Alloy617과 12Cr강의 이종재료 용접과 기계적 특성 평가 :Dissimilar material welding between alloy617 and 12Cr steel and assessment of mechanical property

윤재웅

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자료유형: 학위논문

저자정보: 윤재웅 (성균관대학교, 성균관대학교 일반대학원)

지도교수: 배동호

발행연도: 2017

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

Alloy617과 12Cr강의 이종재료 용접과 기계적 특성 평가

윤재웅 기계공학과 2017.01 학위논문

2015

Alloy617과 12Cr강의 이종 용접과 기계적 특성 평가

윤재웅 , 황정호 , 이주화 외 2명 대한기계학회 춘추학술대회 2015.11 학술대회자료

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현재 대한민국은 전력생산의 상당부분을 화력발전에 의존하고 있다. 이러한 화력발전의 과정에서 배출되는 배기가스로 인한 환경오염문제가 심각한 상황이다. 이 문제를 해결하기 가장 좋은 방법중 하나로서 발전소의 발전효율을 높이는 것이 있고, 발전효율을 높이기 위해선 주증기 온도를 높여야 한다. 현재 700°C 이상 고온, 고압에서 가동되는 A-USC, 즉 초초임계급 화력발전시스템에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 화력발전설비에 적용되는 대부분의 재료는 용접과 관련이 있기 때문에 재료의 용접성 평가와 용접부의 기계적 특성에 관한 평가 및 데이터 확보는 설비의 장시간 사용에 따른 노후 설비의 건전성 평가와 잔존수명예측을 위해 반드시 필요하다. 또한, 고온, 고압에서의 안전성 및 신뢰성을 확보하기 위해 용접부에 대한 야금학적 조직분석, 잔류응력 해석, 부식특성 평가 등 소재의 기초데이터 확보가 진행되어야 한다.
현재 Ni기 합금이 이런 조건에 가장 만족시키고 있고 주목받고 있는 소재이다. 이 소재를 실제 스팀터빈 시스템에 적용시키기 위해서는 동종재 및 이종재료 용접기술 개발과 실제 환경하에서의 기계적 특성 평가에 관한 연구가 반드시 이루어져야 한다.
따라서 본 연구에서는 터빈 내부의 고압단을 타겟으로 Ni기 합금인 Alloy617과 저압단을 타겟으로 내식성이 좋고 경제성이 좋은 12Cr강의 이종재료 용접을 실시 하였다. 또한, 이종재료 용접부의 잔류응력 측정, 기계적 특성, 부식 특성을 평가함으로써 초초임계급 화력발전 시스템 개발을 위한 소재 신뢰성평가의 기초데이터 확보에 이번 연구의 중점을 두었다.

#dissimilar material welding(이종재료용접) #welding residual stress(용접잔류응력) #hole drilling method(천공법) #fatigue strength(피로강도) #micro-structure analysis(미세조직 분석)

제 1 장 서론
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 2
1.3 관련 연구 3
1.4 연구 내용 5
1.5 기대 효과 7
제 2 장 관련이론
2.1 용접잔류응력 해석을 위한 입열 모델 10
2.2 전기 화학적 분극 시험법 11
2.3 산화에 관련한 주요 이론 12
2.2.1 산화반응 12
2.2.2 산화속도에 미치는 산화물의 성질 13
2.2.3 산화속도 14
2.3 부식피로 기구 16
제 3 장 Ni-base Alloy617과 12Cr강의 이종재료 용접
3.1 머리말 22
3.2 Ni-based Alloy617과 12Cr강 이종재료 용접 22
3.2.1 용접조건과 용접방법 22
3.3 Alloy617과 12Cr강의 이종재료 용접부 미세조직 관찰 24
3.3.1 시험편 및 방법 24
3.3.2 결과 및 고찰 24
3.4 Alloy617과 12Cr강의 이종재료 용접부 성분 분석 25
제 4 장 Alloy617과 12Cr강 이종용접부의 용접잔류응력 해석
4.1 머리말 34
4.2 유한요소법을 이용한 용접잔류응력 해석 35
4.2.1 해석 모델 35
4.2.2 해석 과정 35
4.2.3 해석 결과 및 고찰 36
4.3 실험적 방법을 통한 용접잔류응력 측정 37
4.3.1 실험 과정 37
4.3.2 실험 결과 및 고찰 38
제 5 장 Alloy617과 12Cr강 이종용접부의 기계적 특성평가
5.1 머리말 48
5.2 Alloy617과 12Cr강 이종재료 용접부 기계적 특성평가 48
5.2.1 시험편 및 실험장치 48
5.2.2 실험조건 및 방법 49
5.3 결과 및 고찰 50
제 6 장 Alloy617과 12Cr강 이종용접부의 부식특성 평가
6.1 머리말 58
6.2 실험조건과 방법 59
6.3 결과 및 고찰 60
제 7 장 결 론 65
Reference 67
ABSTRACT 70

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