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R&B Technical Note TN 21 Failure Analysis & Procedure 파손분석과 절차 R&B Inc. MTS BUSINESS PARTNER Copy Right, R&B Inc Design and specification can be changed for quality improvement RB312 Printed 04/2018

R&B Technical Note TN 21 Failure Analysis & Procedure · 2018. 4. 9. · Failure Analysis & Procedure 2/32 목 차 Preface 3 Hyperlink List 4 I. Introduction 6 II. Failure Analysis

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  • R&B Technical Note TN 21

    Failure Analysis & Procedure

    파손분석과 절차 R&B Inc. MTS BUSINESS PARTNER Copy Right, R&B Inc Design and specification can be changed for quality improvement RB312 Printed 04/2018

  • Failure Analysis & Procedure

    2/32

    목 차

    Preface 3

    Hyperlink List 4

    I. Introduction 6

    II. Failure Analysis Procedure 7

    III. Test Method for Failure Analysis 15

    IV. Relationship between Stress and Fracture Surface 20

    V. Fracture Surface Analysis 24

    VI. Case Study for Failure 29

    ▪ Fatigue Failure 29

    ▪ Corrosion Failure 29

    ▪ Wear & Erosion Fracture 30

    ▪ High Temperature Failure 30

    ▪ Casting Failure 30

    ▪ Surface & Heat Treatment Failure 30

    ▪ Weld Failure 30

    Epilog 31

  • Failure Analysis & Procedure

    3/32

    Preface

    본 자료는 R&B Inc. 의 지난 20년 경험을 바탕으로 준비한 자료로서

    가능한 간단하게 자료를 소개합니다.

    대부분 자료는 Hyperlink 처리하여 필요에 따라 사용할 수 있도록 구성하였습니다.

    Hyperlink List

    ▪ 관련자료 47File, 총 620쪽

  • Failure Analysis & Procedure

    4/32

    Hyperlink List

    No. Title Page Code Number File Name

    1 파손원인 분석절차 10 RB-FA-G001 RB-FA-G001 파손원인분석절차 Failure Analysis Procedure

    2 응력과 파면의 관계 6 RB-FA-G002 RB-FA-G002 응력과 파면 Relationship between Stress and Fracture Surface

    3 파면분석법 16 RB-FA-G003 RB-FA-G003 파면분석법 Ductile and Brittle Fracture Surface

    4 피로손상 12 RB-FA-G004 RB-FA-G004 피로손상 Fatigue Failure

    5 마모 및 마식 파손사례 10 RB-FA-G005 RB-FA-G005 마모손상 Case Study of Wear & Erosion Fracture

    6 고온손상 및 사례 20 RB-FA-G007 RB-FA-G007 고온손상 High Temperature Failure and Case Study

    7 주조손상 및 사례 20 RB-FA-G008 RB-FA-G008 주조손상 Casting Failure and Case Study

    8 표면 및 열처리 손상 10 RB-FA-G009 RB-FA-G009 표면 및 열처리손상 Failure of Surface & Heat Treatment Defect

    9 용접 손상 및 사례 17 RB-FA-G010 RB-FA-G010 용접손상 Weld Failure and Case Study

    10 피로파손사례 26 RB-FA-C001 RB-FA-C001 피로파손사례 Case Study of Fatigue Failure

    11 부식손상-응력부식 19 RB-FA-C002 RB-FA-C002 응력부식 Corrosion Failure- Stress Corrosion Cracking (SCC)

    12 부식손상-소공부식 11 RB-FA-C003 RB-FA-C003 소공부식 Corrosion Failure- Pitting Corrosion

    13 부식손상-마식 6 RB-FA-C004 RB-FA-C004 마식 Corrosion Failure- Erosion

    14 부식손상-입계부식 12 RB-FA-C005 RB-FA-C005 입계부식 Corrosion Failure- Intergranular Corrosion

    15 부식손상-균열부식 5 RB-FA-C006 RB-FA-C006 균열부식 Corrosion Failure- Crevice Corrosion

    16 부식손상-갈바닉 및 염기성 부식 10 RB-FA-C007 RB-FA-C007 갈바닉&염기성부식 Corrosion Failure- Galvanic & Caustic Corrosion

    17 Aircraft component 의 파손분석 10 RA-FA-C008 RB-FA-C008 Aircraft component 파손분석 Failure Analysis of Aircraft component

    18 Outboard Pylon Rib 의 파손 분석 12 RB-FA-C009 RB-FA-C009 Outboard Pylon Rib 파손 분석 Failure Analysis on the Rib of Outboard Pylon

    19 LWR Wing Skin 의 파손 분석 19 RB-FA-C010 RB-FA-C010 LWR Wing Skin 파손 분석 Failure Analysis of LWR Wing Skin

    20 R/H Wing Spar 의 파손 분석 16 RB-FA-C011 RB-FA-C011 R/H Wing Spar 파손 분석 Failure analysis of R/H Wing Spar

    21 Bulkhead Lower Flange 의 파손 분석 11 RB-FA-C012 RB-FA-C012 Bulkhead Lower Flange 파손 분석 Failure analysis of Bulkhead Lower Flange

