KR101381808B1

KR101381808B1 - 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법

Info

Publication number: KR101381808B1
Application number: KR1020120132126A
Authority: KR
Inventors: 민기득; 김선진; 김기남
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2014-04-07

Abstract

본 발명에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기는 외부로드셀의 최대용량까지 하중을 가하는 하중시험부; 시편 또는 내부로드셀이 장착되며, 상기 하중시험부의 하부에 위치하여 고온 고수압의 환경을 유지하는 오토클래이브; 상기 시편, 상기 내부로드셀 또는 상기 외부로드셀에 하중을 전달하며, 상기 오토클래이브의 내부에 걸리는 압력이 상기 하중시험부에 전달되지 않도록 상쇄시키는 프레스발란스; 및 상기 프레스발란스의 내부에 상하 방향으로 위치하며, 상기 외부로드셀 및 상기 오토클래이브의 내부에 장착된 상기 시편 또는 상기 내부로드셀에 상기 하중시험부의 하중을 전달하는 하중전달 샤프트;를 포함하며, 상기 하중전달 샤프트에는 상기 하중전달 샤프트를 통해 상기 시편까지 전달되는 하중을 모니터하는 복수개의 스트레인게이지가 부착될 수 있다. 상기와 같이 구성함으로써, 스트레인게이지의 변화량을 통하여 오토클래이브 내부에 장착된 시편까지 하중이 정확히 전달되는가를 측정하고 보정할 수 있다.

Description

고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법{High temperature and high pressure water environmental fatigue test apparatus, method for correcting and measuring fatigue load using the same}

본 발명은 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하중장치에서 주어지는 실험하중이 오토클래이브 내부의 시편까지 정확하게 전달되지 않는 문제점을 해결할 수 있는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로 피로(fatigue)는 반복하중(cyclic load)시 균열이 부품을 통해 점진적으로 진행하는 것을 의미한다.

환경피로시험은 고온, 고압의 수화학 환경에서 재료의 피로수명을 평가하는 것이다. 때문에 환경피로 시험시 오토클래이브(autoclave)의 내부에 걸리는 압력을 상쇄시켜 외부의 하중시험장치에 전달이 되지 않도록 프레스발란스(pressbalance)를 장착하게 된다.

하지만, 프레스발란스에는 많은 베어링들이 장착되어 있기 때문에 프레스발란스 내부의 하중전달 샤프트에 베어링에 의한 마찰응력이 걸리게 되고, 오토클래이브 내부의 압력에 의한 하중변화가 발생하게 된다. 이러한 베어링에 의해 하중전달 샤프트에 걸리는 마찰응력과 오토클래이브 내부의 압력에 기한 하중변화 때문에 하중장치에서 주어지는 실험하중이 오토클래이브 내부의 시편까지 정확하게 전달되지 않는 문제가 있다.

종래 환경피로시험기는 프레스발란스 시스템 중 하중전달 샤프트의 중간에 로드셀(load cell)을 삽입해서 하중시험장치에서 주어지는 하중과 하중전달 샤프트에 걸리는 하중의 차이를 측정하고, 하중의 차이를 하중시험장치에서 보정해주는 시스템이다.

그러나, 이러한 종래의 기술에 따른 환경피로시험기는 가격이 높고, 프레스발란스의 압력을 상쇄시키기 위한 물의 순환통로가 하중전달 샤프트에 형성되기 때문에 프레스발란스의 내부에 로드셀을 삽입하는 경우에는 로드셀의 삽입 위치 및 로드셀의 크기가 한정된다는 한계가 있다.

이로 인하여 프레스발란스 하부에 로드셀이 삽입될 수밖에 없는데, 이 경우에는 하중전달 샤프트를 지지하는 베어링 등에 의한 마찰응력 등으로 시편에 작용하는 정확한 하중을 측정하기 어려운 문제가 있다.

또한, 기존 사용하고 있는 환경피로시험장비에 적용하고자 할 때는 장비의 모든 부분을 새로 시스템을 구축해야 하는 단점이 있다.

본 발명은 프레스발란스의 하중전달 샤프트에 스트레인게이지를 부착하여 시편까지 하중이 정확히 전달되는지 측정하고 보정할 수 있는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법을 제공한다.

본 발명은 실시간으로 스트레인게이지를 통해 측정되는 하중 변화량을 저장할 수 있기 때문에 실시간으로 분석과 교정이 가능한 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법을 제공한다.

본 발명은 스트레인게이지의 변화량을 하중으로 환산하는 하중 컨트롤(load control) 방식을 이용하여 프레스발란스에서 하중전달 샤프트에 걸리는 마찰응력 등을 보정함으로써 하중시험장치의 외부로드셀에서부터 오토클래이브 내부의 시편까지 전달되는 정확한 하중을 측정할 수 있는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법을 제공한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기는, 외부로드셀의 최대용량까지 하중을 가하는 하중시험부; 시편 또는 내부로드셀이 장착되며, 상기 하중시험부의 하부에 위치하여 고온 고수압의 환경을 유지하는 오토클래이브; 상기 시편, 상기 내부로드셀 또는 상기 외부로드셀에 하중을 전달하며, 상기 오토클래이브의 내부에 걸리는 압력이 상기 하중시험부에 전달되지 않도록 상쇄시키는 프레스발란스; 및 상기 프레스발란스의 내부에 상하 방향으로 위치하며, 상기 외부로드셀 및 상기 오토클래이브의 내부에 장착된 상기 시편 또는 상기 내부로드셀에 상기 하중시험부의 하중을 전달하는 하중전달 샤프트;를 포함하며, 상기 하중전달 샤프트에는 상기 하중전달 샤프트를 통해 상기 시편까지 전달되는 하중을 모니터하는 복수개의 스트레인게이지가 부착될 수 있다.

