KR20200137646A - Apparatus and method for torsion test of wire rod - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선재에 수소를 주입시킨 후 선재의 비틀림 파단여부를 시험할 수 있는 선재 비틀림 시험장치 및 시험방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wire rod torsion test apparatus and test method capable of testing whether a wire rod is torsional fracture after hydrogen is injected into the wire rod.
PC강연선, 와이어로프 등은 선재(Wire rod)를 가늘게 신선하는 신선공정, 신선된 선재를 열처리하는 열처리공정, 신선 및 열처리를 거친 여러 가닥의 선재를 꼬아서 하나의 선재로 합치는 연선공정을 거쳐 제조된다.PC-stranded wires and wire ropes go through a wire-drawing process of thinly drawing a wire rod, a heat treatment process of heat-treating the wire rod, and a twisting process of twisting wires and heat-treated multiple strands into one wire. Is manufactured.
그런데 이러한 제품들은 연선과정에서 발생하는 비틀림력에 의해 신선재가 파단되면서 제품 불량이 생기기 때문에 제조에 어려움이 있다. However, these products are difficult to manufacture because the wires are broken due to the torsional force generated in the twisting process, resulting in product defects.
관련분야에서는 연선공정에서 신선재가 파단되는 원인이 신선재를 열처리하는 과정에서 신선재로 침투한 수소에 있은 것으로 보고, 선재의 비틀림 시험을 통하여 수소의 침투가 선재의 단선에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하고 있다.In the related field, it is assumed that the cause of the wire breakage in the stranding process is the hydrogen penetrating into the wire during the heat treatment of the wire, and a study on the effect of the penetration of hydrogen on the disconnection of the wire through a twist test of the wire. In progress.
선재의 비틀림 시험은 선재에 비틀림력을 가하여 비틀림 정도에 따른 선재의 파단 여부를 파악하는 방식으로 진행할 수 있다. 그러나 통상적인 선재의 비틀림 시험장치는 단지 선재에 비틀림력을 가하는 방식이기 때문에 수소침투에 따른 선재의 파단을 시험하는데 어려움이 있다. The torsion test of the wire rod can be conducted by applying a torsional force to the wire rod to determine whether the wire rod is broken according to the degree of twist. However, it is difficult to test the breakage of the wire rod due to hydrogen permeation because the conventional wire rod torsion test apparatus is a method that only applies a torsional force to the wire rod.
본 발명의 일 측면은 선재에 설정한 조건으로 수소를 주입시킨 후 선재의 비틀림 파단여부를 시험할 수 있는 선재 비틀림 시험장치 및 시험방법을 제공하고자 한다.An aspect of the present invention is to provide a wire rod torsion test apparatus and test method capable of testing whether a wire rod is torsional fracture after hydrogen is injected under a set condition.
본 발명의 다른 측면은 선재에 수소를 주입하는 공정과 수소주입 후 비틀림 파단을 시험하는 공정을 연속하여 진행할 수 있는 선재 비틀림 시험장치 및 시험방법을 제공하고자 한다.Another aspect of the present invention is to provide a wire rod torsion test apparatus and test method capable of continuously performing a process of injecting hydrogen into a wire rod and a process of testing torsional fracture after hydrogen injection.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선재의 한쪽 단을 결속하는 고정척; 상기 선재의 다른 쪽 단을 결속하며, 회전에 의해 상기 선재에 비틀림력을 가하는 회전척; 상기 고정척과 상기 회전척 사이에서 상기 선재 일부를 수용하여 밀봉하며, 내부의 선재를 침지시키는 수소주입용액이 채워지는 수소주입챔버; 상기 선재와 상기 수소주입용액에 전류를 인가하는 일정전위기; 및 설정에 따라 상기 일정전위기 및 상기 회전척의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 선재 비틀림 시험장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a fixed chuck for binding one end of the wire rod; A rotating chuck that binds the other end of the wire rod and applies a torsional force to the wire rod by rotation; A hydrogen injection chamber to receive and seal a portion of the wire rod between the fixed chuck and the rotating chuck, and filled with a hydrogen injection solution for immersing the wire rod therein; A constant potential for applying a current to the wire rod and the hydrogen injection solution; And a control unit for controlling the operation of the constant electric potential and the rotating chuck according to the setting.
