KR100900881B1 - Test equipment for stress corrosion cracking - Google Patents

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KR100900881B1 KR1020070049494A KR20070049494A KR100900881B1 KR 100900881 B1 KR100900881 B1 KR 100900881B1 KR 1020070049494 A KR1020070049494 A KR 1020070049494A KR 20070049494 A KR20070049494 A KR 20070049494A KR 100900881 B1 KR100900881 B1 KR 100900881B1
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배동호
이규영
박광진
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 부식조내에 안착된 시편에 인장력을 가하여 응력부식균열을 측정하는 시험장치에 있어서, 시험가스가 충전된 가스탱크부와; 가스 이송관을 통해 가스탱크부와 연통되게 연결된 부식조, 시편, 시편의 상·하부를 고정하는 고정부재 및 시편의 변형을 감지하는 로드셀을 갖는 시험부와; 부식조에서 배출된 시험가스가 내부로 들어오는 유입구, 시험가스가 내부에 저장된 중화용액과 중화반응을 하고 외부로 나가는 유출구를 갖는 하나 이상의 중화트랩을 포함하며, 중화트랩은 유입구를 통해 내부로 인입된 가스이송관이 중화용액에 잠기도록 배치되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a test apparatus for measuring a stress corrosion cracking by applying a tensile force to a specimen seated in a corrosion tank, comprising: a gas tank part filled with a test gas; A test part having a corrosion tank connected to the gas tank part via a gas transfer pipe, a test piece, a fixing member for fixing the upper and lower parts of the test piece, and a load cell for detecting deformation of the test piece; The inlet from which the test gas discharged from the corroding tank enters, and the test gas includes one or more neutralizing traps having a neutralization reaction with the neutralizing solution stored therein and an outlet to the outside. The gas transfer pipe is characterized in that it is arranged to be submerged in the neutralization solution.

본 발명은 시험가스가 역류되지 않는 차단수단을 구비하는 것과, 부식용액 내지 중화용액의 역류에 대비한 차단수단을 구비하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a blocking means against which a test gas is not flowed back, and to provide a blocking means against reverse flow of a corrosive solution or a neutralizing solution.

응력부식, 챔버부, 부식조, 탄성부재, 중화트랩 Stress Corrosion, Chamber, Corrosion Tank, Elastic Member, Neutralization Trap

Description

응력부식균열 시험장치{TEST EQUIPMENT FOR STRESS CORROSION CRACKING}Stress Corrosion Cracking Tester {TEST EQUIPMENT FOR STRESS CORROSION CRACKING}

도 1은 본 발명에 따른 응력부식균열 시험장치의 작동원리를 나타내는 개략도이고,1 is a schematic diagram showing the operating principle of the stress corrosion cracking test apparatus according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 중화트랩의 작동원리를 나타내는 개략도이고,Figure 2 is a schematic diagram showing the operating principle of the neutralization trap according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 챔버부의 작동원리를 나타내는 개략도이고,3 is a schematic view showing the operating principle of the chamber unit according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 시험부의 작동원리를 나타내는 정 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the operation principle of the test unit according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 가스탱크부 200 : 가스이송관100: gas tank 200: gas transfer pipe

300 : 챔버부 310 : 유입구300: chamber 310: inlet

320 : 유출구 400 : 시험부320: outlet 400: test part

410 : 부식조 420 : 시편410: corrosion tank 420: specimen

430 : 고정부재 440 : 로드셀430: fixing member 440: load cell

450 : 탄성부재 460 : 써모커플450: elastic member 460: thermocouple

470 : 히터 500 : 중화트랩470: heater 500: neutralization trap

510 : 유입구 520 : 유출구510: inlet 520: outlet

530 : 중화용액 540 : 펌프530: neutralization solution 540: pump

550 : 펌핑호스 560 : 분사노즐550 pumping hose 560 injection nozzle

570 : 버블링부재570: bubbling member

본 발명은 부식조내에 안착된 시편에 인장력을 가하여 응력부식균열을 측정하는 시험장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 부식조의 부식용액 및 시험가스가 역류되는 것이 차단되는 응력부식균열 시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a test apparatus for measuring stress corrosion cracking by applying a tensile force to a specimen seated in the corrosion tank, and more particularly, to a stress corrosion cracking test apparatus that is blocked from the back flow of the corrosion solution and test gas of the corrosion tank.

종래의 응력부식균열 시험장치의 경우, 다음과 같은 문제점이 제기되었다.In the case of the conventional stress corrosion cracking test apparatus, the following problems were raised.

첫째, 시험가스가 부식조 등으로 역류될 가능성에 대비한 차단수단이 미흡하였다. 시험가스가 부식조로 역류되면 부식조의 시험가스의 압력이 과다하게 되어 시험조건이 일정하지 못하게 되어 결국 시험데이타의 신뢰도를 저하시키게 된다.First, there was a lack of blocking measures against the possibility of the test gas flowing back into the corrosion tank. If the test gas flows back into the corrosion tank, the pressure of the test gas in the corrosion tank becomes excessive and the test conditions become inconsistent, which in turn lowers the reliability of the test data.

