KR20210076790A - 수소지연파괴 시험장치 - Google Patents

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Abstract

수소지연파괴 시험장치가 개시된다. 본 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치는 수소이온을 포함하는 용액에 성형 가공된 시험편을 침지시키는 수소지연파괴 시험장치에 있어서, 상측이 개방되는 중공형으로 마련되고 용액과 시험편을 수용 가능하게 마련되는 수조를 포함하는 침지시험부; 수조에 물을 공급하여 용액의 부피 및 농도를 조절하는 유량조절부; 수조의 저면에 마련되는 제1 배출구와 연통되고 용액을 외부로 배출시키는 드레인부; 수조의 저면에 마련되는 제2 배출구와 연통되고 용액을 순환시키는 교반부; 및 수조에 내측에 마련되어 용액의 산도(pH)를 측정하는 센서부;를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

수소지연파괴 시험장치{APPARATUS FOR TESTING HYDROGEN DELAYED FRACTURE}
본 발명은 수소지연파괴 시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수소환경 내에서 성형 가공된 시험편의 수소지연파괴를 실험하기 위한 수소지연파괴 시험장치이다.
근래에는 철강재료의 고강도 및 경량화가 요구되어 짐에 따라 인장강도가 1GPa급 이상인 기가급 강재에 대한 수요가 급증하고 있다.
이러한 기가급 강재는 수소취성에 대한 내구성이 요구되고 있다. 여기서, 수소취성이란 강재 내의 수소가 응력집중부로 이동하여 소재의 강도를 저하시켜 조기 파단을 일으키는 현상으로 기가급 강재에서 쉽게 발생한다.
수소는 직접적인 관찰이 힘들어, 수소 취성 현상을 분석하기 위해 최근까지 다양한 기법들이 적용되어 오고 있다. 수소취성을 분석하는 단계는 크게 기본적으로 3단계로 구분된다. 3단계는 철강재료에 응력을 가하는 단계, 강재 내에 수소 유입을 모사하는 가속화 시험단계, 마지막으로 철강재료의 수소를 정량화하는 방법으로 구성된다.
이러한 3단계의 평가에 있어서 수소지연파괴 환경에 처한 실제의 소재는 성형가공 공정에 의한 변형이 부여되는데, 이는 수소지연파괴에 영향을 주는 것으로 알려져 있으나, 그 명확한 연관관계는 규명되어 있지 않고 있다.
즉 수소환경에서의 단축 인장이나 굽힘에 의한 변형 및 응력 부과는 실제의 부품에 적용되는 변형, 응력 및 수소 주입 환경을 명확하게 모사하고 있는지에 대한 근거가 부족한 상황이다.
따라서 실제 사용된 부품의 수소지연파괴 특성을 파악하기 위해서는 다소 투박한 방법이라고 할 수는 있으나, 대상 소재를 이용하여 성형 가공된 시험편을 사용환경에 가장 근접하거나 좀더 가혹한 용액에서 침지하는 것을 통해 수소지연파괴 물성을 평가하는 평가 장치가 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-1927526호(2018. 12. 04. 등록)
본 실시 예는 수소지연파괴 평가를 위한 목표 농도의 가속침지 용액의 제조와, 부품단위의 시험편의 침지평가와, 수소지연파괴 크랙의 관찰이 가능한 수소지연파괴 시험장치를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 성형 가공된 시험편을 사용하여 실제 사용되는 부품의 수소지연파괴 여부를 실험 가능한 수소지연파괴 시험장치를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 수소침지 용액의 농도를 정확하게 공급할 수 있고, 용액이 전영역에서 균일하게 유지되는 수소지연파괴 시험장치를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 폐용액을 안정적으로 배출 가능하고, 유해가스를 환기시켜 실험자의 안전성이 향상되는 수소지연파괴 시험장치를 제공하고자 한다.
