KR20160000004U

KR20160000004U - 자동식 조미니 시험기

Info

Publication number: KR20160000004U
Application number: KR2020140004748U
Authority: KR
Inventors: 강성인; 이준석
Original assignee: 강성인
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2016-01-04

Abstract

본 고안은 강의 경화능을 시험하는 조미니 시험에서 가열로와 냉각조가 위, 아래에 배치된 일체형 구조의 조미니 시험기를 이용하여 가열에서 냉각까지 정해진 시간에 따라 일련의 시험이 완료되는 자동식 조미니 시험기에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은 시험편(11)을 장입하여 가열하는 가열로(20)와, 상기 시험편(11)이 가열되는 동안 시험편(11)에 연결된 금속 와이어(31)를 고정하여 주고 가열이 완료되면 낙하시켜 주는 시험편 장착부(30)와, 가열된 시험편(11)을 냉각수로 냉각시켜 주는 냉각조(50)와, 냉각수를 분무하고 일정한 온도로 유지시켜 주는 냉각수 공급부(60)와, 시험 완료된 시험편을 꺼내기 위한 시험편 반출부(40)와, 상기 가열로(20)의 온도를 일정하게 유지하고 일련의 시험이 정해진 시간에 따라 자동으로 진행되게 해 주는 제어패널(70)을 포함하여서 된 것이다.

Description

자동식 조미니 시험기{Automatic Jominy Tester}

본 고안은 자동식 조미니 시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강의 경화능을 시험하는 조미니 시험에서 가열로와 냉각조가 위, 아래에 배치된 일체형 구조의 조미니 시험기를 이용하여 가열에서 냉각까지 정해진 시간에 따라 일련의 시험이 완료되는 자동식 조미니 시험기에 관한 것이다.

경화능은 열처리에 의해 강이 열 경화되는 정도를 나타내는 성질이며, 일반적으로 경화라는 현상은 취성을 동반하므로 용접처럼 국부적으로 재료에 담금질을 하면 용접부의 강도가 저하할 우려가 있으므로 경화능을 확인하는 것은 중요하다.

KS 규격에서 정한 경화능 시험은 지름 25mm, 길이 100mm의 원통 모양의 시험편을 담금질 온도까지 가열하여 한쪽 끝을 규격화된 분수로 냉각한다.

물과 접촉하는 부분은 담금질과 동일하며 반대편은 공기 냉각이므로 매우 빠른 냉각속도에서 매우 느린 냉각속도의 상태가 100mm 시험편의 길이에 걸쳐 얻어진다.

냉각이 완료되면 담금질한 밑단에서 축선을 따라서 일정 간격으로 표면 경도를 측정하여 거리에 따른 경도의 변화곡선을 구해서 경화능을 비교하며, 특정 위치에서의 경도가 높을수록 경화능이 좋다고 말한다.

도 1은 종전의 수동식 조미니 시험의 개요를 나타내며, 시험의 세부내용은 다음과 같다.

먼저, 조미니 시험(10)의 가열방법으로 시험편(11)은 담금질 온도로 가열된 박스형 가열로(12)에 넣어서 적어도 20분 이상에 걸쳐서 중심부까지 균일하게 승온시킨다.

그리고 일정 온도에서 30~35분간 유지한다. 가열할 때는 표면 산화층을 방지하기 위해 적당한 보호가스를 넣기도 한다.

다음은 냉각방법으로 시험편(11)을 박스형 가열로(12)에서 꺼내어 수동 냉각조(13)에서 냉각을 시작할 때까지 걸리는 시간은 최대 5초를 넘지 않고 짧을수록 좋으며, 시험편(11) 전체가 냉각할 때까지 적어도 10분 이상을 냉각한다.

종전의 조미니 시험(10)은 박스형 가열로(12)와 수동 냉각조(13)가 별도로 되어 있어서 시험편(11)을 가열한 후에 집게 등을 이용하여 시험편(11)을 들어서 수동 냉각조(13)로 옮기는 방법을 사용하고 있다.

