• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.10
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• pp.121-127
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• 2018

A system for diagnosing surface defects of long and large pipe inner overlay welds, 1m in diameter and 6m in length, was developed using a Liquid Penetrant Test (PT). First, CATIA was used to model all major units and PT machines in 3-dimensions. They were used for structural strength analysis and strain analysis, and to check the motion interference phenomenon of each unit to produce two-dimensional production drawings. Structural strength analysis and deformation analysis using the ANSYS results in a maximum equivalent stress of 44.901 MPa, which is less than the yield tensile strength of SS400 (200 MPa), a material of the PT Machine. An examination of the performance of the developed equipment revealed a maximum travel speed of 7.2 m/min., maximum rotational speed of 9 rpm, repeatable position accuracy of 1.2 mm, and inspection speed of $1.65m^2/min$. The results of the automatic PT-inspection system developed to check for surface defects, such as cracks, porosity, and undercut, were in accordance with the method of ASME SEC. V&VIII. In addition, the results of corrosion testing of the overlay weld layer in accordance with the ferric chloride fitting test by the method of ASME G48-11 indicated that the weight loss was $0.3g/m^2$, and met the specifications. Furthermore, the chemical composition of the overlay welds was analyzed according to the method described in ASTM A375-14, and all components met the specifications.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.19 no.4
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• pp.651-668
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• 2017

For initial stability of the tunnel, the primary support, Shotcrete and rockbolt shall be placed in the most appropriate time. This is because the role of such support plays a vital role in long-term and short-term tunnel stability. In this study, the rock bolt is an important supporting system that receives the external pressure generated by the stress relaxation during tunnel excavation as axial force and transmits it to the shotcrete on the tunnel excavation surface. Until now, most of the materials of rock bolts have been used in the field, but there have been many problems such as uncertain quality of Chinese materials entering the market, poor packing due to falling down of rock bolts when filled with mortar, and corrosion due to water. Therefore, in this study, we have developed a high strength steel pipe rock bolt using Autobeam material to solve and improve various problems of existing rock bolts. In order to evaluate the performance of the developed bolt, field tests were carried out and the existing mortar filler in order to improve the performance of the rock bolt, the design and construction criteria were studied and the results were included in this paper.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.30 no.1
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• pp.157-168
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• 2006

Recently, interest in using Al alloys in ship construction instead of fiber-reinforced plastic (FRP) has increased because of the advantages of A) alloy ships over FRP ships, including high speed, increased load capacity. and ease of recycling. This paper investigated the mechanical and electrochemical properties of Al alloys in a slow strain rate test under various potential conditions. These results will provide reference data for ship design by determining the optimum protection potential regarding hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking. In general, Al and Al alloys do not corrode on formation of a film that has resistance to corrosion in neutral solutions. In seawater, however, $Cl^-$ ions lead to the formation and destruction of a Passive film. In a potentiostatic experiment. the current density after 1200 sec in the Potential range of $-0.68\~-1.5\;V$ was low. This low current density indicates the protection potential range. Elongation at an applied potential of 0 V was high in this SSRT. However, corrosion protection under these conditions is impossible because the mechanical properties are worse owing to decreased strength resulting from the active dissolution reaction in parallel parts of the specimen. A film composed of $CaCO_3\;and\;Mg(OH)_2$ confers corrosion resistance. However, at potentials below -1.6 V forms non-uniform electrodeposition coating, since there is too little time to form a coating. Therefore, we concluded that the mechanical properties are poor because the effect of hydrogen gas generation exceeds that of electrodeposition. Comparison of the maximum tensile strength, elongation, and time to fracture indicated that the optimum protection potential range was from -1.45 to -0.9 V (SSCE).

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.9 no.4 s.29
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• pp.11-16
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• 2005

In this paper, the hydrogen osmosis test and the mechanical tensile test were carried out to examine hydrogen cracking behavior of STS444 with welding conditions. In $0.5MH_2SO_4+0.001M \;As_2O_3$ solution, the hydrogen embrittlement characteristics of weld zone of STS444 added to load of $1,400 kg/cm^2$ together with hydrogen osmosis by current of $30mA/cm^2$ for 60 min. was considered. As a result of study on the hydrogen embrittlement and mechanical characteristics of STS444외와 with welding conditions the tensile stress and elongation of STS444 get lower by the absorption of oil or water before welding. Also, the reduction rate of tensile stress and elongation of STS444 is larger because of hydrogen embrittlement by the absorption of oil or water. STS444 by the absorption of water before welding is more sensitive to hydrogen embrittlement than oil.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.8 no.6
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• pp.569-575
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• 1984