본 실시 예의 일 측면에 의하면, 수소이온을 포함하는 용액에 성형 가공된 시험편을 침지시키는 수소지연파괴 시험장치에 있어서, 상측이 개방되는 중공형으로 마련되고 상기 용액과 상기 시험편을 수용 가능하게 마련되는 수조를 포함하는 침지시험부; 상기 수조에 물을 공급하여 상기 용액의 부피 및 농도를 조절하는 유량조절부; 상기 수조의 저면에 마련되는 제1 배출구와 연통되고 상기 용액을 외부로 배출시키는 드레인부; 상기 수조의 저면에 마련되는 제2 배출구와 연통되고 상기 용액을 순환시키는 교반부; 및 상기 수조에 내측에 마련되어 상기 용액의 산도(pH)를 측정하는 센서부;를 포함하는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 수조의 저면은 상기 제1 배출구 및 제2 배출구를 향해 하방 경사지게 마련되는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 침지시험부는 상기 수조의 저면에 수평하게 안착되고 복수 개의 관통공을 구비하는 플레이트를 포함하는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 교반부는 일측이 상기 제2 배출구와 연통되고 타측이 상기 수조의 측면과 연통되는 순환라인과, 상기 순환라인에 마련되어 유체의 흐름을 발생시키는 순환펌프와, 상기 순환라인의 흐름을 제어하는 순환밸브를 포함하는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 드레인부는 상기 제1 배출구와 연통되고 상기 용액을 외부로 유출시키는 배출라인과, 상기 배출라인의 개폐를 조절하는 배출밸브를 포함하는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 유량조절부는 상기 수조와 연통되고 물을 공급하는 공급라인과, 상기 공급라인을 통과하는 유량을 조절하는 유량계와, 상기 공급라인의 개폐를 조절하는 공급밸브를 포함하는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 침지시험부가 수용되는 실험공간과, 상기 실험공간을 환기시키는 덕트와, 상기 실험공간을 개폐하는 도어를 포함하는 후드;를 더 포함하는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 센서부에서 송출된 산도 수치를 수신하고, 상기 드레인부와 상기 유량조절부와 상기 교반부의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 제어부는 입력값이 상기 센서부에서 송출된 산도 수치보다 작으면 상기 유량조절부에서 물을 공급하도록 작동시키고, 실험자의 입력값이 상기 센서부에서 송출된 산도 수치보다 크거나 같으면 상기 유량조절부의 작동을 중지시키는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 침지시험부는 상기 수조의 하단부를 지지하는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 결합되어 상기 수조를 이동 가능하게 하는 휠 조립체와, 상기 휠 조립체를 고정 가능하게 마련되는 스토퍼를 포함하는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 침지시험부는 상기 수조의 상단부를 덮는 적어도 하나의 커버를 더 포함하는 수소지연파괴 시험장치가 제공될 수 있다.
본 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치는 수소지연파괴 평가를 위한 목표 농도의 가속침지 용액의 제조와, 부품단위의 시험편의 침지평가와, 수소지연파괴 크랙의 관찰이 가능한 효과를 가진다.
본 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치는 성형 가공된 시험편을 사용하여 실제 사용되는 부품의 수소지연파괴 여부를 실험 가능한 효과를 가진다.
본 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치는 수소침지 용액의 농도를 정확하게 공급할 수 있고, 용액이 전영역에서 균일하게 유지되는 효과를 가진다.
본 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치는 폐용액을 안정적으로 배출 가능하고, 유해가스를 환기시켜 실험자의 안전성이 향상되는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치를 설명하기 위한 기본 개념을 포함하는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 후드 내부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 후드 내부를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 후드 내부를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 침지시험부를 상측에서 바라보는 상면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 제어부를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 실험 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치를 설명하기 위한 기본 개념을 포함하는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 철강소재의 부품의 수소지연파괴를 실험하기 위해서는 일정 이상의 부여 응력과, 일정 이상의 변형(가공)량과, 일정 이상의 수소환경이 갖추어져야 한다.
즉, 실제 환경에서의 수소지연파괴 특성을 확인하기 위해서는 시험편에 일정 이상의 성형량과 응력을 부여해야 한다. 이를 반영하기 위해 수소지연파괴 시험에 사용하는 시험편은 실제 성형 가공된 부품을 사용할 수 있다.
또한, 실제 환경에서의 수소 유입에 의한 지연파괴는 그 시간을 한정할 수 없으므로, 수소유입 가속조건을 부여하기 위해 적정 농도의 염산 용액, 황산 용액, 질산 용액 등 수소이온을 포함하는 가속침지 용액 내에 성형 가공된 시험편을 침지시켜 수소지연파괴 발생 여부를 판단할 수 있도록 구성할 수 있다.
