심해용 용접 소구경 파이프의 온도 및 변형률 속도에 따른 유동응력 특성에 관한 실험적 연구

초록

파이프 라인은 대표적인 심해저 석유/가스 장비로서, 파이프는 내부에는 극심한 압력 구배 및 온도 구배로 인하여, 유체를 비롯한 다상 유체가 운송되고 있어서, 온도 및 변형률 속도에 대한 소재 특성 연구가 필요하다. 본 논문에서는 수심 3000m 이상에서 운용을 목적으로 개발된 심해저 파이프 소재를 대상으로 온도 변화 및 변형 속도 변화에 따른 소재 특성치를 얻고자, 고속 인장 실험을 실시하였다. 모재 및 용접부 시편을 제작하여 저온(-20℃), 상온(0℃), 고온(100℃) 총 3가지 온도 수준 및 3가지 변형률 속도 수준(준정적,1/s,10/s)에 대한 유동 응력을 최종적인 결과물로 제시하였다. 실험 결과로부터 온도가 높아지면(저온→ 상온→고온) 유동응력이 감소하며, 변형률 속도가 증가함에 따라 유동응력이 증가하는 현상이 관찰되었다.