KR200367960Y1 - 압입 시험기용 압입위치 표시장치 - Google Patents

Abstract

이 고안은, 금속재료의 압입인장 물성 평가(KSB 0950) 규격에 의해 제작된 계장화된 압입시험기를 사용하여 금속재료의 압입인장 물성인 압입 항복강도, 압입 인장강도, 압입 가공경화 지수를 평가하는 경우에 압입자의 압입할 위치를 미리 파악하여 지그의 위치를 표시하여 줌으로써 시험하고자 하는 위치를 정확히 압입시험할 수 있도록 하는, 압입 시험기용 압입위치 표시장치에 관한 것으로서,

일정 간격으로 초점거리상에 레이저빔을 조사할 수 있도록 레이저의 각도와 간격을 설정하기 위한 레이저빔 조사 장치와, 연속압입 시험위치에 레이저빔을 정확히 조사할 수 있도록 상기한 레이저빔 조사 장치를 연속압입 시험기 본체의 설치 위치에 위치시키기 위한 레이저빔 위치용 지그를 포함하여 이루어진다.

Description

압입 시험기용 압입위치 표시장치{Device for fixing the identation test location}

이 고안은 압입 시험기 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 금속재료의 압입인장 물성 평가(KSB 0950) 규격에 의해 제작된 계장화된 압입시험기를 사용하여 금속재료의 압입인장 물성인 압입 항복강도, 압입 인장강도, 압입 가공경화 지수를 평가하는 경우에 압입자의 압입할 위치를 미리 파악하여 지그의 위치를 표시하여 줌으로써 시험하고자 하는 위치를 정확히 압입시험할 수 있도록 하는, 압입 시험기용 압입위치 표시장치에 관한 것이다.

원자로의 핵반응을 감싸고 있는 압력용기는 가동중 고에너지의 중성자에 의하여 계속적으로 조사됨에 따라 기계적 성질이 변하여 파괴인성 특성이 매우 저하되고 취성이 증가하는 취화현상을 일으키는데, 이러한 현상은 원자로 압력용기의 건전성을 위협하며 원자력 발전소의 수명단축에 가장 큰 원인이 된다. 이는 원전의 가동 안전성에 원초적인 영향을 미치므로 원자로 압력용기는 주기적으로 파괴시험을 거쳐 건전성을 입증하게 되어 있으며, 원자로 압력용기의 특성변화를 정확히 평가/예측하는 기술은 원자로 건전성 확보 측면에서 가장 중요한 연구분야 중의 하나이다.

그러나, 원자로 압력용기의 감시시험은 많은 비용과 시간, 방사선 피폭이 요구되어 시편수가 크게 제약된다.

이와같은 원자로 용기의 감시시험으로서 신뢰성이 있으면서 경제적인 압입시험법이 최근에 개발되어 보급되고 있다.

상기한 압입 시험법은 소형 초경합금(WC)구를 재료표면에 압입하면서 얻은 하중-압입깊이 곡선을 구하는 시험으로서 이로부터 응력-변형률곡선, 항복응력, 인장강도, 강도계수, 가공경화지수등 재료의 인장특성인자를 구하는 시험으로서, 특히 재료를 국부적으로 그리고 준비파괴적으로 시험할 수 있는 장점을 가지고 있다. 즉, 압입시험법은 비파괴적인 방법으로 현재 사용중인 부위, 혹은 연속적으로 물성이 변하는 부위의 물성치의 측정에 사용되는 방법으로서, 인장강도 시험기를 이용할 수 없는 현장 설비의 압입 물성을 이와 같은 압입 시험법에 의해 측정하면 바람직하다.

도 1은 일반적인 계장화된 압입시험기의 설치 구성도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 일반적인 계장화된 압입시험기는, 계장장치와 압입자를 포함하는 시험기 본체(1)와, 시험하고자 하는 설비 상에 시험기 본체를 부착하기 위한 지그(2)로 구성되어 있다.

상기한 구성에 의한 일반적인 계장화된 압입시험기는, 시험하고자 하는 현장 설비(3)상에 시험기 본체(1)와 지그(2)를 설치하여 연속적으로 가중 및 제중을 반복하면서 가해준 하중과 그에 해당하는 압입깊이를 측정한 뒤에 분석을 통하여 시험하고자 하는 현장 설비(3)의 압입 물성을 평가하게 된다.

또한, 상기한 계장화된 압입시험기는, 여러번의 시험에 의해서 평균적인 압입 물성을 평가하기 때문에, 지그(2) 상에서 시험기 본체(1)가 지그(2)의 안내부를 따라 한 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

그러나, 일반적인 계장화된 압입 시험기는, 현장 설비(3)인 배관에 지그(2)가 설치되어 있는 모습을 보여주고 있는 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 지그(2)의 상부에 시험기 본체(1)가 부착되는 경우에는 시험기 본체(1)의 정중앙 하부에 위치하고 있는 압입자를 시험중에 볼 수가 없게 되며, 이에따라 시험위치를 정확히 파악하기가 불가능한 문제점 등이 있었다.

