KR20030027864A - 고정밀 크리프 손상의 평가방법 및 평가 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 고온 노출 기기에 사용되는 고강도 내열강의 모재부(母材部) 또는 용접열-영향부의 크리프(creep) 손상에 대한 고정밀 평가방법으로서, 평가 부위에서의 결정 방위차가 약 2° 이상, 바람직하게는 약 3° 이상인 결정입자의 크리프 손상 경과에 따른 입경 거동을, 상기 입경과 크리프 손상도와의 관계를 찾아내어 미리 제작한 기준선 또는 기준 맵과 비교하는 것을 포함하는 평가방법; 및 고강도 내열강의 평가 부위에서의 시험편에 대해 결정 방위차가 약 2° 이상인 결정입자 또는 서브입자의 입경 변화 거동을 측정하는 측정수단; 및 각각의 부하 응력에서 크리프 손상도(크리프 손상률을 포함함)에 따른 입경의 관계를 찾아내어 미리 제작한 기준선 또는 기준 맵을 포함하며, 부하된 응력에 대해 선택된 기준선 또는 기준 맵과, 측정수단으로 측정한 입경 변화 거동을 비교함으로써 크리프 손상도를 평가하는, 고온 노출 기기에 사용되는 고강도 내열강의 크리프 손상을 평가하기 위한 고정밀 평가장치를 제공한다.
Description
본 발명은 발전소 등에 사용되는 고강도 내열강의 크리프 손상의 정도를 단시간에 정밀하게 평가하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
일본의 화력 발전소는 1955년부터 1965년까지 약 10년에 걸쳐 집중적으로 건설되었기 때문에, 현재에서는 전체 발전소의 반수 이상이 10만 시간 이상의 장시간에 걸쳐 운행되고 있는 실정이다. 이러한 발전소를 앞으로도 안전하게 사용하기 위해서는 적절한 유지 보수를 위한 정밀한 수명 평가가 요구된다. 종래부터 파괴 시험법이 가장 신뢰성이 높은 평가방법으로서 사용되었다. 그러나, 이런 방법은 다른 방법에 비해 보다 많은 시간이 소모되고 비용이 든다는 문제점이 지적되었다. 최근에는 파괴 시험 대신에, 금속 조직학적 평가방법과 같이 보다 편리한 방법이 적용되고 있다.
또한, 최근의 고압증기 발전소에는 고강도 페라이트계 강 및 오스테나이트계 스테인레스 강이 사용된다. 크리프 손상에 따른 조직 변화가 경미하기 때문에, 금속 조직학 방법이 상기와 같은 강에는 적용되지 못하였다. 그 때문에 간편한 경도 측정에 의한 크리프 손상의 평가방법 등이 제안되었다.
예컨대, 본 발명의 출원인은 일본특허 공개공보 제 1990-248860 A 호에서 페라이트계 내열강의 잔여 수명을 평가하는 방법을 개시하였다. 상기 방법은, 상기 내열강의 용접열-영향부 및 모재부의 경도를 측정하는 단계; 상기 용접열-영향부의 경도와 모재부의 경도차에 대한 용접열-영향부의 크리프 손상도의 관계를 나타내는 기준선을 제작하는 단계; 및 조사할 용접열-영향부와 모재부의 경도차를 상기 기준선에 적용함으로써 크리프 손상도를 평가하는 단계를 포함한다.
그렇지만 이러한 종래 기술에서도 경도 측정의 정밀도 문제, 열처리 및 열화 등의 크리프 손상 이외의 영향에 의해서도 경도가 변하므로, 크리프 손상 평가의 정밀도에 대한 문제가 지적되었다.
본원에서는 상기와 같은 공지된 측정 방법의 단점을 해소하고, 보다 신뢰성 있고 단시간내에 측정할 수 있는 크리프 손상의 평가방법을 제공하고자 한다.
도 1에서 상부 도면은 용접 전의 U자형 홈 형상을 나타내고, 하부 도면은 다층 적층 용접에 의한 이음매 용접의 용접 상태를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 시험편, 및 용접부에서의 상기 시험편의 채취 요령을 도시한다.