상기 수소주입챔버는 상부가 개방된 하부케이스; 상기 선재를 개재한 상태로 상기 하부케이스의 상부를 덮어서 밀봉하는 상부케이스; 상호 대응하여 결합되는 상기 하부케이스와 상기 상부케이스 결합부분을 밀봉하는 밀봉부재; 및 상기 하부케이스와 상기 상부케이스의 결합을 유지시키는 복수의 결속장치;를 포함할 수 있다.The hydrogen injection chamber includes a lower case with an open top; An upper case covering and sealing the upper part of the lower case while the wire is interposed therebetween; A sealing member for sealing the coupling portion of the lower case and the upper case to be coupled to each other; And a plurality of binding devices for maintaining the coupling between the lower case and the upper case.
상기 선재 비틀림 시험장치는 상기 수소주입용액에 침지된 상태로 상기 수소주입챔버 내부의 상기 선재 주위를 포위하며 상기 일정전위기로부터 (-)전원이 인가되는 원통형 전극부재;를 더 포함할 수 있다.The wire torsion test apparatus may further include a cylindrical electrode member that surrounds the wire rod in the hydrogen injection chamber in a state immersed in the hydrogen injection solution and to which (-) power is applied from the predetermined electric potential.
상기 원통형 전극부재는 절연부재에 의해 상기 상부케이스 내측에 장착되며, 상기 선재가 통과하는 길이방향 절개홈을 포함할 수 있다.The cylindrical electrode member is mounted inside the upper case by an insulating member, and may include a longitudinal cutout through which the wire rod passes.
상기 선재 비틀림 시험장치는 상기 수조주입챔버 내부를 진공으로 유지시키며, 상기 제어부에 의해 제어되는 진공펌프를 더 포함할 수 있다.The wire rod torsion test apparatus may further include a vacuum pump controlled by the controller to maintain the inside of the water tank injection chamber in a vacuum.
상기 선재 비틀림 시험장치는 상기 수소주입용액의 공급과 배출을 위해 상기 수조주입챔버에 각각 연결된 공급구와 배출구; 상기 공급관의 유로를 개폐하는 공급밸브; 및 상기 배출관의 유로를 개폐하는 배출밸브;를 더 포함할 수 있다.The wire rod twist test apparatus includes a supply port and a discharge port respectively connected to the water tank injection chamber for supply and discharge of the hydrogen injection solution; A supply valve for opening and closing the flow path of the supply pipe; And a discharge valve for opening and closing the flow path of the discharge pipe.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선재의 양단을 각각 고정척과 회전척에 결속시키는 공정; 상기 고정척과 상기 회전척 사이에 위치하는 선재의 일부를 밀봉 상태로 수용하도록 수소주입챔버를 설치하는 공정; 상기 수조수입챔버 내부의 선재가 침지되도록 상기 수조수입챔버로 수소주입용액을 공급하는 공정; 상기 수소주입용액 공급 후 진공펌프를 이용해 상기 수소주입챔버 내부를 진공으로 유지시키는 공정; 상기 선재와 상기 수소주입용액에 설정시간 동안 설정한 전류를 인가하여 발생하는 수소를 상기 선재에 강제 주입시키는 수조주입공정; 상기 수소주입공정 후 설정에 따라 상기 회전척을 회전시켜 상기 선재에 비틀림을 가하는 방식으로 상기 선재의 파단여부를 시험하는 파단시험공정; 및 상기 수소주입공정 및 상기 파단시험공정의 시험데이터 및 결과를 기록하는 공정을 포함하는 선재의 비틀림 시험방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, the process of binding both ends of the wire rod to a fixed chuck and a rotating chuck, respectively; Installing a hydrogen injection chamber to receive a portion of the wire rod between the fixed chuck and the rotating chuck in a sealed state; Supplying a hydrogen injection solution to the water tank import chamber so that the wire rod inside the water tank import chamber is immersed; A step of maintaining the inside of the hydrogen injection chamber in a vacuum using a vacuum pump after supplying the hydrogen injection solution; A water tank injection step of forcibly injecting hydrogen generated by applying a set current to the wire rod and the hydrogen injection solution for a set time into the wire rod; A fracture test step of testing whether the wire rod is broken by rotating the rotating chuck according to a setting after the hydrogen injection step to apply a twist to the wire rod; And a process of recording test data and results of the hydrogen injection process and the breaking test process.