본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 계장화된 압입시험기를 사용하여 금속재료의 압입인장 물성인 압입 항복강도, 압입 인장강도, 압입 가공경화 지수를 평가하는 경우에 압입자의 압입할 위치를 미리 파악하여 지그의 위치를 표시하여 줌으로써 시험하고자 하는 위치를 정확히 압입시험할 수 있도록 하는, 압입 시험기용 압입위치 표시장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 계장화된 압입시험기의 설치 구성도이다.

도 2는 배관에 지그가 설치되어 있는 모습을 보여주는 도면이다.

도 3은 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치를 위에서 내려다 본 모습을 보여주는 사시 구성도이다.

도 4는 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치를 옆에서 바라다 본 모습을 보여주는 사시 구성도이다.

도 5는 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치의 레이저빔 조사 장치의 사시 구성도이다.

도 6은 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치의 레이저빔 조사 장치의 분해 사시 구성도이다.

도 7은 도 5의 A-A'선 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 시험기 본체 2 : 지그

41 : 레이저빔 조사장치 42 : 레이저빔 위치용 지그

411 : 전판 412 : 전판 블록

413 : 후판 414 : 후판 블록

415 : 레이저 모듈 416 : 하판

417 : 상판

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 고안의 구성은, 일정 간격으로 초점거리상에 레이저빔을 조사할 수 있도록 레이저의 각도와 간격을 설정하기 위한 레이저빔 조사 장치와, 연속압입 시험위치에 레이저빔을 정확히 조사할 수 있도록 상기한 레이저빔 조사 장치를 연속압입 시험기 본체의 설치 위치에 위치시키기 위한 레이저빔 위치용 지그를 포함하여 이루어진다.

상기한 레이저빔 조사장치는, 전판과, 상기한 전판의 후면에 설치되는 전판 블록과, 상기한 전판과 함께 고정결합되는 후판과, 상기한 후판의 전면에 설치되는 후판블록과, 상기한 전판 블록과 후판 블록의 사이에 설치되며 전원이 인가되면 레이저빔을 출력하는 레이저 모듈과, 레이저빔이 출력되기 위한 홀이 형성되어 있으며 상기한 레이저 모듈의 하부를 덮어주기 위한 하판과, 상기한 레이저 모듈의 상부를 덮어주기 위한 상판을 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이하, 이 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 고안의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 고안의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도 3은 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치를 위에서 내려다 본 모습을 보여주는 사시 구성도이고, 도 4는 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치를 옆에서 바라다 본 모습을 보여주는 사시 구성도이다.

도 3 및 도 4 에 도시되어 있는 바와 같이, 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치의 구성은, 일정 간격으로 초점거리상에 레이저빔을 조사할 수 있도록 레이저의 각도와 간격을 설정하기 위한 레이저빔 조사 장치(41)와, 연속압입 시험위치에 레이저빔을 정확히 조사할 수 있도록 상기한 레이저빔 조사 장치(41)를 연속압입 시험기 본체(1)의 설치 위치에 위치시키기 위한 레이저빔 위치용 지그(42)를 포함하여 이루어진다.

도 5는 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치의 레이저빔 조사 장치의 사시 구성도이고, 도 6은 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치의 레이저빔 조사 장치의 분해 사시 구성도이고, 도 7은 도 5의 A-A'선 단면도이다.

도 5 내지 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치의 레이저빔 조사 장치의 구성은, 전판(411)과, 상기한 전판(411)의 후면에 설치되는 전판 블록(412)과, 상기한 전판(411)과 함께 고정결합되는 후판(413)과, 상기한 후판(413)의 전면에 설치되는 후판블록(414)과, 상기한 전판 블록과 후판 블록의 사이에 설치되며 전원이 인가되면 레이저빔을 출력하는 레이저 모듈(415)과, 레이저빔이 출력되기 위한 홀이 형성되어 있으며 상기한 레이저 모듈(415)의 하부를 덮어주기 위한 하판(416)과, 상기한 레이저 모듈(415)의 상부를 덮어주기 위한 상판(417)을 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 고안의 일실시예에 따른 압입 시험기용 압입위치 표시장치의 작용은 다음과 같다.

