• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.23 no.3
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• pp.92-95
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• 2019

In this paper, a novel laser-based non-contact and non-destructive stress measurement technique is newly proposed for measuring stress in steel structural members. As the demand of stress monitoring in structural members is increased, various non-destructive techniques are being applied to the field of structural health monitoring. Spectroscopic techniques are non-contact technique and widely used for chemical identification of target materials. Especially, piezospectroscopic technique is a residual stress measurement technique in thermal barrier coatings. Although the piezospectroscopic technique has high possibility of measuring structural stress in steel members, the technique has been rarely applied to this field. In this paper, piezospectroscopy-based stress measurement technique is, therefore, proposed for measuring stress in steel structural member. To do that, alumina particles have been coated onto a specimen of a structural steel rod using a thermal spray coating technique. And then, an uniaxial compression test has been conducted to the specimen to collect each fluorescence spectrum under different loading conditions. Finally, the linear relation of spectral shift and applied compressive stress of the specimen has been experimentally established.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.65-65
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• 2018

갈바륨 도금강판은 알루미늄의 우수한 차폐 특성과 내열성, 열 반사성을 가지며 아연의 희생방식 특성을 겸비하여 동일 부착량의 용융 아연도금 및 알루미늄 도금강판에 비해 우수한 내식성을 나타낸다고 알려져 있다. 또한 이것은 표면이 미려하고 경제성이 높아 건자재 용도로 현재까지도 세계적으로 널리 이용되고 있다. 여기서 지칭하는 바륨 도금강판(galvalume steel)은 아연과 알루미늄 도금강판의 장점을 접목하기 위해 55 Al-43.4 Zn-1.6 Si (wt.%)로 구성되어 개발된 3원계 성분의 합금도금강판이다. 한편, 최근에는 강재의 내식성을 향상시키기 위한 다양한 연구 결과에 의해 Zn-Al-Mg의 3원계 합금도금강판도 개발되어 사용되고 있다. 이것은 기존의 아연도금 강판 보다 10배 정도의 우수한 내식성을 나타내는 것으로 보고되고 있다. 특히, 이것은 도금된 평판부의 내식성은 물론 절단된 도금 단면부의 내식성도 매우 우수하다고 알려져 있다. 그러나 상기한 갈바륨 도금강판의 경우에는 도금된 표면부에 비해 단면부의 내식성이 상대적으로 취약한 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 갈바륨 도금강판의 내식성을 종합적으로 향상시키기 위하여 이 갈바륨 도금강판 상에 PVD 스퍼터링법에 의해 Mg 코팅막의 제작을 시도하였다. 여기서 Mg 코팅막은 후처리 된 갈바륨 도금강판 상에 Ar 공정압력 2 및 20 mTorr 조건 중 1.5 및 $3{\mu}m$ 두께로 제작하였다. 또한 제작한 코팅막에 대해서는 모폴로지 관찰(SEM) 및 결정구조 분석(XRD)을 하였고, 분극측정, 염수분무 시험(SST) 및 복합부식 시험(CCT)에 의해 표면 및 단면부의 내식성평가를 수행하였다. 또한 여기서는 염수분무 및 복합부식 시험 후의 시험편도 채취 하여 표면 및 단면부위에 대한 원소조성 분석(EPMA)과 결정구조 분석(XRD)을 실시하였다. 이상의 실험 결과에 의하면, 본 실험에서 제작한 Mg 코팅막은 그 두께가 두꺼울수록 표면 Mg 결정립의 크기가 증가하였고, 그 부식속도가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 여기서는 공정압력이 높은 조건에서 제작한 막일수록 Mg(002)면 피크 강도가 감소하고 Mg(101)면 피크의 배향성이 증가하였다. 그때 그 막의 내식성은 향상되는 경향을 나타내었다. 그리고 종합적으로 염수분무 및 복합부식 시험 결과에 의하면 Mg이 코팅된 갈바륨 도금강판은 기존 갈바륨 도금강판 보다 내식성이 현저히 향상되었다. 특히, 단면부 내식성의 경우에는 기존 대비 5배 이상 향상되는 경향을 나타내었다. 여기서 단면부 내식특성 분석을 위한 EPMA 원소조성 분석 결과에 의거하면, 부식 초기에는 마그네슘의 부식생성물에 의해 단면부가 치밀하게 보호되고 있음을 확인할 수 있었다. 그 이후에는 부식이 지속적으로 진행됨에 따라 갈바륨 도금층에서 용출된 알루미늄 및 아연 성분이 마그네슘과 함께 치밀한 부식생성물을 형성하여 단면부를 차폐함에 따라 단면부의 내식성이 크게 향상된 것으로 생각된다. 이러한 부식생성물의 결정구조 분석 결과에 따르면, 염수분무와 복합부식 시험에서는 공통적으로 MgO, $Mg(OH)_2$ 이외에도 Simonkolleite상 등이 형성되었다. 또한 건-습 반복 부식시험인 복합부식시험 후에는 $Mg_5(CO_3)_4(OH)_24H_2O$(Hydromagnesite)상 등이 형성됨을 확인할 수 있었다. 즉, 본 실험에서 후처리된 갈바륨 도금강판 상에 제작한 마그네슘 코팅막의 경우에는 상기와 같은 다양한 부식반응에 의해 표면 및 단면부에 형성된 Mg계 부식생성물과 $Zn_5(OH)_8Cl_2H_2O$(Simonkolleite)상에 의해서 표면은 물론 단면부 내식성이 크게 향상된 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.6 no.1
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• pp.59-65
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• 2018

