The large and high-speed vessels have been greatly advanced, but ship materials have been caused the problem such as corrosion, cavitation and erosion. Cavitation can produce material damage such as pumps, turbines, valves and ship propellers etc. To solve these problems, the cavitation and electrochemical characteristics for thermal spray coating and the sealing are executed to obtain the excellent corrosion protection characteristics in sea water environment.
The demand for stainless steel is continuously increasing with the development in offshore industry due to its excellent corrosion resistance characteristics. However, it suffers cavitation-erosion in application of high rotating fluid and the damage accelerates in combination with electrochemical corrosion because of Cl-ion in sea water. This paper investigated the complex damage behavior for 431 stainless steel, that is one of martensite stainless steels, through the hybrid test in sea water. Various experiments were carried out, including potential measurement, anodic/cathodic polarization experiment and Tafel analysis. Surface morphology was observed and damage depth was analyzed by SEM and 3D microscope after each experiment, respectively. The results revealed that more active potential was observed under cavitation condition than static condition due to breakdown of passive film and activation of charge transfer, and that higher corrosion current density was obtained under cavitation condition due to synergistic effect of corrosion and erosion.
Cavitation related erosion damages on semi-spade rudder generally occur at around leading edge of lower-face and behind gap of lower pintle. To get the idea of gap entrance profile for the latter case, a series of tests with large models has been carried out at MOERI. In the tests, the flow pattern around lower pintle have been investigated and visualized by high speed camera. Additionally, cavitation inception tests and pressure measurements have also been conducted for better comparison. As a result a new model (F rudder) has been developed. The new model turned out to have stable pressure distribution along the surface and so the cavitation inception speeds within ${\pm}5^{\circ}$ of rudder angle were delayed approx. 4 knots in average.
Recently, the erosion due to cavitation frequently occurs on a horn-type rudder of a high-speed large container carrier. It is necessary to understand the flow characteristics around a rudder in fully wetted and cavitating flow condition, and the process of generation and collapse of cavitation for a rudder design to minimize the cavity-induced erosion. The flow characteristics around a two-dimensional hydrofoil(NACA66) are investigated through the computational method utilizing a viscous flow theory applied to a cavitation model. The computational results from the viscous flow theory are verified by the comparison with the experimental results, and are compared with those from the potential flow theory. The effects of angle of attack, Reynolds number, cavitation number, and thickness ratio on the cavitating flow are also investigated.
In order to design a propeller with high efficiency and excellent cavitation performance, theoretical and experimental studies on the cavitation and noise characteristics according to the blade section shape are essential. In general, sheet cavitation, bubble cavitation, and cloud cavitation are the main causes of hull vibration and propeller surface erosion. However vortex cavitation, which has the greatest influence on the noise level because the fastest CIS in ship propeller, has been researched for a long time and studies have been conducted recently to control it. In this experiment, the development process of cavitation was measured by using three dimensional wings with two different wing section and wing tip shapes, and the noise level at that time was evaluated. In addition, we evaluated the relationship between cavitation inception and hydrodynamic force using three component load cell and we measured the velocity field of wing wake using LDV.
본 연구에서는 캐비테이션에 의한 부식에 강한 도료를 개발하기 위하여 고탄성의 우레탄 수지에 내마모 성능을 향상시키기 위한 첨가제로서 Multi wall과 Single wall type의 Carbon nano tube(CNT)와 Spherical과 Fiber type의 Graphite 나노 입자를 첨가하여 물성과 캐비테이션에 대한 저항성, 작업성 등을 비교 평가하였다. 나노 입자로서 Graphite에서는 캐비테이션 저항성($t_{50}$)이 Spherical type($t_{50}$ 182min)보다는 Fiber type($t_{50}$ 292min)이 높은 캐비테이션 저항성을 갖는 것으로 관찰되었다. 또한 CNT에서는 Single wall type의 캐비테이션 저항성($t_{50}$ 286min)이 Multi wall보다는 더 높은 것으로 관찰되었다. 나노 입자중에서 가격 및 캐비테이션 저항성을 감안하면 가장 최적의 나노 입자는 Fiber type의 Graphite로 관찰되었다. 도료의 작업성 평가에서 수동 작업에 의해 제작된 표면은 매끈한 표면을 가지고 있으나 Spray 작업에 의해 제작된 표면은 표면이 균일하지 않으며 Spray시 발생된 Dust가 표면에 고착된 형태로 관찰되었다.
