• 대한금속재료학회지
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• 제47권11호
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• pp.716-721
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• 2009

The major drive for the application of low-temperature plasma treatment in nitrocarburizing of austenitic stainless steels lies in improved surface hardness without degraded corrosion resistance. The low-temperature plasma nitrocarburizing was performed in a gas mixture of $N_{2}$, $H_{2}$, and carbon-containing gas such as $CH_{4}$ at $450^{\circ}C$. The influence of the processing time (5~30 h) and $N_{2}$ gas composition (15~35%) on the surface properties of the nitrocarburized layer was investigated. The resultant nitrocarburized layer was a dual-layer structure, which was comprised of a N-enriched layer (${\gamma}_N$) with a high nitrogen content on top of a C-enriched layer (${\gamma}_C$) with a high carbon content, leading to a significant increase in surface hardness. The surface hardness reached up to about $1050HV_{0.01}$, which is about 4 times higher than that of the untreated sample ($250HV_{0.01}$). The thickness of the hardened layer increased with increasing treatment time and $N_{2}$ gas level in the atmosphere and reached up to about $25{\mu}m$. In addition, the corrosion resistance of the treated samples without containing $Cr_{2}N$ precipitates was enhanced than that of the untreated samples due to a high concentration of N on the surface. However, longer treatment time (25% $N_{2}$, 30 h) and higher $N_{2}$ gas composition (35% $N_{2}$, 20 h) resulted in the formation of $Cr_{2}N$ precipitates in the N-enriched layer, which caused the degradation of corrosion resistance.

• 한국가스학회지
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• 제26권6호
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• pp.16-23
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• 2022

본 연구에서는 디스크와 인장시험 등을 통해 수소취성에 대한 재료 특성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 니켈 당량이 28.5 이상인 합금 조성과, 이와 유사한 상용 합금 조성 2종에 대해 합금을 제조하였고, 각 합금은 진공유도용해로(Vacuum Induction Melting, VIM)에서 개발 합금(이하 #1)과 상용 배관(이하 각각 #2, #3)을 재용해하여 주조재로 제조하였고, 주조 합금은 단조 및 압연하여 판재로 제조하였다. 디스크형태의 시편은 0.1~1000 bar/min의 속도로 수소와 헬륨으로 가압하여 파열압력을 측정하여 수소에 대한 특성을 평가하였고, 전기화학적 방법으로 수소처리한 인장시편과 비교군에 대해 항복강도, 인장강도, 연신률, 단면적 감소율을 확인하였다. 또한 인장시편은 주사전사현미경을 통해 파단면을 확인하였다. 디스크파열시험과 수소처리 한 시편의 인장시험을 통해, 본 연구를 통해 개발된 강종의 경우 상용 강종과 비교하여 유사한 수소취성 특성을 갖고 있음을 확인하였고, 파단면 또한 미세한 두께의 벽개파괴 특성을 보였지만 기계적 강도에 큰 영향을 미치지 않음에 따라 개발된 고질소 스테인리스강은 내수소취성이 우수한 것으로 평가 할 수 있었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제12권3호
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• pp.292-298
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• 2005

발효식품 담금 용기로 사용되고 있는 유리, polypropylene(PP), polyethylene terephthalate(PET), 스테인레스 용기, 옹기에 고추장을 담아 $30^{\circ}C$에서 4개월 동안 발효하는 동안 물리적, 화학적, 미생물적인 품질변화를 측정하여 담금 용기의 효과를 비교 평가하였다. 높은 기공성을 가진 옹기는 다른 용기에 비해 전체 발효기간에서 높은 호기성 세균수, 젖산균수, 효모수를 보여서 가장 왕성한 발효진행을 보였으며, 이와함께 높은 protease 활성을 유지시키고, 아미노태 질소와 유리 아미노산을 생산하였다. 아울러 옹기에 담금 한 고추장에서는 높은 총산함량과 낮은 pH를 얻게 하였으며, 환원당도 많이 생성시켰다. 이러한 변화는 발효 $2{\sim}3$개월에 완성되어졌다. 하지만 높은 기공성에도 불구하고 옹기에서 발효된 고추장은 타용기구에 비해서 수분손실과 염도상승은 현저하지 않았는데, 이는 시간의 경과에 따라 옹기벽면에서의 기공이 고추장 성분에 의하여 일부 닫혀짐에 의한 것으로 해석된다. 이러한 성분변화의 결과로 인하여 옹기에서 발효된 고추장은 관능적인 품질에서 타 용기처리구에 비해 유의적으로 우수하였다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제12권6호
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• pp.280-287
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• 2013