상기 시험데이터는 전류값, 수소주입시간, 선재에 가하는 비틀림정보를 포함할 수 있다. The test data may include current value, hydrogen injection time, and torsion information applied to the wire rod.
상기 수소주입용액은 NH4SCN 수용액을 포함할 수 있다. The hydrogen injection solution may contain an aqueous NH4SCN solution.
본 발명의 실시 예에 따른 선재 비틀림 시험장치는 수소주입공정에서 설정한 조건으로 선재에 수소를 주입한 후 파단시험공정에서 설정한 조건으로 비틀림 시험을 진행할 수 있기 때문에 다양한 시험결과를 쉽게 도출할 수 있고, 이를 선재의 비틀림 단선의 원인을 규명하기 위한 자료, 수소의 유입을 예방할 수 있고 비틀림 강성이 높은 새로운 강종을 개발하기 위한 자료로 활용할 수 있다.The wire rod twist test apparatus according to an embodiment of the present invention can easily derive various test results because hydrogen is injected into the wire rod under the conditions set in the hydrogen injection process, and then the twist test can be performed under the conditions set in the breaking test process. In addition, it can be used as data to investigate the cause of torsional disconnection of wire rods, to prevent the inflow of hydrogen and to develop new steel types with high torsional rigidity.
본 발명의 실시 예에 따른 선재 비틀림 시험장치는 수소주입공정과 비틀림 파단시험공정을 연이어서 진행할 수 있기 때문에 수소의 침투에 따른 비틀림 파단을 평가하는 선재의 비틀림 시험을 용이하게 수행할 수 있다.The wire rod torsion test apparatus according to an embodiment of the present invention can easily perform a twist test of a wire rod for evaluating torsional failure due to penetration of hydrogen because the hydrogen injection process and the torsional failure test process can be successively performed.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선재 비틀림 시험장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선재 비틀림 시험장치의 수소주입챔버가 조립된 상태의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 선재 비틀림 시험장치의 수소주입챔버가 분리된 상태의 사시도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ'선에 따른 단면도이다.1 shows a wire rod twist test apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a state in which the hydrogen injection chamber of the wire rod torsion test apparatus according to an embodiment of the present invention is assembled.
3 is a perspective view of a state in which the hydrogen injection chamber of the wire rod twist test apparatus according to an embodiment of the present invention is separated.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV' of FIG. 2.
