KR101579211B1 - 용접부 결함 모사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접부 결함 모사 방법에 관한 것으로서, 모재에 모재보다 높은 융해점을 갖는 결함 유발 물질을 부착하고, 상기 모재는 탄소강이고, 상기 결함 유발 물질은 흑연, 세라믹, 텅스텐 중 어느 하나의 재질이고, 상기 결함 유발 물질이 용접성이 없는 재질인 경우 용접성이 있는 금속 패치에 결함 유발 물질을 부착한 후에 금속 패치를 용접으로 모재에 부착하고, 상기 결함 유발 물질을 모재의 내부에 배치하고자 하는 경우, 모재에 홈을 형성하여 홈내에 결함 유발 물질을 삽입한 후 용접하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 검사 표준 시편을 제작할 때, 원하는 위치에 결함을 정확히 만들 수 있어 검사 기량을 향상시키는데 큰 역할을 기대할 수 있다. 또한, 비파괴 검사 등을 통하여 결함을 결정할 때, 더욱 정확한 판단을 할 수 있어 비파괴 검사에 대한 불확실성을 줄일 수 있다.

Description

용접부 결함 모사 방법{THE COPY METHOD OF DEFECTION IN WELDED ZONE}

본 발명은 용접부 결함 모사 방법에 관한 것으로서, 특히 용접부에 결함 유발 물질을 부착하기 위한 용접부 결함 모사 방법에 관한 것이다.

용접부의 결함을 만드는 작업은 실제 용접 결함이 어떤 형상으로 어떤 위치에 있는지 알아내기 위해 필요하다. 시편에 결함을 미리 넣어서 NDT 검사자의 자격 테스트에도 사용될 수도 있고, 각종 결함의 위치 및 종류에 대해 연구를 하기 위하여 사용되기도 한다.

원자력과 같은 산업의 경우, 불확실한 결함이 발견될 경우 판단이 힘들 수도 있는데, 불확실성을 줄이기 위해 의심이 되는 결함을 시편에 임의로 만들어서 테스트를 해볼 수도 있다. 그런데, 이러한 결함을 만드는데 많은 어려움이 있다.

한편, 비파괴 검사에 대한 불확실성 & 결함 검출 크기에 대한 불확실성으로 인하여 POD(Probability of Defection, 검출확률) Curve의 Parameter를 이용하여 비파괴 검사에 대한 신뢰도를 평가한다. 결함은 위치, 크기 및 용접 조건 등에 따라 다양하게 나타나게 되며, 객관적인 결함의 검증에 있어 사전 경험이 많이 필요하다.

도 1,2는 종래 시험편 제작 방법을 설명하기 위한 도면으로서, EDM(Electrical Discharge Machining) 즉, 전기적으로 양극 음극이 부딪힐 때 일어나는 스파크에서 나오는 열을 이용하여 재료를 녹이거나 기화시켜 제거함으로써 원하는 모양을 가공하는 방식인 방전 가공으로 모재(10)에 노치(20:홈)를 형성한다. 그런데, 이렇게 홈(20)을 가공하여 만드는 결함의 경우, 용접 시 홈(20)이 모두 용융되어 결함이 안 만들어지거나, 원하는 형상대로 안 되는 경우가 발생하게 된다.

종래 관련 분야 특허 기술로서, 각각 개선면이 형성된 적어도 두 개의 모재를 준비하는 단계와, 두 개의 모재 중 적어도 하나의 모재의 개선면에 기계가공을 통해 홈을 형성하는 단계와, 두 개의 모재를 두 개선면이 서로 마주보도록 세워서, 수직 맏대기 용접하는 단계를 구비하여, 용접부 내에 원하는 형상의 결함이 내재된 용접 시편을 제작하는 결함이 내재된 용접 시편의 제조 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

국내공개특허 10-2013-0042902

본 발명은 용접부에 원하는 종류/위치/크기에 따라 결함을 만들 수 있는 용접부 결함 모사 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 용접부 결함 모사 방법은, 모재에 모재보다 높은 융해점을 갖는 결함 유발 물질을 부착하되, 상기 결함 유발 물질이 용접성이 없는 재질인 경우 용접성이 있는 금속 패치에 결함 유발 물질을 부착한 후에 금속 패치를 모재에 용접으로 부착하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 모재는 탄소강이고, 상기 결함 유발 물질은 흑연, 세라믹, 텅스텐 중 어느 하나의 재질일 수 있다.

또한, 상기 결함 유발 물질을 모재의 내부에 배치하고자 하는 경우, 모재에 홈을 형성하여 홈내에 결함 유발 물질을 삽입한 후 용접할 수 있다.

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또한, Tig 용접으로 결함 유발 물질을 부착할 수 있다.

본 발명에 따르면, 검사 표준 시편을 제작할 때, 원하는 종류/위치/크기에 따라 결함을 정확히 만들 수 있어 검사 기량을 향상시키는데 큰 역할을 기대할 수 있다. 또한, 비파괴 검사 등을 통하여 결함을 결정할 때, 더욱 정확한 판단을 할 수 있어 비파괴 검사에 대한 불확실성을 줄일 수 있다.

