• 제목/요약/키워드: 고온 균열

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가스터빈 케이싱의 구조안전성 및 누설 평가 (Evaluation of Structural Integrity and Leakage for a Gas Turbine Casing)

  • 서희원;함동우;김경국;한정삼
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.347-354
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    • 2016
  • 가스 터빈은 기동 및 정지 횟수가 많기 때문에 열피로나 취화 현상으로 인한 가스터빈 케이싱의 균열 또는 케이싱의 플랜지면에서 고온고압 가스의 누설이 발생할 가능성이 높다. 따라서 가스터빈 케이싱의 구조안전성 및 플랜지면에서의 누설평가는 반드시 수행되어야 하는 부분이다. 본 논문에서는 유한요소해석을 바탕으로 터빈 케이싱의 ASME B&PVC VIII-2 구조안전성 평가 및 접촉압력을 통한 누설 평가 그리고 볼트의 구조안전성 평가를 진행하였다. 또한 가스터빈 케이싱의 유한요소모델링 및 해석/평가 방법을 제안하여 가스터빈 개발에 활용할 수 있게 하였다.

대입경 혼합물의 역학적 특성 평가 (Evaluation of the Mechanical Characteristics of the Large Stone Asphalt Mixtures)

  • 박태순;김주원;김용주
    • 한국도로학회논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.129-138
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    • 2000
  • 본 연구는 대입경 혼합물의 배합설계와 소성변형 및 균열특성에 관련된 역학적 특성에 관한 연구결과이다. 대입경 혼합물은 1989년 미국 아스팔트기술쎈타의 Kandhal에 의해서 연구되었으며, 일본 및 아랍의 여러 국가에서 포장건설에 사용하고 있다. 이들의 경험과 연구결과에 의하면 대입경 혼합물을 구성하고 있는 골재의 구성은 결합력이 견고하고 바인더가 고온에서 영향을 받지 않아 소성변형에 큰 저항성을 보이는 것으로 알려져 있으나, 실제로 증명할 수 있는 역학적인 시험을 수행한 자료는 없는 실정이다. 본 연구에서는 크리프시험, 회복탄성계수시험, 휠 트래킹시험 및 라벨링 시험을 실시하여 대입경 혼합물의 특성을 분석하였으며 시험 결과를 일반 혼합물 및 개질아스팔트 혼합물과 비교한 결과 대입경 혼합물의 소성변형에 대한 저항성은 매우 우수한 것으로 나타났다.

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열습환경을 고려한 핀 체결부 복합재 파괴거동 (Failure Behavior of Pin-jointed Composites under Hygrothermal Environments)

  • 김찬규;황영은;윤성호
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.31-38
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    • 2013
  • 본 연구에서는 열습환경에 노출된 탄소섬유/에폭시 복합재의 핀 체결부에 대해 핀 하중시험을 수행하고 수집된 음향방출신호를 분석하여 열습환경이 복합재 핀 체결부의 파괴거동에 미치는 영향을 조사하였다. 이때 시편은 환경조건에 노출되기 전의 시편(Base), 상온침수환경에 노출된 시편(RT), 고온침수 환경에 노출된 시편(HT)으로 구분하였다. 연구결과에 의하면 RT 시편과 HT 시편의 베어링 강도는 Base 시편에 비해 각각 2.2%와 13% 감소하였다. 음향방출신호의 경우 시편 종류에 따라 파손이 가속화되는 시점이 달라짐을 나타내었으며 RT 시편과 HT 시편은 Base 시편에 비해 모재균열에 의한 이벤트가 감소하는 경향이 나타났다. 이로 미루어 판단하면 열습환경은 복합재 핀 체결부의 음향방출신호뿐 아니라 계면특성의 저하도 초래함을 알 수 있었다.

