둔화된다.

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