• 제목/요약/키워드: creep rupture

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시공단계를 고려한 고층건물 콘크리트 슬래브의 건조수축 응력해석 (Shrinkage Stress Analysis of Concrete Slab in Multi-Story Building Considering Construction Sequence)

  • 김한수;정종현;조석희
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.457-465
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    • 2001
  • 고층건물 콘크리트 슬래브에 발생하는 건조수축변형은 기둥이나 벽체 등의 구조부재에 의해 변형발생이 제한되고 이로 인한 인장응력이 부재의 인장강도를 초과하게 되면 균열이 발생한다. 이 논문에서는 건조수축과 크리프, 철근효과 등 콘크리트의 재료특성과 시공단계에 따른 건조수축을 고려하여 슬래브에 발생하는 응력을 산정하는 실용적인 해석방법을 제안하였다. 건조수축으로 인해 부재에 작용하는 인장응력은 건조수축변형을 등가온도하중으로 치환하여 계산할 수 있으며, 건조수축과는 달리 응력을 이완시켜 주는 크리프의 영향은 콘크리트의 탄성계수 Ec 대신에 크리프를 고려한 콘크리트의 유효탄성계수 E eff를 사용하고, 배근된 철근은 등가의 보요소로 모델링하여 해석에 반영할 수 있다. 또한 고층건물 슬래브에서 발생하는 건조수축응력은 그 층에서 발생한 건조수축량과 하부 층의 건조수축량의 차이인 유효건조수축에 의한 응력임을 고려하여 각 시공단계마다 발생하는 응력을 단계별 해석을 수행하여 구하고 이를 합산함으로서 슬래브에 최종적으로 발생하는 응력을 산정한다. 10층 규모에 예제건물을 대상으로 해석한 결과, 상부 층으로 갈수록 점차 건조수축응력이 줄어들며 전체 구조물에 발생한 응력은 저층부(1~2층)에서는 기준강도를 초과하나 3층 이상의 고층부에서는 기준강도의 27.9~92.8% 수준으로 나타났다.

초초임계 석탄발전 보일러 튜브(SA213 TP347H) 용접부 안정화 열처리 효과 (Effect on the Stabilizing Heat Treatment to Weld Joint for the USC Coal Boiler Tubes(SA213 TP347H))

  • 안종석;박진근;이길재;윤재연
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제33권4호
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    • pp.30-36
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    • 2015
  • Austenite stainless steel(SA213-TP347H) has widely been used for the superheater & reheater tube in USC(ultra-supercritica) coal boiler because of its high creep rupture strength and anti-oxidation. But recently, the short-term failures have happened frequently in heat affected zone for only 4,000~15,000hours of service. Many investigations have been conducted to understand the failure mechanism. The root cause of failure was comfirmed to "strain induce participation hardening crack" or "reheat cracking". This mechanism often occurred due to weld residual stress and precipitation of the Cr, Nb carbides in the stabilized stainless steel such as TP347H. This paper presents an analysis of failure tube and effect of the sample tubes that conducting stabilizing heat treatment in site after 11,380hours & 16,961hours of service. Visual inspection was performed. In addition, microscopic characteristics was identified by O.M, SEM, and hardness test was carried out to find out the heat treatment effects. Failures seem to happen because of being not conducted stabilizing heat treatment in site. And another cause is inadequate weld parameter such as pass, ampere, voltage, inter-pass temperature. Thus, this paper has the purpose to describe that how to prevent similar failures in those weld-joints.

석탄화력발전용 초초임계압(USC) 보일러 수냉벽 튜브 용접 신뢰성 향상에 대한 연구 (Study on the Improvement of Weld-joint Reliability in Waterwall Tubes of the Ultra Supercritical Coal Fired Boiler)

  • 안종석;이승현;조상기;이길재;이창희;문승재
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제28권1호
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    • pp.41-46
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    • 2010
  • The low alloy-steel material(1.0Cr-0.5Mo, SA213T12), which has widely been used for the waterwall tube in the conventional power plant, do not have enough creep rupture strength for waterwall tubes of the Ultra-supercritical(USC) boilers. According to this reason, the high-strength low alloy-steel(2.25Cr-1.0Mo, SA213T22) has newly been adopted for the waterwall tube in the USC boilers. This paper presents failure analysis on weld-joint of the waterwall tubes in USC boilers. Visual inspections were performed to find out the characteristics of the fracture. Additionally both microscopic characteristics and hardness test were carried out on failed tube samples. Failures seem to happen mainly because the welding process has not been conducted strictly.(preheating, P.W.H.T and so forth). Thus, this paper has the purpose to describe the main cause of the poor welding process and to explain how to prevent similar failures in those weld-joints.