상기와 같이 구성함으로써, 스트레인게이지의 변화량을 통하여 오토클래이브 내부에 장착된 시편까지 하중이 정확히 전달되는가를 측정하고 보정할 수 있다.

상기 오토클래이브는, 고온 고수압의 환경 유지를 위한 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 중심에 대해서 동일한 원주상에 위치하도록 상기 밀폐용기의 내부에 상하방향으로 구비되는 로드; 및 상기 밀폐용기의 중심 상에 위치하도록 상기 하중전달 샤프트의 상단에 연결되는 시편지그;를 구비하며, 상기 스트레인게이지는 상기 하중전달 샤프트의 상단 쪽에 부착되는 제1스트레인게이지를 포함하고, 상기 제1스트레인게이지는 상기 밀폐용기의 내부에 위치할 수 있다.

상기 제1스트레인게이지는 상기 밀폐용기 내의 고온 고압의 영향을 배제하기 위한 압력보정용 스트레인게이지 또는 온도보정용 스트레인게이지가 사용될 수 있다.

상기 프레스발란스는, 상기 하중전달 샤프트가 상하방향으로 내부에 수용되는 하우징; 상기 하우징의 상부에 위치하며, 상기 하우징에서 노출된 상기 하중전달 샤프트의 상단이 장착되는 냉각쉘; 및 상기 하중전달 샤프트가 상기 하우징에 대해서 상대 운동 가능하도록 상기 하중전달 샤프트의 외주면에 장착된 압력베어링을 포함하며, 상기 압력베어링은 상기 하우징의 하단부 쪽에 위치하는 제1압력베어링, 상기 냉각쉘에 근접하도록 상기 하우징의 상단 쪽에 위치하는 제3압력베어링 및 상기 제1압력베어링과 상기 제3압력베어링 사이에 위치하는 제2압력베어링을 포함하고, 상기 제2압력베어링과 상기 제3압력베어링 사이에는 상기 하중전달 샤프트의 외주면에 장착된 카본베어링이 위치할 수 있다.

상기 스트레인게이지는 상기 제3압력베어링과 상기 제2압력베어링 사이에 위치하는 제2스트레인게이지 및 상기 하중전달 샤프트의 하단부에 위치하는 제3스트레인게이지를 포함하며, 상기 제3스트레인게이지는 상기 하우징의 외부에 위치할 수 있다.

상기 제3스트레인게이지는 상기 외부로드셀에 근접하여 상기 하중전달 샤프트에 장착될 수 있다.

상기 제2스트레인게이지는 공기 중에 위치할 수 있다.

상기 제2스트레인게이지는 상기 제3압력베어링과 상기 카본베어링 사이에 위치할 수 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기를 사용한 하중보정방법에 있어서, (A) 상기 시편지그에 상기 내부로드셀을 장착하는 단계; (B) 상기 외부로드셀에 50kgf 단위로 하중을 가하는 단계; (C) 상기 외부로드셀과 상기 내부로드셀의 하중 차이를 측정하여 비교하는 단계; (D) 상기 외부로드셀에 하중을 가하지 않은 상태에서 상기 내부로드셀의 하중을 측정하는 단계; (E) 상기 스트레인게이지와 상기 내부로드셀의 영점을 맞추는 단계; (F) 상기 외부로드셀과 상기 내부로드셀을 연결하여 각 하중에서의 스트레인 값을 측정하는 단계; 및 (G) 상기 측정된 스트레인 값을 하중으로 변환하는 단계;를 포함하는, 고온 고압 수화학 환경 피로하중 보정방법을 제공한다.

상기 외부로드셀과 상기 내부로드셀의 하중 차이를 측정하여 비교하는 단계는 상기 외부로드셀의 최대용량까지 하중을 가한 후, 상기 외부로드셀의 하중과 상기 내부로드셀의 하중에 차이가 없음을 확인할 수 있다.

상기 측정된 스트레인 값을 하중으로 변환하는 단계는, 상기 오토클래이브에 압력이 가해지지 않은 상태에서 상기 내부로드셀을 이용하여 상기 외부로드셀에서부터 상기 하중전달 샤프트가 고정된 상기 내부로드셀까지 전달되는 하중과 상기 스트레인게이지를 통해 측정되는 하중을 보정할 수 있다.

또한, 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기를 사용한 하중측정방법에 있어서, (a) 상기 외부로드셀의 최대용량까지 하중을 가하는 단계; (b) 상기 스트레인게이지에서 측정되는 하중값과 상기 내부로드셀의 하중을 측정하는 단계; (c) 상기 외부로드셀의 하중을 가변시키면서 상기 스트레인게이지와 상기 내부로드셀의 하중을 측정하는 단계; (d) 상기 내부로드셀을 제거하고 상기 시편지그에 상기 시편을 장착하는 단계; (e) 상기 외부로드셀과 상기 제1스트레인게이지 내지 상기 제3스트레인게이지의 하중을 측정하는 단계; (f) 상기 제1스트레인게이지 및 상기 제2스트레인게이지의 하중 감소량을 측정하는 단계; 및 (g) 상기 제1 및 제2스트레인게이지의 하중 감소량 만큼 상기 외부로드셀에 하중을 더 가하는 단계;를 포함하는, 고온 고압 수화학 환경 피로하중 측정방법을 제공할 수 있다.

상기 스트레인게이지에서 측정되는 하중값과 상기 내부로드셀의 하중을 측정하는 단계는 상기 외부로드셀에 주어지는 각 하중에 대해서 수행되고, 상기 외부로드셀의 하중을 가변시키면서 상기 스트레인게이지와 상기 내부로드셀의 하중을 측정하는 단계는 하중을 증가시키면서 측정한 후 하중을 감소시키면서 측정할 수 있다.

상기 내부로드셀을 제거하고 상기 시편지그에 상기 시편을 장착하는 단계는 상기 오토클래이브에 물을 채운 후 150기압까지 가압하여 상기 (a)~(c) 단계를 반복 수행할 수 있다.

