KR102258423B1 - Welded structure having excellent brittle crack arrestability - Google Patents
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Abstract
웹(1)과 플랜지(2)의 맞댐 부분에 보강 부재(10)를 구비한 용접 구조체로 한다. 보강 부재 표면에 웹 단면을 맞대고, 필릿 용접에 의해 웹과 보강 부재를 접합하고, 플랜지 표면과 보강 부재 표면을 중첩하고, 필릿 용접에 의해 보강 부재를 접합한다. 그 때, 필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 중첩면의 미용착부의 폭과, 보강 부재의 판 폭과 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이의 합의 비율 Y(%)와, 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T(N/㎜3/2)의 관계가 Y(%)≥{6900-Kca}/85를 만족시키도록 조정한다. 이것에 의해, 플랜지로부터 발생한 취성 균열의 전파를 보강 부재에서 저지 내지 정지할 수 있다.It is set as the welded structure provided with the reinforcing member 10 in the butt|matching part of the web 1 and the flange 2 . The cross section of the web is abutted to the surface of the reinforcing member, the web and the reinforcing member are joined by fillet welding, the flange surface and the reinforcing member surface are overlapped, and the reinforcing member is joined by fillet welding. At that time, the ratio Y (%) of the sum of the width of the unwelded portion of the overlapping surface in the joint cross-section of the fillet welded joint, the plate width of the reinforcing member and the leg length of the left and right fillet welds, and the shared temperature T (°C) It is adjusted so that the relationship of the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member in this may satisfy|fill Y(%) >={6900-Kca}/85. Thereby, propagation of the brittle crack generated from the flange can be prevented or stopped by the reinforcing member.
Description
본 발명은 예를 들면, 대형 컨테이너선이나 벌크 캐리어 등의 후강판을 이용하여 용접 시공된 용접강 구조물에 관한 것으로서, 특히 후강판 모재 혹은 용접 이음매부로부터 발생한 취성 균열의 전파를, 구조물의 대규모 파괴에 이르기 전에 정지시킬 수 있는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체에 관한 것이다. The present invention relates to a welded steel structure welded using, for example, a thick steel plate such as a large container ship or a bulk carrier, and in particular, the propagation of brittle cracks generated from the thick steel plate base material or welded joint, large-scale destruction of the structure It relates to a welded structure with excellent brittle crack propagation stopping properties that can be stopped before reaching
컨테이너선이나 벌크 캐리어는 적재 능력의 향상이나 하역 효율의 향상 등을 위해, 예를 들면, 탱커 등과는 달리, 선창내에 칸막이벽이 적고, 선상부의 개구부를 크게 취한 구조를 갖고 있다. 그 때문에, 컨테이너선이나 벌크 캐리어에서는 특히 선체 바깥판을 고강도화 또는 후육화할 필요가 있다. Container ships and bulk carriers have a structure in which, unlike a tanker, there are few partition walls in a hold and the opening part of a ship is large for the improvement of loading capacity, improvement of unloading efficiency, etc., for example. For this reason, in a container ship or a bulk carrier, it is necessary to especially strengthen or thicken a ship hull board.
또, 컨테이너선은 근래, 대형화되고, 6,000∼22,000TEU와 같은 대형선이 건조되도록 되어 오고 있다. 여기에, TEU(Twenty feet Equivalent Unit)는 길이 20피트의 컨테이너로 환산한 개수를 나타내며, 컨테이너선의 적재 능력의 지표를 나타내고 있다. 이러한 배의 대형화에 수반하여 선체 바깥판은 판 두께:50㎜이상이고, 항복 강도:390N/㎜2급 이상의 후강판이 사용되는 경향에 있다. In addition, container ships have been enlarged in recent years, and large ships such as 6,000-22,000TEU have been built. Here, TEU (Twenty feet Equivalent Unit) represents the number converted to a container of 20 feet in length, and represents an indicator of the loading capacity of a container ship. With the increase in size of such ships, the thickness of the outer plate of the hull is 50 mm or more, and the yield strength: 390 N/mm or higher grade 2 thick steel plate tends to be used.
