고장력강 용접부의 저온 균열과 파괴 특성

전문가 제언

○ 선박？해양구조물의 용접과정에서 발생하는 용접 결함은 용접이음부의 품질을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 이들을 제거하고 보수하는데 많은 시간과 비용이 소요된다. 따라서 용접 결함을 방지하기 위해서는 결함의 형태와 발생 원인을 정확하게 파악하는 것이 필요하다.

 

○ 용접모재가 합금 성분이 많은 고장력강인 경우 용접열영향부에 경화된 마르텐사이트 변태 조직이 생성되고 구속응력과 확산성수소의 영향을 받아 저온 균열이 발생한다. 따라서 용접부 저온 균열을 방지하기 위해서는 구속응력의 완화, 용접봉의 건조 및 용접부의 예열 등을 통해 확산성수소를 차단하고 용접부의 냉각 속도를 감소시키는 것이 중요하다. 특히 저수소계 용접재료는 건조한 상태에서 보관하고 사용하는 것이 용접부의 저온 균열을 방지하는데 큰 도움을 준다. 또한 용접모재에 묻은 그리스, 기름, 습기 등을 깨끗이 닦아 용접부의 청결을 유지하는 것도 용접부의 저온 균열을 방지하는데 있어서 매우 중요하다.

 

○ 구조물의 건전성 평가에 관한 최신 개정판 영국 규격 BS7910:2013에서는 FAD(Fracture Assesment Diagram) 파괴평가에 이용되는 평가선도와 파괴역학 파라미터(응력확대계수 K)가 수록되어 있다. 그리고 다양한 용접이음 형상에서 잔류응력분포의 고정도화나 데이터의 확충, 강도불합치의 취급 방법, 소성구속에 의한 인성 보정의 방법 등이 정비되어 있다. 또한 개정된 BS 7910-2013에는 저온 균열과 같은 내재 결함을 갖는 용접이음에 적용한 사례가 보고되어 있어서 용접부의 파괴인성을 연구하는데 유용하게 활용할 수 있다.

 

○ 선박？해양구조물과 같이 후판재의 다층용접에서는 용착금속의 부피가 많아지면서 수소의 유입량/농도 증가, 수소의 확산거리 증가, 용접열영향부와 용착금속이 재가열되면서 수소의 재충전, 매 용접층마다 열이력과 응력이력이 복잡하여 용접부 전체의 응력이 증가하여 수소유기형 지연균열(delayed cracking)인 저온 균열이 발생하기 쉽다. 또한 모재가 두꺼워질수록 지연 균열의 발생확률이 증가하며 특히 용접부의 중앙 근방과 윗면에서 ⅓에 해당되는 지점에서 지연 균열이 발생의 위험성이 가장 높으므로 주의가 필요하다.

저자

Imai Yasuhito

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

33(4)

잡지명

溶接學會論文集

과학기술
표준분류

재료

페이지

376~384

분석자

김*태

분석물

• 고장력강 용접부의 저온 균열과 파괴 특성.pdf [448,722 byte]

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