용접구조물의 피로수명에 미치는 인자들을 열거하고 간단히 설명하시오

 

가. 피로수명

 용접 구조물의 파괴는 대부분 용접부에서 발생하며, 용접부는 기포, 균열, 슬랙섞임 등의 여러 가지 결함이 존재하여 이로부터 균열이 전파하고 있다.  또한 열응력에 의한 잔류응력 및 뒤틀림은 균열과 결함을 유발시키며, 수소흡수, 열영향에 의한 금속조직의 변화 등도 파괴의 원인이 된다.  이들 기계적 성질의 저하를 경감시키기 위한 방법으로 후열처리를 실시한다. 후열처리한 용접구조물은 용접시에 수반하는 작은 언더컷, 기공, 냉간 및 열간 균열과 불순물을 기점으로 미세 균열이 존재하며 이것이 피로파괴의 핵이되어 피로균열 내지 파괴를 유발하므로 열영향부의 피로파괴 방지를 위한 조치가 필요하다.

  재료나 구조물이 하중, 변위 또는 열응력을 반복시켜서 재료가 손상(균열 발생이나 파단 등)하는 현상을 피로(fatigue)라 하며, 이 때까지의 하중, 변위 또는 열응력의 반복횟수를 피로 수명(fatigue life)이라 하며, 다음과 같은 인자들이 피로수명에 영향을 미친다. 

 나. 피로 수명에 미치는 인자

    ① 용접부의 재질과 모재 재질의 차         ② 용접부의 표면상태(탈탄층)

    ③ 이음형상                                          ④ 하중상태(소성가공)

    ⑤ 용접구조상의 응력집중, 잔류응력       ⑥ 용접 결함의 존재, 개재물

    ⑦ 부식환경