그러나 이러한 수동식 방법은 규격에서 정한 5초 이내에 시험편(11)을 옮기기 위해서 시험자의 숙련이 필요할 뿐만 아니라 이동시에 시험편(11)이 산화되는 점과 이동시간의 편차로 인한 시험결과의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 그 목적은 강의 경화능을 측정하는 조미니 시험의 일련의 과정을 시험자의 숙련도와 상관없이 정해진 규격대로 함은 물론, 가열로와 냉각조가 일체형 구조로 되고 가열에서 냉각까지 정해진 시간에 따라 일련의 시험이 자동으로 진행되는 자동식 조미니 시험기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 시험편을 장입하여 가열하는 가열로와, 상기 시험편이 가열되는 동안 시험편에 연결된 금속 와이어를 고정하여 주고 가열이 완료되면 낙하시켜 주는 시험편 장착부와, 가열된 시험편을 냉각수로 냉각시켜 주는 냉각조와, 냉각수를 분무하고 일정한 온도로 유지시켜 주는 냉각수 공급부와, 시험 완료된 시험편을 꺼내기 위한 시험편 반출부와, 상기 가열로의 온도를 일정하게 유지하고 일련의 시험이 정해진 시간에 따라 자동으로 진행되게 해 주는 제어패널을 포함하여서 된 것이다.

이와 같이 본 고안은 조미니 시험을 하는 경우에 가열과 냉각이 일체화된 자동식 조미니 시험기를 이용함으로써 시험자의 숙련도와 상관없이 규격대로 시험할 수 있는 특유의 효과가 있다.

또한, 본 고안은 항상 일정한 조건에서 시험이 진행되어 수동 방법과 대비하여 정확한 시험결과를 얻을 수 있는 특유의 효과가 있다.

도 1은 기존의 수동식 조미니 시험 방법을 나타낸 개요도.
도 2는 본 고안에 의한 자동식 조미니 시험기의 구조를 나타낸 설치 상태도.
도 3은 본 고안에 의한 시험편 가열부의 상세구조를 나타낸 단면도.
도 4는 본 고안에 의한 시험편 냉각부의 상세구조를 나타낸 단면도.

본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 의한 자동식 조미니 시험기의 구조를 나타낸 설치 상태도이고, 도 3은 본 고안에 의한 시험편 가열부의 상세구조를 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 고안에 의한 시험편 냉각부의 상세구조를 나타낸 단면도이다.

여기에서 참조 되는 바와 같이 본 고안은 시험기의 상부에 가열로(20)와 제어패널(70)이 마련되어 있고, 시험기의 하부에는 냉각조(50)와 냉각수 공급부(60)가 마련되어 있다.

한편, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 가열로(20)의 내측에는 중심부에 세라믹 튜브(22)가 설치되어 있고, 그 세라믹 튜브(22)를 발열체(21)가 감싸고 있으며, 그 발열체(21)를 단열재(23)가 고정하고 있으며, 이들은 가열로 케이스(25)에 의해 고정되어 있다.

한편, 상기 발열체(21)를 높이 방향으로 삼등분하여 각각의 중심에 열전대(24)가 설치되어 있고, 그 열전대(24)의 끝은 세라믹 튜브(22)와 접촉하고 있다.

또한, 상기 가열로(20)의 하부에는 가열로 케이스(25)에서 단열재(23), 발열체(21), 세라믹 튜브(22)를 관통하는 가스 공급관(27)이 설치되어 있다.

또한, 상기 가열로(20)의 상부에는 시험편 장착부(30)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 시험편 장착부(30)는 금속 와이어(31)를 잡아주는 와이어 그립(32)과 와이어 그립(32)을 열고 닫는 그립 작동 스위치(33)가 마련되어 있고, 상기 금속 와이어(31)는 가열로(20) 상부에 설치된 와이어 거치대(34)를 통해 가열로(20) 중앙에 놓인 시험편(11)에 연결되어 있다.