둘째, 부식용액 또는 중화용액이 역류될 가능성에 대비한 차단수단이 미흡하였다. 부식조의 부식용액 또는 중화트랩의 중화용액이 역류되면, 다른 시험조건으로 시험이 수행되고 있는 인접한 시험부를 오염시키게 된다.Second, there was insufficient blocking measures against the possibility of backflow of the corrosive or neutralizing solution. If the corrosive solution of the caustic or the neutralizing solution of the neutralization trap flows back, it will contaminate the adjacent test part where the test is being carried out under different test conditions.

셋째, 대기중으로 배출되는 시험가스의 중화반응 효율이 낮았다. 시험가스로 황화수소 등 유독성가스가 많이 사용되는 현실 하에서 배출가스 환경기준의 미준수문제 및 안전사고의 우려가 제기되었다.Third, the neutralization efficiency of the test gas discharged into the atmosphere was low. In the reality that toxic gases such as hydrogen sulfide are widely used as test gases, there are concerns about non-compliance with emission standards and safety accidents.

넷째, 시편의 재료변형에 따른 자체적인 탄성력을 고려하지 않아, 시편에 가 해지는 하중이 시간이 경과함에 따라 달라지는 등 정하중이 유지되지 않는 문제가 발생되었다.Fourth, it does not take into account its own elastic force due to the deformation of the material of the specimen, a problem arises that the static load is not maintained, such as the load on the specimen changes over time.

본 발명은 시험가스가 역류되지 않는 차단수단을 구비하는 것을 제1 목적으로 한다. 또한 부식용액의 역류에 대비한 차단수단을 구비하는 것을 제2 목적으로 한다. 그리고 중화트랩에서의 시험가스의 중화반응을 극대화시키는 것을 제3 목적으로 한다. 또한 시편의 재료변형을 상쇄할 수단을 구비하여 시편에 정하중이 가해지도록 하는 것을 제4 목적으로 한다.It is a first object of the present invention to provide a blocking means against which a test gas is not flowed back. It is also a second object to provide a blocking means against reverse flow of a corrosion solution. And the third object is to maximize the neutralization reaction of the test gas in the neutralization trap. It is also a fourth object of the invention to provide means for offsetting material deformation of the specimen so that a static load is applied to the specimen.

본 발명은 부식조내에 안착된 시편에 인장력을 가하여 응력부식균열을 측정하는 시험장치에 있어서, 시험가스가 충전된 가스탱크부와; 가스 이송관을 통해 가스탱크부와 연통되게 연결된 부식조, 시편, 시편의 상·하부를 고정하는 고정부재 및 시편의 변형을 감지하는 로드셀을 갖는 시험부와; 부식조에서 배출된 시험가스가 내부로 들어오는 유입구, 시험가스가 내부에 저장된 중화용액과 중화반응을 하고 외부로 나가는 유출구를 갖는 하나 이상의 중화트랩을 포함하며, 중화트랩은 유입구를 통해 내부로 인입된 가스이송관이 중화용액에 잠기도록 배치되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a test apparatus for measuring a stress corrosion cracking by applying a tensile force to a specimen seated in a corrosion tank, comprising: a gas tank part filled with a test gas; A test part having a corrosion tank connected to the gas tank part via a gas transfer pipe, a test piece, a fixing member for fixing the upper and lower parts of the test piece, and a load cell for detecting deformation of the test piece; The inlet from which the test gas discharged from the corroding tank enters, and the test gas includes one or more neutralizing traps having a neutralization reaction with the neutralizing solution stored therein and an outlet to the outside. The gas transfer pipe is characterized in that it is arranged to be submerged in the neutralization solution.

본 발명에 따른 중화트랩은 그 내부에 버블링부재를 배치시켜, 중화용액과 시험가스의 중화반응을 증대시키는 것을 특징으로 한다.The neutralization trap according to the present invention is characterized by increasing the neutralization reaction of the neutralizing solution and the test gas by placing a bubbling member therein.

본 발명에 따른 중화트랩은 중화트랩 하측에 펌프를 배치하고, 중화용액을 펌프 및 펌핑호스를 통해 중화트랩 상측에 배치된 분사노즐로 이송시켜 중화용액을 분사하는 것을 특징으로 한다.The neutralization trap according to the present invention is characterized by disposing a pump under the neutralization trap, transferring the neutralization solution to a spray nozzle disposed above the neutralization trap through a pump and a pumping hose to inject the neutralization solution.