    22 LEF Fairing Part 의 파손 분석 9 RB-FA-C013 RB-FA-C013 LEF Fairing Part 파손 분석 Failure analysis of LEF Fairing Part

    23 Air craft Door 및 Brake 의 파손 분석

    7 RB-FA-C014 RB-FA-C014 Air craft Door 및

    Brake 파손 분석 Failure analysis of Aircraft Door and Speed Brake

    http://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G001-파손분석절차.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G001-파손분석절차.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G002-응력과-파면.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G002-응력과-파면.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G003-파면분석법.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G003-파면분석법.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G004-피로손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G004-피로손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G005-마모손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G005-마모손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G007-고온손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G007-고온손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G008-주조손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G008-주조손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G009-표면-및-열처리-손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G009-표면-및-열처리-손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G010-용접손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G010-용접손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C001-피로파손사례.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C001-피로파손사례.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C002-응력부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C002-응력부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C003-소공부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C003-소공부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C004-마식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C004-마식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C005-입계부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C005-입계부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C006-균열부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C006-균열부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C007-갈바닉염기성부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C007-갈바닉염기성부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C008-Aircraft-component의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C008-Aircraft-component의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C009-Outboard-Pylon-Rib의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C009-Outboard-Pylon-Rib의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C010-LWR-Wing-Skin의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C010-LWR-Wing-Skin의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C011-RH-Wing-Spar의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C011-RH-Wing-Spar의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C012-Bulkhead-Lower-Flange의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C012-Bulkhead-Lower-Flange의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C013-LEF-Fairing-Part의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C013-LEF-Fairing-Part의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C014-Air-craft-Door-및-Brake의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C014-Air-craft-Door-및-Brake의-파손-분석.pdf

  • Failure Analysis & Procedure

    5/32

    Hyperlink List

    No. Title Page Code

    Number

    File Name

    24 Air plane Door 및 Speed Brake 의 파손 분석 14 RB-FA-C015 RB-FA-C015 Air plane Door 및

    Speed Brake 파손 분석 Failure analysis of Air plane Door and Speed Brake

    25 Pivot Shaft 의 파손 분석 11 RB-FA-C016 RB-FA-C016 Pivot Shaft 파손 분석 Failure analysis of Pivot Shaft

    26 ECS Duct 의 파손 분석 8 RB-FA-C017 RB-FA-C017 ECS Duct 파손 분석 Failure Analysis of ECS Duct

    27 Leading Edge Fairing Part 의 파손분석 15 RB-FA-C018 RB-FA-C018 Leading Edge Fairing Part 파손분석 Failure Analysis of Leading Edge Fairing Part

    28 316L STS T/C Line 의 부식 원인 분석 25 RB-FA-C019 RB-FA-C019 316L STS T/C Line 부식 원인 분석 Corrosion Failure Analysis of 316L STS T/C Line

    29 Alumina Porcelain Rod 의 파손분석 13 RB-FA-C020 RB-FA-C020 Alumina Porcelain Rod 파손분석 Failure Analysis of Alumina Porcelain Rod

    30 상하이 빌딩 붕괴 7 RB-FA-C021 RB-FA-C021 상하이 빌딩 붕괴 Building Collapsed In Shanghai

    31 A1520 링 단조품 결함 분석 12 RB-FA-C022 RB-FA-C022 A1520 링

    단조품 결함 분석 Defect Analysis of A1520 Forged Ring

    32 ST52 Steel Tube for Injection line 의 파손 분석 18 RB-FA-C023 RB-FA-C023 ST52 Steel Tube for Injection line 파손 분석 Failure analysis for ST52 Steel Tube for Injection lines

    33 고압용 부품의 파손분석 11 RB-FA-C024 RB-FA-C024 고압용 부품

    파손분석 Failure analysis of Component of High Pressure

    34 Aircraft component 의 피로파손분석 18 RB-FA-C025 RB-FA-C025 Aircraft component 피로파손분석 Failure analysis of Fatigue Fracture of Aircraft Component

    35 FRP Shaft 의 파손분석 8 RB-FA-C026 RB-FA-C026 FRP Shaft 파손분석 Failure Analysis of FRP Shaft

    36 Manifold clamp 의 파손분석 4 RB-FA-C027 RB-FA-C027 Manifold clamp 파손분석 Failure analysis of manifold clamp

    37 파이프 어셈블리-퓨얼 부품의 파손 분석 보고서 5 RB-FA-C028 RB-FA-C028 파이프 어셈블리-

    퓨얼 부품 파손 분석 보고서 Failure Analysis of Pipe Assembly Fuel Component

    38 압력용기 파손 분석 18 RB-FA-C029 RB-FA-C029 압력용기 파손 분석 Failure Analysis of Pressure Vessel

    39 SF590A (C1045) Shaft 결함 분석 11 RB-FA-030 RB-FA-C030 SF590A (C1045) Shaft 결함 분석 Failure Analysis of SF590A (C1045) Shaft

    40 Wing LWR Skin 의 파손분석 11 RB-FA-C031 RB-FA-C031 Wing LWR Skin 파손분석 Failure analysis of Wing LWR Skin

    41 ST52 튜브의 파손분석 13 RB-FA-C032 RB-FA-C032 ST52 튜브 파손분석 Failure Analysis of ST52 Tube

    42 수송기계 및 발전설비 산업용 기계부품의 파손원인

    분석 7 RB-FA-C033 RB-FA-C033 수송기계 및

    발전설비 산업용 기계 부품의

    파손원인 분석 Failure Analysis of Mechanical Components for Transport Machinery and Power Plant Equipment Industries