선체 바깥판으로 되는 강판은 근래, 시공 기간의 단축이라고 하는 관점에서, 예를 들면 일렉트로 가스 아크 용접 등의 대입열 용접에 의해 맞대기 용접되는 경우가 많아지고 있다. 이러한 대입열 용접에서는 용접 열 영향부에 있어서 대폭적인 인성 저하가 발생하기 쉽고, 용접 이음매부로부터의 취성 균열 발생의 하나의 원인으로 되고 있었다. In recent years, from a viewpoint of shortening a construction period, the steel plate used as a hull outer plate is butt-welded by high heat input welding, such as electrogas arc welding, in many cases. In such high heat input welding, a significant decrease in toughness tends to occur in the weld heat affected zone, and it has become one cause of the occurrence of brittle cracks from the weld joint.
선체 구조에 있어서는 종래부터 안전성이라고 하는 관점에서, 만일, 취성 파괴가 발생한 경우에도, 취성 균열의 전파를 대규모 파괴에 이르기 전에 정지시키고, 선체 분리를 방지하는 것이 필요하다고 되고 있다. In ship body structure, from the viewpoint of safety, even if a brittle fracture occurs by any chance, it is necessary to stop the propagation of a brittle crack before it reaches a large-scale fracture, and to prevent hull separation.
이러한 생각을 받아, 비특허문헌 1에, 판 두께 50㎜미만의 조선용 강판에 있어서의 용접부의 취성 균열 전파 거동에 대한 실험적인 검토 결과가 보고되고 있다. In response to such a thought, the experimental examination result about the brittle crack propagation behavior of the weld part in the steel plate for shipbuilding less than 50 mm of plate|board thickness is reported in
이 비특허문헌 1에서는 용접부에서 강제적으로 발생시킨 취성 균열의 전파 경로, 전파 거동을 실험적으로 조사하고, 용접부의 파괴 인성이 어느 정도 확보되어 있으면, 용접 잔류 응력의 영향에 의해 취성 균열은 용접부에서 모재측으로 일탈해 버리는 경우가 많다는 결과가 기재되어 있지만, 용접부를 따라 취성 균열이 전파한 예도 복수예 확인되고 있다. 이것은 취성 파괴가 용접부를 따라 직진 전파할 가능성이 없다고는 단언할 수 없는 것을 시사하고 있다. In this
그러나, 비특허문헌 1에서 적용한 용접과 동등한 용접을 판 두께 50㎜미만의 강판에 적용하여 건조된 선박이 하등 문제없이 취항하고 있다고 하는 많은 실적이 있는 것에 부가하여, 인성이 양호한 강판 모재(조선 E급강 등)는 취성 균열을 정지시키는 능력을 충분히 유지하고 있다는 인식으로부터, 특히, 조선용 강재의 용접부의 취성 균열 전파 정지 특성은 선급 규칙 등에는 요구되어 오지 않았다. However, in addition to the many achievements that a ship built by applying welding equivalent to the welding applied in Non-Patent
그러나, 근래의 6,000TEU를 넘는 대형 컨테이너선에서는 사용하는 강판의 판 두께는 50㎜를 넘고, 판 두께 증대에 의한 파괴 인성의 저하에 부가하여, 용접 입열이 더욱 큰 대입열 용접이 채용되어 왔기 때문에, 용접부의 파괴 인성이 한층 저하하는 경향에 있다. 이러한 후육 대입열 용접 이음매에서는 용접부로부터 발생한 취성 균열이 모재측으로 휘지 않고 직진하고, 또 골재 등의 강판 모재부에서도 정지하지 않을 가능성이 있는 것이 나타나 있다(예를 들면 비특허문헌 2). 이 때문에, 판 두께 50㎜이상의 후육 고강도 강판을 적용한 선체 구조에서는 그 안전성 확보가 큰 문제로 되어 있다. However, in recent large container ships exceeding 6,000 TEU, the plate thickness of the steel plate used exceeds 50 mm, and in addition to the decrease in fracture toughness due to the increase in plate thickness, high heat input welding has been adopted, which has a larger welding heat input. , the fracture toughness of the weld zone tends to further decrease. In such a thick large heat input welded joint, it has been shown that the brittle cracks generated from the weld may go straight to the base metal side without bending, and may not stop even in the base metal part of the steel plate such as aggregate (eg, non-patent document 2). For this reason, in the hull structure to which a thick high-strength steel plate having a plate thickness of 50 mm or more is applied, securing the safety is a major problem.
