|
연구기간 : 2000년 3월 ~ 2006년 2월
위탁기관 : 한국 과학재단
연구목적 및 내용
재료의 상태를 평가하는 방법으로 파괴적인 방법과 비파괴적인 방법이 사용되고 있는데. 파괴적인 방법을 사용하는 경우 재료의 물성치를 비교적 정확하게 측정하는 것이 가능하나 산업현장에서 운전 중인 시설물의 가동을 중단하여야 하며 구조물의 일부분에서 시험편을 채취하여야 하므로 경제적, 기술적 측면의 어려움이 따르게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 비파괴적인 방법인 초음파법, 전기저항법, 레프리카법, 전기화학적방법, 입계부식법 및 압입(Ball Indentation : BI)시험법등이 사용될 수 있다.
이중 압입시험법은 운전중인 시설물의 가동을 중단하지 않고 간단한 시험만으로 재료의 항복강도 및 진응력-진변형률 곡선을 얻을 수 있는 방법으로, 이를 이용하면 재료의 열화상태를 예측하는 것이 가능하다. 특히 압입시험법은 다른 비파괴시험법으로 측정하기 어려운 배관이나 원자로 등의 용접부나 열영향부(HAZ, Heat-Affected- Zones) 영역과 같은 미소부위의 재료 물성치를 측정할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 현재 자동압입(ABI, Automated Ball Indentation) 시험장비로는 미국 ATC사에서 개발된 소형압입시험기(Portable in-situ ball indentation microscope)가 있으며 미소부위의 재질평가에 주로 사용되고 있다. 그러나 ATC사의 자동압입시험기(ABI)는 고가이며 실제 산업현장에 적용 하기에는 한계가 있다.
이에 본 연구에서는 Fig 1과 같이 하중에 대한 변위값을 하중센서와 변위센서를 이용하여 실시간으로 읽어들일 수 있는 시스템을 구성하여 Fig 2와 같이 탁상(desk-top)형태의 압입시험기를 개발하고 이를 바탕으로 하여 배관 탑제형 소형 압입시험기를 개발하였다. 또한 이 시험기들을 이용하여 비파괴적으로 재료 물성치를 평가할 수 있는 기법을 개발하였다. 개발된 장비를 이용하여 진응력-진변형률, 항복강도, 가공경화지수, 인장강도, 압입변형 에너지등의 물성값과 데이터를 실험과 동시에 얻을 수 있는 장점이 있으며 신뢰성도 매우 우수하다
Fig. 1 Schematic diagram of the ABI system
 
Fig. 2 ABI Systems for pipe tests and specimen test
|
