KR100386011B1 - 소형유압레버식응력부식균열시험기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 부식 시험시, 실험 중 주위환경의 변화에 동요 없이 안정된 시험을 진행할 수 있어 부식 시험 오차를 최소한 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 부식용액의 누출을 방지하여 시험기의 손상을 방지할 수 있는 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기에 관한 것으로, 유압공급부 (2) 와, 상기의 유압공급부 (2) 에 공급된 유압을 차단 및 공급하는 레버 (38) 를 갖는 실린더통제부 (12) 와, 상기 실린더통제부 (12) 의 작동에 의해 직선왕복운동을 하는 로드 (16)를 갖는 유압실린더 (18) 와, 일측단에 유압실린더 (18) 가 설치되고, 타측단에 상기 유압실린더 (18) 의 로드 (16) 의 신축운동과 반대운동을 하도록 된 시험편 고정용 인장로드 (20a), (20b)를 갖는 작동부 (46) 와, 시험편 고정용 인장로드 (20a),(20b)를 감싸도록, 중앙에 부식관 (26) 를 두고 시험편 고정용 인장로드 (20a),(20b) 가 관통되도록 형성된 측면고정판 (24a), (24b)을 갖는 부식조 (22) 로 구성된 특징이 있다.

Description

소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기{COMPACT HYDRAULIC LEVER-TYPE CORROSION TESTING APPARATUS}

본 발명은 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부식 시험시, 실험 중 주위환경의 변화에 동요 없이 안정된 시험을 장기간 진행할 수 있어 부식 시험 오차를 최소한 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 부식용액의 누출을 방지하여 시험장치의 손상을 방지할 수 있는 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기에 관한 것이다.

일반적으로, 응력부식균열은 외력과 환경의 상승작용으로 인한 재료의 파괴거동기구이며, 환경파괴의 대표적인 예라 할 수 있다.

1920년 응력부식균열에 기인한 산업설비의 파손사례가 학계에 최초로 보고된 이래, 파손메카니즘의 규명과, 내응력부식균열 재료개발 및, 파손수명 예측을 위한 여러 가지 연구가 이루어지고 있으나, 산업발전의 고속화와 더불어 화력 및 원자력 발전 플랜트, 중화학 플랜트, 지하매설물 등의 산업설비에 대한 고강도 및 내식성 재료의 사용이 급격히 증가되고 있고, 산업발전 초기에 건설된 산업설비들 중에 한계수명에 다다른 경우도 적지 않기 때문에, 환경의 영향에 의한 파손사고는 계속 발생되고 있는 실정이다.

따라서, 산업설비의 안전설계와 잔존수명의 예측 및 합리적인 검사주기를 설정하기 위해서는 응력부식균열에 의한 파괴기구의 규명과 균열거동에 대한 정량적인 평가가 요구되고 있는 상황이다.

상기와 같은 요구에 의해 기존의 많은 연구가 이루어지고 있으나, 응력부식균열의 복잡한 실험조건과 장시간 동안 일정한 부식환경을 유지하면서 실험을 실시해야하기 때문에 실험상 어려움이 많이 뒤따를 뿐만 아니라, 특히 장치의 부피가지나치게 방대해져 넓은 실험공간의 확보가 필요하다는 것이 문제점으로서 자주 지적되어 오고 있다.

기존의 응력부식 균열시험기에 있어서는, 하중을 인가하는 방법으로서, 부하용 볼트, 또는 스프링과 핀의 조합에 의한 방법, 그리고 시험편과 레버식으로 연결된 하중 부하봉에 하중추를 달아 하중을 가하는 방법 등이 사용되고는 있으나, 전자의 경우에는 시험편의 변위에 따라 초기설정하중이 변하기 때문에, 후자의 경우가 보다 널리 사용되고 있는 실정이다.

그러나, 후자의 방법의 경우에는, 시험편의 변위에 관계없이 일정한 하중을 시험편에 인가시킬 수는 있으나, 장시간의 실험이 실시되는 동안 외부에서 진동이나 충격이 발생되는 경우에는, 시험중인 시험편에 그 진동 또는 충격이 그대로 전달될 뿐만 아니라, 장치가 매우 비대하기 때문에 공간을 넓게 차지할 뿐만 아니라, 하중추를 사용해야 하기 때문에, 하중인가시 충격을 받지 않도록 세심한 주의가 요구되고 있다.

또한, 상기의 시험기 구조가 수직으로 고정되는 구조로 되어 있기 때문에, 소형인장(Compact Tension)시편을 사용할 경우에는 그립과 하중핀이 모두 용액에 잠기게 되어 부식용액에 전기 화학적인 변화를 가져오는 문제점이 있다.