또한, 수소유입 가속조건의 설정 시 정확한 농도의 용액을 제조하고 순환시켜서 실험환경의 전 영역을 일정 농도로 유지할 수 있다면, 가속침지 용액의 농도 변화에 따른 성형 가공된 시험편의 수소지연파괴 반응을 검출할 수 있다. 나아가, 용액의 농도 변화와 침지시간의 변화에 따라 시험편에 실제로 유입되는 수소량을 역으로 계산할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치(100)는 수소이온을 포함하는 용액에 성형 가공된 시험편을 침지시키고 관찰하여 수소지연파괴를 시험한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 후드 내부를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 후드 내부를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 후드 내부를 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 침지시험부를 상측에서 바라보는 상면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치(100)는 상측이 개방되는 중‚‹형으로 마련되고 용액과 시험편을 수용 가능하게 마련되는 수조(111)를 구비하는 침지시험부(110)와, 수조(111)에 물을 공급하여 용액의 부피 및 농도를 조절하는 유량조절부(120)와, 수조(111)의 저면(111c)에 마련되는 제1 배출구(111d)와 연통되고 용액을 외부로 배출시키는 드레인부(130)와, 수조(111)의 저면(111c)에 마련되는 제2 배출구(111e)와 연통되고 용액을 순환시키는 교반부(140)와, 수조(111)에 마련되어 용액의 산도(pH)를 측정하는 센서부(160)를 포함한다. 또한, 수소지연파괴 시험장치(100)는 침지시험부(110)가 수용되는 실험공간(152)과 실험공간(152)을 환기시키는 덕트(153)와 실험공간(152)을 개폐하는 도어(151)를 포함하는 후드(150)와, 센서부(160)에서 송출된 산도 수치를 수신하고 드레인부(130)와 유량조절부(120)와 교반부(140)의 작동을 제어하는 제어부(170)를 더 포함할 수 있다.
침지시험부(110)는 후술할 후드(150)의 실험공간(152)에 배치되며, 용액을 수용하고 용액에 성형 가공된 시험편(1)을 침지시켜 시험편(1)의 수소지연파괴를 실험 가능하게 마련된다.
또한, 침지시험부(110)는 실험공간(152)으로 출입 가능하도록 이동 가능하게 마련된다. 더욱 상세하게는, 침지시험부(110)는 용액과 시험편(1)을 수용하는 수조(111)와, 수조(111)의 저면(111c)에 안착되는 플레이트(117)와, 수조(111)를 지지하는 지지프레임(112)과, 수조(111)를 이동 가능하게 하는 휠 조립체(113)와, 수조(111)를 덮는 커버를 포함할 수 있다.
수조(111)는 상측이 개방되는 중공형으로 마련되며, 예를 들어 직육면체 형태의 용기와 내부공간을 구비할 수 있다. 수조(111)의 내부공간에는 용액과 시험편(1)이 저장 가능하게 마련되며, 내부공간은 적어도 시험편(1)을 수용할 정도의 크기가 되어야 한다. 예를 들어, 수조(111)의 내부공간은 자동차의 사이드 시험편(1)이 침지 가능하도록 500리터 이상의 부피를 확보해야 하며, 수조(111)의 길이는 1.7m이상, 폭은 0.7m이상, 높이는 0.5m이상으로 마련될 수 있다.
수조(111)의 저면(111c)의 중심부에는 제1 배출구(111d)와 제2 배출구(111e)가 나란하게 관통 마련된다. 이 때, 제1 배출구(111d)는 후술할 드레인부(130)와 연통되고, 제2 배출구(111e)는 후술할 교반부(140)와 연통된다.
수조(111)의 저면(111c)은 제1 배출구(111d)와 제2 배출구(111e)를 향해 하방 경사지게 마련되어, 제1 배출구(111d) 또는 제2 배출구(111e)를 통해 수조(111) 내부의 용액이 자연 배출되도록 마련된다. 구체적으로, 도 4 내지 도 6을 참조하면 수조(111)의 저면(111c)은 중심부에 마련되는 제1 배출구(111d) 및 제2 배출구(111e)를 향하여 길이방향으로 V자로 하방 경사지게 마련되고, 이와 동시에 폭 방향으로 V자로 하방 경사지게 마련될 수 있다. 바람직하게는, 경사는 수조(111)의 측면과 약 1도 ~ 5도를 이루도록 형성될 수 있다.
수조(111)의 저면(111c)에는 판상형으로 형성되고 복수 개의 관통공을 구비하는 플레이트(117)가 수평하게 안착될 수 있다. 따라서, 수조(111)의 저면(111c)이 경사지게 형성되더라도, 플레이트(117)의 상단에 시험편(1)을 수용하여 수평을 유지할 수 있다.