먼저, 시험기 본체(1)를 지그(2)에 부착하기 전에, 지그(2)의 상부에 레이저빔 위치용 지그(42)와 레이저빔 조사 장치(41)를 임시로 설치하게 되는데, 이와 같이 설치된 레이저빔 조사장치(41)로부터 레이저빔(laser beam)을 투사하여 압입시험 위치를 표시함으로써 시험하고자 하는 위치에 정확히 압입자의 위치가 올 수 있도록 현장 설비(3)상에 지그(2)가 설치 고정될 수 있도록 하여 압입시험을 정확한 위치에서 할 수 있게 된다.

도 3 및 도 4는 레이저빔 위치용 지그(42)에 레이저빔 조사 장치(41)를 배치한 도면을 보여주고 있는데, 레이저빔 조사 장치(41)는 하부에 연속압입시험 간격인 5mm씩 가로방향으로 중앙을 기준으로 양쪽으로 대칭으로 5개씩 비추도록 되어 있으며, 시험기 본체(1)가 이동하는 세로 방향으로 중앙에 1개의 긴 선이 비추도록 되어 있다.

상기한 레이저빔 조사장치(41)는, 현장 설비(3)의 금속재료의 항복강도, 인장강도, 가공경화지수 등의 기계적 물성을 평가하기 위하여 시험기본체(1)를 설치하기 이전에 압입 위치를 미리 확인하기 위한 장치로서, 위치를 나타내기 위한 10개의 레이저 모듈(415)과, 상기한 레이저 모듈(415)에 전원을 공급하기 위한 어댑터(Adapter, 도시되지 않음)와, 상기한 레이저 모듈(415)의 초점(Focus)을 맞추고 레이저빔 위치용 지그(42)의 상부에 상기 레이저빔 조사 장치(41)를 고정시키기 위한 프레임(Frame)을 형성하는 전판(411), 전판블록(412), 후판(413), 후판블록(414), 하판(416), 상판(417) 등으로 구성되어 있다.

상기한 레이저 빔 조사장치(41)는, 금속재료의 강도 등 기계적 물성을 측정하는 연속압입 시험기를 이용한 연속압입 시험에 있어서 연속압입 시험기의 구조상 정확한 시험위치에 연속압입시험을 할 수 없는 문제점을 해결할 수 있도록, 시험기 본체(1)의 설치 위치에 시험 위치 표시장치를 장착하여 시험 위치를 미리 나타내고 이에따라 지그(2)를 고정하여 시험하고자 하는 위치를 정확히 시험할 수 있도록 한다.

즉, 상기한 레이저빔 조사장치(41)는, 연속압입 시험기 본체(1)를 지그(2)에 장착하였을 때 압입자의 위치를 파악하지 못하여 평가하고자 하는 부위를 정확하게 압입시험할 수 없는 어려움을 해소하기 위하여, 여러개의 라인빔 레이저(Line beam laser)를 사용하여 시편의 상부에서 압입자가 이동가능한 길이에 걸쳐 일정간격으로 측정위치가 표시됨으로써 사용자가 미리 측정할 위치에 맞추어 연속압입시험기의 지그(2)를 설치할 수 있게 한다.

따라서, 본 장치는 현장에 설치되어 있는 설비의 용접부 등의 강도시험 시에 특히 문제가 되고 있는 2~3mm 가량의 미소한 영역에 위치한 열영향 부 등의 연속압입시험을 정확히 할 수 있어서 설비의 안정성을 정확히 평가할 수 있게 된다.

이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 고안은, 계장화된 압입시험기를 사용하여 금속재료의 압입인장 물성인 압입 항복강도, 압입 인장강도, 압입 가공경화 지수를 평가하는 경우에 압입자의 압입할 위치를 미리 파악하여 지그의 위치를 표시하여 줌으로써 시험하고자 하는 위치를 정확히 압입시험할 수 있도록 하는, 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 일정 간격으로 초점거리상에 레이저빔을 조사할 수 있도록 레이저의 각도와 간격을 설정하기 위한 레이저빔 조사 장치와,

   연속압입 시험위치에 레이저빔을 정확히 조사할 수 있도록 상기한 레이저빔 조사 장치를 연속압입 시험기 본체의 설치 위치에 위치시키기 위한 레이저빔 위치용 지그를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압입 시험기용 압입위치 표시장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 레이저빔 조사장치는,

   전판과,

   상기한 전판의 후면에 설치되는 전판 블록과,

   상기한 전판과 함께 고정결합되는 후판과,

   상기한 후판의 전면에 설치되는 후판블록과,

   상기한 전판 블록과 후판 블록의 사이에 설치되며 전원이 인가되면 레이저빔을 출력하는 레이저 모듈과,

   레이저빔이 출력되기 위한 홀이 형성되어 있으며 상기한 레이저 모듈의 하부를 덮어주기 위한 하판과,

   상기한 레이저 모듈의 상부를 덮어주기 위한 상판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압입 시험기용 압입위치 표시장치.