KR101344736B1 - 금속 시편의 부식 시험장치 - Google Patents

Abstract

철강의 내부 응고 조직을 검사하기 위해 시편을 염산 수용액에 넣고 가열하여 에칭된 조직을 현출하는 금속 시편의 부식 시험장치가 개시된다.
이를 위해, 산성 용액이 저장된 부식조를 포함하는 부식시험부; 다수개의 시편이 장착된 시편랙을 상기 부식시험부의 내부에 투입하여 상기 부식조에 침지하는 시편이송부를 포함하여 구성된다.
이에 따르면, 철강 시편을 내부식 성능을 검사할 수 있어 양질의 제품 개발을 유도할 수 있으며, 또한 실험과정에서 발생된 흄을 중화시켜 기준치 이하로 배출시킴으로써 대기 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

금속 시편의 부식 시험장치{CORROSION TESTING APPARATUS FOR METAL TEST PIECE}

본 발명은 금속 시편의 부식 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철강의 내부 응고 조직을 검사하기 위해 시편을 염산 수용액에 넣고 가열하여 에칭된 조직을 현출하는 금속 시편의 부식 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 미국에서는 금속 시편의 부식 시험장치를 철강의 마크로 부식(MACRO ETCHING) 시험장치라 부르고 있다.

일반적으로 강재는 그 사용 환경의 특성상 내화학성이 요구되고, 이에 관한 적절한 시험을 통해 강재의 부식 혹은 균열성과 응고조직과 크랙 및 기포를 측정하여 강재의 재질을 파악하여 그 품질에 반영해야 한다. 이를 위해 적절한 부식시험을 통해 응고조직 및 내부크랙, 기포 등을 검사 및 측정하여 그 품질을 결정할 필요가 있다.

강재의 응고조직 및 균열성, 기포 측정 방법의 하나로 산성 용액에 일정시간동안 침지시키면서 내부식을 측정하는 부식 시험장치가 있다.

이에 관련된 선행기술로는 본 출원인이 선출원하여 등록받은 바 있는 국내등록실용신안 20-0458466호가 개시되어 있다.

그렇지만 선행기술은 습윤산성의 환경에서 강재가 장시간 노출시 강재 내부에 존재하는 수소에 의해 균열이 발생되는 것을 측정하는 수소 유기 균열 시험장치에 관련된 것이다.

본 발명은 철강의 내부 응고 조직을 검사하기 위해 시편을 염산 수용액에 넣고 가열하여 에칭된 조직을 현출하기 위한 금속 시편의 부식 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 부식시 발생되는 흄을 스크러버를 통해 대기 환경 기준에 부합되도록 정화시킴으로써 대기 오염을 방지할 수 있도록 한 금속 시편의 부식 시험장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 산성 용액이 저장된 부식조를 포함하는 부식시험부와; 다수개의 시편이 장착된 시편랙을 상기 부식시험부의 내부에 투입하여 상기 부식조에 침지하는 시편이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 시편의 부식 시험장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 부식시험부는 내부에 공간이 형성되고 일측에 인입부가 형성되며 타측에 인출부가 형성된 본체와; 상기 본체의 내부 공간에 상기 부식조가 형성되고, 상기 본체의 내부 공간에 형성되어 부식 실험을 마친 시편랙을 세척하는 수세조와; 상기 부식조에 열을 가하는 히터;를 포함한다.

상기 본체의 인입부 및 인출부에는 각기 도어가 형성되고, 상기 도어를 개폐시키는 개폐장치가 형성된다.

상기 시편이송부는 상기 부식시험부의 본체의 후방에 형성된 가이드레일에 결합되어 이동되는 롤러가 형성된 프레임과; 상기 프레임의 전면에 형성되며 시편랙이 안착되는 받침대와; 상기 받침대의 상부에 형성되며 상기 시편랙을 들어올리거나 내려놓는 협지장치를 포함한다.

상기 협지장치는 상기 프레임에 수평되게 결합된 회전봉체와; 상기 회전봉체를 정해진 각도 내에서 정,역회전시키는 수평실린더유닛와; 상기 회전봉체에 결합되어 정해진 각도 내에서 선회운동되며 시편랙의 양단부를 협지하도록 하단에 걸림턱이 형성된 제1 및 제2아암과; 상기 회전봉체를 승강시키는 수직실린더유닛을 포함한다.