도 1,2는 종래 시험편 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 용접부 결함 모사 방법의 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 결함 개념도.
도 5 내지 6은 본 발명에 따른 용접부 결함 모사 방법의 또 다른 개념도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 아울러, 종래와 동일한 부분은 종래 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 용접부 결함 모사 방법의 개념도, 도 4는 본 발명에 따른 결함 개념도, 도 5 내지 6은 본 발명에 따른 용접부 결함 모사 방법의 또 다른 개념도이다.

본 발명은 용접부 결함을 원하는 종류/위치/크기에 따라 제작할 수 있는 용접부 결함 모사 방법을 그 기술적 요지로 한다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접부 결함 모사 방법은, 모재(10)에 Tig 용접(tungsten inert-gas are welding)으로 모재(10)보다 높은 융해점을 갖는 결함 유발 물질(110)을 부착할 수 있다. 이때, 상기 모재(10)의 개선면(12)에 결함 유발 물질(110)을 부착할 수 있고, 상기 모재(10)는 탄소강이고, 상기 결함 유발 물질(110)은 흑연, 세라믹, 텅스텐 등일 수 있다.

부연하자면, 탄소강의 녹는점은 약 1,500도 정도이고, 용접 시 불꽃의 온도는 대략적으로 3,000~5,000도 정도로 입열량(전류, 전압)이 높을수록 온도도 높아지게 된다. 이에 용접 불꽃의 온도보다 높은 재질인 흑연, 세라믹, 텅스텐 등을 사용하여 원하는 형태로 가공하여 결함을 만드는 것이다.

참고적으로, 상기 Tig 용접은 텅스텐 불활성 가스 용접법의 약칭으로, 전극으로 텅스텐을 사용하여 알곤, 헬륨 등의 불활성 가스를 분사하면서 용접하는 방법으로 금속 산화물의 발생이나 불순물의 혼입이 적은 특징이 있다.

한편, 상기 결함 유발 물질(110)이 용접성이 없는 재질인 경우 용접성이 있는 금속 패치(120)에 결함 유발 물질(110)을 부착한 후에 금속 패치(120)를 Tig 용접으로 모재(10)에 부착할 수 있다. 예를 들면, 금속 패치(120)에 흑연 코팅을 자리잡게 하여 금속 패치(120)를 Tig 용접을 통해 모재(10)에 부착할 수 있다.

그리고, 상기 결함 유발 물질(110)을 모재(10)의 내부에 배치하고자 하는 경우, 모재(10)에 소정의 홈(14)을 형성한 후 홈(14)내에 결함 유발 물질(110)을 삽입한 후 용접할 수 있다.

부연하자면, 본 발명에 따른 용접부 결함 모사 방법은, 종래기술과 비교하여 차별화된 방법으로서, 내부 및 표면 결함 등을 모사함에 있어, 흑연, 세라믹 또는 텅스텐 등의 패치 등을 사용하여 원하는 위치에 삽입 또는 부착하여 용접하는 방법으로, 정확한 위치, 크기 등을 결정하여 용접 결함을 모사할 수 있다.

시험편 제작 방법을 참고하여 보면, 내부 결함 및 표면 결함 등 원하는 결함을 원하는 위치에 자리하게 하면 된다. 이 때, 사용되는 결함 플레이트는 Car bon Steel을 녹이기 위해 필요한 용접의 적정온도다 더 높은 온도의 융해점을 가진 금속을 선택하여야 한다.

이러한 패치형 노치를 정확한 위치에 자리하게 하는 방법으로는, Tig 용접 및 특정 위치에 구멍을 뚫어 결함을 위치하게 하고 용접하는 방법 등이 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 검사 표준 시편을 제작할 때, 원하는 종류/위치/크기에 따라 결함을 정확히 만들 수 있어 검사 기량을 향상함에도 큰 역할을 기대할 수 있다. 또한, 비파괴 검사 등을 통하여 결함을 결정할 때, 더욱 정확한 판단을 할 수 있어 비파괴 검사에 대한 불확실성을 줄일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 용접부 결함 모사 방법을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 모재
12 : 개선면
14 : 홈
20 : 노치
110 : 결함 유발 물질
120 : 패치

Claims (5)

1. 용접부에 결함을 모사하는 방법으로서,
   모재에 모재보다 높은 융해점을 갖는 결함 유발 물질을 부착하되,
   상기 결함 유발 물질이 용접성이 없는 재질인 경우 용접성이 있는 금속 패치에 결함 유발 물질을 부착한 후에 금속 패치를 모재에 용접으로 부착하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함 모사 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 모재는 탄소강이고,
   상기 결함 유발 물질은 흑연, 세라믹, 텅스텐 중 어느 하나의 재질인 것을 특징으로 하는 용접부 결함 모사 방법.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 결함 유발 물질을 모재의 내부에 배치하고자 하는 경우, 모재에 홈을 형성하여 홈내에 결함 유발 물질을 삽입한 후 용접하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함 모사 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   Tig 용접으로 결함 유발 물질을 부착하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함 모사 방법.

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