수조(111)의 상단부 일측에는 연결홀(111b)이 마련되어 유량조절부(120)의 공급라인(121)이 연통되어 물이 공급될 수 있다. 다만, 연결홀(111b)의 위치는 이에 한정되지 않으며, 공급라인(121)과 연통 가능하다면 다양하게 변경 가능하다.
수조(111)의 내측에는 용액의 산도(pH)를 측정하는 센서부(160)가 마련될 수 있다. 센서부(160)는 수조(111)에 적은 양의 용액이 수용되더라도, 산도를 측정 가능하도록 수조(111)의 하단부에 위치하는 것이 바람직하다.
수조(111)의 측면에는 수조(111)의 외부에서 내부의 실험 상태를 관찰할 수 있도록 투명한 재질의 창(115)이 마련될 수 있다. 이 때, 창(115)은 수조(111)의 높이 방향으로 길게 마련되며, 수조(111) 내부의 수위를 확인할 수 있는 눈금이 표시될 수 있다.
수조(111)의 상단부는 개방 형성되나, 유해물질이 방출되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 커버에 의해 덮어질 수 있다. 커버는 일체형으로 마련될 수도 있으나, 실험자의 편의성을 위해 복수 개로 분리되어 마련될 수 있다. 또한, 커버는 공급라인(121)이 수조(111) 내부로 삽입 가능하도록 홈부가 마련될 수 있다.
수조(111)의 하단부에는 복수의 지지프레임(112)이 마련되어 수조(111)를 일정 높이로 지지한다. 또한, 지지프레임(112)의 하단부에는 복수의 휠 조립체(113)가 결합되어 수조(111) 및 지지프레임(112)을 이동 가능하게 한다. 또한, 휠 조립체(113)에는 휠을 고정시킬 수 있도록 스토퍼(114)가 마련된다.
플레이트(117)는 판상형으로 형성되어 수조(111)의 저면(111c)에 수평하게 안착되고, 복수 개의 관통공(117a)을 상하 방향으로 구비한다. 또한, 플레이트(117)는 수조(111)의 내주면과 동일한 형태로 마련될 수 있으며, 예컨대 직사각형으로 마련될 수 있다. 또한, 관통공(117a)은 지름이 약 20mm로 형성될 수 있으며, 중심간의 거리가 100mm 이내로 일정한 간격으로 배치될 수 있다.(도 7 참조)
유량조절부(120)는 수조(111)에 물을 공급하여 가속침지 용액의 부피 및 농도를 조절할 수 있다.
유량조절부(120)는 수조(111)와 연통되고 물을 공급하는 공급라인(121)과, 공급라인(121)을 통과하는 유량을 조절하는 유량계(123)와, 공급라인(121)의 개폐를 조절하도록 전자식으로 마련되는 공급밸브(122)를 포함한다. 다만, 공급라인(121)은 물 뿐만 아니라, 필요에 따라 다른 유체를 공급할 수도 있으며, 용액의 부피 및 농도를 조절하는 유체를 공급한다면 이와 동일하게 이해되어야 할 것이다.
따라서, 유량조절부(120)는 유량계(123) 및 공급밸브(122)의 전자 제어를 통해 정확한 양의 물을 수조(111)에 공급할 수 있으며, 보다 정밀한 용액 제조 및 침지 실험을 가능하게 한다.
드레인부(130)는 제1 배출구(111d)와 연통되는 배관으로 마련되고, 수조(111)의 내부 용액을 외부로 배출시킬 수 있다. 구체적으로, 드레인부(130)는 제1 배출구(111d)와 연통되고 용액을 외부로 유출시키는 배출라인(131)과, 배출라인(131)의 개폐를 조절하는 배출밸브(132)를 포함한다.
드레인부(130)는 실험이 종료되면 수조(111) 내부의 용액을 배출하기 위해 작동 가능하다. 또한, 드레인부(130)는 필요에 따라 용액의 농도조절 또는 부피조절을 위해서 일시적으로 작동 가능하다.
교반부(140)는 수조(111) 내부의 용액을 순환시켜 용액의 수조(111) 내의 위치별 균일성을 유지시킨다. 즉, 교반부(140)는 시험편(1)이 가속침지 용액 하에서 수조(111) 내의 위치에 따라 수소이온 농도에 편차가 발생하지 않도록 용액을 순환시켜서 실험 결과의 신뢰성을 담보한다.
