금속손상진단

CHAPTER 01 손상진단 기술의 소개 1

제1장 손상진단 기술의 소개 1
1.1 손상진단의 이해 2
1.2 파단면의 중요성 4
1.3 손상진단 절차 6
1.4 손상의 구분 8
1.4.1 과부하 9
사례 1 액화석유가스(LPG) 저장 용기의 폭발 10
1.4.2 피로 손상 12
1.4.3 부식 손상 14
1.4.3 제조 결함 18
1.5 잔존 수명의 평가 19
1.5.1 부식률(Corrosion Rate) 19
1.5.2 부식 여유(Corrosion Allowance) 20
1.5.3 피로 환경의 수명 평가 23
1.6 마무리 26

CHAPTER 02 손상진단의 분류 27

2.1 사용상 결함 28
2.1.1 과부하(Overload) 28
사례 2 정유공장 배관과 타이타닉호의 파단 29
사례 3 2분필 부러뜨리기와 파단면 관찰 32
사례 4 UH-60 헬리콥터 추락사고와 파단면 32
사례 5 4타워 크레인 사고와 파단면 34
사례 6 연성(찢어짐) 및 취성(깨짐) 파단면 비교 35
사례 7 오리콘포 파손과 파단면 36
사례 8 정유 공장의 폭발 사고 37

2.1.2 피로(Fatigue) 39
사례 9 당산철교 세로 보의 피로 균열 42
사례 10 피로 파단면(동심원 및 피로 줄 무늬) 43
사례 11 스프링의 피로 파단 45
사례 12 표면 가공 결함에 의한 피로 파단 (Swing Motor Shoe & Drive Rod Stud) 46
사례 13 표면 접힘/틈새에 의한 피로 파단 48
사례 14 인위적인 노치 설계로 인한 피로 파단 49
사례 15 인위적인 결함형성에 의한 피로 파단 50
사례 16 인위적인 결함형성에 의한 피로 파단 53
사례 17 4송유관 배관의 피로 파괴 1 54
사례 18 송유관 배관의 피로 파괴 2 55
사례 19 철도 레일의 파손 57
2.1.3 부식 및 손상(Corrosion & Degradation) 60
사례 20 수분 64
사례 21 산소 65
사례 22 대기 중 불순물 66
사례 23 자동차 경주장 인도교 붕괴 73
사례 24 가이드 케일블로 고정된 철탑의 붕괴 76
사례 25 열교환기 튜브 틈새 부식 81
사례 26 대기 환경에서 발생되는 틈새 부식 83
사례 27 자동차 외부 장식물에 의한 손상 83
사례 28 비행기 날개의 틈새 부식 손상 84
사례 29 용접부 갈바닉 부식 91
사례 30 아연 도금된 난방 배관의 부식 93
사례 31 스테인레스강 클래딩 부의 갈바닉 부식 94
사례 32 자유의 여신상의 부식 95
사례 33 타이타닉 호의 비극 96
사례 34 선박 추진 시스템의 갈바닉 부식 98
사례 35 304 스테인레스강 용접부 응력부식 균열 106


사례 36 후쿠시마 원전 316L의 응력부식 균열 107
사례 37 스테인레스강 용기의 SCC 및 균열 예측 110
사례 38 스테인레스강의 응력부식에 의한 TG/IG 균열 사례 모음 111
사례 39 응력부식 균열의 줄 무늬와 피로 균열의 줄 무늬 비교(Striation) 112
사례 40 수영장 지붕 붕괴 사고 114
사례 41 316L 스테인레스강의 부식특성이 우수한 이유 118
사례 42 316L의 공식(Pitting) 부식 119
사례 43 스테인레스강의 Under Deposit Corrosion 120
사례 44 스테인레스강의 EGA (End Grain Attack) Corrosion 122
사례 45 고압 파이프 공식(Pitting) 부식 122
사례 46 공식(Pitting) 부식에 의한 가스 배관 폭발사고 124
사례 47 히터 튜브의 침식 133
사례 48 캐비테이션(Cavitation) 침식 134
사례 49 발전소 배관의 FAC(Flow Accelerated Corrosion) 135
사례 50 곡관의 LDI(Liquid Droplet Impingement) 136
사례 51 소화 배관의 미생물 부식 손상 140
사례 52 가스 배관의 폭발 사고 141
사례 53 스테인레스강 물 탱크 용접부의 미생물 부식 손상 143
사례 54 매립 경유 배관의 부식 누유 사고 144
사례 55 수압 시험 이후의 부식 손상 145
사례 56 스테인레스강의 입계 예민화 균열 157
사례 57 304SS의 용접부 디케이(Weld Decay) 158
사례 58 321/347 스테인레스강의 Knife Line Attack 160
사례 59 장애인 체전 성화대 파단사고 (2006. 9. 15) 163
사례 60 송유관 배관의 파손 177
사례 61 정유공장 배관의 수소 취성 균열 및 파단 178
사례 62 압력 용기 용접부의 지연 균열 180
사례 63 압력용기 수압 시험 중 파괴 181
사례 64 2정유 탱크의 수소 취성 균열 182