    43 전기집진기용 CE 용접부 건전성 평가 21 RB-FA-C034 RB-FA-C034 전기집진기용

    CE 용접부 건전성 평가 Optimization of Weld Condition on Electric Precipitation System

    44 전기집진기 CE 파손 분석 9 RB-FA-C035 RB-FA-C035 전기집진기

    CE 파손 분석 Failure Analysis on CE of Electric Precipitation System

    45 전기집진기 DE 파손분석 12 RB-FA-C036 RB-FA-C036 전기집진기

    DE 파손분석 Failure Analysis of Electric Precipitation System

    46 전기집진기용 Shaft 파손분석 6 RB-FA-C037 RB-FA-C037 전기집진기용

    Shaft 파손분석 Failure Analysis on Shaft of Electric Precipitation System

    47 ASTM C1322 Fractography and Characterization of Fracture Origins in Advanced Ceramics

    49 ASTM C1322 Same to Title

    http://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C015-Air-plane-Door-및-Speed-Brake의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C015-Air-plane-Door-및-Speed-Brake의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C016-Pivot-Shaft-의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C016-Pivot-Shaft-의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C017-ECS-Duct의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C017-ECS-Duct의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C018-Leading-Edge-Fairing-Part의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C018-Leading-Edge-Fairing-Part의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C019-316L-STS-TC-Line의-부식-원인-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C019-316L-STS-TC-Line의-부식-원인-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C020-Alumina-Porcelain-Rod의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C020-Alumina-Porcelain-Rod의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C021-상하이-빌딩-붕괴.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C021-상하이-빌딩-붕괴.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C022-A1520-링-단조품-결함-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C022-A1520-링-단조품-결함-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C023-ST52-Steel-Tube-for-Injection-line의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C023-ST52-Steel-Tube-for-Injection-line의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C024-고압용-부품의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C024-고압용-부품의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C025-Aircraft-component-의-피로파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C025-Aircraft-component-의-피로파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C026-FRP-Shaft의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C026-FRP-Shaft의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C027-Manifold-clamp의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C027-Manifold-clamp의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C028-파이프-어셈블리-퓨얼-부품의-파손-분석-보고서.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C028-파이프-어셈블리-퓨얼-부품의-파손-분석-보고서.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C029-압력용기-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C029-압력용기-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C030-SF590A-_C1045_-Shaft-결함-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C030-SF590A-_C1045_-Shaft-결함-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C031-Wing-LWR-Skin의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C031-Wing-LWR-Skin의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C032-ST52-튜브의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C032-ST52-튜브의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C033-수송기계-및-발전설비-산업용-기계-부품의-파손원인-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C033-수송기계-및-발전설비-산업용-기계-부품의-파손원인-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C033-수송기계-및-발전설비-산업용-기계-부품의-파손원인-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C033-수송기계-및-발전설비-산업용-기계-부품의-파손원인-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C033-수송기계-및-발전설비-산업용-기계-부품의-파손원인-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C034-전기-집진기용-CE용접부-건전성-평가.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C034-전기-집진기용-CE용접부-건전성-평가.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C034-전기-집진기용-CE용접부-건전성-평가.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C035-전기집진기-CE-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C035-전기집진기-CE-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C036-전기집진기-DE-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C036-전기집진기-DE-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C037-집진기용-Shaft-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C037-집진기용-Shaft-파손분석.pdf

  • Failure Analysis & Procedure

    6/32

    I. Introduction

    파손분석의 목적

    설비나 장비의 파손원인을 밝힘으로써 재발방지 및 안전운용.

    파손사고와 관련된 문제점

    파손분석 의뢰인은 아래 경우 파손분석 의뢰 시 파손원인에 대한 의견제시가 상례

    ▪ 파손양상이 분명한 경우

    ▪ 의뢰자 측에서 실시한 간이분석 결과를 파손분석 의뢰자가 신뢰하는 경우

    의뢰인(Client)이 제안한 방향의 분석 및 시험을 객관적 평가 없이 시작하는

    파손분석은 원인과 무관한 분석 및 시험에 시간과 경비를 낭비

    파손사고 시 가능한 자세한 사고관련 자료 수집 및 신속한 현장답사가 필수.

  • Failure Analysis & Procedure

    7/32

    II. Failure Analysis Procedure

    Report No. RB-FA-G001

    개요

    파손분석은 기본적인 분석원칙과 이에 따르는 손상유형이 존재

    ▪ 기계분야 전공자는 주로 설계나 기계구조 해석

    ▪ 재료전공자는 소재, 제조공정 및 사용조건을 포함한 재료분석으로 해석

    ▪ 구조해석과 재료분석의 두 분야 공동해석이 필수

    ▪ 손상원인의 유형 - 크게 3 개 분야로 구분

    ▪ 설계 및 과부하

    ▪ 제조공정 (주조, 단련, 용접, 표면, 열처리)

    ▪ 사용조건 (부식, 열, 피로)

    ▪ 분석과정

    ▪ 파면 및 손상부위 보호

    파면은 형사범의 지문과 같은 것으로써 원인판단의 근거

    ▪ Fracture origin 식별

    ▪ 파손원인 평가

    파손분석방법

    손상부분의 구조와 설계기준, 적용되는 열 및 응력분포를 해석함으로써 그 원인을

    밝히는 구조해석과 재료를 평가하는 재료분석의 두 가지 기본개념으로 시작

    구조해석

    ▪ 응력, 열 분포 모사 및 해석, 설계 구조해석

    재료분석

    ▪ 소재의 기계적 특성, 미세조직, 화학조성, 제조공정 결함균열

    ▪ 제조공정: 주/단조, 용접, 열처리 및 표면처리 결함

    ▪ 사용조건: 적용하중 및 사용압력, 열 및 부식분위기

    http://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G001-파손분석절차.pdf

  • Failure Analysis & Procedure

    8/32

    Simulation

    ▪ 재료적인 측면으로 해석된 손상원인을 열, 응력 등 사용조건을 고려한

    컴퓨터 해석을 통해 실제상황과 유사한 손상발생을 모사

    ▪ 구조해석 프로그램은 부품손상의 응력, 열 분포 해석에 적용

    Procedure

    Report No. RB-FA-G003

    아래와 같은 파손분석절차를 수립하여 사용

    (정형화 된 것은 아님)

    I. 파손사고와 관련된 문제점 인식

    II. 파손사고와 관련된 자료의 수집

    1. 파손사고 배경

    ▪ 시간, 날씨 및 장소

    ▪ 파손기계 지시장치 수치, 작동부의 위치

    ▪ 목격자 증언

    2. 파손부품 제작 및 설계에 대한 자료

    ▪ 시스템 사양

    ▪ 조립과정 지침서

    ▪ 보수, 유지에 관한 지침서

    ▪ 설계근거 및 도면

    ▪ 제작공정기록 – 기계가공 공정, 열처리공정, 화학처리공정

    ▪ 품질검사과정(품질검사 성적서)

