인하대학교 기계공학실험 A -좌굴 및 크리프 결과 보고서입니다.

소개

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목차

1. 좌굴 실험
1) 기둥 양단의 지지조건에 따른 임계하중 측정값
2) 단면 형상과 임계하중 사이의 관계(기둥의 길이 및 재료는 동일)
3) 양단 고정, 일단 고정 지지조건에 대한 임계하중 식 유도
4) 주어진 시스템의 좌굴 임계하중(Pcr)을 구하여라.

2. 크리프 실험
1) 실험 결과 DATA (표)
2) 크리프 곡선 (time-strain 그래프)
3) 크리프가 발생한 사례 (3가지)

3. 고찰

본문내용

➊ Burst pipe of a naphtha desulfurization plant
: 저합금강의 산화층은 고온에서 표면층에 외부 산소의 확산과 산화 반응에 의해 생성되는 철 산화물로 구성되는데, 부식층과 모상간의 결합력의 약화를 유발하고, 부식층은 공공이나 균열을 포함하는 치밀하지 못한 조직으로써 열 충격성이 급격히 감소하여 쉽게 손상이 발생한다. 일반적인 고온 산화 분위기 외에도 합금강은Sulfur 분위기에서 Hydrogen sulfide (H2S)에 의한 고온부식이 400-600℃ 온도 범위에서 활발하여 부식 손상층을 형성한다. 그림 1 은 치밀하지 못한 저합금강의 산화층을 보여주는 것으로써 이 산화층에 의해 파이프 두께 감소가 유발되는 것을 보여준다. 또한 400-500℃에서 생성되는 적층물로 부식 균열층 그림 1 (b)와 같이 형성되고 그 화학 조성은 5.7%C-26.5%S-50.9%Fe 로 분석된다.

➋ Wires of a conveyor belt
: 미사용 철사의 미세조직은 일반 Stainless 강의 미세조직과 동일하게 Austenite 기지와 결정립계 및 결정립 내부에 형성된 쌍정으로 구성된다 (그림 3(a)). 이러한 미세조직은 870-900℃ 온도와 탄소 분위기의 사용 조건에서 그림 3(b)와 같은 표면 산화층과 내부 탄화물 생성의 조직 변화를 겪는다. 산소 분압이 전혀 없는 분위기에서 CO2와 CO 는 산소와 탄소의 공급원이 되어 Stainless 강 철사의 산화 및 탄화를 유발한다. 표면 산화는 입계에 미리 생성된 크롬 탄화물 (Cr23C6)로부터 크롬이 확산 방출되어 크롬 산화물 (Cr2O3)이 형성됨으로써 진행되므로, 입계에 크롬 고갈과 탄화물 분해에 따른 입계 취화요건이 형성되고 결국 입계 부식과
균열로 발전한다. 사용된 Conveyor belt wire 의 탄소 함량은 0.84%로 증가하고 Cr 은 16.4%로 미사용 wire 보다 감소하는 것으로 측정된다.

참고자료

· Mechanical Design of Machine Components, Ansel C. Ugural, CH07-Fatigue
· 고온손상 및 사례 High Temperature Failure and Case Study , Report No. RB-FA-G007