RC(Reinforced Concrete) structures are exposed to various exterior conditions, and the performances of both chloride resistance and freezing/thawing action are evaluated for those exposed to corrosive environment-sea shore. Recently developed FRP Hybrid Bars which is coated with glass fiber and epoxy with core steel has an engineering advantage of higher Elasticity than FRP rod. In this work, corrosion resistance, weight loss, and bond strength are evaluated for the FRP Hybrid Bar tested through freezing/thawing action for 300cycles. The double coated FRP Hybrid Bar shows the least weight loss without defection due to freezing/thawing action. Bond strength in FRP Hybrid Bar increases to 120% of normal steel through torturity effect with Si-coating. Bond strength in normal steel shows 0.86~0.89times in 3-day corrosion acceleration and 0.35~0.38times in 5-day corrosion acceleration, however, that in FRP Hybrid Bar shows little changes in bond strength before and after freezing/thawing action.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.9 no.2
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• pp.93-98
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• 2011

Saline corrosion is one of the major degradation mechanisms for stainless steel type 304 (SS304) dry storage cask during the spent fuel interim storage period. Slow strain rate test (SSRT) and neutral salt spray test (NSS) were performed at $85^{\circ}C$ and $200^{\circ}C$ with 0.5 wt% sodium chloride mist sprayed on the cold-rolled SS304 specimens of different degrees of reduction in this study. The weight changes of the NSS specimens tested at $85^{\circ}C$ for 2000 hours differed greatly from those at $200^{\circ}C$. The weight loss of NSS specimens was not significant at $85^{\circ}C$ but the weight gain decreased gradually with increasing the cold-rolled reduction. The yield strength (YS) and ultimate tensile stress (UTS) values obtained from the SSRT tests for lightly cold-rolled specimens in the salt spray environment at $85^{\circ}C$ and $200^{\circ}C$ are slightly lower than in air. But for those with 20% reductions, the specimen strengths were no longer changed by the saline corrosion. The preliminary results demonstrated that the quality and performance of cold-rolled SS304 is acceptable for fabrication of dry storage casks. However, more work on the corrosion behavior of cold-rolled stainless steel in the saline atmosphere is needed to better understand its long-term performance.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.25 no.1
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• pp.75-84
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• 2021