도 3은 공지된 EBSP법에 따른 결정 방위 패턴의 관찰 및 분석을 위한 장치를 도시한다.
도 4는 STBA24 및 히트 SUSTP347H의 모재부(母材部), 히트 STBA28의 용접열-영향부(세립 영역) 및 SUSTP347H의 용접열-영향부(조립 영역)에 대한 결정입자 또는 서브 입자의 결정 조직 변화를 도시한 모식도이다.
도 5는 STBA24의 용접열-영향부(조립 영역)의 결정 입자의 변화, 및 히트 STBA28의 모재부 및 용접열-영향부(조립 영역)의 결정입자의 변화를 도시한 모식도이다.
도 6a는 기재금속에 대한 서브입자의 입경 변화와 크리프(creep) 손상률과의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 6b는 이음매의 용접열-영향부에 대한 변화를 나타낸다.
도 7은 모재부 및 용접열-영향부의 방위차 및 입경 변화로부터 크리프 손상률을 구하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 8a 및 도 8b는 다양한 시험편의 크리프 손상률을 나타내는 표이다.
도 9는 모재부의 평균 입경과 결정 방위차를 나타내는 표이다.
도 10은 히트 STBA28의 평균 입경과 결정 방위차를 나타내는 표이다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 과제에 비추어 이루어진 것으로, 예컨대 화력 발전소 등의 고온 노출 기기에 사용되는 내열강, 특히 페라이트 및 펄라이트의 2상 조직을 기본으로 하는 페라이트계 내열강, 마텐자이트 조직을 기본으로 하는 고강도 페라이트계 내열강, 오스테나이트계 스테인레스 강 등의 각각의 모재부 및 용접 이음매의 용접열-영향부의 크리프 손상을 단시간내에 정밀하게 평가할 수 있는 크리프 손상의 평가방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
그런데, 최근 금속 조직 분석 기기 및 이에 대한 연구의 발전에 따라 발전소에 사용되기 시작한 고강도 내열강의 크리프 손상에 의한 미세 조직 변화를 분석할 수 있게 되었다.
내열강의 미세 조직은, 인접 결정간의 방위차가 큰 구 오스테나이트 입자와, 비교적 작은 서브입자로 구성되어 있고, 상기 서브입자는 인접 결정간의 방위차가 약 2 이상, 바람직하게는 3°이상인 결정 방위차를 갖는다. 본 발명의 발명자들은 크리프 손상도와 입경과의 관계를 찾아내어 미리 제작한 기준선 또는 기준 맵(map)에 근거하여, 결정 입경의 증가 또는 감소 거동을 비교함으로써, 단시간내 크리프 손상을 고정밀도로 평가할 수 있음을 발견했다. 따라서, 본 발명의 양태는 약 2° 이상, 바람직하게는 3° 이상의 방위차를 갖는 결정입자의 평균 입경의 변화에 의해 크리프 손상을 평가할 수 있고, 간단히 말하면 구 오스테나이트 입자 및 서브입자의 구별없이도, 종래의 기기(예를 들면, EBSP) 등으로 관찰되는 최소의 결정 입경의 변화를 측정한 것을 기준선에 적용함으로써 크리프 손상을 평가할 수 있게 되었다.