5 is a cross-sectional view taken along line V-V' of FIG. 2.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are presented in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, and may be embodied in other forms without being limited thereto. In the drawings, in order to clarify the present invention, portions not related to the description may be omitted, and the size of components may be slightly exaggerated to help understanding.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선재 비틀림 시험장치는 고정척(20), 회전척(30), 수소주입챔버(40), 일정전위기(60,Potentiostat), 진공펌프(70), 제어부(80), 입력부(82), 데이터저장부(85)를 포함할 수 있다.1, the wire rod twist test apparatus according to an embodiment of the present invention includes a fixed
고정척(20)은 베이스부(10) 위의 이동프레임(21)에 설치되며, 시험대상 선재(1)의 한쪽 단부를 결속하거나 결속을 해제할 수 있는 연동척으로 구성될 수 있다. 고정척(20)을 지지하는 이동프레임(21)은 베이스부(10) 위에 마련된 레일(23)을 따라 축방향으로 이동할 수 있다. 따라서 고정척(20)은 시험대상 선재(1)를 결속하거나 분리할 경우, 선재(1)의 길이가 변할 경우 이동프레임(21)을 이동시킴으로써 위치가 변경될 수 있다. 이동프레임(21)은 위치 변경 후 움직이지 않도록 고정될 수 있다.The
회전척(30)은 고정척(20)과 대향하도록 베이스부(10) 위의 고정프레임(31)에 설치된다. 회전척(30)은 고정척(20)과 마찬가지로 시험대상 선재(1)의 다른 쪽 단부를 결속하거나 결속을 해제할 수 있는 연동척으로 구성될 수 있다. 회전척(30)을 지지하는 고정프레임(31)의 내부에는 회전척(30)을 회전시키는 구동모터(33)가 설치된다.The rotating
회전척(30)은 시험대상 선재(1)가 고정척(20)과 회전척(30)에 결합된 상태에서 구동모터(33)의 동작에 의해 회전함으로써 선재(1)에 시험을 위한 비틀림력을 가할 수 있다. 회전척(30)의 회전속도, 토크, 회전수 등은 제어부(80)에 의해 제어될 수 있다.The rotating
수조주입챔버(40)는 도 1에 도시한 바와 같이, 시험대상 선재(1)의 일부를 밀봉상태로 수용하도록 고정척(20)과 회전척(30) 사이에 설치된다. 수소주입챔버(40) 내부에는 선재(1)를 침지시키는 수소주입용액(S)이 채워진다.The water
도 2와 도 3을 참조하면, 수소주입챔버(40)는 선재(1)의 상측과 하측에서 상호 결합되어 선재(1)의 양단 사이 중간부분을 수용해 밀봉하는 상부케이스(42)와 하부케이스(41), 상부케이스(42)와 하부케이스(41)의 결합부분을 밀봉하는 상측 밀봉부재(44)와 하측 밀봉부재(43), 하부케이스(41)와 상부케이스(42)의 결합을 유지시키는 복수의 결속장치(45)를 포함할 수 있다.2 and 3, the
하부케이스(41)는 상면이 개방된 직사각용기 형태로 마련되고, 상부케이스(42)는 하면이 개방된 직사각용기 형태로 마련될 수 있다. 하부케이스(41)의 상측 개구와 상부케이스(42)의 하측 개구는 상호 결합되어 밀봉될 수 있도록 대응하는 크기로 마련된다.The
하측 밀봉부재(43)는 하부케이스(41)의 상단 둘레를 따라 설치되고, 상측 밀봉부재(44)는 하측 밀봉부재(43)에 대응하여 결합될 수 있도록 상부케이스(42)의 하단 둘레를 따라 설치된다. 하측 밀봉부재(43)와 상측 밀봉부재(44)는 고무, 실리콘 등 탄성소재에 의해 마련될 수 있다. 하측 밀봉부재(43)와 상측 밀봉부재(44)는 상부케이스(42)와 하부케이스(41)가 상호 결합될 때 상호 밀착됨으로써 결합부분을 밀봉할 수 있고, 이를 통해 수소주입챔버(40) 내에 채워지는 수소주입용액(S)의 누설을 방지할 수 있다.The
하측 밀봉부재(43)와 상측 밀봉부재(44)는 선재(1)와 접하는 양측에 선재결합부(43a,44a)를 각각 포함하고, 각 선재결합부(43a,44a)는 반원형 단면을 가지도록 형성되어 선재(1)의 외면에 밀착 결합되는 선재통과홈(43b,44b)을 구비한다. 각 선재통과홈(43b,44b)은 반경이 선재(1)의 반경보다 약간 작은 크기로 마련될 수 있다. 이러한 선재결합부들(43a,44a)은 하부케이스(41)와 상부케이스(44)의 결합 시 선재(1)가 통과하는 부분을 안정적으로 밀봉할 수 있다. The
본 실시 예는 직사각용기 형태의 하부케이스(41)와 상부케이스(42)를 제시하였으나, 하부케이스(41)와 상부케이스(42)는 반원통형 등 다양한 형태로 변경될 수 있다.In the present embodiment, the
하부케이스(41)와 상부케이스(42)를 결속하는 복수의 결속장치(45)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 통상의 매미클램프 형태로 마련될 수 있다. 각 결속장치(45)는 상부케이스(42)의 측면에 마련된 걸림후크(45a), 하부케이스(41)의 측면에 마련되며 걸림후크(45a)에 걸리는 걸림고리(45b), 걸림고리(45b)를 당겨 결속하는 결속레버(45c)를 포함할 수 있다. 결속레버(45c)는 하부케이스(41) 측면에 회전 가능하게 결합되고, 걸림고리(45b)는 결속레버(45c)에 회전 가능하게 결합된다. 여기서는 일 예로 매미클램프형태의 결속장치(45)를 제시하였으나, 결속장치는 나사체결방식 등 다양한 형태로 변경될 수 있다.The plurality of
