$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

용접부 형상이 협개선 용접부 잔류응력 분포에 미치는 영향
Effect of Groove Shape on Residual Stress Distribution in Narrow Gap Welds 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.35 no.6, 2011년, pp.635 - 642  

소나현 (서울과학기술대학교 기계설계자동화공학부) ,  양준석 (KEPCO 전력연구원) ,  표창률 (인덕대학 기계자동차과) ,  허남수 (서울과학기술대학교 기계설계자동화공학부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

일반적인 용접법은 용접 그루브(groove) 각도가 크기 때문에 용접 결함 발생의 원인이 된다. 따라서 원자력 발전소 배관 용접 시, 용접 그루브 각도가 작고 용접부 비드 폭이 좁은 협개선 용접법을 다수 수행하고 있다. 이러한 협개선 용접법은 용접시간 단축, 용접부 변형과 잔류응력의 감소, 용접 결함의 감소 등과 같은 장점을 갖고 있다. 본 논문에서는 협개선 용접부의 실제 용접 공정을 모사함으로써, ER308L 용접재의 변형 거동과 용접잔류응력을 비선형 2차원 유한요소해석을 통하여 예측하였다. 특히 용접방법 및 순서가 다른 두 형상에 대한 결과를 비교하고, 용접부 폭 넓이 변화에 따른 잔류응력 분포를 분석하였다. 본 논문의 결과는 향후 협개선 용접부의 용접 개선과 용접부 결함의 건전성 평가 등을 위해 적용될 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

It is well known that conventional welding techniques can result in welding defects due to the large groove angle of the weld. In this context, the narrow gap welding (NGW) technique is applied in the nuclear industry because of its inherent merits such as the reduction in welding time and the shrin...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 국내의 경우도 협개선 용접 수행 시 다양한 그루브(groove) 형태가 적용되고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 협개선 용접부 형상의 차이가 용접잔류응력 분포에 미치는 영향을 정량적으로 검토하였다. 이를 위해 먼저, 한 단계로 용접이 수행된(single-side weld) 형상과 두 단계로 용접이 수행된(double-side weld) 형상의 용접방법 및 순서 차이로 인해 나타나는 결과를 비교 분석하였다.
  • 해석 결과의 타당성을 검증하기 위해서는 정확한 측정 실험이 수행되어야 하나 현실적으로 잔류응력 분포를 정확하게 측정하는 것은 어렵다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 해석 방법의 타당성을 검증하기 위하여 실제 용접 공정 중 발생하는 용접 비드의 온도를 직접 부가하는 방법을 이용하여 잔류응력 해석을 수행하였으며, 이를 통해 본 연구에서 적용한 방법의 타당성을 간접 검증하였다. 이 때에 적용된 모델은 체적 열유속을 이용한 해석시 사용한 모델과 동일하며, 부가된 최대 용접 비드의 온도는 1800℃이다.
  • 본 논문에서는 국내 가동 중인 원자력발전소 특정 호기에 적용된 협개선 용접부를 대상으로 잔류응력 해석을 수행하였다. 1장에서 언급한 바와 같이 먼저 용접부의 형상이 잔류응력 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해 Fig.

가설 설정

  • 9-1(2)을 사용하여 유한요소 온도해석과 응력해석을 수행하였다. 원주방향 열구배에 의한 영향은 무시할 수 있다고 가정하여 2차원 축대칭 모델을 이용하였다. 또한, 4절점 축대칭 요소(4-node axisymmetric element, DCAX4 for temperature analysis and CAX4 for stress analysis in ABAQUS element library)를 사용하였으며, 용접 절차서에 주어진 용접 비드(bead) 적층 순서와 비드 크기를 동일하게 모사하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
일반적인 용접법은 무엇의 원인이 되는가? 일반적인 용접법은 용접 그루브(groove) 각도가 크기 때문에 용접 결함 발생의 원인이 된다. 따라서 원자력 발전소 배관 용접 시, 용접 그루브 각도가 작고 용접부 비드 폭이 좁은 협개선 용접법을 다수 수행하고 있다.
협개선 용접법의 장점은 무엇인가? 따라서 원자력 발전소 배관 용접 시, 용접 그루브 각도가 작고 용접부 비드 폭이 좁은 협개선 용접법을 다수 수행하고 있다. 이러한 협개선 용접법은 용접시간 단축, 용접부 변형과 잔류응력의 감소, 용접 결함의 감소 등과 같은 장점을 갖고 있다. 본 논문에서는 협개선 용접부의 실제 용접 공정을 모사함으로써, ER308L 용접재의 변형 거동과 용접잔류응력을 비선형 2차원 유한요소해석을 통하여 예측하였다.
일반적으로 수행되는 기존 용접법의 문제를 해결하는 대안은 무엇인가? 일반적으로 수행되는 기존 용접법은 개선각도가 크고, 용접패스가 많아 용접부의 크기가 커지며 SCC의 원인이 되는 인장 잔류응력을 높게 발생시킬 수 있다. 따라서, 용접변형과 용접잔류응력을 감소시키기 위한 대안으로 협개선 용접법이 다수 수행되고 있으며, 이는 기존의 용접법과는 매우 다르기 때문에 협개선 용접부 고유의 특성을 고려한 평가가 필요하다. 또한 협개선 용접부의 형상에 따라 용접 시에 발생하는 용접잔류응력과 용접변형의 결과가 각기 다르기 때문에, 이러한 협개선 용접부의 형상에 따른 연구가 필요하다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (6)

  1. Brust, F. W. and Scott, P. M., 2007, "Weld Residual Stresses and Primary Water Stress Corrosion Cracking in Bimetal Nuclear Pipe Welds," Trans. of ASME PVP Conference, PVP2007-26297. 

  2. "ABAQUS/Standard User's Manual," ABAQUS Version 6.9-1, Simulia Corp., 

  3. Brickstad, B. and Josefson, B. L., 1998, "A Parametric Study of Residual Stresses in Multi-Pass Butt-Welded Stainless Steel Pipes," International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 75, pp. 11-25. 

  4. Song, T. K., Bae, H. Y., Kim, Y. J., Lee, K. S., Park, C. Y., Yang, J. S., Huh, N. S., Kim, J. W., Park, J. S., Song, M. S., Lee, S. G., Kim, J. S., Yu, S. C. and Chang, Y. S.,, 2009, "Assessment of Round Robin Analyses Results on Welding Residual Stress Prediction in a Nuclear Power Plant Nozzle," Trans. of the KSME A, Vol. 33, No. 1 pp. 72-81. 

  5. ASME, 2004, "Welding and Brazing Qualification," ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Sec. IX 

  6. "Materials Reliability Program: Advanced FEA Evaluation of Growth of Postulated Circumferential PWSCC Flaws in Pressurizer Nozzle Dissimilar Metal Welds (MRP-216, Rev. 1): Evaluations Specific to Nine Subject Plants," EPRI, Palo Alto, CA, U.S.A., 2007. 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로