구체적으로는, 고온 기기에 사용되는 것으로 페라이트 및 펄라이트의 2상 조직을 갖는 페라이트 강 및 오스테나이트계 스테인레스 강의 모재부; 템퍼링된(tempered) 마텐자이트 조직 또는 템퍼링된 베이나이트 조직을 기본으로하는 페라이트 내열강으로서 세립 영역을 갖는 용접열-영향부; 또는 오스테나이트계 스테인레스 강의 용접열-영향부로서 조립 영역을 갖는 용접열-영향부의 크리프 손상을 평가하기 위해서, 상기 평가 부위에서의 결정 방위차가 약 2° 이상, 바람직하게는 3° 이상인 결정입자 또는 서브입자를, 크리프 손상도에 대한 입경의 관계를 찾아내어 미리 제작한 기준선 또는 기준 맵에 근거하여 감소하는 입경 변화, 바람직하게는 평균 입경의 거동을 비교하는 것이 바람직하다. 또한, 페라이트계 강의 모재부의 조립 영역, 템퍼링된 마텐자이트 조직 또는 템퍼링된 베이나이트 조직을 갖는 페라이트계 내열강의 용접열-영향부의 조립 영역, 또는 페라이트 및 펄라이트의 2상 조직을 갖는 페라이트강의 용접열-영향부의 조립 영역을 평가하기 위해서, 상기 평가 부위에서의 결정 방위차가 약 2° 이상, 바람직하게는 3° 이상인 결정입자 또는 서브입자를, 크리프 손상 경과에 따라 감소하는 입경 변화, 바람직하게는 평균 입경 변화의 거동을, 미리 제작한 상기 서브결정의 입경과 크리프 손상도의 기준선 또는 맵에 근거하여 비교하는 것이 바람직하다.
본원에서 결정입자는 통상적으로 구 오스테나이트 입자를 의미하며, 상기 입자는 모든 내열강에서 관찰된다. 그 입자 클러스터는 대경각립계(large obliquity grain cluster)로 불리고, 인접 결정 방위차가 약 20°이다. 또한, 서브결정입자는 구 오스테나이트 입자와 달리, 소경각립계(small obliquity grain)로 지칭되고, 인접 결정의 결정 방위차가 1 내지 3°로 매우 작다. 이로 인해 입자 클러스터가 불안정하여, 크리프 변형 등에 의해서, 입자 클러스터가 이동하기 쉽다. 서브결정입자는 구 오스테나이트 입자중에 존재하고, 입경은 구 오스테나이트 입자 보다도작다. 또한, 열처리를 실시할 때까지는 서브결정입자는 존재하지 않는 경우가 많다. 템퍼링된 마텐자이트 또는 템퍼링된 베이나이트 조직을 갖는 재료에서는 소경각립계로 둘러싸인 막대형의 미세한 라스(lath) 조직이 다수 존재한다. 본 발명에서는, 라스 조직도 서브결정입자 클러스터로 둘러싸인 영역이기 때문에, 라스 조직을 고려하여 평균 입경으로 측정하여 크리프 손상을 평가했다.
그런데, 크리프 손상도와 평균 입경과의 관계는 사용 온도에 의한 영향은 작지만 응력의 영향을 받으므로, 크리프 손상의 평가대상 부분에 부하된 각각의 응력에 상응하는 크리프 손상률과 평균 입경과의 관계를 미리 찾아내는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 크리프 손상률과 평균 입경과의 관계를 나타내는 다수의 곡선들은, 다양한 수준의 응력에서 일련의 맵을 작성하고, 다양한 수준의 응력에 대해 도 6에서 도시한 그래프를 겹쳐놓은 3차원 맵을 제작한다. 크리프 손상의 평가는 상응하는 응력에 대해 도면중 하나의 곡선을 선택하거나 도 6a 및 도 6b의 2개의 곡선을 바람직하게는 보간 계산하여 상응하는 응력의 곡선을 찾아 내어 수행한다.
또한, 본 발명에서 상기 맵은 소정 응력에 대해 제작된 서브결정의 입경과 크리프 손상도의 기준선의 실질적인 세트이며, 상기 평가 부위에 대해 부하 응력에 따라서 상기 맵으로부터 대응하는 기준선을 선택 또는 보간 계산을 하고, 이로부터 수득된 기준선에 의해 크리프 손상도를 평가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시양태는 상기 발명을 효과적으로 실시하는 크리프 손상 평가 장치에 관한 발명이다. 상기 측정장치는 평가되는 고강도 내열강의 평가 부위에 있어서의 시험편에 대해 결정 방위차가 약 2° 이상, 바람직하게는 3° 이상인 결정입자 또는 서브입자의 입경 변화 거동의 측정하는 측정수단; 및 각각의 부하 응력에서 크리프 손상도(크리프 손상률 포함)에 따른 입경의 관계에 대해 미리 제작한 기준선 또는 기준 맵을 포함하고, 여기서 크리프 손상도는 부하된 응력에 대해 선택된 기준선 또는 기준 맵과 측정수단으로 측정한 입경 변화 거동을 비교함으로써 평가할 수 있다.