도 3과 도 4를 참조하면, 상부케이스(42)에는 수소주입용액(S)의 공급을 위한 공급관(51)이 연결되고, 하부케이스(41) 하측에는 수소주입용액(S)의 배출을 위한 배출관(52)이 연결될 수 있다. 공급관(51)에는 유로를 개폐하는 공급밸브(53)가 설치되고, 배출관(52)에는 유로를 개폐하는 배출밸브(54)가 설치될 수 있다. 공급관(51)은 도면에 나타내지 않았지만, 수소주입용액(S)을 저장하는 탱크와 연결된다. 3 and 4, a
공급밸브(53)와 배출밸브(54)는 제어부(80)에 의해 동작이 제어된다. 수조주입챔버(40) 내부로 수소주입용액(S)을 공급할 때는 배출밸브(54)가 폐쇄된 상태에서 공급밸브(53)가 개방되고, 수소주입챔버(40) 내부의 수소주입용액(S)을 배출할 때는 공급밸브(53)가 폐쇄된 상태에서 배출밸브(54)가 개방될 수 있다.The operation of the
상부케이스(42)에는 연결관(71)에 의해 진공펌프(70)가 연결될 수 있다. 진공펌프(70)는 제어부(80)에 의해 동작이 제어된다. 진공펌프(70)는 수소주입용액(S)의 공급 후 수소주입챔버(40) 내부를 진공으로 유지시킬 수 있다.The
도 1과 도 3을 참조하면, 일정전위기(60, Potentiostat)는 수소주입공정에서 선재(1)와 수소주입용액(S)으로 일정하게 전류를 공급할 수 있다. 일정전위기(60)의 (+)전원은 클램프(62)를 통해 수소주입챔버(40) 외측의 선재(1)에 연결되고, 일정전위기(60)의 (-)전원은 수소주입챔버(40) 내부의 수소주입용액(S)에 침지된 원통형 전극부재(64)에 연결될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 3, the
원통형 전극부재(64)는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 수조주입용액(S)에 침지된 상태로 수소주입챔버(40) 내부의 선재(1) 주위를 포위하도록 설치될 수 있다. 원통형 전극부재(64)는 절연부재(65)에 의해 상부케이스(42) 내측에 장착될 수 있고, 선재(1)가 통과할 수 있도록 하측에 길이방향으로 절개된 절개홈(64a)을 포함한다. 전극부재(64)는 백금판이나 백금망에 의해 원통형으로 제작될 수 있다.The
도 1을 참조하면, 제어부(80)는 선재(1)에 수소를 주입하는 수소주입공정을 위해 설정에 따라 공급밸브(53), 배출밸브(54), 진공펌프(70), 일전전위기(60)의 동작을 제어할 수 있다. 또 선재(1)의 비틀림 파단시험을 위해 회전척(30)의 동작을 제어할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
입력부(82)는 수소주입조건 및 비틀림 파단시험 조건을 설정하기 위한 정보를 입력할 수 있다. 데이터저장부(85)는 수소주입공정 및 파단시험공정의 시험데이터 및 결과를 저장할 수 있다. 시험데이터는 일정전위기의 전류값, 수소주입공정을 수행하는 시간, 선재(1)에 비틀림을 가하기 위한 회전척(30)의 회전수, 토크, 비틀림 파단여부 등을 포함할 수 있다. The
다음은 본 실시 예의 선재 비틀림 시험장치를 이용한 선재의 비틀림 시험방법을 설명한다. 선재(1)의 비틀림 시험방법은 시험을 위한 준비공정, 선재(1)에 수소를 주입하는 수소주입공정, 수소주입 후 선재(1)에 비틀림력을 가하는 파단시험공정을 포함한다.Next, a twist test method of a wire rod using the wire rod twist test apparatus of the present embodiment will be described. The torsion test method of the
준비공정은 시험대상 선재(1)의 양단을 각각 고정척(20)과 회전척(30)에 결속시키는 공정, 수소주입챔버(40)를 설치하는 공정, 수소주입용액(S)을 공급하는 공정, 진공을 유지시키는 공정을 포함한다. The preparation process is a process of binding both ends of the
수소주입챔버(40)를 설치할 때는 선재(1)를 고정척(20)과 회전척(30)에 결속시킨 후 선재(1)의 상측과 하측에서 각각 상부케이스(42)와 하부케이스(41)를 결합시켜 선재(1)의 중간부분이 수소주입챔버(40)에 의해 밀봉되도록 한다. 이처럼 수소주입챔버(40)를 설치하면, 도 5에 도시한 바와 같이, 수소주입챔버(40) 내부의 전극부재(64)는 선재(1) 외측을 포위한 상태가 된다. When installing the