고온 고압 응력부식균열 개시 시험용 디스크 시편의 응력과 변형에 대한 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Stress and Strain Distribution on Thin Disk Specimen for SCC Initiation Test in High Temperature and Pressure Environment)

  • 김태영;김성우;김동진;김상태
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제22권1호
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    • pp.44-54
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    • 2023
  • The rupture disk corrosion test (RDCT) method was recently developed to evaluate stress corrosion cracking (SCC) and was found to have great potential for the real-time detection of SCC initiation in a high temperature and pressure environment, simulating the primary water coolant of pressurized water reactors. However, it is difficult to directly measure the stress applied to a disk specimen, which is an essential factor in SCC initiation. In this work, finite element analysis (FEA) was performed using ABAQUSTM to calculate the stress and deformation of a disk specimen. To determine the best mesh design for a thin disk specimen, hexahedron, hex-dominated, and tetrahedron models were used in FEA. All models revealed similar dome-shaped deformation behavior of the disk specimen. However, there was a considerable difference in stress distribution in the disk specimens. In the hex-dominated model, the applied stress was calculated to be the maximum at the dome center, whereas the stress was calculated to be the maximum at the dome edge in the hexahedron and tetrahedron models. From a comparison of the FEA results with deformation behavior and SCC location on the disk specimen after RDCT, the most proper FE model was found to be the tetrahedron model.

인장하중을 받는 아스팔트 혼합물의 점탄소성 모형의 개발 (Development of ViscoElastoPlastic Continuum Damage (VEPCD) Model for Response Prediction of HMAs under Tensile Loading)

  • ;;서영국;이광호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1D호
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    • pp.45-55
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    • 2008
  • 아스팔트 혼합물의 거동을 정확하게 예측하기 위하여 점탄소성 연속체 손상모형(이하 점탄소성 모형)을 개발하였다. 본 논문에서는 인장조건에서 점탄소성 모형의 개발과 4가지 혼합물(일반 밀입도, SBS, CR-TB, Terpolymer)을 이용한 모형의 검증과정을 다루고 있다. 모형 개발을 위해서 실내시험으로 측정한 아스팔트 혼합물의 전체 응답을 점탄성과 점소성 성분으로 구분하여 분석하였다. 점탄성 연속체 손상모형으로는 미세균열이 지배적인 상태에서 아스팔트 혼합물의 시간 의존적 거동을 해석하고, 고온 혹은 저속 하중 조건에서 발생한 영구변형(시간 종속과 비종속 성분을 모두 포함)은 점소성 모형으로 해석하였다. 변형률 분해 원리에 근거하여 각각의 모형을 통합하여 점탄소성 연속체 손상모형(VEPCD)을 개발하였다. 모형의 변수 결정을 위해서 직접인장시험을 수행하고 각각의 혼합물에 대한 선형 점탄성은 동탄성계수와 시간-온도 전이계수 그리고 위상각의 주곡선으로 정의하였다. 개발된 점탄소성 모형의 예측 성능을 평가하기 위하여 두 종류의 실내시험 실시하고 그 결과를 분석하였다 : 1) 단일 변형률 인장 시험, 2) 임의 하중조건을 모사한 피로 시험.

화재로 손상된 고강도 콘크리트의 손상 깊이 측정을 위한 수중침지 건조방법의 활용 (Utilization of Immersion-Drying Method for Measuring Damage Depth of Fire-Damaged High-Strength Concrete)

  • 김종;임군수;백승복;한민철
    • 한국건축시공학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.297-308
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    • 2024
  • 본 연구에서는 화재로 손상된 콘크리트의 손상 깊이 판정방법을 제안하고자 하였다. 고온에 노출된 콘크리트의 경우 내부 조직이 팽창하여 건전한 부위보다 손상부위의 공극이 다량 발생하고 미세균열이 발생됨에 따라 흡수율이 더 높아져 수중 침치후 건조를 하는과정에서 건전부위보다 손상부위의 늦은 건조속도와 이에 따른 명도차이에 의한 색상차이를 이용하여 손상 깊이를 측정하는 것이다. 수중 침지방법의 경우 배합별로 각각 38.7 및 37.5mm로 나타났는데, 기존 페놀프탈레인에 의한 중성화 측정 방법보다 손상깊이를 깊게 추정하는 것을 알 수 있었다. 이는 Portlandite(Ca(OH)2)의 존재여부에 따라 발색이 되는 페놀프탈레인법에 비해 조직이완에 따른 흡수율 원리를 이용한 손상 깊이를 측정하는 방법이 더 민감도가 높아 얻어진 결과로 사료된다.