정유공정의 CCD(Corrosion Control Document) 개발 (Development of CCD(Corrosion Control Document) in Refinery Process)

  • 김정환;김지용;이영희;박상록;서순규;이윤화;문일
    • 한국안전학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.31-36
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    • 2009
  • This paper focuses on techniques of improving refinery reliability, availability, and profitability. Our team developed a corrosion control document(CCD) for processing of the crude distillation unit(CDU). Recent study shows the loss due to corrosion in US is around $276 billion. It's a big concern for both managers and engineers of refinery industry. The CCD consists of numerous parts namely damage mechanism(DM), design data, critical reliability variable(CRV), guidelines, etc. The first step in the development of CCD is to build material selection diagram(MSD). Damage mechanisms affecting equipments and process need to be chosen carefully based on API 571. The selected nine DM from API 571 are (1) creep/stress rupture, (2) fuel ash corrosion, (3) oxidation, (4) high temperature sulfidation, (5) naphthenic acid corrosion, (6) hydrochloric acid(HCL) corrosion, (7) ammonium chloride(salt) corrosion, (8) wet $H_2S$ corrosion, and (9) ammonia stress corrosion cracking. Each DM related to corrosion of CDU process was selected by design data, P&ID, PFD, corrosion loop, flow of process, equipment's history, and experience. Operating variables affecting severity of DM are selected in initial stage of CRV. We propose the guidelines for reliability of equipments based on CRV. The CCD has been developed on the basis of the corrosion control in refinery industry. It also improves the safety of refinery process and reduces the cost of corrosion greatly.

주조용 코발트기 초내열합금의 열처리에 따른 기계적 특성 변화 (Evolution of Mechanical Properties through Various Heat Treatments of a Cast Co-based Superalloy)

  • 김인수;최백규;정중은;도정현;정인용;조창용
    • 한국주조공학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.103-110
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    • 2018
  • 코발트기 주조용 초내열합금 X45를 이용하여 다양한 형태의 열처리에 따른 미세조직과 기계적 특성의 변화에 대하여 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 합금의 응고 시 결정립계와 수지상간 경계를 따라 Cr이 다량 함유된 조대한 $M_{23}C_6$ 탄화물과 W과 Co의 함량이 높은 $M_6C$ 탄화물이 형성되어 있었고, $1274^{\circ}C$에서 용체화 처리하면 대부분의 탄화물이 용해되었다. $1150^{\circ}C$에서의 용체화 처리 동안 일부 결정립계 탄화물이 용해되지만 공정탄화물 근처에서 새로운 탄화물의 석출이 일어났다. $927^{\circ}C$$982^{\circ}C$에서 시효처리만 했을 때 용체화 처리 후 시효처리 한 시편 보다 공정 탄화물 근처에서 석출되는 탄화물의 양이 많았고, 크기가 작았다. 2) $1150^{\circ}C$에서 용체화 처리한 후 시효처리 하면 경도의 증가가 뚜렷하지 않으며, $927^{\circ}C$$982^{\circ}C$에서 시효처리만 했을 때 다량의 매우 미세한 탄화물의 석출에 의하여 경도의 증가 폭이 더 컸다. 상온 항복강도는 $927^{\circ}C$에서 시효처리 했을 때 가장 컸지만 인장강도와 연신율은 $982^{\circ}C$에서 12시간 시효처리 했을 때 가장 컸다. 고온 크리프 특성은 $982^{\circ}C$에서 12시간 시효처리 했을 때 가장 우수하였다. 3) 장시간 고온 노출 되는 동안 탄화물의 석출과 성장이 일어났고, 8000시간 고온에서 노출시킨 시편에서는 수지상 중심부에도 탄화물이 석출되어 크리프 파단 수명이 증가하였다.

항공기용 터어보팬 엔진의 재료선정용 DATA BASE를 이용한 재료평가에 관한 연구 (A Study on the Evaluation of Materials for Aircraft Turbofan Engine Using Data Base.)

  • 김광배;부준홍;김학봉;임경호;유상신
    • 한국재료학회지
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    • 제1권3호
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    • pp.156-167
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    • 1991
  • 본 연구의 목적은 항공기용 터어보팬 엔진의 재료선정을 위한 데이타 베이스를 구축하는 것이다. 터어보팬 엔진은 고성능이면서도 연료소모율이 적어 경제적인 운용이 가능하므로 최근 여러 용도로 사용되고 있는 엔진이다. 현재 서로 다른 특성을 가진 수백종의 초내열재료들이 개발되어 있는데, 한 엔진설계자가 어떤 엔진요소에 사용할 재료를 선택한다는 것은 매우 어려운 작업이다. 따라서 수 많은 재료에 대한 정보를 관리할 수 있는 데이타 베이스가 절실히 요구되고 있으나, 국내에서는 아직 이 방면의 기초연구가 이루어져 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 재료공학적 관점에서 초내열재료의 대표적 성질로서 고온강도, 내식성, 내산화성, 항복강도, 열팽창계수, 융정등을 고려해서 후보재료를 선정할 수 있도록 하였다. 이외에도 성 형성이나 제조단가등도 고려해야할 변수가 된다. 본 연구에 의해 사용자의 편의를 고려한 전산프로그램이 개발되었으며, 이를 이용하여 새로운 재료정보의 입력, 요구 재료선정 및 선정결과의 출력등이 가능하다. 끝으로 선정된 재료에 대한 성능검토도 실시하였다.

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