또, 비특허문헌 2에는 특히 발생한 취성 균열의 전파 정지를 위해, 특별한 취성 균열 전파 정지 특성을 갖는 후강판을 필요로 한다는 지적도 있다. In addition, Non-Patent
이러한 문제에 대해, 예를 들면 특허문헌 1에는 바람직하게는 판 두께 50㎜이상의 선각 바깥판인 용접 구조체에 있어서, 맞대기 용접부에 교차하도록 골재를 배치하고, 필릿 용접으로 접합한 용접 구조체가 기재되어 있다. In response to such a problem, for example,
이 특허문헌 1에 기재된 기술에서는 골재(보강재)로서, 표층부 및 이층부에서 3㎜이상의 두께에 걸쳐 0.5∼5㎛의 평균 원 상당 입경을 갖고 또한 판 두께면에 평행한 면에서 (100)결정면의 X선면 강도비가 1.5이상인 미크로 조직을 갖는 강판을 이용한다고 하고 있다. 이러한 미크로 조직을 갖는 강판을 보강재로 해서 필릿 용접한 구조로 하는 것에 의해, 맞대기 용접 이음매부에 취성 균열이 발생해도, 보강재인 골재에서 취성 파괴를 정지시킬 수 있어, 용접 구조체가 파괴하는 바와 같은 치명적인 손상을 방지할 수 있다고 하고 있다. In the technique described in
또, 특허문헌 2에는 접합 부재(웹)를 피접합 부재(플랜지)에 필릿 용접하여 이루어지는 필릿 용접 이음매를 구비하고, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체가 기재되어 있다. Moreover,
이 특허문헌 2에 기재된 용접 구조체에서는 필릿 용접 이음매 단면에 있어서의 웹의, 플랜지와의 맞댐면에 미용착부를 잔존시키고, 그 미용착부의 폭과, 필릿 용접부의 좌우의 다리길이와 웹 판 두께의 합의 비, X가, 피접합 부재(플랜지)의 취성 균열 전파 정지 성능 Kca와 특별한 관계식을 만족시키도록, 미용착부의 폭을 조정한다. 이것에 의해, 피접합 부재(플랜지)로서 판 두께:50㎜이상의 후물재를 이용했다고 해도, 접합 부재(웹)에서 발생한 취성 균열의 전파를, 필릿 용접부의 웹과 플랜지의 맞댐면에서 정지시키고, 피접합 부재(플랜지)에의 취성 균열의 전파를 저지할 수 있다고 하고 있다. In the welded structure described in
또, 특허문헌 3∼5에도, 접합 부재(웹)를 피접합 부재(플랜지)에 필릿 용접하여 이루어지는 필릿 용접 이음매를 구비하고, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체가 기재되어 있다. Moreover, also in Patent Documents 3 to 5, a welded structure having a fillet weld joint formed by fillet welding a joining member (web) to a joined member (flange) and excellent in brittle crack propagation stopping properties is described.
