초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 석유화학산업용 철강소재를 대상으로 수소유기균열 및 황화물응력부식균열에 대한 심층적 이해의 필요성으로부터 시작되어, 표면 부식반응과 수소환원, 확산을 통한 취화거동에 대한 체계적 분석을 바탕으로 진보된 형태의 이론적 확산 Model을 개발하여 적용하는 데에 목적이 있다. 결과적으로 본 연구에서는 H₂S 부식 분위기와 인장응력의 복합조건 하에서 강재 내 수소원자의 확산/투과 거동을 보다 명확히 규명하기 위해, 수소원자의 확산을 강재 내부와 강재 표면에서 형성되는 Scale 내부로 각각 구분지어, 정량적 분석

□ 연구개요
본 연구는 석유화학산업용 철강소재를 대상으로 수소유기균열 및 황화물응력부식균열에 대한 심층적 이해의 필요성으로부터 시작되어, 표면 부식반응과 수소환원, 확산을 통한 취화거동에 대한 체계적 분석을 바탕으로 진보된 형태의 이론적 확산 Model을 개발하여 적용하는 데에 목적이 있다. 결과적으로 본 연구에서는 H₂S 부식 분위기와 인장응력의 복합조건 하에서 강재 내 수소원자의 확산/투과 거동을 보다 명확히 규명하기 위해, 수소원자의 확산을 강재 내부와 강재 표면에서 형성되는 Scale 내부로 각각 구분지어, 정량적 분석을 수행하였다. 아울러, 강재의 부식거동, 수소확산 및 취화거동에 영향을 미치는 다양한 금속학적 인자 (합금성분, 열처리에 따른 미세조직 등)들에 대한 분석을 추가로 수행하였으며,CO₂와 H₂S의 복합조건 하에서 강재 표면에서의 부식반응과 수소확산거동 간 상관성에 대한 연구가 총체적으로 이루어졌다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. H₂S 분위기에서 인장응력 유무/침지시간/합금성분 변화에 따른 강재의 부식거동 분석 : 결과도출 / 달성
2. H₂S 분위기에서 인장응력 유무/침지시간/합금성분 변화에 따른 강재의 수소확산 및 취성파괴 거동 분석 : 결과도출 / 달성
3. CO₂ 분위기에서 인장응력 유무/침지 시간 변화에 따른 강재의 부식 및 수소확산 거동 분석 : 결과도출 / 달성도 (90%)
4. H₂S 와 CO₂의 복합 분위기 하에서 강재의 부식거동 및 수소확산거동 분석 : 결과 도출 / 달성도 (95%)
5. Numerical FDM 활용 Model 개발 및 수정, 효율적 분석법 확립 : 결과도출 / 달성도 (95%)

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 기존 SSCC 현상에 대한 연구에서 간과하였거나, 인지하였더라도 모사 불가하여 가정으로만 다루던 실제 현상들을, 전기화학적 투과실험에 기반한, 진보된 형태의 새로운 Model로 적용함으로써, 강재 내 수소확산 거동 및 SSCC 현상 분석에 있어, 학문적으로 한 단계 도약할 수 있는 기회가 될 것이다. 특히, 전기화학적 부식반응과 그 결과로 형성되는 표면 부식생성물이 수소원자의 환원과 강 내로의 확산 Kinetics에 미치는 영향을 복합적으로 고려하였기 때문에, 재료공학 및 확산연구 분야에 있어 학문적 기여도가 높을 것으로 예상된다. 본 연구는 비단 학문적 도약에 그치지 않고, 산업체 내에서 개발되는 강재 중 석유화학 산업 분야에 활용될 수 있는 강재, 주로 Linepipe, Process Pipe, Pressure Vessel용 강재 개발의 생산성 향상에 기여하여, 우수한 내 SSCC 저항성을 가진 강재 개발을 위한 교두보가 될 것으로 기대한다. 특히, 외부 응력 하에서 수소확산 거동 및 균열저항성에 대한 정보를 단 시간에 획득할 수 있으므로, 강재개발을 위한 철강사 뿐 아니라, Pipe 성형을 위한 조관사 등에도 관련 기술을 널리 파급시킬 수 있을 것이라는 측면에서 본 연구의 중요성을 찾을 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1-1. 필요성 ... 3
• 1-2. 연구범위 ... 3
• 1-3. 최종목표 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2-1. 1차년도 (2016.11.01 ~ 2017.10.31.) ... 4
• 2-2. 2차년도 (2017.11.01 ~ 2018.08.31.) ... 8
• 2-3. 3, 4차년도 (2018.09.01. ~ 2019.10.31) ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 27
• 4. 참고문헌 ... 28
• 5. 연구성과 ... 29
• 끝페이지 ... 34