본 발명에 따른 응력부식균열 시험장치는 중공형상으로서, 시험가스가 내부로 들어오는 유입구 및 시험가스를 외부로 내보내는 유출구를 갖는 하나 이상의 챔버부가 더 추가될 수 있으며, 이러한 챔버부는 가스탱크부와 시험부 사이 구간, 시험부와 중화트랩 사이 구간 또는 두 구간 모두에 구비될 수 있다. Stress corrosion cracking test apparatus according to the present invention is a hollow shape, one or more chambers having an inlet for the test gas is introduced into the inside and the outlet for sending out the test gas to the outside may be further added, the chamber portion gas tank and the test portion It may be provided between the section, between the test section and the neutralization trap or both sections.

본 발명에 따른 챔버부는 유출구가 유입구보다 아래에 위치되는 것이 바람직하다.It is preferred that the chamber portion according to the invention is located below the inlet.

본 발명에 따른 시험부는 시편과 역학적으로 연결되게 배치된 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The test unit according to the invention is characterized in that it further comprises an elastic member disposed to be connected to the test piece mechanically.

응력부식균열(應力腐蝕龜裂: stress corrosion cracking)이란 인장응력하에 있는 금속재료가 재료와 부식환경이 특징적인 조합하에서 취성적으로 파괴되는 현상을 말한다. 이 때는 금속 또는 합금의 대부분의 표면은 거의 손상을 받지 않으며, 단지 매우 가느다란 균열이 금속표면을 통과하게 된다. 응력부식균열에는 입계균열(intergranula corrosion cracking)과 입내균열(transgranula corrosion cracking)이 있다. 응력부식균열이 발생하는 동안 금속 또는 합금의 대부분의 표면은 거의 손상을 받지 않으며, 단지 매우 가느다란 균열이 금속표면을 통과하게 된다. 응력부식균열의 형태는 입계균열(intergranula corrosion cracking)과 입내균열(transgranula corrosion cracking)이 있는데, 입계균열은 입계를 따라 균열이 발생하는 반면에, 입내균열에서는 균열이 입계에 우선적으로 발생하지 않고 결정립 내를 통과해서도 발생할 수 있다. Stress corrosion cracking refers to the phenomenon of brittle fracture of metallic materials under tensile stress under a characteristic combination of material and corrosion environment. At this time, most surfaces of the metal or alloy are hardly damaged and only very thin cracks pass through the metal surface. Stress corrosion cracking includes intergranula corrosion cracking and transgranula corrosion cracking. During stress corrosion cracking, most surfaces of the metal or alloy are almost intact and only very thin cracks pass through the metal surface. The types of stress corrosion cracking include intergranula corrosion cracking and transgranula corrosion cracking. In the case of intracranial cracking, cracks do not preferentially occur at grain boundaries. It can also happen through.

응력부식균열은 여러가지 종류로 구분된다. 수소응력균열은 응력하에 있는 강이 H2SO4, HCl과 같은 산성용액에 담구어지면 불과 몇 분 안에 균열이 생기는데, 이는 수소원자가 금속격자 내로 침입하여 야기된다. 즉 부식반응 중에 발생된 수소 또는 음극분극을 통해서 발생된 수소가 금속격자 속으로 침입해 들어가 발생한다. 이러한 수소의 침입에 의한 대부분의 강은 균열인성을 상실(수소취성:hydrogen embrittlement)하게 되어 응력이 충분히 걸리거나 잔류인장응력이 존재하면 입내 균열형태로 균열이 발생한다. Stress corrosion cracking is classified into several types. Hydrogen stress cracking occurs when the steel under stress is immersed in an acidic solution such as H 2 SO 4 , HCl, and cracks in just a few minutes, which is caused by the infiltration of hydrogen atoms into the metal lattice. That is, hydrogen generated during the corrosion reaction or hydrogen generated through cathodic polarization penetrates into the metal grid and is generated. Most steels due to the intrusion of hydrogen lose their crack toughness (hydrogen embrittlement), so if stress is sufficiently applied or residual tensile stress is present, cracks occur in the form of intragranular cracks.

시기균열은 NH3 또는 아민(amine)의 분위기에서 그리고 산소 또는 습기의 존재하에서 α-황동이 응력을 받으면 입계를 따라 균열이 발생하는데 이를 시기균열이라 한다. α-황동과 같은 구리 합금 계열에서 많이 보이는 현상으로 응력제거 열처리 또는 NH3와의 접촉억제, 음극방식 등을 통해 시기 균열을 막을 수 있다. Timing cracks are cracks along the grain boundaries when α-brass is stressed in the atmosphere of NH 3 or amines and in the presence of oxygen or moisture. It is a common phenomenon in copper alloys such as α-brass, and it is possible to prevent timing cracking through stress relief heat treatment, contact inhibition with NH 3 , and cathode method.