    ▪ 관련코드 또는 규격

    3. 사용기록

    ▪ 파손사고 전 보수기록

    ▪ 파손사고 시 작동기록

    http://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G003-파면분석법.pdf

  • Failure Analysis & Procedure

    9/32

    III. 현장검사

    1. Wreckage 에 따른 파손부품 분포기록

    2. 각 부품의 변형상태

    3. 사진기록

    4. 목격자 및 사용자 증언/녹음

    5. 실험실조사를 위한 부품선정

    IV. 실험실에서의 파손분석

    1. 파손부품 보존 및 예비검사

    2. 파면세척 및 절단

    3. 비파괴시험

    4. 기계물성시험

    5. 파면의 거시검사

    6. 파면의 미시검사

    7. 조직검사

    8. 화학분석

    V. 모의시험 및 파손방지대책 수립

    1. 파손과정에 대한 추측

    2. 모의시험

    3. 파손방지대책 수립

    VI. 보고서 작성

    1. 모든 가정의 검사

    2. 파손원인 및 파손방지대책에 관한 보고서 작성

    3. 기록보관

  • Failure Analysis & Procedure

    10/32

    파손사고 관련자료 수집

    시작단계에서 수집된 자료가 많을수록 파손분석에 필요한 노력과 시간이 감소되고,

    정확한 결론에 도달할 수 있다

    파손사고 배경

    ▪ 파손발생 시간, 날씨 및 장소

    ▪ 파손기계의 지시장치부의 지시 값 또는 작동부의 위치

    ▪ 목격자의 증언

    파손부품 제작 및 설계

    ▪ 시스템의 사양(Specification)

    ▪ 조립과정 지침서

    ▪ 보수유지 지침서

    ▪ 설계근거 및 도면

    ▪ 제작공정기록 – 기계가공 공정, 열처리 공정 및 화학처리 공정

    ▪ 품질검사 과정(또는 품질검사 성적서)

    ▪ 관련 코드 및 규격

    파손부품의 사용기록

    ▪ 파손사고전의 보수기록

    ▪ 파손사고시의 작동기록

    ▪ 비정상 과부하, 작업 시 온도, 부식 환경 등에 주의

    ▪ 사용조건을 알기 어려울 때 파손분석자의 경험으로 사용조건 유추

    파손현장에 대한 사진

    현장검사

    사고현장의 파손부품 위치가 변경되거나 관련 증거가 없어지기 전 즉시 현장검사

    Wreckage analysis

    ▪ 한가지 부품의 파손으로 여러 개 다른 부품이 파손되는 현상

    ▪ 모든 파손부품 위치 및 상태를 그림이나 사진 등으로 기록

    ▪ 모든 부품이 파손현장에 존재하는지 확인

  • Failure Analysis & Procedure

    11/32

    처음 파손된 부품을 찾아내기 위해 손상부품들의 파손순서를 결정

    현장검사 시작 전 파손시스템 및 부품들이 정상가동 시 작동하는 기능을 숙지

    현장검사 시 의문점은 의뢰인에게 문의

    현장검사 후 실험실 분석이 필요한 Sample 수거

    현장검사에는 Failure analysis kit 필요 (아래 표 참조)

    파손 원인 분석용 도구.