또한, 상기 가열로(20)의 하부에는 시험편 반출부(40)가 설치되어 있다.

그리고, 시험편 반출부(40)는 가열로(20) 안의 시험편(11)이 냉각조(50)로 낙하할 때 열리는 슬라이드 게이트(41)와 냉각이 완료된 시험편(11)을 꺼내기 위해 가열로(20)를 이동하기 위한 이송 레일(42)과 이송 베어링(43)으로 구성되어 있다.

한편, 시험기의 하부에는 도 4에 나타낸 바와 같이 시편 냉각조(50)와 냉각수 공급부(60)가 설치되어 있다.

그리고, 시편 냉각조(50)는 시험편 홀더(51)가 상부에 형성되어 있으며, 하부에 냉각수 노즐(52)과 냉각수 루프(53)가 냉각수 회수통(54) 안에 설치되어 있다.

그리고, 상기 냉각수 공급부(60)는 상부에 냉각수 펌프(61)가 설치되어 있으며, 냉각기(62)와 열교환 코일(63)이 냉각수 공급통(64)과 하부에 설치되어 있다.

한편, 시험기의 상부에는 도 2에 나타낸 바와 같이 제어패널(70)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 제어패널(70)에는 상부에 전류계(71)가 설치되어 있으며, 그 아래에 온도 조절기(72)가 설치되어 있고, 그 아래에 타이머(73)와 스위치(74)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가열로(20)를 온도 조절기(72)를 이용하여 시험하고자 하는 온도로 가열하여 일정하게 유지한 후 필요에 따라 가스 공급관(27)에 질소 등과 같은 불활성 가스를 주입하는 것이다.

이러한 상태에서 시험편(11) 상부에 금속 와이어(31)를 고정하는 것이며, 이때 금속 와이어(31)를 시험편(11) 상부에 미리 가공한 나사 홈에 볼트로 고정하는 것이다.

상기 시험편(11)을 가열로(20)의 중간에 위치하도록 위에서 넣는 것이며, 이때 금속 와이어(31)를 와이어 거치대(34)에 걸쳐서 와이어 그립(32)에 넣고 그립 작동 스위치(33)를 눌러 금속 와이어(31)를 고정하는 것이다.

그리고 제어패널(70)의 타이머(73)를 작동시키는 것이며, 이후에는 미리 설정된 가열시간만큼 시험편(11)의 가열이 진행되는 것이다.

한편, 상기 타이머(73)의 정해진 가열시간이 종료되면 가열로(20) 하부의 슬라이드 게이트(41)가 열리고 가열로(20) 상부의 와이어 그립(32)이 해제되어 가열된 시험편(11)이 아래로 낙하 되는 것이다.

또한, 상기 시험편(11)이 낙하하는데 걸리는 연속된 작동의 시간은 모두 1초 이내에 이루어지는 것이다.

한편, 낙하 된 시험편(11)은 냉각조(50) 상부의 시험편 홀더(51)에서 멈추게 되며, 이때 시험편(11)의 아랫부분은 분사되는 냉각수와 접촉하게 되어 시험편(11)의 냉각이 시작되는 것이다.

또한, 제어패널(70)의 타이머(73)는 자동으로 작동되는 것이며, 미리 설정된 냉각시간만큼 시험편(11)의 냉각이 진행되는 것이다.

또한, 냉각수는 시험편(11) 아래에 위치한 냉각수 노즐(52)에서 분무 되는 것이며, 이때 시험편(11)에 접촉된 냉각수는 냉각수 루프(53)를 타고 아래로 흘러 냉각수 회수통(54)에 모이는 것이다.

한편, 냉각수 회수통(54)에 담긴 냉각수는 아래에 위치한 냉각수 공급통(64)으로 떨어지게 되는 것이며, 이때 냉각수 공급통(64)에는 냉각기(62)와 열교환 코일(63)이 설치되어 냉각수의 온도를 일정하게 유지하는 것이다.

