Characterization of Acoustic Emission Signal for Welding Flaw and Stress Corrosion of SPPH Steels

SPPH강의 용접결함과 응력부식에 따른 음향 방출 신호의 특성

  • 김승대 (서울시립상계직업전문학교 품질비파괴검사과) ;
  • 정우광 (국민대학교 신소재공학과) ;
  • 이종오 (한국기계연구원) ;
  • 정유진 (서울검사(주))
  • Published : 2007.04.30

Abstract

An investigation has been made on the relationship between characteristics of Acoustic Emission (AE) signal in welding flaw and the stress corrosion defect in-service for the high pressure pipe steel. In order to tackle the problem of welding flaw in high pressure pipe, specimens were made by the aid of the application of both corrosion liquid usage and a quenching method after local heating. The amplitude of signal was $60{\sim}75\;dB$ in the territory which is suspected for defect, and the specimens which only have welding flaw showed gradients of 0.034, 0.034, 0.035. Moreover, there is a certain increase in gradient even though the differences are very slight. That is, corrosion specimens showed new gradients of 0.040, 0.039, 0.041 which put welding flaw and corrosion mechanism together. After pressurizing 3 minutes, AE signal has been detected from welding flaw easily in each part of the section. It is possible to predict the occurrence and also prevent the damage of stress corrosion crack which has characteristics of cleavage fracture.

SPPH강의 응력부식 균열과 용접 결함의 AE 신호의 특성을 살펴보았다. 고압배관 용접부의 결함 진전을 유도하기 위하여 부식용액(NaOH)과 국부가열 후 급랭 등의 기법을 적용하여 시험체를 제작하였다. AE 신호분석 결과, 결함으로 의심되는 영역에서 발생되는 AE 신호의 진폭은 $60{\sim}75\;dB$로 나타났으며 누적 진폭 분포 특성 조사에서 용접결함만이 존재하는 시험체는 0.034, 0.034, 0.035의 기울기를 나타내며 부식을 가한 시험체는 용접결함 기구와 부식기구가 합해져 새로운 기울기인 0.040, 0.039, 0.041로 그 차이는 적으나 기울기의 증가가 확인되었다. 가압 3분 이후 각 구간에서 응력부식결함에 의한 AE신호의 검출이 용이하였고 본 실험을 통하여 급작스런 취성파괴를 일으키는 특성을 가지고 있는 응력부식균열(SCC)의 발생 예측과 피해 예방이 가능함을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 유종회, 이수창, '강용접부의 소성변형시 음향 방출거동', 대한금속학회지, Vol. 35, No. 12, pp. 1660-1667, (1997)
  2. 나의균, 김훈, '음향방출에 의한 고장력강 용접부의 부식손상 특성평가', 비파괴검사학지, Vol. 23, No.3, pp. 212-219, (2003)
  3. 유효선, 정세희, '부식환경하에서 음향방출신호 특성에 미치는 변형률속도의 영향', 한국재료학회지, Vol. 5, No.1,pp 12-21, (1995)
  4. A. A. Shreinker and J. D. Wood, 'Stress corrosion cracking of high strength steel' ASTM STP518, pp. 16-18, (1972)
  5. 이종오, 윤운하, 이태희, 이종규, '금속압력용기의 사용 전 음향방출시험', 비파괴검사학회지, Vol. 3, No.3, pp. 280-284, (2003)
  6. 이종오,이주석, 윤운하, 이승희, '음향방출시험에 의한 복합 재료 접합부의 비파괴평가' 비파괴검사학회지 Vol. 16, No.2, pp. 79-85, (1996)
  7. P. Pellionisz and P. Szucs, 'Acoustic eission monitoring of pressure vessel,' International Journal of Pressure Vessels and Piping, pp. 287-294, (1993)
  8. Physical Acoustic Corp., 'MONPAC technology package,' Vol. I, II, (1987)
  9. 권오양, '음향탐상(AE) 기술의 형황과 활용방안', 안전보건학술지 No. 129, pp. 283-317, (2005)
  10. P. R. BlackBurn and M. D. Rana, 'Acoustic emission testing and structural evaluation of seamless, steel tubes in compressed gas services,' ASME J. Pressure Vessel Technology, Vol. 108, pp. 234-240, (1986) https://doi.org/10.1115/1.3264774
  11. H. Barthelemy, 'Periodic inspection of compressed gas cylinder and tubes - flaw detection using acoustic emission testing,' ASME J. Pressure Vessel Technology, Vol. 110, pp. 161-167, (1986)
  12. 권정락, 류근준, 이태희, 김지윤, '원통형 저장 탱크의 음향방출시험', KIGAS, Vol. 4, No.1, pp. 9-15, (2002)
  13. Adrian A. Pollock, 'Acoustic emission amplitude distributions,' Dunedan/Endevco, DE-79-10, (1979)