경상남도 창녕에서 출토된 5-6세기 토기의 암석광물학적 특성 연구 및 소성온도 추정 (Petrological and Mineralogical Characteristics and Firing Temperature of Pottery in the 5-6th Century from Changnyeong, Gyeongsangnamdo)

  • 우현동;김옥순;장윤득
    • 한국광물학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.63-72
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    • 2014
  • 본 연구에서는 경상남도 창녕군 창녕읍 교리 고분군 일대에서 발견된 5세기~6세기 초반 무렵의 삼국시대 토기를 대상으로 암석학적 연구방법을 적용하여 광물학적 특징과 소성온도 및 환경을 추정하였다. 이를 위하여 광물학적 동정과 미세조직관찰, 화학성분 분석 등의 다양한 기법을 적용하여 암석광물학적 분석을 시행하였다. 편광현미경 하에서 토기 시료들을 관찰한 결과 석영, 장석류가 주구성 광물이었으며, 그 외에도 규장질 화산암(felsic volcanics), 비짐(temper), 저급점토에 주로 함유되는 불투명광물 등이 관찰되었다. XRD와 FTIR을 통해 현미경으로 볼 수 없었던 멀라이트, 적철석, 스피넬 등이 관찰되었다. 조사된 토기시편에서 보이는 흐름선과 색이 다른 기질이 혼재는 두 가지 이상의 점토를 사용하였거나 반죽과정에서 생긴 것으로 보인다. 소성온도가 $1,200-1,300^{\circ}C$로 제작된 토기에서 관찰되는 일반적인 석기의 특징은 보이지 않으나 다소의 기공이 존재하고 석영을 비롯한 특정 광물들의 결정이 남아 있는 것으로 보아 소성온도는 $1,000^{\circ}C$ 정도에서 소성되었을 것이라 추정된다. 고온광물인 멀라이트가 토기의 내부보다는 외곽부나 균열 부근에서 주로 관찰되며 토기 내외부의 산화정도가 다른 것은 균질한 소성환경이 조성되지 않았음을 의미한다. 대부분의 시료에서 규장질 화산암편이 관찰되고 일부 시료에서 크리스토발라이트가 관찰되는데, 크리스토발라이트의 형성온도가 일반적으로 1,470^{\circ}C$ 이상임을 감안하면 소성 시 생성된 것이 아니라 원래의 태토 내에 포함되어 있던 것으로 추정된다.

알루미늄 판상에 글라스 세라믹 후막이 코팅된 절연금속기판의 제조 및 절연특성 (Fabrication and Electrical Insulation Property of Thick Film Glass Ceramic Layers on Aluminum Plate for Insulated Metal Substrate)

  • 이성환;김효태
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.39-46
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    • 2017
  • 본 연구는 평판형 히터용 금속방열판상의 세라믹 절연층 제조, 즉 절연성 금속기판에 관한 것이다. 반도체나 디스플레이의 열처리 공정 등에 사용되는 평판형 히터를 제조함에 있어서, 온도 균일도를 높이기 위해 금속 방열판으로서 열전도율이 높고, 비교적 가벼우며, 가공성 좋은 알루미늄 합금 기판이 선호된다. 이 알루미늄 기판에 발열 회로 패턴을 형성하기 위해서는 금속 기판에 절연층으로서 고온 안정성이 우수한 세라믹 유전체막을 코팅하여야 한다. 금속 기판상에 세라믹 절연층을 형성함에 있어서 가장 빈번히 발생하는 첫 번째 문제는 금속과 세라믹의 이종재료 간의 큰 열팽창계수 차이와 약한 결합력에 의한 층간박리 및 균열발생이다. 두 번째 문제는 절연층의 소재 및 구조적 결함에 따른 절연파괴이다. 본 연구에서는 이러한 문제점 해소를 위해 금속소재 기판과 세라믹 절연층 사이에 완충층을 도입하여 이들 간의 기계적 매칭과 접합력 개선을 도모하였고, 다중코팅 방법을 적용하여 절연막의 품질과 내전압 특성을 개선하고자 하였다.