Flow accelerated corrosion(FAC) of the carbon steel piping in pressurized water reactors(PWRs) has been major issue in nuclear industry. Severe accident at Surry Unit 2 in 1986 initiated the worldwide interest in this area. Major parameters influencing FAC are material composition, microstructure, water chemistry, and hydrodynamics. Qualitative behaviors of FAC have been well understood but quantitative data about FAC have not been published for proprietary reason. In order to minimize the FAC in PWRs, the optimal method is to control water chemistry factors. Chemistry factors influencing FAC such as pH, corrosion potential, and hydrazine contents were reviewed in this paper. FAC rate decreased with pH up to 10 because magnetite solubility decreased with pH. Corrosion potential is generally controlled dissolved oxygen (DO) and hydrazine in secondary water. DO increased corrosion potential. FAC rate decreased with DO by stabilizing magnetite at low DO concentration or by formation of hematite at high DO concentration. Even though hydrazine is generally used to remove DO, hydrazine itself thermally decomposed to ammonia, nitrogen, and hydrogen raising pH. Hydrazine could react with iron and increased FAC rate. Effect of hydrazine on FAC is rather complex and should be careful in FAC analysis. FAC could be managed by adequate combination of pH, corrosion potential, and hydrazine.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2001년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.29-30
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• 2001

This paper presents some results of plasma nitriding on hard chromium deposit. The substrates were C45 steel and $30~50{\;}\mu\textrm{m}$ of chromium deposit by electroplating was formed. Plasma nitriding was carried out in a plasma nitriding system with $95NH_3{\;}+{\;}SCH_4$ atmosphere at the pressure about 600 Pa and different temperature from $450^{\circ}C{\;}to{\;}720^{\circ}C$ for various time. Optical microscopy and X-ray diffraction were used to evaluate the characteristics of surface nitride layer formed by nitrogen diffusion from plasma atmosphere inward iCr coating and interface carbide layer formed by carbon diffusion from substrate outward Cr coating. The microhardness was measured using microhareness tester at the load of 100 gf. Corrosion resistance was evaluated using the potentiodynamic measurement in 3.5% NaG solution. A saturated calomel electrode (SiCE) was used as the reference electrode. Fig.1 shows the typical microstructures of top surface and cross-section for nitrided and unnitrided samples. Aaer plasma nitriding a sandwich structure was formed consisting of surface nitride layer, center chromium layer and interface carbide layer. The thickness of nitride and carbide layers was increased with the increase of processing temperature and time. Hardness reached about 1000Hv after nitriding while 900Hv for unnitrided hard chromium deposit. X-ray diffraction indicated that surface nitrided layer was a mixture of $Cr_2N$ and CrN at low temperature and erN at high temperature (Fig.2). Anodic polarization curves showed that plasma nitriding can greatly improve the corrosion resistance of chromium e1ectrodeposit. After plasma nitriding, the corrosion potential moved to noble direction and passive current density was lower by 1 to 4 orders of magnitude compared with chromium deposit(Fig.3).

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.403-408
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• 2001