황화물균열은 산성의 유정용(油井用) 강관 또는 LPG 저장탱크 등에서 환경에 황화수소가 함유되어 있을 때 탄소강과 저합금간에 발생하는 응력부식균열을 말한다. 환경 속의 H2S(황화수소) 분압증가에 따라 균열발생의 입계부하응력은 저하하고, 재료강도의 증가와 함께 균열감수성은 커진다. Sulfide cracks are stress corrosion cracks that occur between carbon steel and low alloys when hydrogen sulfide is contained in the environment in acidic oil well steel pipes or LPG storage tanks. As the H 2 S (hydrogen sulfide) partial pressure in the environment increases, the intergranular load stress of crack generation decreases, and the crack susceptibility increases with increasing material strength.

온도에 대해서는 상온 부근에서 균열감수성이 높고 온도의 상승과 함께 파단 수명이 길어지면서 수소취성균열과 같은 경향을 나타낸다. 한편, 원유의 수소첨가 탈황장치에 사용하는 오스테나이트제 스테인리스강은 그 장치 안에서 생성하는 플리티온산으로 말미암아 입계잔류응력을 당하게 된다. As for temperature, the crack susceptibility is high around room temperature, and as the temperature rises, the fracture life becomes longer, which is the same as that of hydrogen embrittlement cracks. On the other hand, the austenitic stainless steel used for the hydrogenation desulfurization apparatus of crude oil is subjected to grain boundary residual stress due to the fluoric acid produced in the apparatus.

수산화나트륨 균열은 고온·고농도의 수산화나트륨 상태에서 발생하는 잔류응력을 말한다. 이는 일찍이 증기기관차의 보일러가 폭발함으로써 관찰된 것으로 부식방지를 위해 사용된 미량의 수산화나트륨이 재료의 국부적 과열로 인해 농축된 부분이 생겨 균열이 발생한다. Sodium hydroxide cracks are residual stresses that occur at high temperature and high concentrations of sodium hydroxide. This was observed earlier when the steam locomotive boiler exploded. The traces of sodium hydroxide used for corrosion protection were concentrated due to local overheating of the material, resulting in cracking.

본 발명에 따른 응력부식균열 시험장치는 여러 종류의 응력부식균열을 측정하는 시험장치로서 활용될 수 있다. 시험가스나 부식용액 및 중화용액의 종류는 시험조건에 따라 변경될 수 있는 임의의 사항이며, 시험부 내지 부식조를 복수로 설치하여 다양한 조건하에서 응력부식균열시험이 동시에 수행되게 할 수 있다.Stress corrosion cracking test apparatus according to the present invention can be utilized as a test device for measuring a variety of stress corrosion cracking. The type of test gas or corrosion solution and neutralization solution is any matter that can be changed according to the test conditions, and the stress corrosion cracking test can be simultaneously performed under various conditions by installing a plurality of test parts or corrosion baths.

이하에서는 도면을 통하여 본 발명에 따른 응력부식균열 시험장치를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter will be described in detail the stress corrosion cracking test apparatus according to the present invention through the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 응력부식균열 시험장치의 작동원리를 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 중화트랩의 작동원리를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the operating principle of the stress corrosion cracking test apparatus according to the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing the operating principle of the neutralization trap according to the present invention.

본 발명에 따른 응력부식균열 시험장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 가스탱크부(100), 가스이송관(200), 챔버부(300), 시험부(400) 및 중화트랩(500)을 포함한다.Stress corrosion cracking test apparatus according to the present invention, as shown in Figure 1, the gas tank 100, the gas transfer pipe 200, the chamber 300, the test unit 400 and the neutralization trap 500 do.

본 발명에 따른 가스탱크부(100)는 도 1의 경우 1개로 예시되어 있을 뿐, 복수의 가스탱크가 가스이송관(200)의 다양한 링크시스템으로 연결될 수 있음은 물론 이다.In the case of FIG. 1, the gas tank unit 100 according to the present invention is illustrated as only one, and a plurality of gas tanks may be connected to various link systems of the gas transfer pipe 200.

본 발명에 따른 가스이송관(200)은 일반적으로는 소재의 구분없이 시험조건에 적합한 소재를 사용하면 충분하나, 특히 고온·고압가스의 이송관인 때에는 스테인레스 스틸(stainless steel) 소재를 사용함이 더욱 바람직하다.Gas transfer pipe 200 according to the present invention is generally sufficient to use a material suitable for the test conditions without any classification of the material, in particular, it is more preferable to use a stainless steel (stainless steel) material when the transfer pipe of high temperature, high pressure gas .

도 2는 본 발명에 따른 중화트랩(500)의 작동원리를 나타내는 개략도이며, 본 발명에 따른 중화트랩(500)은 도 2에 도시된 바와 같이 유입구(510), 유출구(520) 및 중화용액(530)을 포함한다.2 is a schematic view showing the operation principle of the neutralization trap 500 according to the present invention, the neutralization trap 500 according to the present invention is shown in Figure 2 inlet 510, outlet 520 and the neutralizing solution ( 530).

