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용접재료별 단강 피스톤 크라운 용접부위의 부식특성에 대한 평가
Evaluation of the corrosion property on the welded zone of forged steel piston crown with types of filler metals 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.38 no.4, 2014년, pp.409 - 417  

문경만 (College of Engineering, Korea Maritime and Ocean University) ,  원종필 (College of Engineering, Korea Maritime and Ocean University) ,  이명훈 (College of Engineering, Korea Maritime and Ocean University) ,  백태실 (Department of steel industry, Pohang College) ,  김진경 (Education Division, Korea Institute of Maritime and Fisheries Technology)

초록
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최근 수년 동안 유가의 현저한 상승으로 인하여 상선의 디젤 기관은 저질 중유를 주로 사용하게 되었다. 따라서 저질 중유의 사용 증가에 따른 디젤 기관의 연소실 배기가스 온도는 점차 상승하여 가혹한 부식 환경에 직면하게 되었다. 그 결과 연소실 주변의 모든 기관 부품들의 부식과 마모는 다른 기관 부품들에 비해서 심각하다. 그러므로 이들 부품들의 적절한 덧살 용접은 수명 연장을 위하여 경제적인 측면에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 피스톤 크라운 재질로 통상 사용되는 단강에 4종류의 용접재료로 SMAW와 GTAW로 용접하였다. 실험은 모재, 열영향부 및 용접금속의 부식 특성을 35% 황산용액에서 부식전위, 양극분극 곡선, 사이클릭볼타모그램 및 임피던스 등의 전기화학적인 방법으로 하여 고찰하였다. Inconel 625, 718 용접재료의 경우 용접금속의 내식성이 가장 우수하였고, 모재의 내식성이 가장 좋지 않았으며, 반면에 1.25Cr-0.5Mo와 0.5Mo는 모재가 용접금속에 비해서 더 좋은 내식성을 나타내었다. 또한, 용접금속 중 Inconel 625가 가장 내식성이 우수하였으며, 그 다음으로 Inconel 718 용접재료로 나타났다. 경도 역시 용접금속이 상대적으로 모재, 열영향부에 비해서 높은 값을 나타내었다. 특히 Inconel 718 용접재료의 경우 다른 용접재료에 비하여 가장 높은 경도값을 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Since the oil price has been significantly jumped for recent some years, the diesel engine of the merchant ship has been mainly used the heavy oil of low quality. Thus, it has been often exposed to severely corrosive environment more and more because temperature of the exhaust gas in a combustion ch...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이것은 시험편의 특성에 따라 활성화 영역에 있는 분극 곡선에 활성화분극 뿐만 아니라 저항분극 등이 포함되어 있어 순수한 활성화분극에 의한 실험식 예를 들면 η=α+βlogi의 직선의 방정식에 근거한 타펠 외삽법에 의해서 구한 부식전류밀도의 근사값에오차가 발생하기 때문으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 전술한 바와 같이 수직의 화살표에 대응하는 전류밀도는 부식전위에서 시작되므로 이들 값을 부식 전류밀도의 근사값으로 간주하고 다른 분극 특성과 비교 고찰하기로 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
연료 자체의 비중은 물론 불순물의 함량 또한 증가하게 된 원인은? 1970년대 유류파동 이후 세계적인 유가의 상승으로 연료비가 상승함에 따라 C 중유를 사용하는 대형 선박 디젤기관 연료는 더욱 저질화 되어 연료 자체의 비중은 물론 불순물의 함량 또한 증가되었다. 이러한 조건에서 운전하는 디젤기관에서 연소실 구성 부품인 피스톤 크라운에서 링 홈의 마멸 증대 및 중유 중에 함유되어 있는 바나듐(V)과 유황(S)에 의한 고온부식과 저온부식 등[1]과 연료 분사 시 피스톤 크라운과 실린더 헤드의 폭발면에 미연소 탄소 입자의 부착 등으로 소손과 균열 등의 발생을 일으키는 원인이 되고 있다.
염소 이온에 의한 피막의 파괴에 의해서 양극분극의 감소로 부식전위가 낮아지는 것으로 추측할 수 있는 근거는? 5Mo 용접재료로 용접한 용접금속은 상대적으로 현저하게 낮은 부식전위를 나타내고 있다. 일반적으로 해수 용액에서는 동일 해수 용액의 용존산소 농도는 같기 때문에 염소 이온에 의한 피막의 파괴에 의해서 양극분극의 감소로 부식전위가 낮아지는 것으로 추측하며, 동시에 내식성이 상대적으로 좋지 않은 것으로 판단 하는 경우가 일반적이다. 그러나 본 실험의 경우에는 35% 황산 용액에서 측정한 부식전위이다.
전술한 실린더 헤드, 피스톤 크라운의 폭발면은 신조선은 물론 운항중인 선박의 경우에도 덧살 붙임 보수용접을 하여 사용함으로써 수명 연장에 따른 경제적인 효과를 얻고 있다고 한 근거는? 1970년대 유류파동 이후 세계적인 유가의 상승으로 연료비가 상승함에 따라 C 중유를 사용하는 대형 선박 디젤기관 연료는 더욱 저질화 되어 연료 자체의 비중은 물론 불순물의 함량 또한 증가되었다. 이러한 조건에서 운전하는 디젤기관에서 연소실 구성 부품인 피스톤 크라운에서 링 홈의 마멸 증대 및 중유 중에 함유되어 있는 바나듐(V)과 유황(S)에 의한 고온부식과 저온부식 등[1]과 연료 분사 시 피스톤 크라운과 실린더 헤드의 폭발면에 미연소 탄소 입자의 부착 등으로 소손과 균열 등의 발생을 일으키는 원인이 되고 있다. 따라서 전술한 실린더 헤드, 피스톤 크라운의 폭발면은 신조선은 물론 운항중인 선박의 경우에도 덧살 붙임 보수용접을 하여 사용함으로써 수명 연장에 따른 경제적인 효과를 얻고 있다.
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참고문헌 (14)