In this study, to evaluate deterioration propagation life and deterioration curve of the shop painted and field re-painted steel bridges, accelerated corrosion tests were carried out on 4 types of heavy-duty painting systems with different surface treatments. The surface treatments prior to painting were examined by hand tool(SSPC SP-2), power tool(SP-3,) or blast cleaning(SP-10) considering shop painting and field re-painting. The paint deterioration curves for each painting system and surface treatment were evaluated based on corrosion propagation from the initial paint defects. From the test results, the paint deterioration life of shop painted and field re-painted system was evaluated and compared by using corrosivity categories and durability performance evaluation of structural steel. The deterioration propagation life of shop and field paint was estimated in 18 to 21 years and 5.3 to 8.0 years with atmospheric corrosion category C4.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.12 no.1
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• pp.32-38
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• 1998

This paper is to investigate of microhardness, adhesive strength, tensile strength, and fatigue strength of ceramic sprayed steel. Rotary bending fatigue tests have been conducted at room temperature in air and 3% NaCl solution using specimens of carbon steel(S45C) with sprayed coating layers of Ni-4.5% Al(under coating) and $TiO_2$ (top coating). The microhardness has been improved at $800^{\circ}C$ heat treatment and 150mm spraying distance. Tensile strength of the sprayed steel is dependent on the substrate strength. The fatigue strength of the sprayed steel is larger than that of substrate due to blasting and constraint surface of plastic deformation effect. In low stress level, the corrosion fatigue strength of the sprayed steel were lower than that of fatigue strength in air by corrosion.

• Journal of Industrial Technology
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• v.21 no.A
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• pp.17-26
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• 2001

The fatigue strength of SM55C has significantly decreased by 83% compared with atmosphere where distilled exists due to strong erosive action of acid fog. The reason is inferred in a way that strong acid erosive material such as acid fog act and give rise to multi-site crack on the surface. Several fatigue clacks occurred under the acid fog repeat the process of division and unification on the surface and form a long non-propagating crack throughout the circumference of experimented steel. However, in the depth, many parts do not show much trace of unification, and the depth is not as big as the one of normal crack shape. 10% of $CaCl_2$ causes strong erosive reaction to material. Then eventually make the life of fatigue shooter. On the other hand, 20% of $CaCl_2$ beings about oxidized material organic crack closing due to weak erosive reaction.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.8 no.2
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• pp.39-50
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• 1984

The plane bending corrosion fatigue test was performed on the welded zone between SM58 steel plate and SM41 steel plate jointed with submerged arc welding in the air and in the natural sea water with various conditions. The main results obtained from the test are summarized as follows: 1) The welded zone of the steel plates has the lowest impact strength and the highest electrode potential, but the hardness was mediate of SM58 base and SM41 base. 2) The cathodic protection of the welded zone was also effective for the plane bending corrosion fatigue, and the optimum protection potential of the welded zone was -1,000 mV SCE. 3) The corrosion fatigue strength under the various stress conditions of the steel plate could be estimated and also the require safety factors on the design could be obtained from the plane bending fatigue limit diagram.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.225-225
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• 2009

천연해수 중에서 음극방식에 의해 형성된 석회질 막은 장기적으로 외부 부식 환경을 차단하여 피방식체인 강재를 부분적으로 보호하거나 음극방식에 필요한 전류밀도를 감소시키는 역할을 하기도 한다. 한편 이렇게 형성된 석회질막 자체의 밀착력은 매우 취약하여 정상적인 막으로의 기능 수행이 곤란하다. 본 연구에서는 해수 환경 중 형성된 석회질 코팅막의 성분, 조직 및 결정구조 등을 분석하여 밀착성 향상에 기여할 것으로 추정되는 인자를 평가 선정함은 물론 제작 제어를 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.226-226
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• 2009

일반적으로 알루미늄이나 아연 등과 같은 이온화 경향이 큰 금속들은 그 자체의 활성적인 특성으로 인해 강재와 같은 이온화 경향이 낮은 금속재의 표면에 도금 또는 코팅함으로서 사용 환경 중 자체 내식성 보유와 더불어 손상 결함시 희생양극적인 역할 등의 잇점으로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 DC 스퍼터링법에 의해 표면조직이 치밀한 여러 가지의 Zn-Mg 합금박막을 제작하였다. 이들 박막은 종래의 Zn도금에 비해 부식환경 중 장기간 갈바닉쌍을 형성하여 모재 금속에 대한 보호막 기능을 우수하게 하는 것으로 나타났다.