    Camera

    28mm Wide Angle Lens

    Camera Flash

    Tape Recorder

    Flash Light

    Magnifying Glass

    Measuring Tape

    Machinists Scale

    OD & ID Calipers

    Vernier Calipers

    Micrometers

    Thread & Feeler Gauges

    Gloves

    Wire & String

    Pencils & Pens

    Scalpel & Blades

    Forceps

    Soft Brush

    Wire Brush

    Scribe

    Magnet

    Mirror

    Metal Markers

    Sample Bags

    Labels

    Replication Materials

    Dental Impression Material

    Krylon Spray

    Basic Mechanic’s Tools

    Solvent

  • Failure Analysis & Procedure

    12/32

    실험실 파손분석 절차

    현장에서 수집한 Sample에 대해 필요에 따라 다음과 같은 분석이나 시험을 수행

    파면보존 방법

    파면은 Desiccators 등에 건조한 상태로 보존

    아래방법은 금지

    ▪ 파면을 손으로 접촉

    ▪ 파손부분을 서로 접촉

    ▪ 파면을 헝겊 등으로 포장

    ▪ 파면을 부식으로부터 보호하기 위해 부식 방지용액 사용

    파면 예비검사

    세척 전 파면의 부식상태나 부착입자(Debris)등을 검사

    보통 육안검사는 넓은 면적의 색과 파면형상의 차이를 볼 수 있는 방법

    육안검사가 현미경을 이용한 방법보다 더 효과적인 경우가 많음

    파면세척

    만약 파면이 보존되지 못하고 손상된 경우에는 파면을 세척

    파면세척은 가능한 하지 않는 것이 파면해석에 유리

    파면세척과정

    ▪ 건조한 압축공기 또는 가는 붓 사용

    ▪ Inorganic solvent 에 담그거나, 분사

    ▪ 금속의 종류에 따라 약산 또는 약 알칼리로 표면의 침적물질 제거

    ▪ 초음파 세척

    ▪ Replication technique에 의한 법

    파면절단

    ▪ 현미경 관찰을 위해 필요부분 절단

    ▪ 절단 시에는 가능한 파면을 건조하게 유지

    ▪ 마찰열에 의해 미세조직이 변하지 않도록 충분한 거리를 두고 절단

  • Failure Analysis & Procedure

    13/32

    ▪ 절단은 보통 Flame-cutting, Cut-off wheel cutting, 기계톱 등을 사용

    ▪ 파면이 파면해석을 수행할 수 없을 정도로 망실된 경우

    ▪ Secondary crack을 절개하여 Secondary crack 파면을 검사하여 원인규명

    ▪ Secondary crack 파면이 손상되지 않도록 균열 뒷면에서 균열선단

    부근까지 절개 후, 인장이나 굽힘에 의해 파면에 수직한 방향으로 절개

    ▪ 원래 파면과 절개파면 구별을 위해 절개 시 파면이 원래 파면과 서로 다른

    형상을 갖도록 다른 파손기구(예로서 극저온에서의 절개 등)로 절개

    모의시험 및 파손방지대책 수립

    ▪ 여러 가설 중 가장 가능성 있는 파손형태에 대해 모의시험 실시

    ▪ 시험기간 단축을 위해 시험조건을 실제보다 악화시켜 가속시험 진행

    ▪ 가속시험으로 원하는 시험 결과를 얻었다 할지라도 장기간에 걸친

    시험이나 문헌에 의해 가속시험의 유효성 입증이 필요

    ▪ 파손에 영향을 주는 변수를 시험함으로써 파손방지대책 수립에 사용

    보고서 작성

    ▪ 파손원인 결정에 사용한 가정이 실제 관찰사실과 일치하는지 검토

    ▪ 관찰사실과 공학적인 논리가 일치하는지 검토

    ▪ 과거 파손사례는 유용하며 보고서를 파손원인 별 또는 관련 산업별로 분류

    분석보고서 내용

    아래 내용이 포함되어야 한다.

    ▪ 목적, 개요, 의뢰배경

    ▪ 파손경위 및 자료

    ▪ 인수된 파손부품

    ▪ 검사 및 시험결과

    ▪ 현장검사

    ▪ 파면검사

    ▪ 조직검사

    ▪ 화학분석

    ▪ 기계물성시험

  • Failure Analysis & Procedure

    14/32

    ▪ 비파괴검사

    ▪ 모의시험

    ▪ 종합의견

    ▪ 결론 및 대책

    ▪ 참고문헌

  • Failure Analysis & Procedure

    15/32

    III. Test Method for Failure Analysis

    파손분석에 필요한 시험은 경우에 따라 다르며 매우 다양한 시험방법을 사용

    비파괴시험, 기계적 물성시험, 미세조직시험 등이 포함

    비파괴시험

    파손부품에 존재하는 내부결함, 표면결함을 찾기 위한 검사

    검사목적에 따라 방법선택

    ▪ 자분탐상법(Magnetic particle inspection)

    ▪ Ferromagnetic 재료에서 표면결함 또는 표면 아래 결함 탐지 시 사용

    ▪ 검사부품의 크기나 형상에 관계없이 적용 가능 및 검사과정 간단

    ▪ 결함부위 직접확인 가능하여 표면결함을 찾는 신뢰성 있는 방법

    ▪ 검사부품 내부의 결함탐지 불가능, 자기장이 결함 면에 수직해야 검출

    ▪ 전류 통과로 자기장 형성 시 전기접촉 점의 과열이나 산화에 유의

    ▪ 형광검사법(Liquid penetration inspection)

    ▪ 자분탐상법 적용이 불가능한 비자성 재료의 표면결함을 탐지 시 사용

    ▪ 액체형광물질을 시험부품 표면에 분무하여 표면결함 속으로 침투

    ▪ 표면형광물질을 제거 후 Developer를 사용, 결함위치 표시

    ▪ 표면에 열려있는 균열만 탐지

    ▪ 형광물질의 부식성 때문에 사용 후 세척

    ▪ 비용이 적게 들고 이동검사가 용이

    ▪ 와전류 탐상법(Eddy current inspection)

    ▪ 교류코일을 시편근처에 접근시키면 재료에 와전류(Eddy current) 발생

    ▪ 시편표면에 결함이 있는 경우에는 와전류 변형으로 표면결함을 탐지

    ▪ 경험이 불필요하고 Probe접촉이 불필요하여 Continuous monitoring 이 가능

    ▪ 검사 깊이가 매우 얕고, 결함크기를 알기 위한 기준시편이 필요

    ▪ 초음파 탐상법(Ultrasonic-inspection method)

    ▪ 고주파를 통과시켜 균열에서 반사된 음파로부터 결함을 탐지

    ▪ 결함 위치나 크기 측정이 정확하여 미세결함도 측정

  • Failure Analysis & Procedure

    16/32

    ▪ 결함방향에 따라 검출강도의 변화가 크다

    ▪ Grain boundary크기, 기공, Inclusion 등으로 해석이 난해

    ▪ Radiography

    ▪ X선, R선 등을 사용하며 주로 주조, 단조, 용접 부품의 내부결함 측정

    ▪ 파손부품 절단 전 절단위치 측정

    기계적 물성시험

    경도, 인장, 충격 및 파괴인성시험 등 다양한 시험이 사용

    특별한 경우에는 이외의 시험방법도 사용.

    ▪ 경도시험은 열처리 상태평가, 대략적인 인장강도 파악, 과열이나 탈탄에 의한

    재료의 연화(Softening)부위를 추측할 때 사용

    ▪ 재료가 규격에 맞는지 확인하기 위해서는 인장시험 및 충격시험 등을 사용

    ▪ 구조물 신뢰성이나 부품 잔여수명 평가는 파괴역할을 이용한 해석이

    필요하며 이 해석에 필요한 물성을 알기 위해 파괴인성과 피로균열성장시험

    등을 실시

    ▪ 기계물성 측정시험 결과를 파손분석에 이용할 때, 재료의 성질이 파손에

    미치는 영향을 고려하여 시험결과를 과대평가하지 않도록 주의

    예로 파손부품의 인장강도가 규정보다 5~10% 낮게 측정되었다고 파손의 중요

    원인이 인장강도 부족으로 단정하면 안 된다.

    제품의 인장강도 값은 열처리 시 부품 두께에 따른 냉각속도의 차이 등으로 차이가

    있으며, 정상적인 작업조건에서 인장강도 부족으로 파손이 일어난 일은 매우 드물다.