수소주입챔버(40)를 설치한 후에는 일정전위기(60)의 (+)전원을 클램프(62)를 이용해 선재(1)에 연결하고, 공급밸브(53)를 개방해 수소주입용액(S)을 수소주입챔버(40) 내부로 공급한다. 수소주입용액(S)은 수소주입챔버(40) 내 선재(1) 뿐 아니라 전극부재(64)가 완전히 잠기는 높이로 채운다. 수소주입용액(S)은 농도 0.1 ~ 1.0 %의 NH4SCN 수용액일 수 있다. 수소주입챔버(40)에 수소주입용액(S)을 채운 후에는 진공펌프(70)를 동작시켜 수소주입챔버(40) 내부를 진공으로 유지시킨다.After installing the
수소주입공정은 준비공정을 마친 후 일정전위기(60)가 설정한 전류값으로 설정한 시간동안 전류를 인가한다. 이렇게 하면, 전기화학적인방법에 의해 수소주입용액(S)에서 발생한 수소가 수소주입용액(S)에 침지된 선재(1)에 주입된다. 수조주입을 위한 전류값과 수소주입시간은 입력부(82)를 통해 미리 설정할 수 있고, 제어부(80)는 설정 조건에 따라 일정전위기(60)를 제어하여 수소주입챔버(40) 내 선재(1)에 수소의 강제 주입이 이루어지도록 한다.In the hydrogen injection process, after completing the preparation process, the current is applied for a time set at the current value set by the
제어부(80)는 수소주입공정이 완료되면, 일정전위기(60)의 동작을 중지시키고, 공급밸브(53)를 폐쇄하고 배출밸브(54)를 개방해 수소주입챔버(40) 내의 수소주입용액(S)을 배출시킬 수 있다. 수소주입용액(S)이 배출된 후 제어부(80)는 어어서 회전척(30)을 동작시켜 파단시험공정을 수행할 수 있다. When the hydrogen injection process is completed, the
파단시험공정은 수소주입공정 후 제어부(80)가 설정에 따라 회전척(30)을 회전시켜 선재(1)에 비틀림을 가하여 선재(1)의 파단여부를 시험한다. 파단시험공정은 수소주입공정 후 자동으로 진행하도록 입력부(82)에 의해 미리 설정할 수 있다. 이 경우 관리자가 별도로 동작을 지령하지 않더라도 파단시험공정이 진행될 수 있다. 파단시험을 위해 회전척(30)이 구동하는 조건, 즉 토크(kgf)와 회전수는 입력부(82)를 통해 미리 설정할 수 있고, 제어부(80)는 설정 조건에 따라 회전척(30)을 동작시켜 선재(1)에 비틀림력을 가할 수 있다.In the breaking test process, after the hydrogen injection process, the
구체적으로 선재의 비틀림 시험은 아래의 표 1에 나타낸 시험예들 처럼 수소의 주입 조건을 고정한 상태에서 선재(1)의 비틀림 조건을 매회 변경하는 방식으로 진행할 수 있다. Specifically, as in the test examples shown in Table 1 below, the twisting test of the wire rod can be performed by changing the twisting condition of the
표 1의 시험예들은 시험대상 선재(1)를 길이 300mm, 직경 2mm의 PC강연선으로 하였다. 그리고 수소주입공정의 수소주입조건은 전류값 1mA, 수소주입시간 5Hr로 모두 동일하게 하였다. 수소주입공정에 이어서 진행되는 파단시험공정의 비틀림 조건(토크(kgf), 회전수)은 매회 변경하였다.In the test examples in Table 1, the
또 선재의 비틀림 시험은 아래의 표 2에 나타낸 시험예들 처럼 선재(1)의 비틀림 조건을 고정한 상태에서 수소의 주입조건을 매회 변경하는 방식으로도 진행할 수 있다. In addition, the twist test of the wire rod can be performed by changing the injection conditions of hydrogen each time while the twisting condition of the
표 2의 시험예들은 시험대상 선재를 길이 300mm, 직경 2mm의 PC강연선으로 하였다. 그리고 수소주입공정의 수소주입조건은 수소주입시간을 동일하게 유지한 채 전류값을 매회 변경하였다. 파단시험공정의 비틀림 조건은 토크(kgf) 0.07, 회전수 19로 모두 동일하게 유지하였다.In the test examples in Table 2, the wire to be tested was a PC steel wire having a length of 300 mm and a diameter of 2 mm. And the hydrogen injection conditions of the hydrogen injection process were changed every time while maintaining the same hydrogen injection time. The torsional conditions of the fracture test process were all kept the same at 0.07 torque (kgf) and 19 rotation speed.
