[기계안전기술사] 문제풀이 2022년 127-2-4 고령화설비 수명예측

문제 4. 고령화설비의 수명예측과 관련하여 다음을 설명하시오.
1) 용어의 뜻을 설명하시오.
① 경년손상
② 열시효취화
③ 크리프
2) 수명의 지배인자에 대하여 설명하시오

문제풀이
1. “경년손상”이란
  해가 거듭되면서 발생하는 손상으로, 재료가 고온에서 장시간 가열 및 담금질 등에 의하여 재료 전체의 특성이 변화하고,
  특히 파괴인성 및 충격 에너지의 변화로 인하여 취성이 현저하게 나타나는 현상을 말한다.
2. “열시효취화”란
  운전온도 300℃의 비크리이프 영역에서 장시간 가열에 의한 취화를 말한다.
3.  “크리이프(CREEP)”란
  일정온도에서 일정한 하중이 작용하는 경우에 시간의 경과에 따라 재료의 변형이 증가하는 현상을 말한다.

4. 수명 지배인자
1) 재료결함
   - 공업재료는 대개 비금속 개재물, 편석 등의 재료결함을 내포
   - 기기의 사용기간 중에도 부식피트, 마멸, 피로균열, 응력 부식균열 등의 결함이 발생
2) 경년손상
    -  크리프손상
    - 수소취화
    - 가열취화
    - 틈내부식

  재료의 결함과 경년손상이 수명의 지배인자이다.
현재 설치된 기기에는 결함이 없는 것이 원칙이나,
공업재료는 대개 비금속 개재물, 편석 등의 재료결함을 내포하고 있으며,
기기의 사용기간 중에도 부식피트, 마멸, 피로균열, 응력 부식균열 등의 결함이 발생하고,
또한 그 결함은 재료결함 및 제조시의 결함을 시작점으로 하여 진전된다는 사실을 주지하여야 한다.

실제로 경년손상이 문제가 되는 것은 피로 및 응력부식균열 등의 복합 효과이다.
크리이프의 경우에는 기공이 발생, 성장하여 재료 전체의 손상에 부가하여 국부적으로 균열이 발생하여 진전된다. 경년손상은 좁은 의미에서 재료 전체의 취화이며, 넓은 의미에서 균열을 수반하는 현상을 포함하는 것으로
전자는 경년열화, 후자는 경년손상으로 구분한다.

경년손상은 기공 및 미세균열의 생성, 제2상 입자의 석출, 불순물 원소의 편석 등으로 인한 재료 내부의 조직변화이다

M-146-2012 고령화 설비의 손상평가와 수명예측에 관한 기술지침.pdf

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