상기 제2스트레인게이지를 실시간 측정하여 하중 차이를 기록하여 측정 후 하중을 보정하거나 측정 중에 하중을 보정할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법은 프레스발란스 내부의 하중전달 샤프트에 스트레인게이지를 부착함으로써 하중시험부로부터 부과된 하중이 오토클래이브 내부에 장착된 시편까지 정확히 전달되는지 스트레인 게이지의 변화량을 통하여 사전에 하중을 보정할 수 있기 때문에 보다 정확하게 피로하중을 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법은 프레스발란스의 하중전달 샤프트에 장착된 스트레인게이지를 통해 실시간으로 측정되는 하중 변화량을 저장할 수 있기 때문에 실시간으로 하중의 측정, 분석 및 교정이 가능하다.

본 발명에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법은 기존의 피로시험장비에서 프레스발란스를 교체하지 않아도 스트레인게이지만 부착하면 쉽게 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법은 하중전달 샤프트에 장착된 스트레인게이지의 변화량을 하중으로 환산하는 하중 컨트롤(load control) 방식을 이용하여 프레스발란스에서 하중전달 샤프트에 걸리는 마찰응력 등을 정확하게 보정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1에 따른 피로 시험기의 오토클래이브 내부를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 따른 피로 시험기의 프레스발란스의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 따른 프레스발란스에 스트레인게이지가 부착된 위치를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1에 따른 피로 시험기를 사용하여 하중을 보정하기 위해 오토클래이브의 내부에 각각 내부로드셀(a) 및 시편(b)이 장착된 경우를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 따른 피로 시험기를 사용하여 피로하중을 보정하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 1에 따른 피로 시험기를 사용하여 피로하중을 측정하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 1에 따른 피로 시험기의 제1 내지 제3스트레인게이지에서의 하중값을 비교한 실험데이터이다.
도 9는 도 1에 따른 피로 시험기의 오토클래이브 내부의 스트레인을 측정한 실험데이터이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기를 개략적으로 도시한 정면도, 도 2는 도 1에 따른 피로 시험기의 오토클래이브 내부를 도시한 도면, 도 3은 도 1에 따른 피로 시험기의 프레스발란스의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면, 도 4는 도 3에 따른 프레스발란스에 스트레인게이지가 부착된 위치를 보여주는 도면, 도 5는 도 1에 따른 피로 시험기를 사용하여 하중을 보정하기 위해 오토클래이브의 내부에 각각 내부로드셀(a) 및 시편(b)이 장착된 경우를 도시한 도면, 도 6은 도 1에 따른 피로 시험기를 사용하여 피로하중을 보정하는 과정을 나타내는 순서도, 도 7은 도 1에 따른 피로 시험기를 사용하여 피로하중을 측정하는 과정을 나타내는 순서도, 도 8은 도 1에 따른 피로 시험기의 제1 내지 제3스트레인게이지에서의 하중값을 비교한 실험데이터, 도 9는 도 1에 따른 피로 시험기의 오토클래이브 내부의 스트레인을 측정한 실험데이터이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기(100)는 외부로드셀(120)의 최대용량까지 하중을 가하는 하중시험부(110), 시편(124) 또는 내부로드셀(143)이 장착되며 하중시험부(110)의 하부에 위치하여 고온 고수압의 환경을 유지하는 오토클래이브(140) 및 시편(124), 내부로드셀(143) 또는 외부로드셀(120)에 하중을 전달하며 오토클래이브(140)의 내부에 걸리는 압력이 하중시험부(110)에 전달되지 않도록 상쇄시키는 프레스발란스(130)를 포함할 수 있다.

하중시험부(110)는 시편(124) 또는 내부로드셀(143)에 하중을 가하는 부분이며, 외부로드셀(120) 및 시편(124) 또는 내부로드셀(143)에 하중을 가하기 위해 승강운동할 수 있는 유압을 생성하는 부분이다. 하중시험부(110)의 양단에는 승강운동을 가이드하는 가이드로드(112)가 구비될 수 있는데, 가이드로드(112)는 유압실린더의 형태를 가질 수도 있다.

하중시험부(110)의 하단부에는 외부로드셀(120)이 설치되는데, 외부로드셀(120)은 하중시험부(110)에서 가하는 하중을 측정하는 로드셀(load cell)이다.

외부로드셀(120)의 상부에는 프레스발란스(130, pressbalance)가 설치되고, 프레스발란스(130)의 상부와 하중시험부(110)의 하부 사이에는 오토클래이브(autoclave, 140)가 설치될 수 있다.

프레스발란스(130)는 하중시험부(110)에서 하중을 가할 때 오토클래이브(140)의 내부에 걸리는 압력을 상쇄시켜서 오토클래이브(140)의 내부 압력이 하중시험부(110)에 전달되는 것을 방지한다.

오토클래이브(140)는 고온 고수압의 환경을 유지하기 위한 용기 형태의 구조물로서, 내부에 시편(124) 또는 내부로드셀(143)이 장착될 수 있다. 내부로드셀(143)은 후술하는 스트레인게이지(strain gauge, 151,152,153)를 보정하기 위해 오토클래이브(140)의 내부에 장착되는 로드셀이며, 스트레인게이지(151,152,153)를 보정한 후에는 내부로드셀(143)을 떼어내고 그 자리에 시편(124)을 장착하여 피로하중 시험을 수행한다.

오토클래이브(140)의 양측에는 지지로드(149)가 구비되며, 오토클래이브(140)의 일측에는 계기반(114)이 구비될 수 있다.

도 2에는 오토클래이브(140)의 내부 구조가 도시되어 있다. 오토클래이브(140)는 고온 고수압의 환경 유지를 위한 밀폐용기(141), 밀폐용기(141)의 중심에 대해서 동일한 원주상에 위치하도록 밀폐용기(141)의 내부에 상하방향으로 구비되는 로드(142) 및 밀폐용기(141)의 중심 상에 위치하도록 프레스발란스(130)의 하중전달 샤프트(131)의 상단에 연결되는 시편지그(144)를 구비할 수 있다.