    실험실 Charpy 충격시편으로 측정한 천이온도(Transition temperature)가 0℃

    이하더라도 두께가 Charpy 시편보다 훨씬 두꺼운 대형구조물에는 상온 근처에서

    취성파단이 발생하는 경우도 있다. 따라서 실험실에서 측정한 기계적 물성을

    파손원인 분석에 이용할 경우 시험결과의 해석에 파손분석자의 각별한 주의 필요

  • Failure Analysis & Procedure

    17/32

    조직검사

    파면 및 재료의 미세조직검사가 포함

    파면 거시검사(Macroscopic Fractography)

    ▪ 1~100 배의 확대범위 내에서의 파면관찰

    ▪ 육안이나 저 배율 Stereoscopic microscopic, 저 배율에서 SEM을 사용

    ▪ 파손을 일으킨 응력 방향 등 추측에 사용

    ▪ 균열 성장방향과 균열진전 시작점을 결정할 수 있는 경우

    Chevron mark의 방향이 균열진전 시작점 결정

    파면 미시검사(Microscopic Fractography)

    광학현미경, SEM 및 TEM 사용

    파면사진 해석에는 많은 경험과 파손기구(Fracture mechanism)에 대한 지식 필요

    특정 파손기구를 나타내는 기본파면형상을 아래와 같이 분류하여 파손기구 추측

    ▪ Dimpled fracture

    연성금속이 과 하중을 받아 연성파단(Ductile fracture)된 경우

    ▪ Cleavage facet, River mark, Tongue

    취성금속의 Transgranular brittle fracture 에서 관찰

    BCC, CPH 금속에서 발생

    ▪ Intergranular fracture

    파손이 입계응력부식, 수소취성 등에 의해 발생되었을 때 발생

    ▪ Striation, Beach mark

    피로파괴에서 발생

    조직검사 (Metallographic examination)

    ▪ 망상탄화물, 비금속 개재물, 미세편석, 탈탄층, 미세균열, 비정상 열처리조직,

    소성경화층 입계부식 등의 비정상부 확인에 사용

    ▪ 침탄층 두께측정, 도금층 두께측정, 입체크기측정, 열영향부 측정 등에 사용

    ▪ 조직검사 최적위치는 파면근처에서 조직검사 시편채취

  • Failure Analysis & Procedure

    18/32

    ▪ 파면근처에서 발견된 특징이 파손부품 전체의 특징인지 확인할 필요가

    있으므로 파면부근이 아닌 다른 부분에서도 조직검사 시편을 채취해서 검사

    ▪ 과열부분 검사 시 원래 최초부터 존재했는지 사용 중 발생한 것인지 알기

    위해 파손부분에서 먼 곳에서 조직검사 시편을 만들어 관찰

    ▪ 균열부를 검사 시 보통 균열선단부를 관찰

    ▪ 육안으로 관찰될 정도의 균열은 균열이 너무 벌어져 있고 부식 등으로 훼손

    ▪ 균열선단부는 균열이 미세하여 균열진전과정 측정이 가능

    ▪ 피로균열은 검사 시 균열시작점 부근 조직을 관찰하여 피로균열 시작이 어떤

    비정상부(보통 용접결함, 탈탄층, 비금속 개재물, 기공 등에서 균열이 시작)에

    의한 것인지 판단

    ▪ 균열시작점이 여러 개인 Multiple-origin crack 은 균열발생 원인은 보통

    Fretting 이나 부식피로 등이므로 균열시작 부 관찰 외에 부품표면에 대한

    관찰 필요

    ▪ 취성파단 검사 시 균열진전 시작위치를 찾을 수 있다면 이 부분의 단면을

    검사하여 국부적인 가공경화 층이 파손의 원인인지 확인

    화학분석

    화학분석은 파손분석 과정에서 재료가 규격에 맞는지 알아보는 절차 중 하나

    규격재질의 화학성분에서 약간 벗어난 것이 파손원인이 되는 예는 극히 드물다.

    부식이나 응력부식과 관계된 파손분석에서는 파면근처의 침적물, 산화물 또는

    부식물의 화학분석에서 파손원인의 결정적 단서를 찾는 경우가 많다

    Bulk material 화학분석

    파손부품이나, Bulk deposit 또는 파손부품의 윤활유 등의 성분농도 측정

    ▪ Atomic absorption spectroscopy

    용존금속 농도측정,

    ▪ Combustion method

    탄소, 황, 질소, 수소, 산소 등의 농도 측정

    Cl -, NO3, S- 등의 음이온의 존재나 농도를 측정할 때 사용

  • Failure Analysis & Procedure

    19/32

    ▪ X-ray fluorescence spectrographic technique

    액체나 기체뿐 아니라 Crystalline이나 Amorphous를 분석하는데 사용

    ▪ Infrared & Ultraviolet spectroscopy

    유기물질(Organic materials) 분석에 사용

    만약 유기물질이 Solvent 나 기름, 플라스틱 등에 혼합되어 있으면 각 성분을

    Gas chromatography 로 분류한 후 각각의 분석을 실시

    Surface 및 Deposit 분석

    ▪ Dispersive & nondispersive X-ray spectrometer

    SEM 의 부대장비로서 파면을 관찰하면서 화학분석도 가능

    ▪ Auger election spectrometer, Mossbauer spectrometer, Ion-scattering

    spectrometer

    매우 얇은 표면 층 속의 분석에 사용

    ▪ Electron microprobe analyzer

    시편표면의 직경 1㎛ 이내의 면적에서 화학분석에 사용

    Low atomic number element 와 모든 원소의 농도를 0.1% 내에서 탐지

    ▪ Ion microprobe analyzer

    시편표면의 직경 수㎛ 면적에서 거의 모든 원소의 농도를 100ppm까지 측정

  • Failure Analysis & Procedure

    20/32

    IV. Relationship between Stress and Fracture Surface

    응력의 작용 방향과 파면의 상관관계

    Report No. RB-FA-G002

    물질 이동은 전단응력의 경계를 따라 일어남.

