후판 SAW 입열량이 CTOD 시편의 잔류응력에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

가혹한 조건하에서의 Offshore 구조물에 쓰이는 강판은 우수한 물성과 고품질을 요구한다. 이러한 품질 요건 중에서 파괴 인성은 Offshore 구조물, 특히 북극해에서 매우 중요하다. 균열 선단 개구 변위(CTOD) 시험은 파괴 직전에 소성 변형이 발생할 수 있을 때 사용되는 파괴 인성 시험 중 하나이다. CTOD 시험 전에는 시편의 피로 균열을 균일하게 생성하여야 하는 것과 용접 잔류응력을 해소해야 한다는 문제에 직면한다. 만약 잔류응력이 높다면, 잔류응력을 해소하는 방법으로 국부 압축법이 하나의 방법으로 쓰일 수 있다. Offshore 구조물 관련 규정에서 잠호용접에 대한 입열량은 주로 두 가지로 정하고 있다. 잠호용접은 높은 입열량을 나타내는 용접 기법이다. 그러므로 용접 후 CTOD 시편에는 잔류응력이 잔존한다. 잔류응력을 유한요소법으로 예측할 수 있다. 이번 해석에는 이중 타원 열원을 유한한 후판에 적용하였다. 용접 열원 모델의 길이는 용접 용융부의 크기를 실측으로 구하여 적용하였다. 용융부의 깊이와 폭 길이는 실제 측정 길이로 적용하였다. 그리고 해석을 통해 예측된 잔류응력은 실험으로 그 신뢰성을 확인하였다. 잔류응력은 심공 드릴링 방법으로 측정 가능하다. 신뢰성이 확보되면, 국부 압축법을 유한요소법으로 CTOD 시편에 실시하였다. BS7448 에서는 국부 압축법을 잔류응력 해소법으로 제안하고 있다. 이번 해석에서는 국부 압축법이 잔류응력에 미치는 영향을 나타내었다. 그리고 잔류응력 해소에 가장 적합한 방법을 보여주고 있다.