도 2에는 밀폐용기(141)를 위로 올린 상태에서의 오토클래이브(140)의 내부 구조가 도시되어 있다. 로드(142)는 밀폐용기(141)의 중심을 기준으로 방사상으로 복수개가 구비될 수 있으며, 로드(142)의 안쪽 공간에 하중전달 샤프트(131)의 상단과 연결되는 시편지그(144) 및 시편지그(144)가 연결되는 구조물이 형성될 수 있다. 오토클래이브(140)의 밀폐용기(141) 내부에는 물이 채워질 수 있도록 밀봉 구조를 가지는 것이 필요하다.

도 2에 도시된 도면부호 중 "150a", "150b", "150c", "150d", "150e"는 오토클래이브(140)의 내부에 스트레인게이지를 부착하는 경우에, 스트레인게이지의 최적 위치를 찾기 위한 위치로서, 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.

도 3 및 도 4에는 프레스발란스(130)가 도시되어 있다. 프레스발란스(130)의는 내부에는 상하 방향으로 하중전달 샤프트(131)가 위치하며, 하중전달 샤프트(131)는 하중시험부(110)의 하중을 외부로드셀(120) 및 오토클래이브(140)의 내부에 장착되는 시편(124) 또는 내부로드셀(143)에 전달하는 샤프트이며, 하중시험부(110)에 의해서 상하로 승강운동할 수 있다.

프레스발란스(130)는 하중전달 샤프트(131)가 상하방향으로 내부에 수용되는 하우징(132), 하우징(132)의 상부에 위치하며 하우징(132)에서 노출된 하중전달 샤프트(131)의 상단이 장착되는 냉각쉘(133) 및 하중전달 샤프트(131)가 하우징(132)에 대해서 상대 운동 가능하도록 하중전달 샤프트(131)의 외주면에 장착된 압력베어링(136a,136b,136c)을 포함할 수 있다.

하우징(132)은 원통형의 부재이며, 하중전달 샤프트(131)가 관통하도록 하우징(132)의 내부에 수용될 수 있다. 하우징(132)의 내경과 하중전달 샤프트(131)의 외경은 서로 이격되어 있으며, 이 이격된 공간(135a)은 공기 또는 물로 채워지게 된다.

하중전달 샤프트(131)의 상단은 하우징(132)을 통과하여 외부로 노출되며 오토클래이브(140)의 내부에 위치하게 된다. 하중전달 샤프트(131)의 상단 외주면에는 냉각쉘(133, cooling-shell)이 위치하는데, 냉각쉘(133)과 하중전달 샤프트(131)의 이격된 공간(135b)에는 냉각을 위한 물 또는 공기가 채워질 수 있다.

하중전달 샤프트(131)의 내부에는 냉각수 공급을 위한 냉각수로(134)가 형성될 수 있다. 냉각수로(134)를 통해 공급된 냉각수(물)는 하우징(132)과 하중전달 샤프트(131) 사이의 공간(135a)을 채우게 된다.

한편, 하중전달 샤프트(131)가 하우징(132)의 내부에서 원활하게 승강운동할 수 있도록 압력베어링(136a,136b,136c)이 하중전달 샤프트(131)의 외주면에 장착되는데, 압력베어링(136a,136b,136c)은 하우징(132)의 하단부 쪽에 위치하는 제1압력베어링(136a), 냉각쉘(133)에 근접하도록 하우징(132)의 상단 쪽에 위치하는 제3압력베어링(136c) 및 제1압력베어링(136a)과 제3압력베어링(136c) 사이에 위치하는 제2압력베어링(136b)을 포함할 수 있다.

또한, 제2압력베어링(136b)과 제3압력베어링(136c) 사이에는 하중전달 샤프트(131)의 외주면에 장착된 카본베어링(137)이 위치할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기(100)는, 하중전달 샤프트(131)를 통해 시편(124)까지 전달되는 하중을 모니터하는 복수개의 스트레인게이지(151,152,153)가 하중전달 샤프트(131)에 부착될 수 있다.

상기와 같이 구성함으로써, 스트레인게이지(151~153)의 변화량을 통하여 오토클래이브(140) 내부에 장착된 시편(124)까지 하중이 정확히 전달되는가를 측정하고 하중을 보정할 수 있다.

스트레인게이지(151,152,153)는 하중전달 샤프트(131)의 상단 쪽에 부착되는 제1스트레인게이지(151)를 포함하고, 제1스트레인게이지(151)는 밀폐용기(141) 또는 오토클래이브(140)의 내부에 위치할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하중전달 샤프트(131)의 상단에 부착된 제1스트레인게이지(151)는 오토클래이브(140)의 내부에 위치하기 때문에 오토클래이브(140) 내부의 고온 고압이 제1스트레인게이지(151)에 주는 영향을 제거시키기 위해 압력보정용 스트레인게이지를 추가적으로 부착하거나, 오토클래이브(140) 또는 밀폐용기(141) 내의 고온 고압의 영향을 배제하기 위해 제1스트레인게이지(151)를 압력보정용 스트레인게이지 또는 온도보정용 스트레인게이지로 사용할 수도 있다.

본 출원인은 오토클래이브(140)의 내부에 위치하는 제1스트레인게이지(151)의 부착 위치를 결정하기 위해 다수의 위치에 스트레인게이지를 부착하고 최적의 위치를 찾는 과정을 반복하였다.

