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
- 45%이내 저 탄소 합금설계를 하였다. 열처리, 기계적 성질 및 시제품의 비파괴 검사를 통해 소재 및 제품제작의 가능성을 검토하였다. 즉, 본 연구를 통하여 극지방 및 심해영역으로 확대되는 시추설비 분야와 해상운송 등으로 저온 충격치와 고 인장강도를 요구하는 해양기자재 부분의 무한한 가능성이 있다고 판단된다.
제안 방법
- 따라서 본 연구에서는 탄소함유량을 0.25% 이하로 설정한 가운데 미량원소의 함유량을 변화시켜, 최적의 열처리조건을 구축하여 강도, 연신율, 단면수축율 및 저온충격치 등 기계적 물성치의 목표수준을 DNV-OS-B101 NV620W 소재품질기준에−40oC 충격 값을 선주요구조건인 60 Joule 이상으로 설정하여 연구를 수행하였다.
- 상위 노르웨이선급에서 규제하고 있는 화학 성분범위를 고려하여 고강도 및 저온·고충격 소재의 조성비를 설정하고 시험편 제작을 하였다.
- 25% 이하로 설정한 가운데 미량원소의 함유량을 변화시켜, 최적의 열처리조건을 구축하여 강도, 연신율, 단면수축율 및 저온충격치 등 기계적 물성치의 목표수준을 DNV-OS-B101 NV620W 소재품질기준에−40oC 충격 값을 선주요구조건인 60 Joule 이상으로 설정하여 연구를 수행하였다. 또한 개발소재의 용접성능 확보를 위해 탄소당량 (ceq.)과 용접균열감수성지수를 산출하여 그 적절성을 판단하였다.
- 05%내외인 스크랩을 사용하였다. 이외의 합금성분은 용해중량비 합금비율로 계산하고 투입하여 목표성분을 만족하도록 하였다. 사용된 용해로는 고주파용해로이고, 용해온도는 1650~1700oC로 용해하여 레들 이송 후 주형에 주입 온도를 1550 ~ 1650oC가 되도록 설정하였다.
- 사용된 용해로는 고주파용해로이고, 용해온도는 1650~1700oC로 용해하여 레들 이송 후 주형에 주입 온도를 1550 ~ 1650oC가 되도록 설정하였다. 용해 시 슬럭스 제거제를 이용하여 불순물 및 산화물을 제거하였다. 알루미늄 탈산제를 사용하여 용해종료에 3회 레들에 주입동시에 1회를 실시하였다.
- 용해 시 슬럭스 제거제를 이용하여 불순물 및 산화물을 제거하였다. 알루미늄 탈산제를 사용하여 용해종료에 3회 레들에 주입동시에 1회를 실시하였다. 몰드에 용탕주입 후 24시간이지나 탈사를 실시하였다.
- 열처리 전 조직의 상태를 확인하였다. 연마 후 나이탈(Nital) 5%(alcohol 100 ml + HCI 5 ml)로 에칭하여 관찰하였다[8].
- 열처리 전 조직의 상태를 확인하였다. 연마 후 나이탈(Nital) 5%(alcohol 100 ml + HCI 5 ml)로 에칭하여 관찰하였다[8]. 그 결과 Fig.
- 열처리조건은 탄소함유량에 따라 Fe-상태도를 고려하여 Table 3에서와 같이 탄소함유량이 0.1% 일 때를 기준으로 하였다.
- C의 온도로 오스테나이트화 하여 급랭으로 마르텐 사이트를 유도하였다. 이 후 뜨임처리를 통하여 템퍼드 마르텐 사이트를 유도하였다.
- 열처리 조건에 따른 기계적 물성치를 조사하였다. Table 4는 노르웨이선급협회(DNV)가 규정한 심해에서 운용되는 시추선에 사용되는 저온용 커넥트 부품의 기계적 물성치를 조사하여 나타낸 것이다[10].
- 시제품 제작을 위해 사전 주조해석을 실시 하였다. 주조해석에 사용된 프로그램은 MAGMA가 사용되었다.
- 주조방안이 결정된 몰드의 크기와 형상을 이용하여 Fig. 8에서 보여주는 바와 같이 목형을 제작하였으며, 상형과 하형으로 분리하여 조형 시 케비티 내부의 붕괴현상이 일어나지 않도록 목형을 제작하였다.
- 열처리 후 제품 표면과 내부의 결함유무를 판단하기 위하여 비파괴 검사를 실시하였다.
- 검사종류는 제품 표면 검사를 위한 자분탐상검사(magnetic test), 제품내부검사를 위한 초음파탐상검사(ultrasonic test)와 X선 투과검사 (radiographic test)가 진행되었다. 그 결과 제품 내·외부의 결함이 발견되지 않았으며, 사전 해석된 주조방안의 타당성이 증명되었다.
- 열처리 후 시제품의 기계적 성질이 초기 목표치를 만족하는지 확인하기 위하여 기계적 물성치를 조사하였다. Fig.
- 열처리 후 시제품의 기계적 성질이 초기 목표치를 만족하는지 확인하기 위하여 기계적 물성치를 조사하였다. Fig. 9에서와 같이 초기 주조 시 주조일체형으로 제작된 Y-block을 절단하여 인장시험과 저온 충격시험을 실시하였다. 그리고 그 결과를 Table 6에 정리하였으며, 초기 목표치인 항복강도(Y.