표 1과 표 2에 나타낸 바와 같은 수소주입공정 및 파단시험공정의 시험데이터와 시험결과는 데이터저장부(85)에 기록된다. 이러한 정보들은 선재(1)의 비틀림 단선 원인을 규명하기 위한 자료, 수소의 유입을 예방할 수 있고 비틀림 강성이 높은 새로운 강종을 개발하기 위한 자료로 활용할 수 있다.Test data and test results of the hydrogen injection process and the fracture test process as shown in Tables 1 and 2 are recorded in the
아울러, 본 실시 예에 따른 선재 비틀림 시험장치는 수소주입공정과 비틀림 파단시험공정을 연이어서 진행할 수 있기 때문에 수소의 침투에 따른 비틀림 파단을 평가하는 선재의 비틀림 시험을 용이하게 수행할 수 있다. In addition, since the wire rod torsion test apparatus according to the present embodiment can perform a hydrogen injection process and a torsional failure test process in succession, it is possible to easily perform a torsion test of a wire rod to evaluate torsional failure due to penetration of hydrogen.
1: 선재,
10: 베이스부,
20: 고정척,
30: 회전척,
33: 구동모터,
40: 수조주입챔버,
41: 하부케이스,
42: 상부케이스,
43: 하측 밀봉부재,
44: 상측 밀봉부재,
45: 결속장치,
53: 공급밸브,
54: 배출밸브,
60: 일정전위기,
62: 클램프,
64: 전극부재,
70: 진공펌프,
80: 제어부,
82: 입력부,
85: 데이터저장부.1: wire rod, 10: base portion,
20: fixed chuck, 30: rotating chuck,
33: drive motor, 40: water tank injection chamber,
41: lower case, 42: upper case,
43: lower sealing member, 44: upper sealing member,
45: binding device, 53: supply valve,
54: discharge valve, 60: constant potential,
62: clamp, 64: electrode member,
70: vacuum pump, 80: control unit,
82: input unit, 85: data storage unit.
Claims (9)
상기 선재의 다른 쪽 단을 결속하며, 회전에 의해 상기 선재에 비틀림력을 가하는 회전척;
상기 고정척과 상기 회전척 사이에서 상기 선재 일부를 수용하여 밀봉하며, 내부의 선재를 침지시키는 수소주입용액이 채워지는 수소주입챔버;
상기 선재와 상기 수소주입용액에 전류를 인가하는 일정전위기; 및
설정에 따라 상기 일정전위기 및 상기 회전척의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 선재 비틀림 시험장치.A fixed chuck that binds one end of the wire rod;
A rotating chuck that binds the other end of the wire rod and applies a torsional force to the wire rod by rotation;
A hydrogen injection chamber containing and sealing a portion of the wire rod between the fixed chuck and the rotating chuck, and filled with a hydrogen injection solution for immersing the wire rod therein;
A constant potential for applying a current to the wire rod and the hydrogen injection solution; And
Wire rod torsion test apparatus comprising; a control unit for controlling the operation of the constant electric potential and the rotating chuck according to the setting.
상기 수소주입챔버는,
상부가 개방된 하부케이스;
상기 선재를 개재한 상태로 상기 하부케이스의 상부를 덮어서 밀봉하는 상부케이스;
상호 대응하여 결합되는 상기 하부케이스와 상기 상부케이스 결합부분을 밀봉하는 밀봉부재; 및
상기 하부케이스와 상기 상부케이스의 결합을 유지시키는 복수의 결속장치;를 포함하는 선재 비틀림 시험장치.The method of claim 1,
The hydrogen injection chamber,
A lower case with an open top;
An upper case covering and sealing the upper part of the lower case while the wire is interposed therebetween;
A sealing member for sealing the coupling portion of the lower case and the upper case to be coupled to each other; And
Wire rod twist test apparatus comprising a; a plurality of binding devices for maintaining the coupling of the lower case and the upper case.