도 2에서 150a, 150b, 150c, 150d 및 150e와 같은 5군데에 제1스트레인게이지를 부착하고 최적의 위치를 찾는 과정을 수행하였다. 그 결과, 150a, 150b, 150c, 150d의 위치는 외부 하중시험부(110)에서 주어지는 하중이 전혀 집중되지 않아 정확한 하중을 측정하기 어려웠다. 하지만, 150e의 위치는 하중전달 샤프트(131)에 상단 끝부분으로 하중전달이 정확히 되기 때문에 오토클래이브(140) 내부에서는 150e 의 위치를 제1스트레인게이지(151) 부착위치로 결정하였다.

150e의 경우 하중전달 샤프트(131)에 전달되는 정확한 하중을 측정할 수 있지만, 오토클래이브(140) 내부의 고온, 고압환경에 노출되기 때문에 고압환경에서의 압력보정이 필요하고, 고온이므로 장시간 스트레인게이지가 운영되기 어렵기 때문에 상호 보안할 백업 스트레인게이지 즉, 압력보정용 스트레인게이지 또는 온도보정용 스트레인게이지를 추가로 장착하거나 제1스트레인게이지(151) 자체를 압력보정용 스트레인게이지 또는 온도보정용 스트레인게이지로 형성하는 것이 바람직하다.

도 9에는 오토클래이브(140)의 내부에서 5개의 위치 150a, 150b, 150c, 150d 및 150e에서 측정한 스트레인게이지의 하중값과 외부로드셀(120)에 걸리는 하중값을 비교한 데이터이다. 150a, 150b, 150c, 150d 및 150e는 각 도 9에서 1, 2, 3, 4, 5에 대응한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 150e에 스트레인게이지를 부착할 경우 외부로드셀(120)에 걸리는 하중값에 따라 스트레인게이지의 하중도 일정하게 변함을 알 수 있다. 따라서, 오토클래이브(140) 내부에서는 150e 위치가 최적의 스트레인게이지 부착 위치라고 할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 스트레인게이지(151~153)는 제3압력베어링(136c)과 제2압력베어링(136b) 사이에 위치하는 제2스트레인게이지(152) 및 하중전달 샤프트(131)의 하단부에 위치하는 제3스트레인게이지(153)를 포함하며, 제3스트레인게이지(153)는 하우징(132)의 외부에 위치할 수 있다.

제2스트레인게이지(152)는 하중전달 샤프트(132)에 장착되되 하우징(132)의 내부에 위치하고, 제3스트레인게이지(153)는 하중전달 샤프트(131)에 장착되되 하우징(132)의 외부에 위치한다. 여기서, 제3스트레인게이지(153)는 외부로드셀(120에 근접하여 하중전달 샤프트(131)에 장착될 수 있다. 제3스트레인게이지(153)는 하중시험부(110)의 외부로드셀(120)에서 가장 가까운 곳에 장착하고, 제2스트레인게이지(152)는 하중전달 샤프트(131)의 중간부분에 장착하고, 제1스트레인게이지(151)는 시편(124)에서 가장 가까운 곳에 장착한다. 이 때, 모든 스트레인게이지(151~153)는 풀브릿지(full bridge)로 구성한다.

재료에 발생하는 저항은 재료의 길이에 비례하고 단면적에 반비례하게 나타난다. 스트레인게이지(151~153)의 저항변화와 변형률 사이의 관계는 대부분의 재료에서 선형적으로 나타나므로, 스트레인게이지(151~153)에 하중이 발생하여 변형률이 발생하면 휘트스톤브리지에 의해서 전압 변화량의 값으로 환산하여 나타낼 수 있다.

제2스트레인게이지(152)는 공기 중에 위치할 수 있다. 즉, 제2스트레인게이지(152)는 하중전달 샤프트(131)와 하우징(132) 사이의 공간 중에서 물이 채워지지 않는 부분에 위치한다.

또한, 제2스트레인게이지(152)는 제3압력베어링(136c)과 카본베어링(137) 사이에 위치할 수 있다. 제2스트레인게이지(152)는 하중전달 샤프트(131)의 외면과 하우징(132)의 내면에 의해 형성되는 공간 중에서 제3압력베어링(136c)과 카본베어링(137) 사이에 형성되는 공간에 위치할 수 있고, 이 위치는 물이 없는 위치이다.

본 출원인은 프레스발란스(130)의 내부에서 스트레인게이지의 설치 위치를 결정하기 위해 다수의 위치에 스트레인게이지를 설치하고 최적의 위치를 선택하였다. 즉, 도 3에 도시된 5개의 위치(도면부호 "1", "2", "3", "4", "5" 참조)에 스트레인게이지를 부착하고 최적의 위치를 결정하는 과정을 반복하였다.

1번 위치에 스트레인게이지를 부착하는 경우에는 하중시험부(110)의 외부로드셀(120)과 동일한 하중을 나타내기 때문에 하중이 시편(124)까지 정확하게 전달되는지를 알 수 없었다.

2번의 경우 프레스발란스(140) 내부에 있지만 제1압력베어링(136a)에 가까워서 하중전달 샤프트(131)가 움직일 때마다 스트레인게이지가 떨어지는 단점이 있다. 그리고, 1번 위치에서 측정된 하중값과 비슷한 값을 나타냈으며, 압력베어링의 마찰응력이 적용되지 않기 때문에 정확한 하중을 측정하기 어렵다.

3번 위치에 스트레인게이지를 부착할 경우에는 제1압력베어링(136a)과 제2압력베어링(136b) 사이에 위치하기 때문에 베어링의 이동으로 인하여 스트레인게이지의 설치 및 데이터라인의 처리가 어려워 정확한 측정을 할 수 없다.

4번 위치는 제2압력베어링(136b) 이후이기 때문에 베어링에서 마찰응력으로 감소하는 하중을 측정할 수 있고 이 부분은 공기 중에서 비어 있기 때문에 스트레인게이지를 부착하는 경우에 최적의 위치로 볼 수 있다.

