선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 균열 발생 및 파손에 영향을 미치는 분위기 환경 문제를 검토하기 위해 장시간 사용한 노후 커플러를 입수하여 커플러 소재와 사용환경의 상호작용에 의해 커플러 표면에 형성된 부식 생성물의 화학 성분과 미세조직의 분석을 통하여 커플러 소재가 실제 사용 중에 받는 손상의 종류 및 정도를 평가하였다. 그리고 미사용 6/4단조 황동소재에 대해 사용 분위기가 소재의 특성에 미치는 효과를 조사하기 위해 부식 분위기에 장시간 노출시켜 부식거동과 응력부식 균열 특성을 조사하였으며, 부식시험이 충격 특성에 미치는 효과를 조사하였다.
제안 방법
- 10% 염산수용액 및 Mattson 수용액에 10% 염산을 첨가한 부식액에서 각각 50시간, 500시간 동안 부식시험한 후 샤르피 충격 시험을 실시하였다. 부식시간이 500시간 이내인 경우 샤르피 충격 특성에 별다른 변화는 나타나지 않았다.
- 6/4단조 황동의 탈아연화 정도를 예측하기 위해 그림 1과 같은 형상을 갖는 충격 시험편을 10% 염산 수용액과 Mattsson 용액에 10% 염산을 첨가한 수용액 중에서 각각 50시간과 500시간 침적(deeping) 하여 탈아연화 시험을 수행하였다. 탈아연화시험이 완료된 시료에 대해 충격시험을 실시하였고, 파단면을 주사전자현미경으로 관찰하였다.
- LPG 가스 충전소에서 회수한 사용 중인 노후커플러의 분석과 미사용 6/4단 조 황동의 기계적 특성시험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 가스충전소에서 회수한 커플러를 절단하여 인장 및 충격시험편으로 가공한 후 기계적 시험을 실시하였다. 인장 시 편의 경우 커플러를 세로로 절단하여 폭을 20mm로 가공하였고, 충격 시편의 경우 폭을 10mm, 길이를 55mm로 가공하였다.
- 평가하였다. 그리고 미사용 6/4단조 황동소재에 대해 사용 분위기가 소재의 특성에 미치는 효과를 조사하기 위해 부식 분위기에 장시간 노출시켜 부식거동과 응력부식 균열 특성을 조사하였으며, 부식시험이 충격 특성에 미치는 효과를 조사하였다.
- 실시하였다. 그리고 커플러가 실제 운전 중에 노출될 수 있는 환경 분위기를 평가하기 위해 표면부식 피막의 화학 조성 및 표면 상태를 조사하였다. 분위기 환경이 6/4 황동의 기계적 특성 및 파괴거동에 미치는 영향을 조사하기 위해 10% 염산수용액에 시료를 침적시킨 후기계적 특성, 파면 특성, 탈아연화 정도를 조사하였다.
- 탈아연화시험이 완료된 시료에 대해 충격시험을 실시하였고, 파단면을 주사전자현미경으로 관찰하였다. 또한, ASTM G30-94에 규정된 그림 2와 같은 형상을 갖는 U-bend 응력부식 시험편을 제작하여 pH 7.2인 Mattsson 부식액에서 응력부식 시험을 실시하였다. 응력부식 시험이 완료된 시료를 절단하여 부식 특성, 균열 전파 양상 등을 조사하였다.
- 미사용 6/4단조 황동을 U-bend 응력부식시험편으로 가공하여 pH 7.2인 Mattsson 용액에 각각 50시간 및 500시간 동안 침적하여 응력부식 시험을 실시하였다. 웅력부식 시험이 완료된 그림 8.
- 그리고 커플러가 실제 운전 중에 노출될 수 있는 환경 분위기를 평가하기 위해 표면부식 피막의 화학 조성 및 표면 상태를 조사하였다. 분위기 환경이 6/4 황동의 기계적 특성 및 파괴거동에 미치는 영향을 조사하기 위해 10% 염산수용액에 시료를 침적시킨 후기계적 특성, 파면 특성, 탈아연화 정도를 조사하였다. 황동의 응력 부식 균열 시험에 널리 사용되는 Mattsson 용액을 선정하여 응력부식 균열전파 거동 및 파괴 특성을 조사하였다.
- 2인 Mattsson 부식액에서 응력부식 시험을 실시하였다. 응력부식 시험이 완료된 시료를 절단하여 부식 특성, 균열 전파 양상 등을 조사하였다.
- 장기간 사용한 커플러를 입수하여 합금 조성과 미세조직을 분석하고 인장시험과 충격 시험을 실시하였다. 그리고 커플러가 실제 운전 중에 노출될 수 있는 환경 분위기를 평가하기 위해 표면부식 피막의 화학 조성 및 표면 상태를 조사하였다.
- 커플러를 적당한 크기로 절단하여 호마이카에 마운팅(mounting)하고 0.025μm 알루미나로 최종 연마한 후 부식 처리하지 않은 상태에서 주사 전자현미경(SEM; Scanning Electron Microscope)을 이용하여 커플러의 표면에 형성된 부식 피막의 상태를 조사하였고 주사전자현미경에 장착된 미소조성분석기(EPMA; Electro Probe Macro-Analyzer) 를 이용하여 스케일(scale) 및 커플러의 합금 조성을 정성 분석하였다. 표면 부식 피막조사가 끝난 시료를 100cc 에틸알코올에 0.