시험부(400)의 부식조(410)에서 배출된 시험가스가 중화트랩(500)의 내부로 인입되며, 중화트랩(500)에 충전된 중화용액(530) 속에 잠기는 구성을 가진다. 시험가스는 중화용액(530) 속에서 배출되어 기포반응 즉 버블링(bubbling)을 하면서 중화용액(530)과 중화반응을 일으키게 된다.The test gas discharged from the corrosion tank 410 of the test unit 400 is introduced into the neutralization trap 500, and is submerged in the neutralization solution 530 filled in the neutralization trap 500. The test gas is discharged from the neutralization solution 530 to cause a neutralization reaction with the neutralization solution 530 while performing a bubble reaction, that is, bubbling.

여기서 중화반응을 극대화할 수 있는 방안으로서, 중화반응을 일으키는 표면적 및 중화반응시간을 증대시키는 방안이 있다. Here, as a way to maximize the neutralization reaction, there is a method to increase the surface area and the neutralization reaction time that causes the neutralization reaction.

이러한 방안으로서, 본 발명에 따른 중화트랩(500)은 버블링부재(570)가 중화트랩(500) 내부에 구비되는 것이 바람직하다. 버블링부재(570)는 중화용액(530) 속에서 기포상태로 위로 상승되는 시험가스가 버블링부재(570)에 충돌되면서 중화용액(530) 내의 체류시간이 길어지는 효과와 중화반응 표면적을 넓히는 효과를 가져 온다.As such a method, the neutralization trap 500 according to the present invention preferably has a bubbling member 570 provided inside the neutralization trap 500. The bubbling member 570 has an effect of increasing the residence time in the neutralizing solution 530 and widening the neutralization reaction surface area as the test gas, which rises up in the neutralizing solution 530 in a bubble state, collides with the bubbling member 570. Brings effect.

본 발명에 따른 버블링부재(570)는 다양한 형상이 가능하나, 중화반응 표면적 증대의 측면에서 중공형상인 것이 바람직하다.(도 2 참조)The bubbling member 570 according to the present invention may have various shapes, but is preferably hollow in terms of increasing the surface area of the neutralization reaction (see FIG. 2).

또한, 중화트랩(500) 내에서의 중화반응을 극대화하기 위하여, 본 발명에 따른 중화트랩(500)은 중화트랩 하측에 펌프(540)를 배치하고, 중화용액(530)을 펌프(540) 및 펌핑호스(550)를 통해 중화트랩(500) 상측에 배치된 분사노즐(560)로 이송시켜 중화용액을 아래로 분사하는 것이 바람직하다.In addition, in order to maximize the neutralization reaction in the neutralization trap 500, the neutralization trap 500 according to the present invention, the pump 540 is disposed below the neutralization trap, the neutralization solution 530 pump 540 and It is preferable to spray the neutralization solution downward by transferring to the injection nozzle 560 disposed above the neutralization trap 500 through the pumping hose 550.

이 경우 버블링부재(570)는 중화용액(530) 속에만 배치되는 것이 아니라 중화용액(530)의 상측에도 배치되는 것이 바람직하다. 중화용액(530)의 상측에 배치된 버블링부재(570)에는 분사노즐(560)에서 분사되는 중화용액(530)이 적셔지게 되며, 시험가스는 중화용액(530) 속에서뿐만 아니라 중화용액(530)의 상측에서도, 분무된 중화용액(530) 및 중화용액(530)으로 표면이 적셔진 버블링부재(570)와 중화반응을 행하게 되므로, 중화반응의 표면적 증대 및 체류시간의 증대를 가져와 결국 중화반응의 효율이 증가하게 된다.In this case, the bubbling member 570 is preferably not only disposed in the neutralization solution 530 but also disposed above the neutralization solution 530. The bubbling member 570 disposed above the neutralization solution 530 is wetted with the neutralization solution 530 injected from the injection nozzle 560, and the test gas is not only in the neutralization solution 530 but also the neutralization solution 530. Also, the neutralization reaction is performed with the bubbling member 570 moistened with the sprayed neutralizing solution 530 and the neutralizing solution 530 even at the upper side of the). The efficiency of the reaction is increased.

도 3은 본 발명에 따른 챔버부(300)의 작동원리를 나타내는 개념도이며, 본 발명에 따른 챔버부(300)는 중공형상으로서, 시험가스가 내부로 들어오는 유입구(310) 및 시험가스를 외부로 내보내는 유출구(320)를 갖는 하나 이상의 챔버부(300)가 구비되는 것을 특징으로 한다.3 is a conceptual view showing the operating principle of the chamber 300 according to the present invention, the chamber 300 according to the present invention is a hollow shape, the inlet 310 and the test gas into which the test gas enters to the outside At least one chamber 300 having an outlet 320 is provided.

본 발명에 따른 챔버부(300)는 용액의 역류를 방지하는 기능을 한다. The chamber part 300 according to the present invention functions to prevent backflow of the solution.

