금속재료 및 용접기술- Material/Welding P.E.
금속재료/용접 기술사가 전하는 기술과 과학 이야기
1. 스테인리스(Stainless)강이 녹슬지 않는 비밀 우리는 일상에서 ‘녹슬지 않는 철’, 즉 스테인리스(Stainless)강을 도처에서 만난다. 주방의 수저부터 거대한 산업 플랜트까지, 스테인리스강은 그 이름(Stainless)처럼 청결함과 내구성을 상징한다. 일반적인 철(Fe)이 공기와 물을 만나면 붉은 녹(Fe2O3)을 형성하며 부식되는 것과 달리, 스테인리스강이 그 매끄러운 광택을 유지하는 비결은 눈에 보이지 않는 단 몇 나노미터(nm) 두께의 ‘부동태 피막‘에 있다. 이번편에서는 설계 엔지니어로서 … 더 읽기
1. 온도가 낮아지면 금속은 유리처럼 변한다: 필수 저온 물성 LNG 나 수소 공장을 설계하다 보면, 극저온 환경에서 견디는 재료를 설계하는 일이 종종 발생한다. 금속 재료가 극저온(Cryogenic) 환경(-150°C 이하)에서 제 역할을 하기 위해서는 단순히 강도가 높은 것을 넘어, 다음과 같은 ‘3대 저온 물성’이 반드시 확보되어야 한다. 일반적인 탄소강은 상온에서 우수한 강도와 연성을 가지지만, 온도가 일정 수준 … 더 읽기
0. 서론: 크리프 수명을 어떻게 향상할 것인가? 1편에서 크리프(Creep)의 정의 및 3단계 곡선, 크리프 한도, 파단강도에 대하여 알아보았고, 이번편에서는 크리프(Creep) 수명에 영향을 미치는 본질적 인자 및 수명향상을 위한 대책에 대해서 논의하고자 한다. 플랜트 설계엔지니어로서 크리프 수명을 향상하기 위한 공학적 대책을 정확히 알고 설계에 반영하는 것은 매우 중요하다고 생각한다. 크리프의 기본적인 정의와 3단계 곡선에 대해서는 [고온의 … 더 읽기
1. 크리프(Creep)의 정의와 중요성 이번에는 시간에 따라 증가하는 변형 현상인 크리프 (Creep) 현상에 대해 2편에 걸쳐서 알아보고자 한다. 일반적인 금속 재료는 항복강도(Yield Strength) 이하의 응력에서는 변형이 멈추는 것이 상식이다. 하지만 온도가 높아지면 상황은 달라진다. 재료의 녹는점(Tm) 대비 약 40% (0.4 times x Tm) 이상의 고온 환경에서는 항복강도보다 훨씬 낮은 응력에서도 시간이 흐름에 따라 변형이 지속된다. … 더 읽기
1.서론 플랜트 설계를 하다보면 용접부의 PWHT 적용을 자주 하게 되는데, 일반적인 Low Alloy 용접에서는 잔류 응력 제거와 조직 안정화를 위해 후열처리(PWHT)가 필수적이다. 하지만 오스테나이트계 스테인리스강(STS 300계열)은 특유의 금속학적 특성 때문에 일반적인 방식의 후열처리를 시행하지 않는 것을 원칙으로 한다. 오스테나이트 스테인리스강에서 PWHT를 피해야하는 공학적 이유와 실무적 위험성을 정리한다. 그리고, PWHT 대신 어떻게 해야 하는지 알아보도록 한다. … 더 읽기
앞서 기술한 피로 1편에서 피로(Fatigue)파괴의 정의와 S-N 곡선의 원리를 살펴보았다. 이번 2편에서는 재료의 피로수명(Fatigue Life)을 확인하는 시험 방법과 수명에 영향을 미치는 실무적 인자, 그리고 이를 방지하기 위한 공학적 대책을 정리한다. 플랜트 설계 엔지니어로서 오랜 시간 일하다 보니, 이러한 사항을 실무적으로 이해하고, 설계에 임하는 것이 매우 중요하다고 생각된다. 1. 피로시험(Fatigue Testing)의 종류와 방법 재료의 S-N 곡선을 … 더 읽기
현장에서 설비 사고를 조사하다 보면, 외관상 멀쩡하던 부품이 어느 날 갑자기 유리처럼 깨져 있는 경우를 보게 된다. 과하중도 아닌데 왜 이런 일이 생길까? 바로 설계자가 가장 무서워해야 할 ‘금속 피로(Fatigue)’ 때문이다. 즉, 기계 부품이나 구조물이 설계 수치보다 훨씬 낮은 하중에서 갑자기 파괴되는 경우가 있는데, 이는 대부분 ‘피로파괴(Fatigue Failure)‘에 의한 것이다. 전체 금속 파괴 사고의 80~90%를 … 더 읽기
0. 들어가며 지난 포스팅에서 다룬 갈바닉 부식(Galvanic Corrosion)과 같은 현상이 ‘피해야 할 재앙’이었다면, 이러한 부식을 방지하는 방법중에 음극 방식(Cathodic Protection)에 대해서 알아보고자 한다. 금속의 부식을 방지하는 가장 적극적인 전기화학적 방법인 음극방식(Cathodic Protection)은 보호하려는 금속을 강제로 ‘음극(Cathode)’ 상태로 만들어 부식을 억제하는 기술이다. 현재 플랜트 설계 업무에 종사하고 있지만, 음극 방식법은 현장에서 가장 많이 사용하는 부식 방지법이다. … 더 읽기
금속 재료, 특히 용접과 체결이 빈번한 현장에서 갈바닉 부식(Galvanic Corrosion)은 구조물의 건전성을 위협하는 치명적인 요소이다. 서로 다른 금속이 만났을 때 발생하는 이 현상의 메커니즘과 실무적인 대책을 정리한다. 현재 플랜트 설계 업무를 하고 있는데, 과거 현장에서 이종 금속 접촉으로 인한 갈바닉 부식(Galvanic corrosion)을 많이 관찰하였고, 이것의 방지가 매우 중요하다는 것을 알게 되어, 특별한 주의를 기울이고 있다. … 더 읽기
금속 재료, 특히 고강도강을 다루는 설계 및 제조 현장에서 가장 경계해야 할 불량 중 하나가 바로 수소취성(Hydrogen Embrittlement)이다. 겉보기에는 멀쩡한 부품이 하중을 견디지 못하고 갑자기 유리처럼 파괴되는 이 현상은 대형 사고로 이어질 위험이 크다. 현장 설계 엔지니어로서 금속재료 선정부터 현장 시공까지 가장 주의해야 할 금속 취화일종인 수소(Hydrogen)취성의 개념부터 원인, 그리고 실무적인 대책을 정리한다. 1. 수소취성의 … 더 읽기