교반부(140)는 일측이 제2 배출구(111e)와 연통되고 타측이 수조(111)의 측면과 연통되는 순환라인(141)과, 순환라인(141)에 마련되어 유체의 흐름을 발생시키는 순환펌프(143)와, 순환라인(141)의 흐름을 제어하는 순환밸브(142)를 포함한다. 이 때, 순환펌프(143) 및 순환밸브(142)는 용액의 부피 또는 농도에 따라 교반 세기 또는 순환 유량을 조절할 수 있다.
센서부(160)는 수조(111)의 내측에 마련되어 용액의 산도(pH)를 측정하고, 산도 수치를 제어부(170)에 송출한다. 이 때, 센서부(160)는 수조(111)에 적은 양의 용액이 수용되더라도, 산도를 측정 가능하도록 수조(111)의 하단부에 위치하는 것이 바람직하다.
후드(150)는 수소지연파괴 실험 중 용액과 시험편(1)의 화학적 반응에 의해 발생할 수 있는 유해 가스를 환기시키고, 실험공간(152)과 외부를 차폐시키는 장치이다.
후드(150)는 상술한 침지시험부(110)가 수용되는 실험공간(152)을 구비하고, 상부에는 실험공간(152)을 환기시키는 덕트(153)가 마련되고, 측면에는 실험공간(152)을 개폐하고 침지시험부(110)가 출입 가능한 도어(151)가 마련될 수 있다.
도어(151)는 후드(150)의 일측에 마련되어 상하로 슬라이딩 가능하게 형성되며, 외부에서 후드(150) 내부를 볼 수 있도록 투명한 창(115)을 구비한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 제어부(170)를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 8을 참조하면, 제어부(170)는 센서부(160)에서 송출된 수소이온 농도를 수신하고, 드레인부(130)와 유량조절부(120)와 교반부(140)의 작동을 제어한다. 더욱 상세하게는, 제어부(170)는 배출밸브(132)를 제어하여 배출라인(131)의 개폐를 조절할 수 있고, 공급밸브(122) 및 유량계(123)를 조절하여 공급라인(121)의 개폐를 조절하고 정확한 양의 물을 공급할 수 있으며, 순환밸브(142) 및 순환펌프(143)를 조절하여 순환라인(141)의 개폐 및 유체 흐름을 조절할 수 있다.
제어부(170)는 수치를 입력 가능하고, 현재 수치가 출력되며 타이머 기능이 구비되는 디스플레이 패널(미도시)을 포함할 수 있으며, 실험자는 디스플레이 패널(미도시)을 통해 상술한 드레인부(130), 유량조절부(120), 교반부(140)를 제어하고 실험 환경을 제어할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 수소지연파괴 시험장치의 실험 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 먼저 본 발명의 수소지연파괴 시험장치(100)의 수조(111)에 수소침지 용액(S)을 일정한 농도로 제조하고, 성형 가공된 시험편(1)을 용액(S)에 침지시킨다. 이 때, 수소침지 용액(S)은 수조(111)에 일정한 양 또는 임의의 양의 물(W)을 채운 뒤, 수소이온을 포함하는 황산, 질산 등의 시약을 투하하여 용액(S)을 제조할 수 있으며, 센서부(160) 및 제어부(170)의 작동을 통해 정확한 산도 값을 측정 및 제어할 수 있다. 또한, 시험편(1)의 중량이 무거운 등 불가피한 경우에는 수조(111)에 성형 가공된 시험편(1)을 수용한 상태에서 용액(S)을 제조할 수도 있다.
구체적으로, 제어부(170)는 실험자가 디스플레이 패널(미도시)에 입력한 입력값이 센서부(160)에서 송출된 산도 수치보다 작으면 유량조절부(120)에서 물(W)을 공급하도록 작동시키고, 실험자의 입력값이 센서부(160)에서 송출된 산도 수치보다 크거나 같으면 유량조절부(120)의 작동을 중지시켜 원하는 농도에 맞게 물(W)을 공급하도록 제어할 수 있다. 이와 동시에, 제어부(170)는 수조(111) 내의 용액 순환하도록 교반부(140)를 작동시켜 수조(111) 내의 농도가 균일하게 유지되도록 할 수 있다.