알코홀 증류폐액은 통상적으로 COD 50,000-60,000 ppm, TS 3-8%, SS 2-4%, TN 0.05-0.2% 정도가 포함되어 있어 높은 SS와 TN 함량 때문에 종합폐수로써 생물학적 처리를 하거나 혐기성 소화를 통하여 처리하는 데 문제가 있다. SS의 주성분으로는 미발효 원료 잔류물과 함께 균체, 단백질, 섬유질, 그리고 기타 현탁성 또는 용해성 물질들이 포함된다. 본 연구에서는 알코홀 증류폐액 처리의 한 해결책으로써 0.1 $\mu$m Pore size를 갖는 스테인레스 재질의 분리막을 이용한 pilot scale 정밀여과(microfiltration)를 실시하였다. Decanter로 처리된 증류폐액을 정밀여과 처리한 결과 2.5 bar, 6$0^{\circ}C$ 조건에서 VCR 농축도 10X 정도가지 원활한 permeate flux를 얻으며 24시간 이상 장시간 여과가 가능하였고 feed 중 0.7%였던 SS가 100% 가까이 제거된 permeate를 얻을 수 있었다. SS는 retentate 중에 7%까지 농축 가능하였으며 COD는 25-27% 정도 제거되었다. SS가 2.6%인 decanter를 거치지 않은 증류 원폐액의 경우, VCR 3X 이내의 조건으로 여과할 때 SS를 100% 가까이 그리고 COD는 약 50% 정도 제거 가능하였다. 무방류 시스템으로의 전용을 위하여 정밀여과로 얻어진 permeate와 retentate를 발효배지 사입수으로 재활용하여 알코홀 발효에 미치는 영향을 검토한 결과, 재활용 사입수를 사용하지 않은 경우에 비해 발효 도중 이상 현상이나 발효속도와 알코홀 생산량에 부정적인 영향을 미치는 징후는 발견되지 않았다. 발효에 의한 총 $CO_2$ 발생량과 최종 알코홀 함량은 약간 증가하고 큰 차이를 보이지 않았으나, 발효시간 동안의 $CO_2$ 발생속도는 비교적 빨라져서 $CO_2$ 발생량 450 L/ton에 도달하는 시간은 재활용 사입수를 15% 사용했을 때 83-87%, 30%를 사용했을 때 72-76% 정도 단축되는 효과를 얻었다. 증류폐액을 처리하기 위해 사용되는 기존 decanter를 대체하여 정밀여과 막분리장치를 이용한다면 SS가 완벽하게 제거됨으로써 폐수처리의 부하를 줄이는 한편 부가적인 농축 공정을 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 또한 여과 permeate를 발효배지 사입수로 재활용함으로써 발효속도를 증진시킬 수 있으며 용수사용량을 절약할 수 있다.

• 한국진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.153-159
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• 2007

KSTAR 장치의 저온 component에 헬륨을 공급하기 위한 헬륨라인은 크게 두 가지로 이루어져 있다. 냉동기에서 KSTAR 저온용기 외부까지의 트랜스퍼 라인과, 저온용기 내부의 헬륨라인이다. KSTAR 장치는 3가지 종류의 헬륨을 사용하여 각 저온 component를 냉각하는데, 초전도 자석 시스템과 버스라인에는 초임계 헬륨, 전류인입장치에는 액체 헬륨, 열차폐체에는 가스 헬륨을 공급한다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 냉동기에서 저온용기 근처까지 연결된 배관을 저온용기 내부의 각 장치에 최단거리로 열손실 없이 설치하여 각 장치가 정상 작동하도록 하는데 그 목적이 있다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 최대 20bar로 가압되는 운전시간 동안에 헬륨누설 없이 설치되어야 한다. 그리고 상온으로 부터의 복사열을 차단하기 위하여 다층절연제로 배관을 감싸주어야 하고 고전압 부분은 프리프레그 테잎으로 절연되어야 한다. 전기절연체는 세라믹과 스테인레스 스틸 튜브를 브레이징 접합 방법으로 연결하여 만들어진 것으론 배관과 배관, 배관과 저온 component간의 절연을 위해 사용되고, 헬륨라인과 동일하게 4.5K 초임계 헬륨온도에서 누설이 없어야 한다. 따라서 모든 전기절연체는 액체질소에 침전시켜 열충격을 가하고, 내부에 30 bar를 가압하여 진공 누설시험을 한다. 그리고 초전도 자석과 배관의 절연체로 사용되므로 15kV 고전압 절연 검사를 한다. 전기절연체의 세라믹 부분은 구조적 보강을 위하여 추가적으로 표면에 절연 작업을 한다. 현재 대부분의 저온용기 내부의 헬륨 라인은 설치 완료되어 있으며, 최종 검사가 진행 중이다.

• 분석과학
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• 제14권3호
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• pp.274-285
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• 2001