The characteristics of the stress corrosion cracking of SUS 304 stainless steel weldments were studied with the speciments of the constant displacement type under the environment of 42% MgC $l_{2}$ boiled solution (143.+.-.2.deg.C). The susceptibility of initiation and propagation of the stress corrosion crack was quantitatively inspected in the weld metal, heat affected zone and heat affected zone with including the reinforcement shape, respectively. Also, those susceptibility were discussed in connection with the change of mechanical and microstructural characteristics caused by heating cycle of welding. Main results obtained are as follows: (1)Stress corrosion cracking is easiest to initiate and propagate in the heat affected zone of weldment. (2)The susceptibility of stress corrosion cracking of the weldment is largely improved by eliminating the reinforcement part of the weld bead. (3)The dominant factor of the cracking susceptibility of the heat affected zone appeared to be the phenomenon of softening and sensitizing caused by welding heat cycle. (4)Under the low loading conditions, the behavior of stress corrosion cracking of the SUS 304 steel weldment is largely influenced by the pitting phenomenon in the front region of the main crack.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.16-16
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• 2009

Alloy 82/182로 용접된 원자력 발전소 주기기의 이종 금속 용접부는 장기간 운전 후 응력부식균열(SCC : Stress Corrosion Cracking)에 의한 결함이 나타나게 된다. 2000년대 이후로 원자력 주기기 Alloy 82/182 용접부에서 PWSCC(Primary Water Stress Corrosion Cracking)에 의한 Degradation이 급격히 증가하는 추세를 보이고 있으며, 국내에서도 이와 관련하여 원자력 발전소의 안전성에 대한 Issue 및 대비책에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 Alloy 600 용접부에 대한 결함을 예방하기 위한 대표적인 기술로써 수명연장 오버레이 기술이 있다. 원자력 주기기 노즐부는 저탄소강으로 제작되어 있으며, 저탄소강에는 제작 시 용접후열처리가 적용된다. 후열처리를 하는 주된 이유는 Tempering을 통해 열영향부의 인성 및 연성의 회복과 강도를 감소시켜 모재와 동등 또는 이 이상의 물성을 갖도록 하는 데 그 목적이 있다. 그러나 수명연장 오버레이의 경우 현장 작업 시에 후열처리가 어렵기 때문에, 이를 대체하기 위한 기술로 템퍼비드 용접을 적용할 경우 후열처리를 면제해 주고 있다. 본 연구에서는 수명연장 오버레이 기술 개발의 일환으로써 저 탄소강에 대한 템퍼비드 용접 기술을 확립하였다. 실험에 사용된 모재는 원자력 주기기의 노즐에 사용되는 SA508 Gr.3 Cl.1을 사용하였으며, 용가재는 Alloy 52 및 52M을 사용하였다. 최적 조건 도출을 위해서 실험 매트릭스를 이용하여 기본 실험을 수행하였으며, 실험에는 자동 GTAW 용접을 적용하였다. 기본 실험을 통해 얻은 최적 조건을 사용하여 PQ 시험을 수행하여 WPS를 확보하였다. 분석은 용접 후 조직 및 경도 시험, 물리시험(인장시험, 굽힘시험 및 충격시험)을 수행하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.23 no.4
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• pp.285-291
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• 2011

In this study the mechanical performance of the new wave dissipating block is evaluated through experiment and numerical analysis. Also, by selecting adequate reinforcement, the improvement of the structural performance is examined. The reinforcement is designed by predicting the amount of tensile force and the location where the tensile stress develops in the new wave dissipating block through numerical analysis. The new wave dissipating block is reinforced with the ordinary steel bars and the fiber reinforced plastic(FRP) bars which have advantages in ocean environment in terms of corrosion and fatigue. The test result shows that the fracture resistance of the un-reinforced concrete block is 350 kN which is about 6.2 times that of the weight of the block. All the test blocks which are reinforced by either steel of FRP bars show strength capacity of over 900 kN which is the maximum load of the test equipment. Although the single reinforcement with larger-diameter bars has advantage in terms of construction convenience, it is recommended to use multiple number of smaller-diameter bars in order to reduce the crack width.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.238-238
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• 2013

사파이어 단결정은 광학 투명도, 물리적 강도, 충격 저항, 마모 부식, 높은 압력 및 온도 내구성, 생체 호환성 등 다양한 특성을 가지고 있어 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 특히 최근에는 백색 또는 청색 LED 소자 분야에서 기판으로 주로 활용되고 있다. 이러한 사파이어 단결정 기판은 공정에서 결정 성장 조건 및 기계적 연마 등의 다양한 요인으로 결정학적 결함이 발생한다. 이러한 결정학적 결함을 제어함으로서 좋은 품질의 단결정 기판을 생산할 수 있다. 이에 따라 각종 결함 제어를 위해서 X-선, EPD, 레이저 편광법 등 다양한 방법으로 결함들을 측정하고 있다. 그 중에서도 X-선 토포그래피는 시료를 비파괴적인 방법으로 단결정의 결함 밀도와 유형 등을 파악하는데 매우 유용한 측정법이며, Lang 토포그래피로 대표되는 X-선 회절 투과법은 기판과 같은 대구경의 시료를 우수한 분해능으로 내부 결함까지 관찰할 수 있는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 대구경 사파이어 단결정 기판에 내재하는 결정 결함을 확인 및 분석하기 위해 X-선 Lang 토포그래피(X-ray Lang Topography) 장비를 구축하였다. 그리고 4, 6인치 c-면 사파이어 단결정 기판의 (110), (102) 회절면의 X-선 토포그래피 측정을 통해 전위(dislocation), 스크래치(scratch), 표면데미지(surface damage), 트윈(twin), 잔류 응력(strain) 등의 결함의 유형을 식별 및 분석하였으며, 각각의 결함들의 토포그래피 이미지 형성 메커니즘에 대해 분석하였다. 이를 통해 X-선 Lang 토포그래피(X-ray Lang Topography) 장비가 대구경 사파이어 단결정 기판의 결정 결함 평가에 폭넓은 활용이 가능할 것으로 예상된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.28 no.12
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• pp.738-747
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• 2018