상기 부식시험부의 후드에 통하도록 연결되어 부식시험 중 발생되는 악취와 염산 흄을 중화시켜 방출하는 스크러버를 더 포함한다.

상기 스크러버의 내부에는 상기 염산 흄을 중화시키도록 수산화나트륨(NaOH)이 저장된 중화조가 형성된다.

본 발명에 따르면, 철강 시편을 응고조직과 크랙, 기포, 내부식성 등을 측정 검사 할 수 있어 양질의 제품 개발을 유도할 수 있으며, 또한 실험과정에서 발생된 흄을 중화시켜 기준치 이하로 배출시킴으로써 대기 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금속 시편의 부식 시험장치를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 금속 시편의 부식 시험장치를 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 금속 시편의 부식 시험장치 중 '시편이송부'를 나타낸 측면도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 금속 시편의 부식 시험장치 중 '시편이송부'를 나타낸 정면도,
도 6은 상기 도 1에서 '시편이송부'가 '부식시험부'의 후방으로 이동된 상태를 나타낸 정면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 금속 시편의 부식 시험장치를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 금속 시편의 부식 시험장치를 나타낸 정면도, 도 3은 본 발명에 따른 금속 시편의 부식 시험장치 중 '시편이송부'를 나타낸 측면도, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 금속 시편의 부식 시험장치 중 '시편이송부'를 나타낸 정면도, 도 6은 상기 도 1에서 '시편이송부'가 '부식시험부'의 후방으로 이동된 상태를 나타낸 정면도이다.

도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 금속 시편의 부식 시험장치(A)는, 산성 용액이 저장된 부식조(21,22)를 포함하는 부식시험부(2)와, 다수개의 시편(110)이 장착된 시편랙(100)을 상기 부식시험부(2)의 내부에 투입하여 상기 부식조(21,22)에 침지하는 시편이송부(4)를 포함한다.

부식시험부(2)는 내부에 공간이 형성되고 일측에 인입부가 형성되며 타측에 인출부가 형성된 본체(25)와; 본체(25)의 내부 공간에 형성되어 부식 실험을 마친 시편랙(100)을 세척하는 수세조(27)와; 부식조(21,22)에 열을 가하는 히터(29)를 포함하여 구성된다.

부식조(21,22)는 인입부 및 인출부에 근접되도록 양쪽에 각기 형성되며 실제적으로 시험이 이루어지는 장소로써 염산 수용액이 주입되어 있으므로 ERP재질로 염산부식에 강한 재질을 사용하여 견고성을 갖추었다.

각 부식조(21,22)는 상부에 덮개가 형성되고, 상기 덮개를 개폐시키는 덮개개폐실린더(259)가 본체(25)의 측면에 형성된다.

수세조(27)는 시험이 끝난 후 시편(110)의 부식방지와 수세의 목적으로 양쪽의 부식조에서 시편(110)을 수세하도록 양측 부식조(21,22) 사이에 배치된다.

상기 부식조(21,22)와 수세조(27)에는 배수를 위한 드레인이 형성되고, 상기 드레인에는 자동밸브가 설치된다. 따라서 작업자가 밸브조작을 편리하게 실행할 수 있고, 자동밸브의 개폐작동은 제어패널에서 작동할 수 있으며, 리모콘으로도 컨트롤 가능하도록 하였다.

히터(29)는 각 부식조(21,22)의 하부에 각기 마련되며, 3Kw의 석영히터가 각각 4개씩 설치되어 이루어진다.

또 히터(29)는 승온시간을 고려하여 설계되었으며, 내부에는 T/C가 삽입되어 히터(29)가 과열될 경우 자동으로 전기가 차단되도록 안전장치가 마련된다.

한편 본체(25)의 인입부 및 인출부에는 각기 도어(28)가 형성되고, 상기 도어(28)를 개폐시키는 개폐장치(26)가 형성된다.