  1. D. H. Jeon, Control of the Corrosion and Anti-corrosion, Busan, Iljoongsha, pp. 426-428, 1985 (in Korean). 

  2. J. G. Kim, M. S. Kang, and Y. S. Kim, "A study on characteristics of repair welding for cast iron part of diesel engine for ship," Journal of Ocean Engineering and Technology, vol. 20, no. 2, pp. 41-45, 2006 (in Korean). 

  3. P. D. Bilmes, C. L. Liorente, Saire Huaman, L. M. Gassa, and C. A. Gervasi, "Microstructure and pitting corrosion of 13CrNiMo weld metal", Corrosion Science, vol. 48, pp. 3261-3270, 2006. 

  4. I. H. Lo, M. C. Lee, K. Y. Lim, W. Ho, G. C. Y. Yang, and W. T. Tsai, "Effect of heat treatment on the pitting corrosion behavior of 347SS weld overlay", Corrosion Science and Technology, vol. 31, no. 5, pp. 361-367, 2002. 

  5. K. M. Moon, M. H. Lee, K. J. Kim, J. G. Kim, and S. J. Kim, "A study on the post-weld heat treatment effect to mechanical properties and hydrogen embrittlement for heating affected zone of a RE36 steel", Corrosion Science and Technology, vol. 2, no. 6, pp. 283-288, 2003 (in Korean). 

  6. L. W. Tsay, W. L. Lin, S. W. Chenct, and G. S. Leu, "Hydrogen sulphide stress corrosion cracking of 2.25 Cr-Mo steel weldments", Corrosion Science, vol. 39, no. 7, pp. 1165-1176, 1997. 

  7. D. H. Jeon and J. G. Kim "A study on electrochemical protection diagrams of steel in nitric and sulfuric acid solutions", Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 13, no. 2, pp. 156-157, 1989 (in Korean). 

  8. S. H. Ahn, J. H. Jeong, and K. W. Nam, "Evaluation of characteristic for SS400 and STS304 steel by weld thermal cycle simulation," Journal of Ocean Engineering and Technology, vol. 19, no. 4, pp. 64-71, 2005 (in Korean). 

  9. D. H. Jeon, Control of the Corrosion and Anti-corrosion, Busan, Iljoongsha, pp. 294-298, 1985 (in Korean). 

  10. M. K. Shin, New Edition Workshop Practice, Ah Sung Publishing Co., pp. 242-245, 1984(in Korean). 

  11. K. M. Moon, Practical Electrochemistry, Hyosung Publishing Co., pp. 177, 1999 (in Korean). 

  12. M. G. Fontana, Corrosion Engineering, Mc Graw-Hill Book Company, pp. 501, 1987. 

  13. D. L. Piron, The Electrochemical of Corrosion, Published by NACE 1440, South Creek Drive, Houston, pp. 118, 1991. 

  14. K. R. Trethewey and J. Chamberlain, Corrosion for Science and Engineering, British Library Cataloguing in Publication Data, pp. 99, 1995. 

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