상술한 과정에 따라 용액(S)이 일정 농도로 제조되면 성형 가공된 시험편(1)을 용액(S)에 침지시켜 수소지연 파괴를 관찰할 수 있다.
실험이 완료되면 제어부(170)의 조작을 통해 배출밸브(132)를 작동시켜 용액(S)을 안전하게 외부로 배출시킬 수 있다.
지금까지 본 발명의 수소지연파괴 시험장치(100)에 관한 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시 예에 국한되어 전해져서는 안되며, 후술하는 특허등록 청구범위뿐만 아니라 이 특허등록 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허등록 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허등록 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 시험편 100: 수소지연파괴 시험장치
110: 침지시험부 111: 수조
111b: 연결홀 111c: 저면
111d: 제1 배출구 111e: 제2 배출구
112: 지지프레임 113: 휠 조립체
114: 스토퍼 115: 창
116: 커버 117: 플레이트
120: 유량조절부 121: 공급라인
122: 공급밸브 123: 유량계
130: 드레인부 131: 배출라인
132: 배출밸브 140: 교반부
141: 순환라인 142: 순환밸브
143: 순환펌프 150: 후드
151: 도어 152: 실험공간
153: 덕트 160: 센서부
170: 제어부

Claims (11)

  1. 수소이온을 포함하는 용액에 성형 가공된 시험편을 침지시키는 수소지연파괴 시험장치에 있어서,
    상측이 개방되는 중공형으로 마련되고 상기 용액과 상기 시험편을 수용 가능하게 마련되는 수조를 포함하는 침지시험부;
    상기 수조에 물을 공급하여 상기 용액의 부피 및 농도를 조절하는 유량조절부;
    상기 수조의 저면에 마련되는 제1 배출구와 연통되고 상기 용액을 외부로 배출시키는 드레인부;
    상기 수조의 저면에 마련되는 제2 배출구와 연통되고 상기 용액을 순환시키는 교반부; 및
    상기 수조에 내측에 마련되어 상기 용액의 산도(pH)를 측정하는 센서부;를 포함하는 수소지연파괴 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수조의 저면은
    상기 제1 배출구 및 제2 배출구를 향해 하방 경사지게 마련되는 수소지연파괴 시험장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 침지시험부는
    상기 수조의 저면에 수평하게 안착되고 복수 개의 관통공을 구비하는 플레이트를 포함하는 수소지연파괴 시험장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 교반부는
    일측이 상기 제2 배출구와 연통되고 타측이 상기 수조의 측면과 연통되는 순환라인과, 상기 순환라인에 마련되어 유체의 흐름을 발생시키는 순환펌프와, 상기 순환라인의 흐름을 제어하는 순환밸브를 포함하는 수소지연파괴 시험장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 드레인부는
    상기 제1 배출구와 연통되고 상기 용액을 외부로 유출시키는 배출라인과, 상기 배출라인의 개폐를 조절하는 배출밸브를 포함하는 수소지연파괴 시험장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유량조절부는
    상기 수조와 연통되고 물을 공급하는 공급라인과, 상기 공급라인을 통과하는 유량을 조절하는 유량계와, 상기 공급라인의 개폐를 조절하는 공급밸브를 포함하는 수소지연파괴 시험장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 침지시험부가 수용되는 실험공간과, 상기 실험공간을 환기시키는 덕트와, 상기 실험공간을 개폐하는 도어를 포함하는 후드;를 더 포함하는 수소지연파괴 시험장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센서부에서 송출된 산도 수치를 수신하고, 상기 드레인부와 상기 유량조절부와 상기 교반부의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 수소지연파괴 시험장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는
    입력값이 상기 센서부에서 송출된 산도 수치보다 작으면 상기 유량조절부에서 물을 공급하도록 작동시키고, 실험자의 입력값이 상기 센서부에서 송출된 산도 수치보다 크거나 같으면 상기 유량조절부의 작동을 중지시키는 수소지연파괴 시험장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 침지시험부는
    상기 수조의 하단부를 지지하는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 결합되어 상기 수조를 이동 가능하게 하는 휠 조립체와, 상기 휠 조립체를 고정 가능하게 마련되는 스토퍼를 포함하는 수소지연파괴 시험장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 침지시험부는
    상기 수조의 상단부를 덮는 적어도 하나의 커버를 더 포함하는 수소지연파괴 시험장치.
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