본 발명에 따른 챔버부(300A)는 가스탱크부(100)와 시험부(400) 사이에 배치되어 부식조(410)의 부식용액의 역류를 방지하는 기능을 하게 된다(도 1 참조). 도 3에 도시된 바와 같이 만약 부식조(410)에서 부식용액이 챔버부(300A-2)에 역류되더라도, 챔버부(300A-2)의 용량만큼 부식용액이 채워져야 또 다시 인접한 다른 챔 버부(300A-1)로 역류를 하게 되는 구조이다. The chamber part 300A according to the present invention is disposed between the gas tank part 100 and the test part 400 to prevent a reverse flow of the corrosion solution of the corrosion tank 410 (see FIG. 1). As shown in FIG. 3, even if the corrosion solution flows back to the chamber portion 300A-2 in the corrosion tank 410, the corrosion solution must be filled by the capacity of the chamber portion 300A-2, and then another adjacent chamber portion ( It is a structure that reverse flows to 300A-1).

만약 부식조(410)에서 부식용액이 챔버부(300A-2)의 유출구(320A)를 통해 역류되고, 역류된 용액의 양이 많아져, 점점 수위가 상승하는 경우에, 유출구(320A)를 유입구(310A)보다 낮은 위치에 배치함으로써, 역류된 용액이 인접한 챔버부(300A-1)보다 다시 부식조(410)로 재 역류되도록 유도하는 것이 바람직하다.If the corrosive solution in the corrosive tank 410 flows back through the outlet 320A of the chamber part 300A-2, and the amount of the backflow solution increases, the water level increases gradually. By placing at a position lower than 310A, it is desirable to induce the backflowed solution back to the corroding tank 410 again than the adjacent chamber portion 300A-1.

이는 부식조(410)와 챔버부(300A-2) 상호간 뿐만 아니라, 챔버부(300A-2)와 챔버부(300A-1) 상호간에도 적용되는 기술적 구성이다.This is a technical configuration that is applied not only to the corrosion tank 410 and the chamber portion 300A-2, but also to the chamber portion 300A-2 and the chamber portion 300A-1.

또한 본 발명에 따른 챔버부(300B)는 시험부(400)와 중화트랩(500) 사이에 배치되어, 중화트랩(500)의 중화용액(530)의 역류를 방지하는 기능을 하게 된다(도 1 참조). 챔버부(300B)의 역류 방지의 원리는 가스탱크부(100)와 시험부(400) 사이에 배치된 챔버부(300A)와 동일하다.In addition, the chamber part 300B according to the present invention is disposed between the test part 400 and the neutralization trap 500 to prevent the reverse flow of the neutralization solution 530 of the neutralization trap 500 (FIG. 1). Reference). The principle of the backflow prevention of the chamber part 300B is the same as the chamber part 300A disposed between the gas tank part 100 and the test part 400.

따라서 본 발명에 따른 챔버부(300A, 300B)는 시험조건에 따라 적절한 용량과 개수로 구비됨이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the chamber portions 300A and 300B according to the present invention have an appropriate capacity and number according to the test conditions.

도 4는 본 발명에 따른 시험부(400)의 작동원리를 나타내는 정 단면도이며, 본 발명에 따른 시험부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 부식조(410), 시편(420), 시편 고정부재(430), 로드셀(440), 탄성부재(450), 써모커플(460) 및 히터(470)를 포함한다.4 is a cross-sectional view showing the principle of operation of the test unit 400 according to the present invention, the test unit 400 according to the present invention is shown in Figure 4 corrosion tank 410, the specimen 420, the specimen The fixing member 430, the load cell 440, the elastic member 450, the thermocouple 460, and the heater 470 are included.

시편(420)은 부식조(410) 내부에서 하부 고정부재(430a) 및 상부 고정부재(430b)에 의해 고정된다. 부식조(410)에는 가스탱크부(100)로부터 직접, 또는 챔버부(300A)를 거쳐서 시험가스가 유입된다. 그리고 일반적으로 부식용액이 충전된 다.  The specimen 420 is fixed by the lower fixing member 430a and the upper fixing member 430b in the corroding tank 410. The test gas flows into the corrosion tank 410 directly from the gas tank part 100 or through the chamber part 300A. In general, the corrosion solution is filled.

시편(420)에는 시험 초기에 소정의 인장하중이 가해지며, 이 인장하중이 시험시간 동안 일정하게 지속 되어야 시험데이터의 신뢰성이 확보된다. 그런데 시편(420)에 시험 초기에 시편(420) 중심으로부터 바깥방향으로 잡아당기는 인장하중(F1)이 가해지더라도, 시험시간이 진행되면서 시편(420)에 재질변형이 발생하게 되고, 이러한 재질변형은 시편 중심방향으로 잡아당기는 탄성력(F2)을 발생시키게 된다.Specimen 420 is subjected to a predetermined tensile load at the beginning of the test, and the reliability of the test data is ensured only when the tensile load is kept constant for the test time. However, even if a tensile load (F1) is applied to the specimen 420 to pull outward from the center of the specimen 420 at the beginning of the test, material deformation occurs in the specimen 420 as the test time progresses. The elastic force (F2) is pulled toward the center of the specimen.