따라서, 이와 같은 방법을 적용할 경우, 앞에서 언급한 바와 같이 특수한 실험환경, 즉 장시간의 실험시간과 부식분위기, 고온 등의 실험조건 등에 의해, 수직으로 배치된 부식조의 경우, 부식용액의 누출로 인한 시험기의 손상, 정확한 하중부하, 시험편의 종류에 따른 실험장치의 제약, 실험 중에 외측에서 발생되는 진동등에 의한 영향으로 각 방법에 따라 실험을 행하는데 있어, 적지 않은 문제점들에 직면하여 실험에 어려움을 주고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 그 목적은, 부식 시험시 외부에서 발생되는 진동 등과 같은 주위환경의 변화에 동요 없이 안정된 실험을 실시할 수 있으며, 장치의 소형화를 이룰 수 있어 작업공간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 실험목적에 따라 다양하게 가변적으로 사용할 수 있는 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기를 제공함에 있다.

도 1 은 본 발명의 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기를 나타내는 도면.

도 2 는 본 발명의 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기의 주요부를 나타내는 도면.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

2: 유압공급부 12: 실린더통제부

14: 연동프레임 16: 로드

18: 유압실린더 20a,20b: 시험용 고정용 인장로드

22: 부식조 24a,24b: 측면고정판

26: 부식관 28: 가열용 히터

34: 고정프레임 36: 고정축

38: 레버 46: 작동부

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기를, 유압공급부와; 상기의 유압공급부에 공급된 유압을 차단 및 공급하는 레버를 갖는 실린더통제부와; 실린더통제부의 작동에 의해 직선왕복운동을 하는 로드를 갖는 유압실린더와; 유압실린더에 의해 연동되게 결합되며 타단측에는 유압실린더의 로드의 신축운동과 반대운동되게 시이소 작동되는 연동프레임이 형성되고, 연동프레임의 중심부에 일측으로 피봇운동되는 고정축을 갖는 고정프레임이 형성되고, 고정프레임 및 연동프레임의 일단부에 대향되게 시험편 고정용 인장로드를 갖는 작동부와; 시험편 고정용 인장로드를 감싸도록, 중앙에 부식관을 두고 시험편 고정용 인장로드가 관통되도록 형성된 측면고정판을 갖는 부식조로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 세부 구성을 첨부된 도면을 참조하여 아래와 같이 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기를 나타내는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기의 주요부를 나타내는 도면이다.

시험편을 부식시험하기 위해, 먼저, 시험편 (30) 을 시험편 고정용 인장로드 (20a)(20b) 의 사이에 끼워서 나사나 볼트 등으로 이탈되지 않도록 고정시킨다.

상기와 같이 시험편 고정용 인장로드 (20a),(20b) 의 사이에 고정한 시험편 (30) 에 대해, 외측에서 감싸도록 부식관 (26) 을 씌운 후 좌우측에 측면고정판 (24a),(24b) 을, 장축으로 이루어진 볼트와 너트를 이용한 고정구 (32) 로 체결하여 고정시킨다.

전술한 구성의 부식조 (22) 에는 도시하지는 않았지만, 일측편에 부식용액의 공급 및 순환을 위한 통로가 형성되어 있다.

상기와 같이 형성된 부식조 (22) 내부에 고정된 시험편 (30) 을 인장시키는 인장력을, 유압을 사용하기 때문에 장시간에 걸친 실험에도 외부진동이나 충격 등에 영향을 받지 않고도 정확한 하중을 계속적으로 부여할 수 있다.

그리고, 상기의 고정된 시험편을 서서히 인장시키기 위해 유압을 공급하도록 작동부 (46)를 작동시킨다.

작동부 (46) 는, 레버 (38) 를 천천히 작동시키면, 상기 유압공급부 (2) 에서 발생된 유압이 유압실린더 (18) 로 공급되며, 공급 유압량 만큼 로드 (16) 가 이동하기 때문에 길이가 변위된다.

유압실린더 (18) 의 로드 (16) 의 변위에 의해 고정프레임 (34) 에 직각으로핀조인트(Pin Joint) 되어 있는 연동프레임(14)이 시이소 작용을 하므로, 연동프레임 (14) 의 일측 단은 타측 단과 반대되는 변위를 갖게 되어, 예컨대 로드 (16) 의 길이가 단축되도록 작동되면, 핀조인트방식으로 결합된 시험편 고정용 인장로드 (20a) 는 당겨지게 된다.

상기와 같이 시험편 고정용 인장로드 (20a),(20b) 에 의해 당겨지는 시험편 (30) 은 주어진 인장 값에 의해 인장되지만, 시험편 (30) 을 감싸도록 설치된 부식관 (26) 은 인장하중의 영향을 받지 않도록 하기 위해, 시험편 고정용 인장로드 (20a),(20b) 가 측면고정판 (24a),(24b) 을 관통하도록 구성한다.

또한, 측면고정판 (24a),(24b) 을 관통하는 시험편 고정용 인장로드 (20a),(20b) 와 측면고정판 (24a),(24b) 의 대응구멍사이에는 탄성재로 시일링하여 둔다.