특허문헌 3에는 접합 부재의 단면을 판 두께 50㎜이상의 피접합 부재의 표면에 맞대고, 상기 접합 부재와 상기 피접합 부재를 필릿 용접에 의해 접합해서 이루어지는 용접 다리 길이 또는 용착 폭의 적어도 한쪽이 16㎜이하의 필릿 용접 이음매를 구비한 용접 구조체로서, 필릿 용접 이음매에 있어서의 접합 부재의 단면과 피접합 부재의 표면을 맞댄 면에, 필릿 용접 이음매의 단면에서 해당 접합 부재의 판 두께 tw의 95%이상의 미용착부를 갖고, 또한 필릿 용접 이음매에 있어서의 필릿 용접 금속의 샤르피 충격시험 파면 천이 온도 vTrs가 피접합 부재의 판 두께 tf와의 관계에서, vTrs≤-1.5tf+70을 및/또는 필릿 용접 금속의 샤르피 충격시험의 시험 온도: -20℃에 있어서의 흡수 에너지 vE-20(J)가 피접합 부재의 판 두께 tf와의 관계에서, vE-20≥2.75tf-105를 만족시키는 필릿 용접 금속을 갖는 용접 구조체가 기재되어 있다. In Patent Document 3, at least one of the welding leg length or welding width formed by abutting the end face of the joining member to the surface of the member to be joined with a plate thickness of 50 mm or more, and joining the joining member and the member to be joined by fillet welding is 16 mm A welded structure having the following fillet welded seams, wherein the end face of the joining member in the fillet welded joint and the surface of the joined member are abutted at 95% or more of the plate thickness tw of the joined member in the cross section of the fillet welded joint The Charpy impact test fracture transition temperature vTrs of the fillet weld metal in the fillet weld joint having an unwelded part is vTrs≤-1.5tf+70 in relation to the plate thickness tf of the member to be joined, and/or the fillet weld metal Test temperature of Charpy impact test: Welding with fillet weld metal in which absorbed energy vE -20 (J) at -20°C satisfies vE -20 ≥2.75tf-105 in relation to the plate thickness tf of the member to be joined The structure is described.
그리고, 이러한 용접 구조체이면, 피접합 부재에서 발생한 취성 균열을, 대규모의 파괴에 이르기 전에 필릿 용접 금속에서 전파 저지할 수 있다고 하고 있다. And if it is such a welded structure, it is said that the brittle crack which generate|occur|produced in a to-be-joined member can be prevented from propagating in a fillet weld metal before reaching a large-scale fracture.
또, 특허문헌 4에는 접합 부재의 단면을 판 두께 50㎜이상의 피접합 부재의 표면에 맞대고, 상기 접합 부재와 상기 피접합 부재를 필릿 용접에 의해 접합하여 이루어지는 용접 다리 길이 또는 용착 폭의 적어도 한쪽이 16㎜이하의 필릿 용접 이음매를 구비한 용접 구조체로서, 필릿 용접 이음매에 있어서의 접합 부재의 단면과 피접합 부재의 표면을 맞댄 면에, 필릿 용접 이음매의 단면에서 해당 접합 부재의 판 두께 tw의 95%이상의 미용착부를 갖고, 또한 필릿 용접 이음매에 있어서의 필릿 용접 금속의 샤르피 충격시험 파면 천이 온도 vTrs가 피접합 부재의 판 두께 tf와의 관계에서 vTrs(℃)≤-1.5tf+90을 및/또는 필릿 용접 금속의 샤르피 충격시험의 시험 온도: -20℃에 있어서의 흡수 에너지 vE-20(J)가 피접합 부재의 판 두께 tf와의 관계에서, 50≤tf(㎜)≤53의 경우에는 vE-20≥5.75, tf(㎜)>53의 경우에는 vE-20(J)≥2.75tf-140을 만족시키는 필릿 용접 금속을 갖고, 이에 부가하여 접합 부재를, 취성 균열 전파 정지 인성 Kca가 공용 온도에서 2500N/㎜2 / 3이상인 강판으로 구성하는 용접 구조체가 기재되어 있다. Further, in
그리고, 이러한 용접 구조체로 하는 것에 의해, 취성 균열은 필릿 용접부 또는 접합 부재의 모재에서 전파 정지할 수 있다고 하고 있다. And by setting it as such a welded structure, it is said that a brittle crack can stop propagating in the base material of a fillet weld part or a joining member.