이러한 시편(420)의 탄성력(F2)을 상쇄 보정해 주지 못하면, 시험데이터의 신뢰성은 확보되지 못하게 된다.If the elastic force (F2) of the specimen 420 is not canceled and compensated, the reliability of the test data is not secured.

본 발명에 따른 시험부(400)는 시편(420)과 결합된 시편(420)의 고정부재(430)와 인접하게 배치되어, 시편(420)과 역학적으로 연결되게 배치되는 탄성부재(450)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.Test unit 400 according to the present invention is disposed adjacent to the fixing member 430 of the specimen 420 coupled to the specimen 420, the elastic member 450 is disposed to be connected to the specimen 420 mechanically It is characterized by further comprising.

탄성부재(450)는 시편(420)의 탄성력(F2)에 의해 팽창되며, 이러한 팽창은 탄성부재(450)에 원상태로 복귀되려는 탄성력(F3)를 발생시키게 된다. 결국 시편(420)의 탄성력(F2)은 탄성부재(450)의 탄성력(F3)에 의해 상쇄되며, 시편(420)에는 시험 초기에 가해진 소정의 인장하중(F1)이 일정하게 유지되게 된다.The elastic member 450 is expanded by the elastic force (F2) of the specimen 420, this expansion generates an elastic force (F3) to return to the original state to the elastic member 450. As a result, the elastic force (F2) of the specimen 420 is canceled by the elastic force (F3) of the elastic member 450, the predetermined tensile load (F1) applied at the beginning of the test to the specimen 420 is kept constant.

본 발명에 따른 탄성부재(450)는 탄성을 가진 소재이면 어떠한 소재라도 가능하며, 본 발명에서는 디스크 스프링(접시스프링)이 사용됨이 바람직하다. The elastic member 450 according to the present invention may be any material as long as the material has elasticity, and in the present invention, it is preferable that a disk spring (contacting spring) is used.

본 발명에 따른 디스크스프링은 시험조건에 적절하게 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 본 발명에서는 직렬로 연결됨이 바람직하다.The disk spring according to the present invention may be connected in series or parallel as appropriate to the test conditions, and in the present invention, it is preferable to be connected in series.

또한, 본 발명에 따른 부식조(410)의 일측에는 부식액의 온도를 측정하는 써모커플(460) 및 부식액의 온도조절을 하는 히터(470)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 이를 이용하여 원하는 시험온도를 설정 및 유지가능하게 된다.In addition, it is preferable that one side of the corrosion tank 410 according to the present invention is further provided with a thermocouple 460 for measuring the temperature of the corrosion solution and a heater 470 for temperature control of the corrosion solution. This makes it possible to set and maintain the desired test temperature.

본 발명에 따른 응력부식균열 시험장치는, 복수의 가스탱크부, 챔버부, 시험부, 중화트랩을 활용할 수 있으며, 가스이송관에 다양한 링크시스템을 적용하여, 온도, 압력, 시험가스, 부식용액, 중화용액 등 다양한 시험변수를 달리 적용하여 시험을 실시할 수 있다.Stress corrosion cracking test apparatus according to the present invention can utilize a plurality of gas tank, chamber, test unit, neutralization trap, by applying a variety of link system to the gas transfer pipe, temperature, pressure, test gas, corrosion solution, Various test parameters such as neutralizing solution can be applied to different tests.

본 발명에 따른 응력부식 시험장치는 첫째, 중화트랩을 구비하여 시험가스가 부식조로 역류되지 못하게 하는 효과가 있다. The stress corrosion test apparatus according to the present invention has the effect of firstly providing a neutralizing trap so that the test gas is not flowed back into the corrosion tank.

둘째, 가스탱크부와 시험부 사이 및/또는 시험부와 중화트랩 사이에 챔버부를 배치하여, 부식용액 내지 중화용액이 역류되지 못하게 하는 효과가 있다.Second, by placing the chamber between the gas tank and the test section and / or between the test section and the neutralization trap, there is an effect of preventing the corrosion solution or neutralizing solution from flowing back.

셋째, 중화트랩 내부에 버블링부재, 분사노즐 등의 구성을 구비하여 시험가스의 중화반응 효율을 극대화하는 효과가 있다.Third, there is an effect of maximizing the neutralization reaction efficiency of the test gas by having a configuration such as a bubbling member, injection nozzle, etc. inside the neutralization trap.