밀쌀의 라이신 강화(强化) 및 강화(强化)밀쌀의 식품영양학적(食品營養學的) 고찰(考察) (Lysine Fortification of Milssal and Some Observation on the Fortified Product)

  • 최홍식;변유량;권태완
    • 한국식품과학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.109-115
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    • 1974
  • 우리 나라 평균 식단에서 부족되고 있는 lysine을 밀쌀에 정량적으로 강화(强化)함으로써, 밀쌀 자체는 물론 우리 나라 국민의 섭취단백질을 질적으로 향상(向上)시킬 수 있는 방안(方案)을 모색코저 본 연구를 시도하였다. 따라서 밀쌀을 lysine 강화대상 곡류로 정하고, 정맥(精麥)(polished wheat) 및 밀쌀의 물리화학적 성상, 공장규모에서의 강화실험, 강화밀쌀의 저장시험 및 영양실험을 행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 밀쌀은 호화건고(糊化乾固) 및 균열상태를 보임으로서 경도(硬度)는 정맥(精麥)보다 낮았고, 수분(水分) 및 L-lysine HCl 흡수능(吸收能)은 정맥(精麥)이 더 낮았다. 그리고 정맥(精麥) 및 밀쌀의 L-lysine HCl 흡수능(吸收能)은 침지 L-lysine HCl 용액의 농도에 거의 비례하였고 침제(浸濟) 초기에 급격히 흡수(吸收)하였다. 그리고 이들의 취반특성(炊飯特性)도 다소 차이가 있었다. 2. 공장규모(工場規模)의 L-lysine HCl 강화에 대한 일련의 실험결과, 기존 밀쌀제조공정 중의 가수공정(加水工程)에서 강화함으로써 기존 시설을 효용(效用)할 수 있었고, 강화농도가 균일한 밀쌀제품을 얻을 수 있었다. 그리고 공정 중의 L-lysine HCl 손실율은 $10{\sim}11%$이었으며, 강화밀쌀의 기호성은 보통 밀쌀과 차이가 없었다. 3. 흰쥐사육시험 결과, 보통밀쌀의 PER 1.12가 0.2% 강화수준에서 1.75로 크게 향상되었으며 0.4% 강화구에서는 1.89이었다. 4. 저장시험 결과, 실온(室溫)에서 90일, 고온과습구(高溫過濕區)($37^{\circ}C,$ >80% RH)에서 30일간 저장한 강화밀쌀 (0.2% 수준, polyethylene film packing)의 환원당 지방산도의 변화는 경미함으로서, 강화밀쌀의 저장성에 있어서는 보통 밀쌀과 같이 큰 문제점이 없을 것으로 판단되었다.

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500 MW 화력발전소 고압 증기 배관 손상 원인 분석 (Failure Analysis on High Pressure Steam Piping of 500 MW Thermal Power Plant)

  • 김정면;정남근;양경현;박민규;이재홍
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제5권4호
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    • pp.323-330
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    • 2019
  • 500 MW 표준 석탄화력발전소는 국내에서 가장 큰 용량의 규격화된 발전소로써 20년 넘게 국내 전력생산에 중추적인 역할을 수행하고 있다. 장기간 사용으로 인한 경년 열화와 더불어 최근 석탄화력발전소의 대기오염 문제가 대두되면서 석탄화력발전소 가동률 제한 정책에 따른 잦은 기동·정지에 의해 발전 설비의 고장 확률이 증가하고 있다. 그 중 증기 배관은 보일러에서 만들어진 고온·고압의 증기를 전력생산을 위해 터빈으로 이송시키는 중요한 역할을 하는 설비로 최근 국내 대용량 발전소 증기 배관의 고장 사례가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 500 MW 표준 석탄화력발전소 주증기배관 연결 용접부에 반복적으로 발생된 손상에 대해 손상 해석을 수행하였다. 동일 규격의 타 발전소에서 발생될 수 있는 고장의 사전 예방을 위해 균열부 금속 조직 분석과 배관 응력 해석을 통해 배관 지지 구조에 의한 고 응력에 의해 발생된 원인을 규명하고 고 응력부 응력 저감을 위한 지지 구조 개선 방안을 제시하였다.