For the aerospace structural application of high-strength 2xxx series aluminum alloys, stress corrosion cracking(SCC) behavior in aggressive environments needs to be well understood. In this study, the SCC sensitivities of 2024-T62, 2124-T851 and 2050-T84 alloys in a 3.5 % NaCl solution are measured using a constant load testing method without polarization and a slow strain rate test(SSRT) method at a strain rate of 10-6 /sec under a cathodic applied potential. When the specimens are exposed to a 3.5 % NaCl solution under a constant load for 10 days, the decrease in tensile ductility is negligible for 2124-T851 and 2050-T84 specimens, proving that T8 heat treatment is beneficial in improving the SCC resistance of 2xxx series aluminum alloys. The specimens are also susceptible to SCC in a hydrogen-generating environment at a slow strain rate of $10^{-6}/sec$ in a 3.5 % NaCl solution under a cathodic applied potential. Regardless of the test method, low impurity 2124-T851 and high Cu/Mg ratio 2050-T84 alloys are found to have relatively lower SCC sensitivity than 2024-T62. The SCC behavior of 2xxx series aluminum alloys in the 3.5 % NaCl solution is discussed based on fractographic and micrographic observations.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.24-24
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• 2010

마찰교반접합법은 특정한 회전수로 회전하는 용접 툴을 이용하여 접합하고자 하는 피접합재의 맞댄면에 삽입시킨 후 툴을 이동시키거나 혹은 시편을 견고하게 고정시킨 장치(backing plate)가 움직여 고상 상태에서 접합이 이루어진다. 알루미늄, 마그네슘 등 비교적 융점이 낮은 저융점 재료의 재료에 처음 적용이 되어 많은 연구가 활발히 진행되었고 타 용접방법에 비해 우수한 접합특성을 나타내었다. 최근 이러한 마찰교반접합은 이러한 저융점 재료를 넘어서 스틸, 타이타늄, 니켈 등과 같은 고융점 재료 등에 대한 적용이 늘어나고 있다. 마찰교반접합을 이용하여 이러한 고융점 재료의 접합 경우 내마모성 및 내열성 등의 내구성이 갖추어진 툴과 이러한 툴을 냉각시킬 수 있는 냉각 장치 등이 필요로 하나 경제적 측면이나 접합부의 우수한 특성 등을 고려 할 때 그 적용 및 발전 가능성이 매우 높다고 볼 수 있다. 2상 스테인레스 강은 금속 조직적으로 페라이트와 오스테나이트 상이 거의 1:1의 동등한 비율로 매우 미세하게 결합된 구조를 가지고 있다. 또한 이상 스테인레스 강은 각상의 개개의 특성에 기인하여 염소 분위기에서 응력부식 저항성이 우수하고, 공식과 틈부식에 대한 저항성이 매우 뛰어나다. 그리고 이상 스테인레스 강은 비교적 고가인 Ni이 일반 오스테나이트 스테인리스 강의 약 1/2의 수준으로 적게 포함이 되어 경제적인 이점을 지니고 있으며 또한 용접성이 좋아 산업계의 수요는 현재 점차 증가하고 있는 상황이다. 하지만 이러한 이상 스테인리스 강은 용접 후 페라이트 상의 조대화, 그리고 페라이트 상의 분율이 오스테나이트 상의 분율보다 높아지게 되어 용접부에서의 저온 인성 감소 및 내식성 저하 등의 문제가 발생하게 된다. 그리하여 용접 시 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 입열량의 조절이 가장 필요로 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 마찰교반용접을 이용하여 두께 3mm의 대표적인 이상 스테인리스 강인 SAF2205 스테인리스 강에 대해 맞대기 마찰교반접합을 실시하였다. 툴 회전속도를 변수로 하여 접합을 실시하였으며 접합 시 툴은 $Si_3N_4$ 툴을 사용하였다. 접합 후 외관상태 점검, 미세조직 관찰, 경도 및 인장강도 측정 등의 실험을 실시하였고, 이러한 결과를 이용하여 미세조직과 기계적 특성과의 관련성을 조사하였다.