이 경우, 상기 측정수단은 상기 시험편을 전자선으로 조사하고, 전자선 조사에 의해 나타난 TEM/키쿠치(TEM/kikuchi) 패턴을, 표면이 인산 코팅한 표면을 갖는 TV 카메라로써 관찰/분석을 하는 장치인 것이 바람직하다. 또한 상기 맵은 상기 크리프 손상률과 평균 입경의 관계를 나타내는 기준선을 소정 응력마다 복수개 작성하여, 상기 기준선을 응력에 따라 복수개 겹쳐놓은 3차원 맵인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 실시예를 사용하여 본 발명을 상세히 설명할 것이다. 단, 이 실시예에 기재되는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 상대적 배치 등은 특별히 제한된다는 취지의 언급이 없는 한, 본 발명을 단순히 예시하기 위한 것이며, 이로써 본 발명이 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 크리프 손상 평가의 시험순서를 순서대로 설명한다.
우선, 모재부로서 화력 발전 보일러를 위한 열 교환기 보일러용인 강관을 시험편으로 사용했다. 보다 구체적으로는, 재질은 페라이트강 2종과 오스테나이트계 스테인레스 강 1종이고, 세부사항은 하기에 기술한 바와 같다.
1. 페라이트 강
1A. 페라이트 및 펄라이트의 2상 조직을 기본으로 하는 페라이트 강: JIS STBA24*(2.25 Cr-1Mo)φ 50.8×t9.5mm
lB. 템퍼링된 마텐자이트 조직을 기본으로 하는 고강도 페라이트계 내열강: 히트 STBA28*(9 Cr-lMo-V-Nb)φ54.0×t10.2mm
2. 오스테나이트계 스테인레스 강
히트 SUSTP347H*(18Cr-8Ni-Nb)φ45.0×t11.2mm
천연 자원 에너지청에서 감수한 "수력, 화력, 전기 설비에 대한 기술 기준의 분석"에 따라 열 교환 보일러의 강관에 대해 도 8a 및 도 8b에서 설명하였다.
상기 3종의 모재부에 관해서, 도 1 상단에 도시한 U자형 홈 형상인 이음매 용접은 도1의 하단에 도시한 다층 적층 용접에 의해 하기 조건에서 실시했다.
용접 방법: TIG 자동 용접
용접 와이어: φ 1.2mm
예열: 없음
용접 전압: 7 내지 12V
용접 전류: 100 내지 200A
용접 후 열처리: STB24 720℃×0.5h; 히트 STBA28 740℃×0.5h; 히트 SUSTP347H 없음
다음으로, 3종의 모재부와 용접 이음매로부터 시험편을 채취했다. 즉, 모재부부 및 용접부에서 각각 도 2a 및 도 2b에 나타내는 크리프 시험편을 감삭 가공(grind-cutting operation)에 의해 절단했다.
크리프 시험 조건은
상기 1A, STBA24의 모재부와 용접 이음매에 있어서는 550℃×110MPa이고,
상기 1B, 히트 STBA28의 모재부와 용접 이음매에 있어서는 600℃×130MPa이고,
상기 2, 히트 SUSTP347H의 모재부와 용접 이음매에 있어서는 650℃×130MPa에 의해서 실시했다.
이 결과, 크리프 지속 시간과 크리프 손상률의 관계는 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같다.
지속된 크리프 시험편의 평행부로부터 시험편을 절단하고, 응력 부하 방향에 평행한 방향으로 수지내에 시험편을 묻고, 에메리 페이퍼로 #1200까지 연마 후, 최종적으로 0.1μm의 다이아몬드 페이스트로 거울면이 되도록 마무리처리하였다. 연마 면은 가공층을 제거하기 위해서 10% 과염소산/에탄올 용액 중에서 약 15V의 전위를 걸어, 전해 연마하였다.