5번 위치 역시 정확한 하중값은 측정할 수 있지만 스트레인게이지의 설치가 용이하지 않고 제3압력베어링(136c)에 가까워서 스트레인게이지를 유지하기 어려운 단점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기(100)는 프레스발란스(130)의 하중전달 샤프트(131)에 스트레인게이지(151~153)를 부착함으로써 프레스발란스(130)의 베어링에서 발생하는 마찰응력 등으로 인해 하중시험부(110)의 외부로드셀(120)에서부터 시편(124)까지 전달되는 정확한 하중을 측정할 수 있고 이를 보정 하여 정확한 실험결과를 얻을 수 있다. 또한, A/D 컨버터를 이용하여 실시간으로 스트레인게이지를 통해 측정되는 하중 변화량의 저장이 가능하기 때문에, 실시간으로 분석과 교정이 가능하다. 뿐만 아니라, 본 발명의 시험기처럼 하중전달 샤프트를 이용하여 하중을 전달하는 경우 본 측정 방법을 이용하여 정확한 하중을 부여할 수 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기(100)를 사용하여 피로하중을 보정하는 방법 및 측정하는 방법에 대해서 설명한다.

우선, 스트레인게이지를 이용하여 정확한 하중을 측정하기 위해서는 스트레인 교정이 정교하게 이루어져야 한다. 따라서 오토클래이브(140)에 압력을 가하지 않은 상태에서 도 5의 (a) 같이 별도의 내부로드셀(143)을 이용하여 하중시험부(110)의 외부로드셀(120)에서부터 하중전달 샤프트(131)를 고정한 오토클래이브(140) 내부의 내부로드셀(143)까지 전달되는 하중과 각 스트레인게이지(151~153)를 통해 측정되는 하중을 보정해 주어야 한다.

도 6을 참조하면, 발명의 다른 분야에 따르면, 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기(100)를 사용한 하중보정방법에 있어서, (A) 시편지그(144)에 내부로드셀(143)을 장착하는 단계(1100), (B) 외부로드셀(120)에 50kgf 단위로 하중을 가하는 단계(1200), (C) 외부로드셀(120)과 내부로드셀(143)의 하중 차이를 측정하여 비교하는 단계(1300), (D) 외부로드셀(120)에 하중을 가하지 않은 상태에서 내부로드셀(143)의 하중을 측정하는 단계(1400), (E) 스트레인게이지(151~153)와 내부로드셀(143)의 영점을 맞추는 단계(1500), (F) 외부로드셀(120)과 내부로드셀(143)을 연결하여 각 하중에서의 스트레인 값을 측정하는 단계(1600) 및 (G) 측정된 스트레인 값을 하중으로 변환하는 단계(1700)를 포함하는 고온 고압 수화학 환경 피로하중 보정방법을 제공한다.

시편지그(144)에 내부로드셀(143)을 장착하는 단계(1100)에서는 도 5(a)에 도시된 바와 같이 공기 중에서 시편지그(144)에 내부로드셀(143)을 장착한다.

외부로드셀(120)에 50kgf 단위로 하중을 가하는 단계(1200)에서는 하중시험부(110)의 외부로드셀(120)에 Okgf부터 외부로드셀(120)의 최대용량인 1000kgf까지 50kgf 단위로(즉, 50kgf씩 하중을 증가시키면서) 하중을 가한다.

외부로드셀(120)과 내부로드셀(143)의 하중 차이를 측정하여 비교하는 단계(1300)는 단계 1200과 같이 외부로드셀(120)의 최대용량까지 하중을 가한 후, 외부로드셀(120)의 하중과 내부로드셀(143)의 하중에 차이가 없음을 확인할 수 있다.

외부로드셀(120)과 내부로드셀(143)의 하중 차이를 측정하여 서로 차이가 없음을 확인한 후에는 스트레인게이지(151~153)의 데이터를 받을 수 있는 DAQ 보드와 컴퓨터에 연결하여 피로하중측정 준비를 한다.

스트레인게이지(151~153)와 내부로드셀(143)의 영점을 맞추는 단계(1500)에서는 스트레인게이지(151~153)의 영점을 맞추기 위해 스트레인게이지 측정프로그램을 이용하는 것이 바람직하다.

외부로드셀(120)과 내부로드셀(143)을 연결하여 각 하중에서의 스트레인 값을 측정하는 단계(1600)에서는 외부로드셀(120)과 오토클래이브(140) 내부의 내부로드셀(143)을 연결한 후 0kgf부터 100kgf단위로 각 하중에서의 스트레인 값을 측정한다.

측정된 스트레인 값을 하중으로 변환하는 단계(1700)는, 오토클래이브(140)에 압력이 가해지지 않은 상태에서 내부로드셀(143)을 이용하여 외부로드셀(120)에서부터 하중전달 샤프트(131)가 고정된 내부로드셀(143)까지 전달되는 하중과 스트레인게이지(151~153)를 통해 측정되는 하중을 보정할 수 있다.

각 하중에서의 측정된 스트레인값을 컴퓨터에 입력해주고, 그때의 스트레인 값을 하중으로 사용한다.

도 5(a)와 같은 상태에서 상기와 같은 피로하중 보정방법을 사용하여 측정된 하중은 하중시험부(110)의 외부로드셀(120)과 오토클래이브(140)의 내부로드셀(143)과의 오차는 ±0.01%이내의 오차를 보여, 비교적 하중의 차이가 없는 것으로 확인되었다. 오토클래이브(140)의 내부로드셀(143)을 제거한 후, 직접 시편(124)을 장착하고 오토클래이브(140)에 압력을 가하여 하중시험부(110)에서 가해준 하중과 시편(124)에 전달되는 하중을 측정하였다. 하중 측정 방법에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기(100)를 사용한 하중측정방법에 있어서, (a) 외부로드셀(120)의 최대용량까지 하중을 가하는 단계(2100), (b) 스트레인게이지(151~153)에서 측정되는 하중값과 내부로드셀(143)의 하중을 측정하는 단계(2200), (c) 외부로드셀(120)의 하중을 가변시키면서 스트레인게이지(151~153)와 내부로드셀(143)의 하중을 측정하는 단계(2300), (d) 내부로드셀(143)을 제거하고 시편지그(144)에 시편(124)을 장착하는 단계(2400), (e) 외부로드셀(120)과 제1스트레인게이지(151) 내지 제3스트레인게이지(153)의 하중을 측정하는 단계(2500), (f) 제1스트레인게이지(151) 및 제2스트레인게이지(152)의 하중 감소량을 측정하는 단계(2600) 및 (g) 제1 및 제2스트레인게이지(151,152)의 하중 감소량 만큼 외부로드셀(120)에 하중을 더 가하는 단계(2700)를 포함하는 고온 고압 수화학 환경 피로하중 측정방법을 제공할 수 있다.