본 연구는 ppb와 ppt 정도의 농도 수준으로 존재하고 있는 대기 중 휘발성 유기화합물을 분석하기 위해 열탈착-저온농축-GC/FID/FPD를 개발하였다. 그리고 고체흡착제가 충진된 흡착관과 자체 제작한 휴대용 가스채취기를 사용하여 강원도 춘천지역에 위치한 근화동과 혈동리 생활폐기물 매립장에서 배출되는 VOCs를 채취하였다. 저온농축방법으로는 분석컬럼을 직접 저온 농축하는 on-column 저온 농축장치와 0.8mm loop를 이용한 저온농축장치를 서로 비교 검토해 보았다. On-column 저온농축법은 loop에 비해 분리능은 좋으나 흡착관에 채취한 시료를 저온농축할 때 요구되는 50 psi의 높은 탈착압력으로 인해 흡착관의 SwageLok fitting이 마모되어 가스가 새는 문제점이 발생하였다. 이에 반해 탈착압력을 낮추고 탈착유량을 늘리기 위해 설계한 loop 경우에는 탈착압력이 0.4 psi로 on-column에 비해 매우 낮아 가스가 새는 것을 방지할 수 있었다. 열탈착-저온농축-GC/FID/FPD로 분석한 근화동과 혈동리 생활폐기물 매립장에서 검출된 물질로는 toluene, xylene, ethylbenzene등 탄화수소류와 악취물인 styrene, limonene, dimethyl disulfide 등이 검출되었다. 그리고 매립지에서 방출되는 VOCs는 매립되는 폐기물의 조성과 매립기간에 따라 다르게 나타났다. 검출된 화합물은 저온농축-GC/MS를 이용하여 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.639-645
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• 2009

알카놀아민흡수제에 대한 $CO_2/SO_2/NO_2$의 흡수속도를 살펴보기 위해 현재 널리 사용되는 흡수제인 2-amino-2-methyl-1-propanol(AMP)와 monoethanolamine(MEA)를 비교하기 위하여 평면교반조에서 $CO_2/SO_2/NO_2$의 흡수속도실험을 수행하여 흡수속도와 반응속도상수를 구하였다. 반응속도상수는 실험값으로부터 구할 수 있으며 실험은 다양한 실험조건에서 수행되었다. 각각의 흡수제에 대하여 3, 5, 10 wt.%으로 농도가 증가함에 따라 흡수속도는 AMP와 MEA AMP가 MEA에 비해서 약 14~20% 높은 것으로 나타났다. $CO_2$, $SO_2$ 그리고 $NO_2$는 각각의 영역에서 기-액 접촉계면을 통해 액상으로 전달되는 기체의 확산속도와 액상 내에서 일어나는 반응속도의 상대적 크기에 따른 흡수속도를 예측할 수 있다. 또한 $CO_2$ 흡수공정에 있어서 일정분압 이상의 $SO_2$와 $NO_2$는 $CO_2$ 흡수속도 및 흡수용량에 영향이 있기 때문에 흡수탑으로 유입되기 전 복합가스의 분압조정이 반드시 필요할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.265-277
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• 2000

전기분해에 의한 암모니아의 제거 특성을 조사하기 위한 실험을 수행하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 $IrO_2/Ti$ 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 전류밀도, 체류시간, 전극간격 및 $Cl^-/NH_4{^+}-N$ 비 등의 운전조건에 대한 암모니아 제거 특성을 조사하여 전기분해의 최적 운전조건을 결정하였다. 판형태의 양극판과 망형태의 양극판을 사용하여 동일 전류밀도에서 암모니아의 처리효과는 비슷한 것으로 나타났으나, 유효 극판면적이 적은 망형태의 극판을 사용함으로써 전력비를 감소할 수 있었다. 암모니아성 질소에 대한 염소첨가비 $20.0kgCl^-/kgNH_4{^+}-N$에서 약 73 %의 제거율을 보였으며, 암모니아를 완전히 제거하는데 $27.6kgCl^-/kgNH_4{^+}-N$이 필요하였다. 암모니아의 제거는 전류밀도, 체류시간 및 $Cl^-/NH_4{^+}-N$ 비에 따라 높았으며, 전극간격은 좁을수록 효과적인 것으로 나타났다. 운전인자와 암모니아 제거율과의 관계는 아래와 같이 나타났다. $$NH_4{^+}-N_{re}(%)=14.5364(Current\;density)^{0.7093}{\times}(HRT)^{1.0060}{\times}(Gap)^{-0.9926}{\times}(Cl^-/NH_4{^+}-N)^{1.0024}$$ COD와 알칼리도를 첨가한 경우 암모니아 제거는 더 높게 나타났으며, 운전인자와의 관계식은 아래와 같이 나타났다. $$NH_4{^+}-N_{re}(%)=9.8408(Current\;density)^{0.6232}{\times}(HRT)^{1.0534}$$ 유기물질과 질소를 동시에 전기분해할 경우 두 물질간은 경쟁관계에 있으며, 암모니아 제거가 지배적인 것으로 나타났다. 암모니아 제거는 유기물질 및 알칼리도를 주입함으로써 높게 나타났다.