    45 도 경계선 중심 양쪽 작용하는 응력의 방향이 반대

    ▪ 경계선: 전단응력 작용

    ▪ Y 축: 수직 인장응력 작용

    ▪ X 축: 수직 압축응력 작용

    (a)인장 (b) 비틀림 (c)압축

    재료에 가해지는 힘의 방향과 작용 응력의 상관관계.

    http://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G002-응력과-파면.pdf

  • Failure Analysis & Procedure

    21/32

    연성파괴

    연성파괴 시 Cup and Cone 파면 발생

    ▪ 파면부의 단면적이 기존 단면적보다 적음

    ▪ 가운데 부분에서는 끊어 질 때 Rupture 로 인한 Dimple 보임

    풀림 처리된 1035 강의 연성파괴

    취성파괴

    잡아 당기는 힘이 재료가 견딜 수 있는 한계보다 커지면 파단

    ▪ 취성파괴 파면특징은 끊어진 부분의 단면적이 기존 단면적과 거의 동일

    ▪ 파면은 힘이 가해진 방향과 거의 수직

    ▪ 파면에서는 금속성의 반짝거리는 것이 보이기도 함.

  • Failure Analysis & Procedure

    22/32

    같은 소재의 볼트로 왼쪽은 풀림 처리, 오른쪽은 Austenite 온도에서 소금물에 급냉

    Stress Strain 곡선과 파면의 상관관계

    ▪ 소성변형은 가해 주던 힘이 풀리더라도 재료는 원상태로 돌아갈 수 없다

    ▪ 연성파괴의 경우 가해지는 힘이 파단(Rupture)에 사용

    ▪ 취성파괴의 경우 거의 모든 힘이 파면형성에 사용

    응력-변형율 곡선

    ▪ 응력-변형율 곡선, 직선, 그리고 가로축으로 둘러 싸인 내부면적은 재료의

    소성 변형에 의해서 흡수된 에너지.

    ▪ 응력-변형율 곡선이 끝나는 점에서 수직으로 밑으로 내리그은 직선이

    가로축과 만나면서 생기는 빗금 친 부분은 재료의 탄성 에너지.

  • Failure Analysis & Procedure

    23/32

    에너지 흡수와 안전

    ▪ 연성재료는 재료가 늘어남으로 파괴가 일어나기 전까지 시간적 여유 있음

    ▪ 취성재료는 소성변형이 거의 일어나지 않으므로 그대로 파괴

    ▪ 이상적인 구조재료는 강도가 높으면서 연성이 좋은, 즉 인성이 좋은 재료

    그림 8: 연성이 큰 재료와(E) 취성이 큰 재료의(A) 응력-변형율 곡선 비교.

  • Failure Analysis & Procedure

    24/32

    V. Fracture Surface Analysis

    Report No. RB-FA-G003

    파면분석 (Fractography)

    파면관찰에 기본원칙을 가지고 있으면 육안판정이 가능한 모든 분석들을 쉽게 수행.

    육안 관찰법

    손상 부품의 파면을 가지고 육안 관찰로 얻는 정보는 크게 두 가지로 분류.

    ▪ 파단이 연성 파괴인가 혹은 취성 파괴인가

    ▪ 균열이 어디서 시작되어 최종 파단에 이르렀는가

    파면은 연/취성 파단을 공유하고 있고 연성파단은 파면이 찢어지듯이 형성

    취성 파단은 평평하게 형성.

    연성 및 취성 파면

    부품 파괴시의 소성 변형 유무에 따라 크게 (1) 연성파괴와 (2) 취성파괴로 분류

    균열 발생과 전파로 만들어지는 파면형태로 구별

    연성파괴

    ▪ 균열이 전파될 때 파면 상 상당한 소성변형이 발생

    ▪ 파면은 찢어지는 느낌의 형상으로 구성되어 일반적으로는 큰 단면 감소율.

    ▪ 눈으로 보기에 취성파괴와 같은 평평한 파면도 연성파괴로 판정

    알루미늄 인장시험 시 나타나는 전형적인 Cup and Cone 파면

    http://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G003-파면분석법.pdf

  • Failure Analysis & Procedure

    25/32

    S45C 인장시험 파면, Dimple 및 연성파면

    ▪ 단면 감소율이 낮고 파면이 평활하며 광택을 나타내어 육안 상으로는

    취성파괴로 판단

    → 그러나 주사전자현미경 관찰에 의하면 파면 상에 형성된 미세한

    소성변형의 Dimple 이 관찰되어 S45C 강의 파손이 연성파괴임이 입증

    취성파괴

    ▪ 파면이 평평하고 벽개 (Cleavage) 및 물결 무늬 (River pattern)를 갖는 특징

    ▪ 손상원인 분석에는 쉽지 않은 복잡성 내재

    ▪ 취성 파괴 유발요인으로는 결정립 크기, 석출강화 요인 및 결정학적인 취약

    ▪ 결정립 크기가 작은 경우 Dimple 현상의 연성파괴

    ▪ 결정립 크기가 큰 경우 파면 상에는 취성파괴

  • Failure Analysis & Procedure

    26/32

    탄소강의 결정립 크기에 따른 연성 및 취성파단 양상

    ▪ 소재에 내재된 요인

    ▪ 소재 자체가 Martensite 조직이나 경하고 연, 인성이 없는 소재

    ▪ 소재 자체의 요인 외에 사용조건에 따라서도 발생될 수 있다.