그로 인해 관통되어 있는 부식조 (22) 내부의 부식용액이 그사이로 누출되는 일이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 측면고정판 (24a),(24b) 의 관통된 부위를 통한 시험편 고정용 인장로드 (20a),(20b) 의 원활한 슬라이딩 이동이 가능해진다.

상기 유압실린더 (18) 는 실험자가 유압을 조정하도록 방향역전밸브등을 갖는 실린더통제부 (12) 의 레버 (38)를 이용하여 압력 게이지를 보면서 적정압의 유압을 조절하게 되는 것으로, 상기 유압을, 실린더통제부 (12) 의 레버 (38) 의 작동에 의해 조절이 가능하므로, 다양한 크기의 하중을 부여시킬 수 있어 시험범위를 넓게 적용할 수 있다.

상기와 같이 공급되는 유압유는 유압공급부 (2) 의 유압펌프에 의해 분배부(8) 로 공급되어 각각의 실린더 통제부 (12) 로 공급된다.

상기와 같이 공급된 유압은 각각의 유로 (10) 를 따라 유동하여 실린더통제부 (12) 로 공급되며, 유압을 조절하기 위해 설치된 방향역전밸브를 조작할 수 있는 레버 (38) 에 의해 유압량을 조절하여 유압실린더 (18) 를 작동시킨다.

또한, 실린더통제부 (12) 로 공급되는 유압이 클 경우에는 실린더통제부 (12) 의 전방에 설치되어 있는 릴리프 밸브 등을 이용하여 회수부 (6) 로 흐르게 하여 유압공급부 (2) 로 귀환시킨다.

또한, 레버 (38) 를 이용하여 유압이 반대로 흐르도록 작동시키게 되면, 유압실린더 (18) 의 유압유가 배유부 (4) 를 통하여 유압공급부 (2) 로 복귀된다.

상기와 같이 유압이 배유부 (4) 를 통해 배출되면, 상기 유압실린더 (18) 는 상기의 작용과는 반대로 작동되어 이에 의해 작동되는 로드 (16) 는 연동프레임 (14) 을 당기게 되고, 그에 따라, 로드 (16) 의 반대측단에 고정되어 있는 시험편 고정용 인장로드 (20a) 는 시험편을 가압하기 때문에 하중시험을 겸해 사용할 수 있다.

또한, 부식조 (22) 내는 부식용액이 주입되기 때문에, 장시간동안 부식시험시에는 부식조 (22) 자체가 부식될 위험이 있기 때문에, 본 발명의 부식조 (22) 는 아크릴 등과 같은 수지로 제작하는 것이 바람직하다.

그뿐만 아니라, 상기의 부식조 (22) 에는, 별도의 온도조절기 (Thermo - Couple) 와 가열용 히터 (28) 가 설치되어 있어, 부식시험의 환경온도를 맞출 수 있어 부식시험의 최적인 조건을 만들어 시험할 수 있어 시험에서 발생되는 오차를줄일 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기의 의해, 유압펌프의 압력조절을 통하여 넓은 범위의 하중을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 장시간 동안의 실험하에서도 안정적이고 정확한 하중을 줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 소형 및 경량이므로, 이동 및 설치가 간편할 뿐만 아니라, 기존의 시험기에 비해 10배 이상의 실험공간을 줄일 수 있어 공간절감 효과도 있다.

또한, 시험편의 형상에 구애됨이 없이 실험이 가능하며 응력부식 균열시험뿐만 아니라, 크립시험기로 전용하여 사용할 수 있어 활용도가 매우 높은 효과가 있다.

Claims (3)

1. 유압공급부 (2) 와;

   상기의 유압공급부 (2) 에 공급된 유압을 차단 및 공급하는 레버 (38)를 갖는 실린더통제부 (12) 와;

   상기 실린더통제부 (12) 의 작동에 의해 직선왕복운동을 하는 로드 (16)를 갖는 유압실린더 (18) 와;

   유입실린더 (18) 에 의해 연동되게 결합되며 타단측에는 유압실린더 (18) 의 로드 (16) 의 신축운동과 반대운동되게 시이소 작동되는 연동프레임 (14) 이 형성되고, 연동프레임 (14) 의 중심부에 일측으로 피봇운동되는 고정축 (36) 을 갖는 고정프레임 (34) 이 형성되고, 고정프레임 (30) 및 연동프레임 (14) 의 일단부에 대향되게 시험편 고정용 인장로드 (20a),(20b)를 갖는 작동부 (46) 와;

   시험편 고정용 인장로드 (20a),(20b) 를 감싸도록, 중앙에 부식관 (26) 을 두고 시험편 고정용 인장로드 (20a),(20b) 가 관통되도록 형성된 측면고정판 (24a), (24b)을 갖는 부식조 (22); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부식조 (22) 에는, 가열용 히터 (28)가 더 추가 설치됨을 특징으로 하는 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 부식조 (22) 는, 아크릴 수지재인 것을 특징으로 하는 소형 유압레버식 응력 부식 균열 시험기.