외부로드셀(120)의 최대용량까지 하중을 가하는 단계(2100)에서는 공기 중에서 하중시험부(110)의 외부로드셀(120)의 최대용량까지 50kgf 간격으로 하중을 가해준다.

스트레인게이지(151~153)에서 측정되는 하중값과 내부로드셀(143)의 하중을 측정하는 단계(2200)는 외부로드셀(120)에 주어지는 각 하중에 대해서 수행되고, 외부로드셀(120)의 하중을 가변시키면서 스트레인게이지(151~153)와 내부로드셀(143)의 하중을 측정하는 단계(2300)는 하중을 증가시키면서 측정한 후 하중을 감소시키면서 측정할 수 있다. 보다 자세히 설명하면, 단계 2300은 단계 2200의 방법으로 하중을 증가시키면서 측정 후 감소시키면서 측정하는데, 이러한 측정 과정을 2~3회 정도 반복 수행한다.

내부로드셀(143)을 제거하고 시편지그(144)에 시편(142)을 장착하는 단계(2400)는 오토클래이브(140)에 물을 채운 후 150기압까지 가압하여 상기 (a)~(c) 단계를 반복 수행할 수 있다. 이 때, 상기 (a)~(c) 단계를 2~3회 정도 반복 수행하는 것이 바람직하다.

제1스트레인게이지(151) 및 제2스트레인게이지(152)의 하중 감소량을 측정하는 단계(2600)에서는 외부로드셀(120)에 압력이 가해졌을 경우 제1 및 제2스트레인게이지(151,152)에서 얼마의 하중이 감소하는 측정한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피로하중 측정방법은 제2스트레인게이지(152)를 실시간 측정하여 하중 차이를 기록하여 측정 후 하중을 보정하거나 측정 중에 하중을 보정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피로하중 측정방법에 의한 하중측정 데이터는 도 8과 같다. 도 8에는 제1 내지 제3스트레인게이지(151~153)에서의 하중값과 외부로드셀(120)에 걸리는 하중값을 비교한 데이터이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피로 시험기(100)는 오토클래이브(140) 내부에 노출된 제1스트레인게이지(151)는 압력보정용 스트레인게이지를 부착하였기 때문에 압력의 영향은 없다. 따라서, 하중시험부(110)에서 가해준 하중과 시편(124)에 전달된 하중을 측정한 결과 70kgf정도의 하중손실이 발생하였음을 알 수 있었고, 이는 하중시험부(110)에서 보상해 줄 수 있다. 그리고, 고온용 스트레인게이지를 이용하면 압력보정용 스트레인게이지를 온도보정용으로도 동시에 사용할 수 있기 때문에 고온에서도 실시간으로 하중을 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기(100)의 스트레인게이지(151~153)는 하중전달 샤프트(131)의 표면(외면)에 부착될 뿐만 아니라 하중전달 샤프트의 내부에 삽입되는 형태로 장착될 수도 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기, 이를 사용한 피로하중 보정방법 및 피로하중 측정방법은 변위컨트롤을 이용하여 실시하는 피로시험(Low cycle fatigue: LCF)이 아니고, 하중컨트롤을 이용하여 실시하는 피로시험(Fatigue crack growth rate: FCGR)에 기반을 두고 있다.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기
110: 하중 시험부 120: 외부로드셀
124: 시편 130: 프레스발란스
131: 하중전달 샤프트 132: 하우징
133: 냉각쉘 134: 냉각유로
136a: 제1압력베어링 136b: 제2압력베어링
136c: 제3압력베어링 140: 오토클래이브
141: 밀폐용기 143: 내부로드셀
144: 시편지그 151: 제1스트레인게이지
152: 제2스트레인게이지 153: 제3스트레인게이지