    저온 취성파괴

    ▪ 저온에서 소성변형이 억제되어 취성 발생

    ▪ 고온에서 전위활성화의 연성 존재

    보통 탄소강의 상온과 저온(-100℃)에서 인장시험 시 발생되는 파면

    탄소강의 상온과 저온 인장 파면, Dimple 및 취성파단 (벽개파괴)

  • Failure Analysis & Procedure

    27/32

    변형률 속도에 따른 취성파괴

    ▪ 사용조건 중 높은 변형률 속도나 응력속도는 취성파괴 요인

    ▪ 탄소강의 변형률속도에 따른 파단 양상

    ▪ 낮은 변형률 속도에서 인장

    ▪ Cup and Cone 연성 파괴 양상과 단면감소율이 큰 연성을 보이며 파단.

    ▪ 변형률 속도가 큰 경우 취성파괴 양상과 단면감소율도 크게 감소하여 연성이

    낮아짐

    (a) River pattern 고 변형률 속도, 취성파단, (b) 저변형률속도, 연성파단

    부식에 의한 취성파괴

    ▪ 부식손상으로 형성된 파면은 균열전파, 파단양상은 판별이 어렵다

    MgCl2 액상에서 발생된 STS 304 강의 SCC 에 의한 입계 취성파괴면

  • Failure Analysis & Procedure

    28/32

    Creep 취성파괴

    ▪ 고온-정 하중 상태에서 발생하는 Creep 손상은 일반적으로 입계 미끄럼과 입계

    변형에 따라 결정립계 기공과 균열을 형성하며 파단형태는 대부분 입계취화

    피로파손에 의한 취성 파괴

    Report No. RB-FA-G004

    ▪ 피로에 의해 발생한 손상에서 그 파면은 취성파단의 한 형태로 규정가능.

    ▪ 일반 취성파단의 특징이 아닌 피로균열 전파에 따르는 새로운 파단 전형.

    http://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G004-피로손상.pdf

  • Failure Analysis & Procedure

    29/32

    VI. Case Study for Failure

    본 자료는 파손분석의 사례를 정리한 자료로써, 파손 원인판단 및 규명 시 참고

    Fatigue Failure

    반복되는 응력과 변형 하에서 균열발생 및 전파로 일어나는 파손형태

    파단응력 보다 작은 응력에서 큰 변형을 동반하지 않으며 발생되는 취성파괴 형태.

    Report No. RB-FA-C001

    Report No. RB-FA-C008

    Report No. RB-FA-C009

    Report No. RB-FA-C010

    Report No. RB-FA-C011

    Report No. RB-FA-C012

    Report No. RB-FA-C013

    Report No. RB-FA-C014

    Report No. RB-FA-C015

    Report No. RB-FA-C016

    Report No. RB-FA-C017

    Report No. RB-FA-C018

    Report No. RB-FA-C025

    Report No. RB-FA-C037

    Corrosion Failure

    주위 환경에 의해 금속재료에 가해지는 화학적 반응 및 침식현상과

    이를 통한 재료의 질이 저하되어 일어나는 파손

    Report No. RB-FA-C002

    Report No. RB-FA-C003

    Report No. RB-FA-C005

    Report No. RB-FA-C006

    Report No. RB-FA-C007

    Report No. RB-FA-C019

    http://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C001-피로파손사례.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C008-Aircraft-component의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C009-Outboard-Pylon-Rib의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C010-LWR-Wing-Skin의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C011-RH-Wing-Spar의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C012-Bulkhead-Lower-Flange의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C013-LEF-Fairing-Part의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C014-Air-craft-Door-및-Brake의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C015-Air-plane-Door-및-Speed-Brake의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C016-Pivot-Shaft-의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C017-ECS-Duct의-파손-분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C018-Leading-Edge-Fairing-Part의-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C025-Aircraft-component-의-피로파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C037-집진기용-Shaft-파손분석.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C002-응력부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C003-소공부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C005-입계부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C006-균열부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C007-갈바닉염기성부식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C019-316L-STS-TC-Line의-부식-원인-분석.pdf

  • Failure Analysis & Procedure

    30/32

    Wear & Erosion Fracture

    마모에 의한 파손으로 연삭, 응착, 부식마모 및 반복적인 접촉하중에 의해 균열이

    생기면서 일어나는 파손

    Report No. RB-FA-C004

    Report No. RB-FA-G005

    High Temperature Failure

    고온에서 구조물이나 부품 표면은 고온 산화손상.

    부품의 두께 감소효과 유발 및 재질열화 (Material Degradation)

    Report No. RB-FA-G007

    Casting Failure

    주조 시 발생될 수 있는 결함은 응고시 수축결함, 급냉조직 형성과 응력균열,

    용탕의 불충진 및 용탕과 세라믹 몰드와의 반응에 따른 기포와 기공형성 등으로

    이에 따른 파손

    Report No. RB-FA-G008

    Surface & Heat Treatment Failure

    열처리 및 표면처리 공정에서 손상을 초래할 수 있는 표면결함을 유발되어 파손

    Report No. RB-FA-G009

    Weld Failure

    용접에 의한 손상으로 용접부에서 발단하는 피로손상과 부식손상이 포함

    Report No. RB-FA-G010

    Ceramic Failure

    ASTM 규격에 Ceramic 파손에 대한 규정을 하여 관리

    ASTM C1322 Fractography and Characterization of Fracture Origins in Advanced Ceramics

    http://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-C004-마식.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G005-마모손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G007-고온손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G008-주조손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G009-표면-및-열처리-손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2014/12/파손분석-RB-FA-G010-용접손상.pdfhttp://www.randb.co.kr/wp-content/uploads/2017/12/ASTM-C1322-Fractography-and-Characterization-of-Fracture-Origins-in-Advanced-Ceramics한글.pdf

  • Failure Analysis & Procedure

    31/32

    Epilog

    본 자료 준비에 참여하여 주신 많은 분들께 감사 드리며

    실명을 공개할 수 없지만 ASTM 번역에 도움을 주신 여러 교수님 및 연구원님

    들에게 지면으로나마 감사 드립니다.

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