또, 특허문헌 5에는 접합 부재의 단면을 판 두께 50㎜이상의 피접합 부재의 표면에 맞대고, 상기 접합 부재와 상기 피접합 부재를 필릿 용접에 의해 접합해서 이루어지는 용접 다리 길이 또는 용착 폭의 적어도 한쪽이 16㎜이하의 필릿 용접 이음매를 구비한 용접 구조체로서, 접합 부재 및 피접합 부재를 모두 맞대기 용접 이음매부를 갖는 부재로 하고, 맞대기 용접 이음매부의 용접 금속이 vTrs에서 -65℃이하, 및/또는 vE-20에서 140J이상의 인성을 갖고, 필릿 용접 이음매에 있어서의 접합 부재의 맞대기 용접 이음매부의 용접부 단면을, 피접합 부재의 맞대기 용접 이음매부의 용접부 표면에 맞대고, 맞댄 면에, 필릿 용접 이음매의 맞대기 용접 이음매 단면에서 해당 접합 부재의 판 두께 tw의 95%이상의 미용착부를 갖고, 또한 필릿 용접 이음매에 있어서의 필릿 용접 금속의 샤르피 충격시험 파면 천이 온도 vTrs가, 피접합 부재의 판 두께 tf와의 관계에서, vTrs(℃)≤-1.5tf+90을 및/또는 필릿 용접 금속의 샤르피 충격시험의 시험 온도: -20℃에 있어서의 흡수 에너지 vE-20(J)가, 피접합 부재의 판 두께 tf와의 관계에서, 50≤tf(㎜)≤53의 경우에는 vE-20≥5.75, tf(㎜)>53의 경우에는 vE-20(J)≥2.75tf-140을 만족시키는 필릿 용접 금속을 갖는 용접 구조체가 기재되어 있다. Further, in
그리고, 이러한 용접 구조체로 하는 것에 의해, 취성 균열은 필릿 용접부 또는 접합 부재의 모재에서 정지할 수 있다고 하고 있다. And by setting it as such a welded structure, it is said that a brittle crack can stop by the base material of a fillet weld part or a joining member.
또, 이러한 용접 구조체로 하는 것에 의해, 피접합 부재 용접부로부터 발생한 취성 균열, 또는 접합 부재 용접부로부터 발생한 취성 균열을, 필릿 용접부 혹은 접합 부재의 용접부 또는 피접합 부재의 용접부에서 전파 저지할 수 있다고 하고 있다. In addition, by using such a welded structure, brittle cracks generated from the welded part of the joined member or the brittle crack generated from the welded part of the joined member can be prevented from propagating in the fillet weld, the welded part of the joined member, or the welded part of the joined member. .
