공조기용 Stainless Steel 배관의 S-N Curve 및 내구수명 예측 기법 연구

국문 초록 (Abstract)

에어컨 사이클 배관의 내구성, 내식성 향상을 통해 제품의 신뢰성을 높이고, 강건 설계와 배관 구조 단순화를 통해 소형화, 경량화 달성을 목표로 기존 구리 배관 대비 50~70%의 두께로 동등 이상의 강도 및 가공성을 확보할 수 있는 연질 STS 배관을 적용하고자 시도 중이다. 이를 위해 본 연구에서는 실험적인 방법을 이용하여 후보 배관재료인 STS 304J1 재질과 배관 제작 시 사용되는 TIG 용접부의 인장 및 피로물성을 확인하였다. 또한 수치해석적 방법으로 가동조건에서 발생되는 STS 배관의 응력을 유한요소법을 이용하여 예측하였으며, 피로수명곡선으로부터 응력범위에 해당하는 수명을 예측함으로써 제품의 응력관리기법을 도출하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To increase product reliability by improving the durability, and corrosion resistance of air conditioner cycle pipes, and to achieve miniaturization, and weight reduction through the simplification of the steel construction system and pipe structure, the thickness of 50~70% could ensure greater strength and workability, than that of the existing copper pipes. We are promoting the development of usable, flexible STS piping. In this study, the tensile and fatigue properties of STS 304J1, which is considered as a piping material, and TIG welds used in piping manufacturing, were verified using an experimental method. Additionally, the stress generated in STS pipes under operating conditions, was predicted using the finite element method by numerical analysis; and the stress management method of the product was derived by predicting its life span corresponding to the stress range, from the fatigue life curve.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• Abstract
• 1. 서론
• 2. STS 304J1 재료물성 평가
• 3. 피로수명 평가
• 4. 가동배관의 피로수명 예측
• 5. 결론
• 참고문헌(References)

참고문헌 (Reference)

1 "Special Metals, INCONEL® Alloy 600, SMC-207"

2 POSCO, "Mill Test Certificate KS-D3698 -STS 304J1"

3 Bannantine, J. A, "Fundamentals of Metal Fatigue Analysis" Prentice Hall 1989

4 Incropera, F. P., "Fundamentals of Heat and Mass Transfer" John Wiley &Sons 2006

5 Nogami, S., "Fatigue Life Evaluation of TIG-Weld of Reduced Activation Ferritic/Martensitic Steel F82H by Small Specimen Test Technique" 9 : 232-236, 2010

6 Chopra, O. K, "Effects of LWR Coolant on the Fatigue Life of Reactor Materials" Argonne National Laboratory, University of Chicago 2007

7 Hong, S. P., "Approximate Elastic Stress Estimates for Elbows under Internal Pressure" 53 (53): 526-535, 2011

8 "ASTM E8M-04, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials [Metric](Withdrawn 2008)"

9 Jo, S. H, "A Study on the Fatigue Limit Test of Welded STS-304" Chosun University 2007