본 연구에서는 캐비테이션에 의한 부식에 강한 도료를 개발하기 위하여 고탄성의 우레탄 수지에 내마모 성능을 향상시키기 위한 첨가제로서 Polypropylene glycol(PPG), Polycarbonate diol(PCD), Polycaprolactone polyol(PCL-1), Polycaprolactone-tetramethylene glycolether(PCL-2) 등 4가지 종류의 Polyol을 첨가하여 제조한 도료의 물성과 캐비테이션 저항성을 평가하였다. 합성된 도료의 물성을 비교한 결과 Polyol 중에서는 PCD을 첨가한 경우 경도와 내마모성이 높아 캐비테이션 저항성이 높을 수 있는 물성을 가진 것으로 나타났으나 고점도를 가지고 있어서 도료화에 어려움이 있을 것으로 예상되어 점도가 낮은 도료를 위하여 PCL-1을 적절한 첨가제로 선정하였다. PCL-1이 첨가된 도료의 캐비테이션 저항성을 평가한 결과 저항성이 높은 것으로 나타났고 SEM을 이용하여 표면 분석을 통한 기공의 침식현상을 관찰하였다.
Kim, Young-Sik;Lim, Chang-Hoon;Hwang, Won-Seok;Choi, Young-Gook
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제31권7호
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pp.852-856
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2007
The Plasma Transferred Arc(PTA) overlay welding method is lately introduced as one of the most useful surface overlay method of the engine component. In this paper, the overlay welding method on the Nimonic super alloy was established by the PTA overlay welding process using the same super alloy powder. The characteristics of the Co-base and Ni-base super alloy overlay layers were investigated through the metallurgical, abrasive and cavitation erosion test. The abrasive and cavitation characteristics were investigated at room and high temperature.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권7호
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pp.883-889
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2014
고속유체 환경에서 압력차에 의한 국부적 비등으로 캐비테이션 침식 손상이 발생한다. 캐비테이션은 유체의 압력, 속도, 온도, pH, 그리고 매질 등의 다양한 환경에 영향을 받는다. 특히 해수 용액에서 캐비테이션 환경에 노출될 경우 염소이온에 의한 부식이 캐비티에 의한 침식 손상을 가속화 시킨다. 따라서 본 연구는 마르텐사이트계 스테인리스강에 대해 천연 해수 용액에서 적용 전류밀도와 캐비테이션 시간에 따른 시편 손상 경향을 규명하였다. 정전류 실험 결과 캐비테이션 조건에서 정적인 조건에 비해 비교적 적은 손상 경향이 나타났다. 또한 캐비테이션 실험 결과 3시간부터 급격하게 무게 감소량, 캐비테이션 손상률, 손상깊이가 증가하였다.
최근 동물 또는 생체에 이식한 인공판막에 표면부식에 의한 파손 예가 보고되어 연구가 진행되고 있으나 가속내구시험에 대해서는 상세한 검토가 이루어지지 않았다. T. Yhuta 교수가 개발한 가속내구시험기를 이용하여 실험한 결과, 판막 주위의 컴플라이언스구조에 의한 부식이 진행되는 것을 관찰하였다. 본 연구에서는 컴플라이언스 구조의 위치와 크기가 다른 판막 고정용 홀더를 제작하여 컴플라이언스구조가 인공판막의 부식에 미치는 영향을 검토해따. 또한, 판막의 폐쇄속도가 표면부식에 영향을 미친다고 생각하여 고속도 비디오 카메라를 사용하여 폐쇄속도를 검토하였다. 그 결과, 컴플라이언스를 증가하면 판막의 속도도 증가하며 디스크표면 부식이 진행되는 것이 관찰됐다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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