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304 스테인레스 강의 부식 손상 중 발생하는 음향방출신호 분석
Detection of Acoustic Signal Emitted during Corrosion of 304 Stainless Steel 원문보기

비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, v.33 no.5 = no.139, 2013년, pp.409 - 414  

우카이거 (서울과학기술대학교 신소재공학과) ,  최찬양 (서울과학기술대학교 신소재공학과) ,  변재원 (서울과학기술대학교 신소재공학과)

초록
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음향방출법을 이용하여 304 스테인레스 강의 부식 손상 과정을 평가하였다. 스테인레스 강의 가속부식시험을 수행하면서 음향방출신호를 수집할 수 있는 측정 시스템을 구성하였다. 양극분극시험에서 공식부식(pitting corrosion)이 발생하는 시점 이후부터 음향방출(AE)신호가 검출되기 시작함을 확인하였다. 부식 실험 후 시편 표면을 광학현미경으로 관찰하여 다수의 공식부식이 발생하였음을 검증하였다. 부식 시간의 증가에 따른 AE 누적카운트 증가율과 AE 신호 진폭의 변화는 3단계로 구분되는 특징을 보였다. 이러한 AE 신호 발생 특징을 스테인레스 강의 부식 발생 과정의 단계별 변화와 관련하여 고찰하였다. AE 신호를 이용하여 금속 소재의 부식 손상 정도 및 부식 과정의 평가 가능성을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this work, corrosion of 304 stainless steel was evaluated by using acoustic emission(AE) technique. AE measurement system was set for detecting acoustic signal during accelerated corrosion test of the specimen. AE signal started to be detected after the time of pitting corrosion initiation was ev...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 304 스테인레스 강의 부식 과정에서 발생할 수 있는 음향방출신호를 검출하고자 하였으며, 소재의 전기화학 분극시험 결과와 수집된 AE 신호 파라미터의 특징을 재료 손상 관점에서 비교 고찰하였다. 또한 부식실험 후 금속 시편의 표면에서 손상을 관찰하여, 음향방출시험 결과를 검증하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
304 스테인레스 강은 어디에서 사용되어지고 있는가? 304 스테인레스 강은 기계적 특성 및 내식성이 우수하여 플랜트 부품, 배터리 전극 부품 등 다양한 산업 분야에서 구조 및 기능성 소재 부품으로 사용되고 있다. Cr 원소를 많이 함유하고 있는 스테인레스 강은 부식 저항성이 높은 부동태 피막이 표면에 비교적 쉽게 형성되기 때문에 대기 분위기에서 사용 시 내식성이 우수한 소재이다.
스테인레스 강을 화학반응이 일어나는 가혹한 환경에서 사용될 경우 어떤 문제가 발생하는가? Cr 원소를 많이 함유하고 있는 스테인레스 강은 부식 저항성이 높은 부동태 피막이 표면에 비교적 쉽게 형성되기 때문에 대기 분위기에서 사용 시 내식성이 우수한 소재이다. 그러나 염화물 농도가 높거나 산성용액 등의 화학 반응이 일어나는 가혹한 환경에서 사용될 경우에는 부동태 피막의 국부적인 파괴가 발생하며 노출된 표면으로부터 표면 부식 피트(pit)가 형성되는 공식부식(pitting corrosion) 손상이 발생한다[1]. 공식부식은 스테인레스 강의 주된 부식손상으로 알려져 있으며, 부식 분위기에서 장시간 노출될 경우 표면의 부식 손상으로 인해 표면 균열 생성, 액체 누설, 파손, 배터리 부품의 성능 저하 등과 같은 문제가 발생할 수 있다[2-4].
음향방출의 장점은? 음향방출(AE, acosutic emission)법은 재료 손상시 방출되는 탄성파를 검출하여 손상을 평가하는 방법으로 손상의 진행 과정을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점으로 고압탱크, 플랜트 파이프, 풍력발전기 블레이드 등대형 구조용 설비의 동적 손상을 평가하는 기법으로 연구되고 있다[5,6].
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참고문헌 (12)

  1. P. Pohjanne, L. Carpen, T. Hakkarainen and P. Kinnunen, "A method to predict pitting corrosion of stainless steels in evaporative conditions," J. Constructional Steel Research, Vol. 64, pp. 1325-1331 (2008) 

  2. T. Hong and M. Nagumo, "The effect of chloride concentration on early stages of pitting for type 304 stainless steel revealed by the ac impedance method," Corrosion Science, Vol. 39, pp. 28S-293 (1997) 

  3. H. S. Klapper, J. Goellner, A. Burkert and A. Heyn, "Environmental factors affecting pitting corrosion of type 304 stainless steel investigated by electrochemical noise measurements under potentiostatic control," Corrosion Science, Vol. 75, pp. 239-247 (2013) 

  4. C. Garcia, F. Martin, P. Tiedra, Y. Blanco and M. Lopez, "Pitting corrosion of welded joints of austenitic stainless steels studied by using an electrochemical minicell," Corrosion Science, Vol. 50, pp. 1184-1194 (2008) 

  5. B.-H. Han and D.-J. Yoon, "Damage Detection Method of Wind Turbine Blade Using Acoustic Emission Signal Mapping", Journal of the KSNT, Vol. 31, pp. 68-76 (2011) 

  6. Y.-H. Kim, J.-H Kim, B.-M. Song, J.-H. Lee and Y. Cho, "A Study on the Leakage Characteristic Evaluation of High Temperature and Pressure Pipeline at Nuclear Power Plants Using the Acoustic Emission Technique," Journal of the KSNT, Vol. 29, pp. 466-472 (2009) 

  7. K. Wu, C. Y. Choe, S. M. Lee and J. W. Byeon, "Real-time monitoring of low temperature degradation of zirconia ceramic in air by acoustic emission method," Applied Mechanics and Materials, Vol. 45, pp. 345-350 (2013) 

  8. Z. Y. Piao, B. S. Xu, H. D. Wang and D. H. Wen, "Investigation of acoustic emission source of Fe-based sprayed coating under rolling contact," Int. J. Fatigue, Vol. 47, pp. 184-188 (2013) 

  9. C. Y. Choi and J.-W. Byeon, "Detection of Acoustic Signal Emitted during Degradation of Lithium Ion Battery", Journal of the KSNT, Vol. 33, Vol. 2, pp. 198-204 (2013) 

  10. C. Jirarungsatian and A. Prateepasen, "Pitting and uniform corrosion source recognition using acoustic emission parameters," Corrosion Science, Vol. 52, pp. 187-197 (2010) 

  11. J. Xu, X. Wu and E. H. Han, "Acoustic emission during pitting corrosion of 304 stainless steel," Corrosion Science, Vol. 53, pp. 1537-1546 (2011) 

  12. L. Djeddi, R. Khelif, S. Benmedakhene and J. Favergeon, "Reliability of acoustic emission as a technique to detect corrosion and stress corrosion cracking on prestressing steel strands," Int. J. Electrochem. Sci., Vol. 8, pp. 8356-8370 (2013) 

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