- 해양구조물용 커넥트 부품의 후판 연결부 주강품을 만들기 위해 국제용접학회의 탄소당량이 0.45%이내 저 탄소 합금설계를 하였다. 열처리, 기계적 성질 및 시제품의 비파괴 검사를 통해 소재 및 제품제작의 가능성을 검토하였다.
대상 데이터
- 이외의 합금성분은 용해중량비 합금비율로 계산하고 투입하여 목표성분을 만족하도록 하였다. 사용된 용해로는 고주파용해로이고, 용해온도는 1650~1700oC로 용해하여 레들 이송 후 주형에 주입 온도를 1550 ~ 1650oC가 되도록 설정하였다. 용해 시 슬럭스 제거제를 이용하여 불순물 및 산화물을 제거하였다.
- 주조 시 용탕의 유동향상을 확인하기 위하여 기존의 MAGMA D/B에서 개발부품의 탄소함유량 을 고려하여 가장 근접한 저탄소강 소재인 GS16Mn5를 주조응고해석에 적용하였다.
이론/모형
- 시제품 제작을 위해 사전 주조해석을 실시 하였다. 주조해석에 사용된 프로그램은 MAGMA가 사용되었다.
성능/효과
- 4에 정리하였다. 칭 후 마르텐사이트조직과 뜨임처리 후 템퍼드 마르텐사이트 조직이 확연히 구분되는 것을 관찰 할 수 있었다.
- Table 4와 같이 본 연구에서는 현재 부유식 시추선에 사용되는 저온용 커넥트 부품의 DNV 선급과 선주 측의 요구 물성치를 고려하였다. 그 결과 C 0.12%의 합금조성을 920oC에서 2.5 Hrs 동안 가열한 후 칭하고 520oC에서 5 Hrs 동안 가열한 후 공냉 한 소재에서 DNV선급과 선주측의 요구 물성치를 만족하는 결과를 얻게 되었다.
- 그 결과 제품 내·외부의 결함이 발견되지 않았으며, 사전 해석된 주조방안의 타당성이 증명되었다.
- 4) 저온·고강도 고충격성을 가진 해양구조물의 주강부품을 개발하기 위하여 몰드설계 및 주강 공정의 응고해석을 수행하였고, 제작된 시제품을 평가한 결과 주형 설계의 타당성이 검증 되었다.
- 2) 본 연구에서 제안한 합금설계 비로 920℃ 담금질 (Water Quenching)후 520℃로 뜨임(Tempe ring)열처리를 하여 항복강도(Y.S) 500 MPa, 인장 강도(UTS) 620 MPa, 연신율 20%, 단면감소율 50%, 저온충격 (−40℃) 60 Joule이상을 만족하는 시제품 을 생산할 수 있었다.
- 그리고 그 결과를 Table 6에 정리하였으며, 초기 목표치인 항복강도(Y.S) 500 MPa, 인장 강도(UTS) 620 MPa, 연신율 20%, 단면감소율 50%, 저온충격 (−40oC) 60 Joule이상을 만족하는 시제품임을 확인하였다.
- 1) 합금설계 시 C 0.1 ~ 0.12%, Si 0.35 ~ 0.4%, Mn 1.0 ~1.2%, Ni 0.8 ~ 1.0%, Cr 0.4 ~ 0.45%, Mo 0.15%이상의 성분을 포함하는 합금구성 시 탄소당량(Ceq.)이 0.45이내인 용접성이 우수한 저온 고충격, 고강도 강을 얻을 수 있다.
- 3) 열처리 후 소재 및 제품의 경도 값이 200 HB 이상일 때 목표 물성치를 만족하는 것을 확인하 였다.
후속연구
- 미국에너지정보국의 자료에 의하면 최근 8년간 심해에서 생산되는 원유가 2배 이상 증가한 것으로 나타나고 앞으로도 더욱 증가할 것으로 예측하고 있다[1]. 따라서 해양플랜트관련 대형 프로젝트의 발주 현상은 일시적인 것이 아니라 향후 지속적으로 증대할 것으로 추정된다. 현재 선박과 해양플랜 트를 동시에 수주 건조하고 있는 국내 산업체는 중공업 전 매출의 50%정도를 해양산업과 관련된 플랜트가 차지하고 있다.
- 현재 선박과 해양플랜 트를 동시에 수주 건조하고 있는 국내 산업체는 중공업 전 매출의 50%정도를 해양산업과 관련된 플랜트가 차지하고 있다. 그리고 미래 에너지의 30 %이상이 극지방에 매장되어 있는 것으로 조사되어[2], 향후 극지방 에너지개발을 위한 전용 시추선과 생산시설, 쇄빙유조선 등의 수요도 크게 증가할 것으로 기대된다.
- 본 연구를 바탕으로 주강공정에서 발생될 수 있는 결함발생 부분의 용접수정(repair welding process)의 가능성을 검토하는 것이 추가적으로 수행되어야 할 것으로 판단된다.
- 열처리, 기계적 성질 및 시제품의 비파괴 검사를 통해 소재 및 제품제작의 가능성을 검토하였다. 즉, 본 연구를 통하여 극지방 및 심해영역으로 확대되는 시추설비 분야와 해상운송 등으로 저온 충격치와 고 인장강도를 요구하는 해양기자재 부분의 무한한 가능성이 있다고 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.