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비파괴법에 의한 압력용기 강 다층용접부의 균열선단에서 소성변형 역성장거동 평가에 관한 연구
Study on Evaluation of Plastic Deformation Zone at Crack Tip for the Multi-Passed Weld Region of the Pressure Vessel Steel Using Nondestructive Method

나의균    (군산대학교 기계공학부   ); 이상근    (한국폴리텍 V김제대학 산업설비자동학과  );
  • 초록

    본 연구에서는 비파괴법을 이용하여 압력용기 강 다층용접부에서 채취한 표준 샤르피 시험편의 균열선단에서 형성되는 소성변형 거동을 평가하였다. 모재, 후열처리재 및 용접재를 대상으로 시험편에 기계적인 노치를 가공한 후 예균열(pre-crack)을 낸 다음 4점 굽힘실험과 음향방출(acoustic emission: AE)실험을 동시에 실시하였다. 균열선단은 용접재외 후열처리재의 경우 용융선 근처에 위치하도록 하였다. 하중이 가해짐에 따라 균열선단에서 형성되는 소성영역의 크기는 응력확대계수를 이용하여 구했으며, 각 시험편에 대한 소성역의 크기와 음향방출 특성과의 관계는 축적된 AE 에너지 관점에서 고찰하였다. 시험편에 관계없이 탄성역역에서는 거의 AE신호가 감지되지 않았으며, 대부분의 AE신호는 소성변형 과정에서 발생하였다. 또한, 용접재가 모재와 후열처리재에 비해 AE신호가 훨씬 많이 발생하였다. 모재와 후열처리재 및 용접재의 균열선단에서 소성영역 크기와 축적된 AE에너지와의 관계는 현저히 다르게 나타났으며, 용접재의 AE counts는 모재와 후열처리재에 비해 많이 발생하였다.


    The purpose of this study is to evaluate the behaviour of the plastic deformed zone at crack tip on the standard Charpy specimens which were taken from the multi-passed weld block of the pressure vessel steel. Notch was machined on the standard Charpy test specimens and pre-crack which was located around the fusion line was made under the repeat load. Four point bend and acoustic emission tests were carried out simultaneously. The size of plastic region at crack tip was calculated using stress intensity factor. Relationships between characteristics of acoustic emission and plastic zone size at crack tip were discussed through the cumulative AE energy. Regardless of the specimens, AE signals were absent within the elastic region almost and most of AE signals were produced at the plastic deformation region from yield point to the mid-point between yield and maximum load. More AE signals for the weldment were produced compared with the base-metal and PWHT specimen. Relations between plastic deformed zones at crack tip and cumulative AE energy for the weldment and PWHT specimen were different quietly from the base-metal. Besides, number of AE counts for the weldment was the larger than those of the base-metal and PWHT specimen.


  • 주제어

    음향방출 .   소성영역 크기 .   균열선단 .   예균열 .   응력확대계수 .   축적된 AE에너지.  

  • 참고문헌 (6)

    1. N. Nakamura, N. Ringshall, Y. Fukuzawa and A. Adachi, 'Acoustic emission during the deformation of iron crystals,' Proc. of the 5th International Acoustic Emission Symposium, pp. 318-325 (1980) 
    2. E. G. Na S. K. Koh and D. W. Lee, 'AE evaluation of relationship between AE signals and fracture mechanisms for the pressure vessel steel,' Advanced Materials Research, Vol. 26-28, pp. 1181-1186 (2007) 
    3. K. Ono, H. B. Teoh and I. Roman, 'Fracture induced acoustic emission of A533B steel effects of test temperature and fracture mechanisms,' Progress in Acoustic Emission II, pp. 105-113 (1984) 
    4. E. G. Na, K. Ono and D. W. Lee, 'Evaluation of fracture behavior of SA-516 steel welds using acoustic emission analysis,' Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 20, No. 2, pp. 197-204 (2006)     
    5. D. P. Rooke and D. J. Cartwright, Compendium of Stress Intensity Factors, pp. 62-68, Her Majesty's stationary office, London (1974) 
    6. 나의균, 유효선, 김훈, 'HT-60강 용접부의 SCC 및 AE신호특성에 관한 연구', 비파괴검사학회지, Vol. 21, No. 1, pp. 62-68 (2001) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Na, Eui-Gyun 2011. "Evaluation of Acoustic Emission Signals Characteristics of Post Weld Heat Treated Multi-Pass Weld Block for SA-516 Pressure Vesssel Steel" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, 31(5): 529~535     

 저자의 다른 논문

  • 나의균 (20)

    1. 1993 "강 용접부의 응력부식크랙 감수성 평가에 관한 연구 II -음극방식에서의 파괴거동-" 大韓溶接學會誌 = Journal of the Korean Welding Society 11 (3): 61~74    
    2. 1995 "인공해수의 pH에 따른 강 용접부의 응력 부식균열거동에 관한 연구" 大韓溶接學會誌 = Journal of the Korean Welding Society 13 (1): 78~88    
    3. 1996 "수열 Hot press법에 의한 화강암폐재의 고화체형성과 AE특성 평가에 관한 연구" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 6 (3): 245~252    
    4. 1997 "암석폐재의 고화체 합성기술의 개발과 파괴인성평가에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 21 (9): 1452~1461    
    5. 1997 "암석폐재의 고화체 합성 기술의 개발과 고화기구의 평가에 관한 연구" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 7 (4): 267~275    
    6. 1998 "전기화학적 분극법에 의한 1.0Cr-0.5Mo강의 경년열화 평가에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 22 (1): 177~189    
    7. 1998 "레이저 스페클 간섭법을 이용한 면내 변형 측정 및 해석에 대한 연구 (II)" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 15 (12): 113~119    
    8. 2000 "$CO_2$가스 배관용접부의 파괴인성평가에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 24 (7): 1817~1825    
    9. 2000 "Study on Corrosion Characteristics and Stress Corrosion Cracking of the Weldment for HT-60 Steel in Synthetic Seawater" KSME international journal 14 (2): 152~158    
    10. 2001 "SP-Creep 시험에 의한 고온 크리프 특성 평가 기술 개발(I) - 보일러 과열기 튜브 -" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 25 (12): 1995~2001    

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