그다음, 상기 시험편을 결정 방위 분석 장치로 결정 방위를 분석했다. 결정 방위 분석은 공지된 EBDP(Electron Backscatter Diffraction Pattern)법에 따라서 실시하였다. EBDP법은 0.1μm의 공간 해상도, 0.05μm의 측정 깊이, ± 40°의 각도 범위 및 0.5°의 거동 정밀도의 정확도를 보유하므로, 거동 정밀도 및 공간 해상도는 TEM/키쿠치 선 방법에 미치지 못하지만, ECP(Electron Channeling Pattern)법 등에 비해 공간 해상도가 높다. 특히 SEM은 도 3에 도시한 바와 같이 전자선(3)이 조사되는 시험편(32)을 약 70°로 경사진 상태로 세팅하여 시험편(32)에서 방출되는 TEM/키쿠치 패턴을 표면이 인산 코팅(33)된 TV 카메라(34)로 관찰및 분석한다. 따라서 부피가 큰 시험편도 관찰 가능하기 때문에, 시험편의 준비가 비교적 용이하다는 점, 및 지수 고정이 매우 빠르다는 점 등에서 뛰어난 특징을 갖는다. 이 결과, 인접 결정입자 또는 서브입자의 방위 각도차를 정량적으로 평가할 수 있다.
그리고 상기 SEM에 의해 수득된 결정 방위상 중, 결정 방위차가 약 2° 이상, 바람직하게는 3° 이상인 계면을 경계로 간주하여, 그 평균 입경을 측정하였다. 여기에서는 결정 방위가 비교적 큰 구 오스테나이트 입자중 인접 결정의 방위각이 비교적 작은 미세 결정을 서브결정 입자이라고 부르기로 한다.
도 4 및 도 5는 서브결정입자의 크리프 손상에 따른 조직 변화를 도시한 모식도이다. 도 4는 STBA24 및 히트 SUSTP347H의 모재부, 히트 STBA28의 용접열-영향부(세립 영역), 및 히트 SUSTP347H의 용접열-영향부(조립 영역)의 결정 변화를 도시한 모식도이다. 크리프 손상률이 0→0.5→0.9로 증가함에 따라, 구 오스테나이트 결정입자 클러스터(1) 중에 서브결정입자 클러스터(2)가 형성되고, 그 평균 서브결정입경이 작아짐을 알 수 있다.
또한, 도 5는 STBA24의 용접열-영향부(조립 영역), 및 히트 STBA28의 모재부 및 용접열-영향부(조립 영역)의 결정 변화를 도시한 모식도이다. 크리프 손상률이 0→0.5→0.9로 증가함에 따라, 구 오스테나이트 결정 입자 클러스터(1)중에 존재하고 있던 서브결정입자 클러스터(2)가 감소하고, 그 평균 입경이 커짐을 알 수 있다.
여기에서는 서브입자 클러스터와 같은 성상을 갖는 마텐자이트 및 베이나이트 라스도 서브입자로서 취급했다.
또한, 크리프 손상에 따른 결정 방위차 및 평균 결정 입경의 측정 결과를 도 9 및 도 10에 나타낸다.
도 9는 STBA24의 모재부(2.25Cr-lMo)의 크리프 손상률에 따른 구 오스테나이트 입자 클러스터(1)(A 내지 D)와 서브입자 클러스터(2)(Al내지 D3, Al·1내지 D3)의 인접 결정의 방위차와 평균 입경을 나타낸다.
도 10은 히트 STBA28의 크리프 손상률에 따른 구 오스테나이트 입자 클러스터(1)(A 내지 H)와 서브입자 클러스터(2)(A1내지 Gl)의 인접 결정의 결정 방위차와 평균 입경을 나타낸다.
또한, 서브입자 클러스터(2)는 결정 방위차가 작은 입자 클러스터로 지칭되고, 다른 한편으로 구 오스테나이트 입자 클러스터는 일반적으로 결정 방위차가 큰 대경각립계로 지칭된다.