상기 개폐장치(26)는 도어(28)를 승강시키는 에어 실린더이다. 즉 에어 실린더의 로드(262)에 도어(28)가 연결되어 있어 로드(262)의 상승 또는 하강에 의해 도어(28)가 닫히거나 열리도록 작동된다.

한편 상기 부식시험부(2)의 본체(25)의 상부에는 배기를 위해 후드(5)가 형성된다. 그리고 상기 후드(5)에 통하도록 배기관(54)으로 연결되는 스크러버(미도시)가 마련된다.

따라서 부식시험 중 발생되는 악취와 염산 흄을 배기관(54)을 통해 스크러버(미도시)로 유입되도록 한 후 이를 중화시켜 농도가 약 5~8 ppm 으로 중화시킨 후 방출시킨다.

바람직하게는 염산의 대기 방출 농도는 5 ppm 이하가 적당하다.

상기 스크러버(미도시)의 내부에는 상기 염산 흄을 중화시키도록 수산화나트륨(NaOH)이 저장된 중화조가 형성된다.

시편이송부(4)는, 상기 부식시험부(2)의 본체(25)의 후방에 형성된 가이드레일(43)에 결합되어 이동되는 롤러(45)가 형성된 대차이동부(T)가 포함된 프레임(42)과; 상기 프레임(42)의 전면에 형성되며 시편랙(100)이 안착되는 받침대(44)와; 상기 받침대(44)의 상부에 형성되며 상기 시편랙(100)을 들어올리거나 내려놓는 협지장치(8)를 포함하여 구성된다.

대차이동부(T)는 전동모터로 이루어지며, 상기 롤러(45)를 구동시켜 동력을 발휘하게 된다.

한편 협지장치(8)는 받침대(44)의 상부에 형성된 프레임(42)에 수평되게 결합된 회전봉체(82)와; 회전봉체(82)를 정해진 각도 내에서 정,역회전시키는 수평실린더유닛(84)와; 회전봉체(82)에 결합되어 정해진 각도 내에서 선회운동되며 시편랙(100)의 양단부를 협지하도록 하단에 걸림턱이 형성된 제1 및 제2아암(85,86)과; 회전봉체(82)를 승강시키는 수직실린더유닛(88)를 포함하여 구성된다.

즉, 받침대(44)의 상부에 2개의 회전봉체(82)가 일정간격으로 이격되어 수평되게 장착된다.

그리고 양쪽 회전봉체(82)의 일단에는 브라켓(823)이 편심되게 결합되고, 각 회전봉체(82)의 타단에는 제1 및 제2아암(85,86)이 각기 장착된다.

상기 양쪽 회전봉체(82)에 결합된 2개의 브라켓(823)들 사이에 수평으로 양방향 유압실린더(87)가 장착되고, 상기 양방향 유압실린더(87)의 양쪽 로드에 각기 연결링크(874)가 형성되며, 각 연결링크(874)는 상기 2개의 브라켓(823)과 각기 연결된다.

따라서 양방향 유압실린더(87)의 양쪽 로드가 인출되거나 인입되는 작동을 하면, 이에 종동되어 각 브라켓(823)이 선회운동하게 되고, 그에 종속된 회전봉체(82)가 회전됨으로써 결국 제1 및 제2아암(85,86)의 오므림이나 벌어짐 작동을 유발하게 된다.

즉, 제1 및 제2아암(85,86)의 벌어짐 작동된 상태에서 수직실린더유닛(88)의 하강 작동에 의해 수평실린더유닛(84), 회전봉체(82), 제1 및 제2아암(85,86)이 하강된다.

이후 제1 및 제2아암(85,86)의 걸림턱이 시편랙(100)의 하부까지 충분히 하강된 후 수평실린더유닛(84)의 작동에 의해 제1 및 제2아암(85,86)이 오므려지면서 시편랙(100)을 협지하게 된다.

이후 수직실린더유닛(88)의 상승 작동에 의해 시편랙(100)을 협지한 상태로 일정 높이까지 상승하게 된다.

한편 부식시험부(2)의 부식조(21,22)에 적정량의 부식액을 투입해두고, 양측의 도어(28)를 하강시켜 개방시킨다.