또한, 냉각수 공급통(64)의 상부에는 냉각수 펌프(61)가 설치되어 냉각수를 냉각수 노즐(52)로 공급하는 것이다.

한편, 정해진 냉각시간이 경과한 후에는 타이머(73)에 의해 냉각수 펌프(61)의 작동이 멈추는 것이다.

또한, 이송 베어링(43)에 의해 이송 레일(42)에 얹혀져 있는 가열로(20)를 뒤로 이송시켜 냉각이 끝난 시험편(11)을 시험편 홀더(51)에서 꺼내는 것이다.

10 : 수동식 조미니 시험 11 : 시험편
20 : 가열로 27 : 가스 공급관
30 : 시험편 장착부 31 : 금속 와이어
32 : 와이어 그립 34 : 와이어 거치대
40 : 시험편 반출부 41 : 슬라이드 게이트
50 : 냉각조 51 : 시험편 홀더
52 : 냉각수 노즐 60 : 냉각수 공급부
61 : 냉각수 펌프 70: 제어패널
72 : 온도제어기 73 : 타이머

Claims

시험편(11)을 장입하여 가열하는 가열로(20)와, 상기 시험편(11)이 가열되는 동안 시험편(11)에 연결된 금속 와이어(31)를 고정하여 주고 가열이 완료되면 낙하시켜 주는 시험편 장착부(30)와, 가열된 시험편(11)을 냉각수로 냉각시켜 주는 냉각조(50)와, 냉각수를 분무하고 일정한 온도로 유지시켜 주는 냉각수 공급부(60)와, 시험 완료된 시험편을 꺼내기 위한 시험편 반출부(40)와, 상기 가열로(20)의 온도를 일정하게 유지하고 일련의 시험이 정해진 시간에 따라 자동으로 진행되게 해 주는 제어패널(70)을 포함함을 특징으로 하는 자동식 조미니 시험기.
제 1 항에 있어서, 상기 가열로(20)는 내측 중심부에 설치된 세라믹 튜브(22)와, 상기 세라믹 튜브(22)를 감싼 발열체(21)와, 상기 발열체(21)를 고정해 주는 단열재(23)와, 상기 단열재(24)를 잡아주는 케이스(25)와, 상기 발열체(21)를 삼등분한 중심에 설치된 열전대(24)와, 상기 가열로(20) 하부에 설치된 가스 공급관(27)으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동식 조미니 시험기.
제 1 항에 있어서, 상기 시험편 장착부(30)는 시험편(11)에 연결된 금속 와이어(31)와, 상기 금속 와이어(31)를 잡아주는 와이어 그립(32)과, 상기 금속 와이어(31)를 지지해주는 와이어 거치대(34)로 이루어짐을 특징으로 하는 자동식 조미니 시험기.
제 1 항에 있어서, 상기 시험편 반출부(40)는 슬라이드 게이트(41)와, 이송 레일(42)과, 이송 베어링(43)으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동식 조미니 시험기.
제 1 항에 있어서, 상기 시험편 냉각조(50)는 낙하된 시험편(11)을 잡아주는 시험편 홀더(51)와, 냉각수 노즐(52)과, 냉각수 루프(53)와 냉각수 회수통(54)으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동식 조미니 시험기.
제 1 항에 있어서, 상기 냉각수 공급부(60)는 상기 냉각수 노즐(52)로 냉각수를 공급해주는 냉각수 펌프(61)와, 상기 냉각수 공급통(64)으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동식 조미니 시험기.
제 6 항에 있어서, 상기 냉각수 공급통(64)에는 냉각기(62)와 열교환 코일(63)이 설치됨을 특징으로 하는 자동식 조미니 시험기.
제 1 항에 있어서, 상기 제어 패널(70)에는 온도 조절기(72)와, 타이머(73)로 이루어짐을 특징으로 하는 자동식 조미니 시험기.