상기 수소주입용액에 침지된 상태로 상기 수소주입챔버 내부의 상기 선재 주위를 포위하며 상기 일정전위기로부터 (-)전원이 인가되는 원통형 전극부재;를 더 포함하는 선재 비틀림 시험장치.The method of claim 2,
The wire rod twist test apparatus further comprising a; cylindrical electrode member surrounding the wire rod inside the hydrogen injection chamber while immersed in the hydrogen injection solution and applied with (-) power from the constant potential.
상기 원통형 전극부재는 절연부재에 의해 상기 상부케이스 내측에 장착되며, 상기 선재가 통과하는 길이방향 절개홈을 포함하는 선재 비틀림 시험장치.The method of claim 3,
The cylindrical electrode member is mounted inside the upper case by an insulating member, and the wire rod torsion test apparatus including a longitudinal cutout through which the wire rod passes.
상기 수조주입챔버 내부를 진공으로 유지시키며, 상기 제어부에 의해 제어되는 진공펌프를 더 포함하는 선재 비틀림 시험장치.The method of claim 1,
A wire rod twist test apparatus further comprising a vacuum pump that maintains the inside of the water tank injection chamber in a vacuum and is controlled by the control unit.
상기 수소주입용액의 공급과 배출을 위해 상기 수조주입챔버에 각각 연결된 공급관과 배출관;
상기 공급관의 유로를 개폐하는 공급밸브; 및
상기 배출관의 유로를 개폐하는 배출밸브;를 더 포함하는 선재 비틀림 시험장치.The method of claim 1,
A supply pipe and a discharge pipe respectively connected to the water tank injection chamber for supply and discharge of the hydrogen injection solution;
A supply valve for opening and closing the flow path of the supply pipe; And
Wire rod torsion test apparatus further comprising a; discharge valve for opening and closing the flow path of the discharge pipe.
상기 고정척과 상기 회전척 사이에 위치하는 선재의 일부를 밀봉 상태로 수용하도록 수소주입챔버를 설치하는 공정;
상기 수조수입챔버 내부의 선재가 침지되도록 상기 수조수입챔버로 수소주입용액을 공급하는 공정;
상기 수소주입용액 공급 후 진공펌프를 이용해 상기 수소주입챔버 내부를 진공으로 유지시키는 공정;
상기 선재와 상기 수소주입용액에 설정시간 동안 설정한 전류를 인가하여 발생하는 수소를 상기 선재에 강제 주입시키는 수조주입공정;
상기 수소주입공정 후 설정에 따라 상기 회전척을 회전시켜 상기 선재에 비틀림을 가하는 방식으로 상기 선재의 파단여부를 시험하는 파단시험공정; 및
상기 수소주입공정 및 상기 파단시험공정의 시험데이터 및 결과를 기록하는 공정을 포함하는 선재 비틀림 시험방법.A step of binding both ends of the wire rod to a fixed chuck and a rotating chuck, respectively;
Installing a hydrogen injection chamber to receive a portion of the wire rod between the fixed chuck and the rotating chuck in a sealed state;
Supplying a hydrogen injection solution to the water tank import chamber so that the wire rod inside the water tank import chamber is immersed;
A step of maintaining the inside of the hydrogen injection chamber in a vacuum using a vacuum pump after supplying the hydrogen injection solution;
A water tank injection step of forcibly injecting hydrogen generated by applying a set current to the wire rod and the hydrogen injection solution for a set time into the wire rod;
A breaking test step of testing whether the wire rod is broken by rotating the rotating chuck according to a setting after the hydrogen injection step to test whether the wire rod is broken; And
A wire rod twist test method comprising a step of recording test data and results of the hydrogen injection step and the break test step.
상기 시험데이터는 전류값, 수소주입시간, 선재에 가하는 비틀림정보를 포함하는 선재 비틀림 시험방법.The method of claim 7,
The test data includes a current value, hydrogen injection time, and twist information applied to the wire rod.
상기 수소주입용액은 NH4SCN 수용액을 포함하는 선재 비틀림 시험방법.The method of claim 7,
The hydrogen injection solution is a wire rod twist test method containing an aqueous NH4SCN solution.
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