그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술에서 사용하는 보강재인 골재는 원하는 조직을 형성시킨 강판으로 하기 위해, 복잡한 공정을 필요로 하고, 생산성이 저하하며, 안정하게 원하는 조직을 갖는 강판을 확보하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다. However, the aggregate, which is a reinforcing material used in the technique described in
또, 특허문헌 2에 기재된 기술은 접합 부재(이하, 웹이라고도 함)에서 발생한 취성 균열을, 구조의 불연속성과, 피접합 부재(이하, 플랜지라고도 함)의 취성 균열 전파 정지 성능의 조합으로 저지하고자 하는 기술이다. 그러나, 비특허문헌 3에 나타나는 바와 같이, 일반적으로, 필릿 용접 이음매의 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열을 접합 부재(웹)에서 전파 정지시키는 것은 접합 부재(웹)에서 발생한 취성 균열을 피접합 부재(플랜지)에서 전파 정지시키는 것에 비해, 곤란한 것이 실험적으로 확인되고 있다. In addition, the technique described in
그 이유는 명확하게는 해명되고 있지 않지만, 하나의 요인으로서 T이음매부에 균열이 돌입할 때의 파괴 구동력(응력 확대 계수)이 피접합 부재(플랜지)에 돌입하는 경우보다 접합 부재(웹)에 돌입하는 경우 쪽이 커지는 것이 생각된다. Although the reason is not clearly elucidated, as one factor, the fracture driving force (stress magnification coefficient) when a crack rushes into the T-joint is higher in the joining member (web) than when it rushes into the member (flange) to be joined. It is thought that the side becomes larger when rushing in.
이러한 것으로부터, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는 웹의 취성 균열 전파 정지 특성 등이 불충분하기 때문에, 플랜지에서 발생한 취성 균열을 웹에서 전파 정지시킬 수 있는 충분한 기술이라고는 할 수 없다. 즉, 특허문헌 2에 기재된 기술은 예를 들면, NK선급의 「취성 균열 어레스트 설계 지침」(2009년 9월 제정)에서 상정되어 있는 대형 컨테이너선의 강력 갑판(플랜지에 상당)에서 발생한 취성 균열이 해치 사이드 코밍(hatch side coaming)(웹에 상당)으로 전파하는 바와 같은 케이스에 대해, 충분한 균열 전파 정지 특성을 갖고 있다고는 할 수 없다. From these things, in the technique of
또한, 특허문헌 3∼5에 기재된 기술에서는 필릿 용접 다리 길이(또는 용착 폭)를 16㎜이하로 제한할 필요가 있기 때문에, 필릿 용접부 강도 확보의 관점에서 웹 및 플랜지의 적용 최대 판 두께는 80㎜가 한계이었다. 그러나, 최근의 대형 컨테이너선에서는 부재의 극후화가 더욱 진행하고, 판 두께 100㎜의 강재가 적용되고 있다. 이러한 80㎜를 넘는 후육 부재의 경우에는 특허문헌 3∼5에 기재된 기술을 적용하는 것이 거의 불가능하다는 문제가 있었다. In addition, in the technique described in Patent Documents 3 to 5, since it is necessary to limit the fillet weld leg length (or welding width) to 16 mm or less, from the viewpoint of securing fillet weld strength, the maximum applicable plate thickness of the web and flange is 80 mm was the limit. However, in recent large-scale container ships, the thickness reduction of the member further progresses, and steel materials with a plate|board thickness of 100 mm are applied. In the case of such a thick member exceeding 80 mm, there existed a problem that it was almost impossible to apply the technique described in patent documents 3-5.
또, 부재의 판 두께가 80㎜미만의 경우에도, 현장에서의 실시공에 있어서는 필릿 용접부의 다리 길이의 편차가 크기 때문에, 필릿 용접부의 강도 확보(필릿 다리 길이 확보)와 취성 균열 저지 성능의 확보(필릿 다리 길이 16㎜이하로 제한)를 양립시키는 것은 현장에서의 시공 관리상 다대한 노력을 요하는 동시에, 손질 등의 추가 코스트가 늘어난다고 하는 문제가 있었다. In addition, even when the plate thickness of the member is less than 80 mm, there is a large variation in the leg lengths of the fillet welds during on-site construction, so securing the strength of the fillet welds (Securing the fillet leg length) and ensuring the performance of preventing brittle cracks (Limited to the length of the fillet legs of 16 mm or less), there was a problem that it required a lot of effort in terms of construction management on site, and at the same time, additional costs such as maintenance were increased.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제를 해결하는 것으로, 플랜지에 발생한 취성 균열의 웹으로의 전파, 및 웹에 발생한 취성 균열의 플랜지에의 전파를 모두, 대규모 파괴에 이르기 전에 정지 혹은 저지할 수 있는, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention solves the problems of the prior art, and it is possible to stop or prevent the propagation of the brittle cracks generated in the flange to the web and the propagation of the brittle cracks generated in the web to the flange before reaching a large-scale fracture. An object of the present invention is to provide a welded structure excellent in brittle crack propagation stopping properties.