넷째, 시험부에서 시편과 역학적으로 연통되게 탄성부재를 배치하여, 시편의 재료변형에 따른 탄성력을 상쇄시켜 시편에 일정한 인장하중이 가해지게 하는 효과가 있다.Fourth, by placing the elastic member in dynamic communication with the specimen in the test section, there is an effect that the tensile force is applied to the specimen by canceling the elastic force according to the material deformation of the specimen.

Claims (11)

부식조내에 안착된 시편에 인장력을 가하여 응력부식균열을 측정하는 시험장치에 있어서,In the test apparatus for measuring the stress corrosion cracking by applying a tensile force to the specimen seated in the corrosion tank, 시험가스가 충전된 가스탱크부와;A gas tank part filled with a test gas; 가스 이송관을 통해 가스탱크부와 연통되게 연결된 부식조, 시편, 시편의 상·하부를 고정하는 고정부재 및 시편의 변형을 감지하는 로드셀을 갖는 시험부와;A test part having a corrosion tank connected to the gas tank part via a gas transfer pipe, a test piece, a fixing member for fixing the upper and lower parts of the test piece, and a load cell for detecting deformation of the test piece; 부식조에서 배출된 시험가스가 내부로 들어오는 유입구, 시험가스가 내부에 저장된 중화용액과 중화반응을 하고 외부로 나가는 유출구를 갖는 하나 이상의 중화트랩을 포함하며,At least one neutralization trap having an inlet through which the test gas discharged from the corroding tank enters inside, the test gas neutralizing with the neutralizing solution stored therein, and an outlet opening to the outside, 상기 중화트랩은 유입구를 통해 내부로 인입된 가스 이송관이 중화용액에 잠기도록 배치되며, 상기 중화트랩 내부에 버블링부재를 배치시켜, 중화용액과 시험가스의 중화반응을 증대시키는 것을 특징으로 하는The neutralization trap is disposed such that the gas transfer pipe drawn into the through the inlet is immersed in the neutralization solution, and a bubbling member is disposed inside the neutralization trap to increase the neutralization reaction between the neutralization solution and the test gas. 응력부식균열 시험장치.Stress Corrosion Cracking Tester. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 버블링부재는 중공형상인 것을 특징으로 하는The bubbling member is characterized in that the hollow shape 응력부식균열 시험장치.Stress Corrosion Cracking Tester. 제1항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 중화트랩은 중화트랩 하측에 펌프를 배치하고, 중화용액을 펌프 및 펌핑호스를 통해 중화트랩 상측에 배치된 분사노즐로 이송시켜 중화용액을 분사하는 것을 특징으로 하는The neutralization trap is characterized in that the pump is disposed on the lower side of the neutralization trap, and the neutralization solution is transferred to the injection nozzle disposed above the neutralization trap through the pump and the pumping hose to inject the neutralization solution. 응력부식균열 시험장치.Stress Corrosion Cracking Tester. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 중공형상으로서, 시험가스가 내부로 들어오는 유입구 및 시험가스를 외부로 내보내는 유출구를 갖는 하나 이상의 챔버부가, 가스탱크부와 시험부 사이 구간에 배치되는 것을 특징으로 하는Hollow shape, characterized in that the at least one chamber portion having an inlet for entering the test gas and the outlet for sending out the test gas to the outside, is disposed in the section between the gas tank and the test section 응력부식균열 시험장치.Stress Corrosion Cracking Tester. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 중공형상으로서, 시험가스가 내부로 들어오는 유입구 및 시험가스를 외부로 내보내는 유출구를 갖는 하나 이상의 챔버부가, 시험부와 중화트랩 사이 구간에 배치되는 것을 특징으로 하는Hollow shape, characterized in that at least one chamber portion having an inlet for the test gas enters the inside and an outlet for sending the test gas outwards, is disposed in the section between the test section and the neutralization trap 응력부식균열 시험장치.Stress Corrosion Cracking Tester. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 챔버부는 유출구가 유입구보다 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는The chamber portion is characterized in that the outlet is located below the inlet 응력부식균열 시험장치.Stress Corrosion Cracking Tester. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 시험부는 시편과 역학적으로 연결되게 배치된 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는The test unit may further include an elastic member disposed to be dynamically connected to the specimen. 응력부식균열 시험장치.Stress Corrosion Cracking Tester. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 탄성부재는 디스크 스프링인 것을 특징으로 하는The elastic member is characterized in that the disk spring 응력부식균열 시험장치.Stress Corrosion Cracking Tester. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 디스크 스프링은 직렬연결되는 것을 특징으로 하는The disk spring is characterized in that connected in series 응력부식균열 시험장치.Stress Corrosion Cracking Tester. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부식조의 일측에 부식액의 온도를 측정하는 써모커플 및 부식액의 온도 조절을 하는 히터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는A thermocouple measuring the temperature of the corrosion solution and a heater for controlling the temperature of the corrosion solution are further provided at one side of the corrosion tank. 응력부식균열 시험장치.Stress Corrosion Cracking Tester.
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