사례 65 4가스배관의 수소취성 184
사례 66 가스 배관 및 정유 배관의 수소유기균열과 수소 부풀음 189
사례 67 가스 배관의 HIC(수소유기균열) 및 SCC (응력부식균열) 비교 192
사례 68 안전 밸브 스프링의 파손 197
사례 69 알라스카 송유관 부식 손상 200
사례 70 고온 수소 취성 (Hydrogen Attack) 202
사례 71 정유 공장의 고온 수소 취성에 의한 폭발 사고 206
사례 72 고온의 수소 배관의 보수 용접 210
사례 73 자연 균열(Season Crack) 212
사례 74 3보온재 하단의 부식(Corrosion Under Insulation, CUI) 213
사례 75 고온 황화물 부식(Sulfidation) 216
사례 76 7가열로 화재 사고 217
사례 77 미국 리치몬드 정유 공장의 화재 218
사례 78 인천 중동 IC 철제 빔 열화(2010. 12. 15) 236
사례 79 탄소강과 내열 주조강의 미세조직 열화단계 238
사례 80 크롬강 (펄라이트 조직) 열화 손상 239
사례 81 고크롬강(마르텐사이트조직) 열화손상 241
사례 82 스테인레스강(오스테나이트 조직) 열화 손상 242
사례 83 9Zn 취화 균열에 의한 손상 사례 249
사례 84 수은에 의한 액체 금속 취화 251
2.2 소재 제조 결함(Manufacturing Defect) 252
2.2.1 주조 결함(Casting Defect) 252
사례 85 주강 임펠러 및 팬로터의 주조결함 파손 258
사례 86 원심 주조용 내열주강 주조 기공 및 주조 편석 259
사례 87 마스터 컬럼(Master Column) 중심선 균열 261
2.2.2 단련 결함(Wrought Defect) 262
사례 88 리벳의 고온 단조 결함 269
사례 89 철도 레일카 스프링 피로 파단 270
사례 90 0형 단조(Shape Forming) 균열 270


사례 91 R각 부분의 Metal Flow에 의한 단련 결함 271
2.2.3 표면 처리 및 열처리 결함 277
사례 92 고주파 열처리 웜 기어의 파손 295
사례 93 원심분리기 리드 봉(Lead Bar) 균열 297
2.2.4 용접 결함(Welding Defect) 297
사례 94 배관 용접부 피로 파단 302
사례 95 성수대교의 붕괴 303
사례 96 가스 배관의 융착 불량 사고 309
사례 97 용접부 LF & IP 사례 311
사례 98 ERW Pipe의 손상 312
사례 99 석유 시추선의 붕괴 사고 315
사례 100 0두 동강난 화물선 320
사례 101 용접 라멜라 균열 예시 328
사례 102 정유 공장의 폭발 사고 337
사례 103 용접 액화 균열 식별 343
사례 104 철강 배관 용접부 응력부식 균열 사례 348
사례 105 용접부 칼날 부식 균열(Knife Line Attack) 350

제3장 금속 파단면 및 미세 조직 359
3.1 기본적인 금속 파단면 358
3.3.1 연성 파단면 358
3.3.2 취성 파단면 360
사례 106 볼트 파단면 해석 사례 365
3.3.3 피로 파단면 373
3.2 금속 결정구조와 Fe-C 상태도 377
3.2.1 금속의 결정 구조 377
3.2.2 Fe-C 평형 상태도 380
3.3 기본적인 금속 미세 조직 384
3.3.1 탄소 함량에 따른 구분 384


3.3.2 불순물에 따른 철강의 구분 388
3.3.3 주조 조직 393
3.3.4 단련 조직 423
3.3.5 용접 조직 468
3.4 금속의 강화기구, 열처리 기본 개념 496
3.4.1 금속 강화기구 496
사례 106 스테인레스강 변형 쌍정에 의한 응력 부식균열(SCC) 유발 502
3.4.2 강의 열처리 522
3.5 금속 재료 시험 551
3.5.1 인장 시험(Tensile Test) 551
3.5.2 굽힘 시험(Bending Test) 557
3.5.3 충격 인성 시험(Impact Test) 558
3.5.4 경도 시험(Hardness Test) 560
3.5.5 피로 시험(Fatigue Test) 570
3.5.6 표면 복제법(Replica) 571
3.5.7 크리프 시험(Creep Test) 573