도 9 및 도 10의 결정의 표기는 도 4 및 도 5에 대응한다.
도 9 및 도 10에서 나타낸 바와 같이, 모재부내 서브입자의 입경 변화 거동은 용접열-영향부내 서브 입자의 입경과 다르지만, 서브입자의 평균 입경은 도 6a 및 도 6b에 나타낸 거동을 취한다는 것을 알 수 있다.
즉, 도 6a에서 도시한 바와 같이 STBA24 및 히트 SUSTP347H의 모재부에서는 크리프 손상과 동시에 평균 입경이 작아지는데 반해, 히트 STBA28의 모재부에서는 반대로 커지는 곡선을 그린다.
도 6b에서 용접 이음매부에서는 STBA24 및 히트 STBA28의 용접열-영향부의 조립 영역에서 크리프 손상과 동시에 평균 입경은 커지고, 히트 STBA28의 용접열-영향부의 조립 영역 및 히트 SUSTP347H의 용접열-영향부의 조립 영역에서 평균 입경은 크리프 손상전에 비해, 더욱 미세화된다는 것을 알 수 있다.
이 크리프 손상률과 평균 입경의 관계는 시험 온도에 의한 영향은 작지만, 응력에 의해서 영향받기 때문에, 크리프 손상 평가 대상 부분에 부하되는 응력의 크리프 손상률과 평균 입경의 관계를 사전에 구해두는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 크리프 손상률과 평균 입경의 관계를 나타내는 곡선은 어느 정도 폭을 갖는 수준의 다수의 응력마다 복수 개 작성하고, 도 6에서 도시한 다수의 그래프를 각각의 응력 마다 복수 개 겹쳐 놓은 3차원 맵으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 맵을 작성한 후, 하기의 도 7에 나타내는 흐름도에 따라서 크리프 손상을 평가한다.
(S1) 평가 재료의 선택: 예컨대 STBA24, 히트 STBA28, 또는 히트 SUSTP347H인지 여부:
(S2) 평가 대상 부분의 선택: 상기 부분이 모재부인지 또는 용접열-영향부의 조립 영역인지 또는 세립 영역인지 여부:
(S3) 재료와 평가 대상 부분에 대응하는 맵 선택:
(S4) 평가 대상 부분에 대한 부하 응력의 선택:
(S5) 상기 선택한 맵으로부터 상응하는 평가 응력/재료/평가 대상부에 대응하는 것으로 결정 방위차가 약 2° 이상, 바람직하게는 3° 이상인 결정입자의 평균 입경과 크리프 손상률 관계의 그래프 선택.
(S6) 시험편을 SEM을 사용한 결정 방위 분석 장치에 의해 시험편의 서브 결정 입자의 결정 방위각과, 3° 이상의 방위각을 갖는 결정입자의 평균 입경을 측정한다.
(S7) 상기 (S5)에 의해 선택한 그래프에 측정한 평균 입경을 적용하여 크리프 손상률을 구한다.
이상과 같이 크리프 손상률과 평균 입경의 관계 그래프를 사용하여, 발전소 설비로부터 채취한 시험편의 결정입자 또는 서브결정의 입경을 측정함으로써 단시간에 정밀한 크리프 손상 평가가 가능하다.
이상 기재된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 종래부터 신뢰성 있는 평가법으로서 공지된 시간-소모적 크리프 파괴 시험법이 불필요하고, 파괴 시험법과 동등한 정밀도를 유지하는 크리프 손상 평가를 매우 단시간에 실시할 수 있다. 그 때문에, 크리프 손상을 받은 발전소의 고압 부분의 수명 평가를 정밀하게 실시하여, 잔여 수명을 정확히 어림할 수 있고, 발전소의 신뢰성을 대폭 향상할 수 있다.