Claims

외부로드셀의 최대용량까지 하중을 가하는 하중시험부;
시편 또는 내부로드셀이 장착되며, 상기 하중시험부의 하부에 위치하여 고온 고수압의 환경을 유지하는 오토클래이브;
상기 시편, 상기 내부로드셀 또는 상기 외부로드셀에 하중을 전달하며, 상기 오토클래이브의 내부에 걸리는 압력이 상기 하중시험부에 전달되지 않도록 상쇄시키는 프레스발란스; 및
상기 프레스발란스의 내부에 상하 방향으로 위치하며, 상기 외부로드셀 및 상기 오토클래이브의 내부에 장착된 상기 시편 또는 상기 내부로드셀에 상기 하중시험부의 하중을 전달하는 하중전달 샤프트;를 포함하며,
상기 하중전달 샤프트에는 상기 하중전달 샤프트를 통해 상기 시편까지 전달되는 하중을 모니터하는 복수개의 스트레인게이지가 부착된 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기.
제1항에 있어서,
상기 오토클래이브는,
고온 고수압의 환경 유지를 위한 밀폐용기;
상기 밀폐용기의 중심에 대해서 동일한 원주상에 위치하도록 상기 밀폐용기의 내부에 상하방향으로 구비되는 로드; 및
상기 밀폐용기의 중심 상에 위치하도록 상기 하중전달 샤프트의 상단에 연결되는 시편지그;를 구비하며,
상기 스트레인게이지는 상기 하중전달 샤프트의 상단 쪽에 부착되는 제1스트레인게이지를 포함하고,
상기 제1스트레인게이지는 상기 밀폐용기의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기.
제2항에 있어서,
상기 제1스트레인게이지는 상기 밀폐용기 내의 고온 고압의 영향을 배제하기 위한 압력보정용 스트레인게이지 또는 온도보정용 스트레인게이지인 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기.
제3항에 있어서,
상기 프레스발란스는,
상기 하중전달 샤프트가 상하방향으로 내부에 수용되는 하우징;
상기 하우징의 상부에 위치하며, 상기 하우징에서 노출된 상기 하중전달 샤프트의 상단이 장착되는 냉각쉘; 및
상기 하중전달 샤프트가 상기 하우징에 대해서 상대 운동 가능하도록 상기 하중전달 샤프트의 외주면에 장착된 압력베어링을 포함하며,
상기 압력베어링은 상기 하우징의 하단부 쪽에 위치하는 제1압력베어링, 상기 냉각쉘에 근접하도록 상기 하우징의 상단 쪽에 위치하는 제3압력베어링 및 상기 제1압력베어링과 상기 제3압력베어링 사이에 위치하는 제2압력베어링을 포함하고,
상기 제2압력베어링과 상기 제3압력베어링 사이에는 상기 하중전달 샤프트의 외주면에 장착된 카본베어링이 위치하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기.
제4항에 있어서,
상기 스트레인게이지는 상기 제3압력베어링과 상기 제2압력베어링 사이에 위치하는 제2스트레인게이지 및 상기 하중전달 샤프트의 하단부에 위치하는 제3스트레인게이지를 포함하며,
상기 제3스트레인게이지는 상기 하우징의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기.
제5항에 있어서,
상기 제3스트레인게이지는 상기 외부로드셀에 근접하여 상기 하중전달 샤프트에 장착되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기.
제5항에 있어서,
상기 제2스트레인게이지는 공기 중에 위치하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기.
제5항에 있어서,
상기 제2스트레인게이지는 상기 제3압력베어링과 상기 카본베어링 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로 시험기.
제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 피로 시험기를 사용한 하중보정방법에 있어서,
(A) 상기 시편지그에 상기 내부로드셀을 장착하는 단계;
(B) 상기 외부로드셀에 50kgf 단위로 하중을 가하는 단계;
(C) 상기 외부로드셀과 상기 내부로드셀의 하중 차이를 측정하여 비교하는 단계;
(D) 상기 외부로드셀에 하중을 가하지 않은 상태에서 상기 내부로드셀의 하중을 측정하는 단계;
(E) 상기 스트레인게이지와 상기 내부로드셀의 영점을 맞추는 단계;
(F) 상기 외부로드셀과 상기 내부로드셀을 연결하여 각 하중에서의 스트레인 값을 측정하는 단계; 및
(G) 상기 측정된 스트레인 값을 하중으로 변환하는 단계;
를 포함하는, 고온 고압 수화학 환경 피로하중 보정방법.
제9항에 있어서,
상기 외부로드셀과 상기 내부로드셀의 하중 차이를 측정하여 비교하는 단계는 상기 외부로드셀의 최대용량까지 하중을 가한 후, 상기 외부로드셀의 하중과 상기 내부로드셀의 하중에 차이가 없음을 확인하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로하중 보정방법.
제9항에 있어서,
상기 측정된 스트레인 값을 하중으로 변환하는 단계는,
상기 오토클래이브에 압력이 가해지지 않은 상태에서 상기 내부로드셀을 이용하여 상기 외부로드셀에서부터 상기 하중전달 샤프트가 고정된 상기 내부로드셀까지 전달되는 하중과 상기 스트레인게이지를 통해 측정되는 하중을 보정하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로하중 보정방법.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 피로 시험기를 사용한 하중측정방법에 있어서,
(a) 상기 외부로드셀의 최대용량까지 하중을 가하는 단계;
(b) 상기 스트레인게이지에서 측정되는 하중값과 상기 내부로드셀의 하중을 측정하는 단계;
(c) 상기 외부로드셀의 하중을 가변시키면서 상기 스트레인게이지와 상기 내부로드셀의 하중을 측정하는 단계;
(d) 상기 내부로드셀을 제거하고 상기 시편지그에 상기 시편을 장착하는 단계;
(e) 상기 외부로드셀과 상기 제1스트레인게이지 내지 상기 제3스트레인게이지의 하중을 측정하는 단계;
(f) 상기 제1스트레인게이지 및 상기 제2스트레인게이지의 하중 감소량을 측정하는 단계; 및
(g) 상기 제1 및 제2스트레인게이지의 하중 감소량 만큼 상기 외부로드셀에 하중을 더 가하는 단계;
를 포함하는, 고온 고압 수화학 환경 피로하중 측정방법.
제12항에 있어서,
상기 스트레인게이지에서 측정되는 하중값과 상기 내부로드셀의 하중을 측정하는 단계는 상기 외부로드셀에 주어지는 각 하중에 대해서 수행되고,
상기 외부로드셀의 하중을 가변시키면서 상기 스트레인게이지와 상기 내부로드셀의 하중을 측정하는 단계는 하중을 증가시키면서 측정한 후 하중을 감소시키면서 측정하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로하중 측정방법.
제13항에 있어서,
상기 내부로드셀을 제거하고 상기 시편지그에 상기 시편을 장착하는 단계는 상기 오토클래이브에 물을 채운 후 150기압까지 가압하여 상기 (a)~(c) 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로하중 측정방법.
제14항에 있어서,
상기 제2스트레인게이지를 실시간 측정하여 하중 차이를 기록하여 측정 후 하중을 보정하거나 측정 중에 하중을 보정하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 수화학 환경 피로하중 측정방법.