- 커플러의 화학 조성을 보다 정밀하게 검사하기 위해 가스 충전소에서 수거한 노후 커플러로부터 가루(chip)를 만들어 습식 및 유도플라즈마 방법을 이용하여 화학 조성을 정량 분석하였다. 커플러화학조성은 표 2에서와 같이 KS D5101 의 C3771 단조 황동에서 규정한 화학조성 범위에 속하고 있었으나, C 커플러는 납(Pb)의 농도가 2.
- 탈아연화시험이 완료된 시료에 대해 충격시험을 실시하였고, 파단면을 주사전자현미경으로 관찰하였다. 또한, ASTM G30-94에 규정된 그림 2와 같은 형상을 갖는 U-bend 응력부식 시험편을 제작하여 pH 7.
- 025μm 알루미나로 최종 연마한 후 부식 처리하지 않은 상태에서 주사 전자현미경(SEM; Scanning Electron Microscope)을 이용하여 커플러의 표면에 형성된 부식 피막의 상태를 조사하였고 주사전자현미경에 장착된 미소조성분석기(EPMA; Electro Probe Macro-Analyzer) 를 이용하여 스케일(scale) 및 커플러의 합금 조성을 정성 분석하였다. 표면 부식 피막조사가 끝난 시료를 100cc 에틸알코올에 0.5㎖ 염산(HCI)과 1g의 피크르산(picric acid)을 첨가한 부식액에 수분 동안 부식 처리한 후 광학현미경을 이용하여 커플러의 미세조직을 관찰하였다.
- 분위기 환경이 6/4 황동의 기계적 특성 및 파괴거동에 미치는 영향을 조사하기 위해 10% 염산수용액에 시료를 침적시킨 후기계적 특성, 파면 특성, 탈아연화 정도를 조사하였다. 황동의 응력 부식 균열 시험에 널리 사용되는 Mattsson 용액을 선정하여 응력부식 균열전파 거동 및 파괴 특성을 조사하였다.
성능/효과
- 1.가스 충전소에서 회수한 노후 커플러는 대체적으로 커플러 O-ring 인접부에 검은색의 부식 피막들이 형성되어 있었는데 이들 피막은 주로 가스 또는 대기로부터 유입된 것으로 추정되는 S, C, O, Al, Si, K 등의 원소들이었다. 이러한 원소들은 사용 중에 커플러의 표면에 유입되어 부식 손상을 일으킬 확률이 높다.
- 3. 6/4황동 U-bend 응력부식 균열 시험편을 pH 7.2인 Mattsson 용액에 침적하여 각각 50시간 및 500시간 동안 응력부식 시험한 후 절단하여 균열전파 양상을 조사한 결과 500시간 시험한 시료에서 인장웅력이 작용하는 U-bend의 외곽부에 미세 균열들이 다수 관찰되었다.
- 그러나 제작사마다 커플러의 두께가 달라 서 단순한 하중 비교만으로는 커플러 소재의 인장 특성 높고 낮음을 직접 비교할 수 없었다. 따라서 하중을 단면적으로 나누어 준 응력값(인장강도)을 계산한 결과 A 커플러의 인장 강도는 38.9 kgf/mm2로써 가 장 우수하였고, 나머지 B, C, D 커플러의 인장강도는 31.4-33.3 kgf/mm2로 거의 유사한 값을 나타내었다.
- 커플러의 미세조직은 회색의 기지금속 위에 침상 및 괘상의 석출상들이 불규칙하게 배열되어 있다. 미세조직 관찰 결과 B 커플러의 경우 그림 6에서와 같이 미세 조직이 다른 커플러에 비해 현저히 미세할 뿐만 아니라 가공 조직, 즉심한 가공에 의해 발생되는 소성변형 흔적(flow mark)들이 현저하게 나타났다.
- (b)와 같이 나사 부위에 적갈색의 산화피막과 O-ring 인접부에 검은색의 부식 피막들이 형성되어 있었다. 커플러의 운전 중에 형성된 부식피막의 화학 조성을 조사하기 위해 부식 피막이가장 두껍게 형성된 커플러 O-ring 인접 부위를 절단한 후미소조성분석기를 이용하여 분석한 결과 그림 4와 같이 피막층에서는 6/4단조 황동의 합금 원소인 Cu, Zn 이외에 주로 가스 또는 대기로부터 유입된 것으로 추정되는 S, C, 0, Al, Si 등의 원소들이 검 출되었다.
- 샤르피 충격 특성치를 나타내고 있다. 표 4에 나타난 바와 같이 납의 함량에 따른 커플러의 인장강도 변화는 관찰되지 않았으나 샤르피 충격시험 결과 납의 함량이 가장 높게 나타난 C 커플러의 내 충격 저항성이 납의 함량이 낮은 A, B, D 커플러에 비해 현저하게 낮게 나타났다. 비록 KS C37기에서는 납의 조성범위를 2.
- 있다. 표1과 가스 충전소에서 회수한 커플러의 부식 피막의 화학 조성 분석 결과(그림 4)의 상호비교로부터 커플러에 생성된 검은색 피 막은 CuO 또는 ZnSQ와 A12(SO4)3를 함유하고 있는 CuSQi이고, 적갈색 부식 피막은 철산화물이라는 것을 알 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.