Claims (7)
- 고온 노출 기기에 사용되는 고강도 내열강의 모재부 또는 용접열-영향부의 크리프(creep) 손상을 고정밀도로 평가하는 방법으로서,평가 부위 또는 서브결정 입자에서 결정 방위차가 약 2° 이상인 결정입자의 크리프 손상 경과에 따른 입경 거동을, 상기 입경과 크리프 손상도(손상률 포함)와의 관계를 찾아내어 미리 제작한 기준선 또는 기준 맵(map)과 비교하는 것을 포함하는, 고정밀 크리프 손상의 평가방법.
- 고온 기기에 사용되는 것으로, 페라이트 및 펄라이트의 2상 조직을 갖는 페라이트강 및 오스테나이트계 스테인레스 강의 모재부(母材部); 템퍼링된 마텐자이트 조직 또는 템퍼링된 베이나이트 조직을 기본으로 하는 페라이트 내열강의 용접열-영향부로서 세립 영역을 갖는 용접열-영향부; 또는 조립 영역을 갖는 오스테나이트계 스테인레스 강의 용접열-영향부의 크리프 손상을 평가하는 방법으로서,상기 평가 부위에서 결정 방위차가 약 2° 이상인 결정입자의 크리프 손상 경과에 따라 변하는 입경 거동을, 상기 입경과 크리프 손상도와의 관계를 찾아내어 미리 제작한 기준선 또는 기준 맵과 비교하는 것을 포함하는, 고정밀도 크리프 손상의 평가방법.
- 페라이트계 강의 모재부의 조립 영역; 템퍼링된(tempered) 마텐자이트 조직 또는템퍼링된 베이나이트 조직을 갖는 페라이트계 내열강의 용접열-영향부의 조립 영역; 또는 페라이트 및 펄라이트의 2상 조직을 갖는 페라이트강의 용접열-영향부의 조립 영역의 크리프 손상을 고정밀도로 평가하는 방법으로서,상기 평가 부위에서 결정 방위차가 약 2° 이상인 결정 입자의 크리프 손상 경과에 따라 변하는 입경 변화, 바람직하게는 평균 입경 거동을, 상기 입경과 크리프 손상도와의 관계를 찾아내어 미리 제작한 기준선 또는 기준 맵과 비교하는 것을 포함하는, 크리프 손상을 평가하는 고도로 정밀한 방법.
- 제 1 항에 있어서,기준 맵이 실질적으로 소정 응력마다 제작된 결정입자 또는 서브결정입자의 입경과 크리프 손상도의 기준선의 세트이며, 평가 부위에서 부하 응력에 따라 기준 맵의 기준선으로부터 곡선을 선택하거나 2개의 곡선을 보간 계산하여 곡선을 제작하고, 상기 제작된 곡선에 의해 평가 부위의 크리프 손상도를 평가하는 것을 포함하는, 고정밀 크리프 손상의 평가방법.
- 고강도 내열강의 평가 부위에서의 시험편에 대해 결정 방위차가 약 2° 이상인 결정입자 또는 서브입자의 크리프 손상 진행에 따른 입경 변화 거동을 측정하는 측정수단; 및 각각의 부하 응력에서 크리프 손상도(크리프 손상률 포함)에 따른 입경의 관계를 찾아내어 미리 제작한 기준선 또는 기준 맵을 포함하며,부하된 응력에 대해 선택된 기준선 또는 기준 맵과, 측정수단으로 측정한 크리프손상 진행에 따른 입경 변화 거동을 비교함으로써 크리프 손상도를 평가하는, 고온 노출 기기에 사용된 고강도 내열강의 크리프 손상을 고정밀도로 평가하기 위한 장치.
- 제 5 항에 있어서,측정수단이 상기 시험편을 예정된 각도로 전자선으로 조사하고, 전자선 조사에 의해 상기 시험편으로부터 나타난 TEM/키쿠치(TEM/kikuchi) 패턴을, 표면이 인산 코팅한 표면을 갖는 TV 카메라로써 관찰/분석을 하는 장치인, 장치.
- 제 5 항에 있어서,맵이 바람직하게는 크리프 손상률과 평균 입경의 관계를 나타내는 기준선을 소정 응력마다 복수개 작성하여, 상기 기준선을 응력에 따라 복수개 겹쳐놓은 3차원 맵인, 장치.
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