강관(파이프) 잔류응력 측정
성형·용접·축관 등 제조 공정을 거치는 강관은 용접부와 모재에 서로 다른 잔류응력이 남습니다. ASTM E837-13 홀드릴링법으로 원주 방향 위치별·공정 조건별 잔류응력 분포를 다채널로 정밀 측정합니다.
다수 원주 위치 × 다수 공정 조건
균일·비균일·적분법
곡면(파이프) 측정 지그
강관 잔류응력이 중요한 이유
LSAW(Longitudinal Submerged Arc Welded) 강관은 평판을 원형으로 성형한 뒤 길이 방향으로 용접하여 제작됩니다. 이 과정에서 용접 열영향과 냉각 수축으로 용접부 인근에 큰 잔류응력이 형성되며, 진원도 교정을 위한 축관(Expanding) 공정이 추가되면 잔류응력 분포가 한 번 더 재편됩니다. 배관·라이저·해양구조물용 강관은 사용 중 내압·굽힘 하중과 잔류응력이 중첩되므로, SCC(응력부식균열)·피로균열·진원도 재변형을 예방하려면 공정별 잔류응력을 정량 관리하는 것이 중요합니다.
씨앤디테크는 강관 제조사·플랜트 배관 공급사를 대상으로 용접부·모재 다중 포인트 잔류응력 측정, 축관 교정율별 비교 측정 용역을 제공합니다.
측정 방법 — ASTM E837-13 홀드릴링
ASTM E837-13 홀드릴링법은 반파괴적(Semi-destructive) 방식으로, 곡면 고정 지그를 이용해 로제트 스트레인게이지를 파이프 표면에 정밀 부착한 뒤 소형 홀을 단계적으로 드릴링하며 변형률 이완량을 측정합니다. SINT MTS3000 + HBM MX1615B 조합으로 1채널당 20스텝(완화 깊이 1.2mm)의 깊이별 응력 프로파일을 얻습니다.
다중 위치·조건별 실측 사례
씨앤디테크가 12M 강관 축관(Expanding) 라인에서 수행한 실측 사례입니다. 파이프 원주 방향 4개 위치(용접부·HAZ·모재 2곳)와 길이 방향 4개 공정 조건 구간을 조합해 총 16채널을 측정하였습니다.
측정 목적은 축관(Expanding) 공정 조건에 따른 잔류응력 변화를 정량 확인하는 것이었으며, ASTM E837-13 기준으로 CALC1(균일분포)·CALC2(Tikhonov 비균일분포)·CALC3(적분법) 3가지 해석 방식을 병행하여 신뢰도를 교차 확인하였습니다.
GAUGE — 로제트 스트레인게이지 부착
MEASUREMENT — 잔류응력 측정 진행
| 시험명 | 강관 축관 잔류응력 TEST (Hole-Drilling) |
|---|---|
| 시험 방법 | ASTM E837-13 (Hole-Drilling Method) |
| 측정 설비 | SINT MTS3000 + HBM MX1615B, 사용 게이지 FRS-2 (반경 5.14mm) |
| 시료 사양 | 12M 강관 |
| 측정 매트릭스 | 원주 방향 4개 위치 × 4개의 교정 조건 = 16채널 |
※ 위 매트릭스는 실측 사례의 측정 구성을 소개하는 목적이며, 구체적인 측정 수치와 결과는 고객사 성적서를 통해 별도 제공됩니다. 개별 라인·소재별로는 별도 측정이 필요합니다.
적용 대상 강관·부재
용접·성형 공정을 거치는 모든 강관·환형 부재에 적용 가능합니다. 곡률 반경과 소재 물성(탄성계수 E, 포아송비 ν)을 확인하면 측정 지그를 사전에 준비할 수 있습니다.
씨앤디테크 서비스
씨앤디테크는 SINT MTS3000 시스템을 활용한 강관·배관 잔류응력 측정 용역을 현장 출장 또는 시편 수령 방식으로 지원합니다. 파이프 사양(외경·두께·소재), 측정 위치, 비교하고자 하는 공정 조건을 알려주시면 채널 매트릭스를 설계해 드립니다.
원주 위치 × 공정 조건 다채널 매트릭스 설계
ASTM E837-13 기준 성적서 발행
곡면 고정 지그 · 로제트 게이지 공급
설치 · 교육 · 기술지원
관련 기술 자료 더 보기:
자주 묻는 질문 (FAQ)
강관 잔류응력 측정 — 원리·적용·서비스 관련 질문
강관·배관 잔류응력 측정 · 장비 문의
파이프 사양·측정 위치·비교 조건을 알려주시면 최적 측정 방안과 비용을 안내해 드립니다. 현장 출장 측정 · 시편 수령 측정 · 장비 구매 모두 가능합니다.