이후 협지장치(8)에 시편랙(100)을 협지한 상태의 시편이송부(4)가 가이드레일(43)을 타고 이동되어 부식시험부(2)의 후방으로 진입하면서 시편랙(100)이 부식시험부(2)의 부식조(21,22)의 상부까지 이동되도록 한다.

이후 수직실린더유닛(88)의 하강 작동에 의해 시편랙(100)이 부식조(21,22)에 침지된 후 협지장치(8)가 벌어지면서 다시 상승토록 하여 시편랙(100)을 부식조(21,22)에 담가둔다.

이후 히터(29)를 가동시켜 부식조(21,22)를 80~90℃ 온도로 가열시켜 강재 시편(110)의 에칭된 조직이 현출되도록 시험한다.

이후 부식시험을 마친 시편랙(100)을 시편이송부(4)의 협지장치(8)가 다시 건져올려 수세조(27)에 담가 세척한다.

한편 일측의 부식조(21,22)에서 부식시험을 마친 후 세척하는 동안 타측의 부식조(21,22)에서 부식시험이 실시되도록 하여, 작업의 중단없이 연속적으로 부식시험이 실시될 수 있어 작업능률이 향상될 수 있다.

또한 부식 시험에서 발생된 염산 흄은 상부의 후드(5)를 통해 스크러버(미도시)로 이송된 후 중화되어 상술한 허용 농도로 정제되어 배출된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

2 : 부식시험부 4 : 시편이송부
5 : 후드 8 : 협지장치
21,22 : 부식조 25 : 본체
27 : 수세조 29 : 히터
26 : 개폐장치 28 ; 도어
82 : 회전봉체 84 : 수평실린더유닛
88 : 수직실린더유닛

Claims (7)

1. 금속 시편을 부식시켜 시험하는 장치에 있어서,
   산성 용액이 저장된 부식조(21,22)를 포함하는 부식시험부(2);
   다수개의 시편(110)이 장착된 시편랙(100)을 상기 부식시험부(2)의 내부에 투입하여 상기 부식조(21,22)에 침지하는 시편이송부(4)를 포함하되,
   상기 시편이송부(4)는 상기 부식시험부(2)의 본체(25)의 후방에 형성된 가이드레일(43)에 결합되어 이동되는 롤러(45)가 형성된 대차이동부(T)가 포함된 프레임(42);
   상기 프레임(42)의 전면에 형성되며 시편랙(100)이 안착되는 받침대(44);
   상기 받침대(44)의 상부에 형성되며 상기 시편랙(100)을 들어올리거나 내려놓는 협지장치(8)로 구성되며,
   상기 협지장치(8)는 상기 받침대(44)의 상부에 형성된 프레임(42)에 수평되게 결합된 회전봉체(82);
   상기 회전봉체(82)를 정해진 각도 내에서 정,역회전시키는 수평실린더유닛(84)과; 회전봉체(82)에 결합되어 정해진 각도 내에서 선회운동되며 시편랙(100)의 양단부를 협지하도록 하단에 걸림턱이 형성된 제1 및 제2아암(85,86);
   상기 회전봉체(82)를 승강시키는 수직실린더유닛(88);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 시편의 부식 시험장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 부식시험부(2)는,
   내부에 공간이 형성되고 일측에 인입부가 형성되며 타측에 인출부가 형성된 본체(25);
   상기 본체(25)의 내부 공간에 형성되어 부식 실험을 마친 시편랙(100)을 세척하는 수세조(27);
   상기 부식조(21,22)에 열을 가하는 히터(29);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 시편의 부식 시험장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 본체의 인입부 및 인출부에는 각기 도어가 형성되고, 상기 도어를 개폐시키는 개폐장치가 형성된 것을 특징으로 하는 금속 시편의 부식 시험장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 부식시험부(2)의 후드(5)에 통하도록 연결되어 부식시험 중 발생되는 악취와 염산 흄을 중화시켜 방출하는 스크러버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 시편의 부식 시험장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 스크러버의 내부에는 상기 염산 흄을 중화시키도록 수산화나트륨(NaOH)이 저장된 중화조가 형성된 것을 특징으로 하는 금속 시편의 부식 시험장치.

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