본 발명자들은 상기한 목적을 달성하기 위해, 취성 균열을 정지시키는 필릿 용접부의 시공에 있어서, 필릿 용접부의 다리 길이의 편차를 적게 하는 방책에 대해 예의 검토하였다. 그 결과, 기본 용접 구조를 종래의 필릿 용접 구조로부터, 웹과 플랜지의 사이에 보강 부재를 배치한 보강 부재를 갖는 필릿 용접 구조로 한 후에, 플랜지 표면에 필릿 용접에 의해 보강 부재를 부착하는 접합을 공장내에서 실시하는 것에 상도하였다. 이것에 의해, 필릿 용접부의 다리 길이의 편차를 소정의 범위내로 하는 것이 용이하게 되고, 현장에서의 실시공 코스트의 대폭적인 저감으로 이어지는 것을 지견하였다. In order to achieve the above object, the present inventors intensively studied measures for reducing the variation in leg lengths of the fillet welds in the construction of the fillet welds for stopping brittle cracks. As a result, after changing the basic welding structure from the conventional fillet welding structure to a fillet welding structure having a reinforcing member in which a reinforcing member is disposed between the web and the flange, a joint in which the reinforcing member is attached to the flange surface by fillet welding is performed. I've been thinking about doing it in the factory. It was found that this made it easy to make the deviation of the leg length of a fillet welded part within a predetermined range, and led to the significant reduction of the implementation cost on site.
플랜지 표면에 필릿 용접에 의해 보강 부재를 부착하는 접합을 공장내에서 실시하는 것에 의해, 시공 관리가 용이하지 않은 현장에서 실행하는 웹과 보강 부재의 접합은 웹의 단면을 보강 부재의 표면과 맞대고, 시공 관리가 용이한 용접 조건, 즉 다리 길이 관리나 입열 관리의 조건이 완화된 필릿, 부분 용입, 혹은 완전 용입 등으로 시공할 수 있게 되는 것을 지견하였다. The joining of the reinforcing member to the flange surface by fillet welding is performed in the factory, so that the web and the reinforcing member are joined at a site where construction management is not easy, by butting the cross section of the web with the surface of the reinforcing member, It has been found that construction can be performed with fillet, partial penetration, or full penetration, etc., in which the conditions of bridge length management and heat input management are relaxed under welding conditions that are easy to construct and manage.
또, 본 발명자들은 또한 보강 부재를 갖는 필릿 용접 구조에 있어서의 취성 균열 전파 정지 특성에 미치는 각종 요인에 대해 예의 검토하였다. Moreover, the present inventors earnestly examined the various factors which affect the brittle crack propagation stop characteristic in the fillet weld structure which has a reinforcing member further.
그 결과, 플랜지로부터 발생한 취성 균열의 전파를 저지 내지 정지하기 위해서는 플랜지와 보강 부재의 중첩면에 구조 불연속부를 확보하는 동시에, 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 성능(어레스트 성능)의 향상이 필수로 되는 것에 상도하였다. As a result, in order to stop or stop the propagation of brittle cracks generated from the flange, it is essential to secure a structural discontinuity on the overlapping surface of the flange and the reinforcing member and to improve the brittle crack propagation stopping performance (arrest performance) of the reinforcing member. I prayed.
그리고, 또한 구조 불연속부의 길이, 즉 미용착 폭이 짧아지면, 취성 균열의 전파가 용이하게 되기 때문에, 보강 부재의 어레스트 성능을 구조 불연속부의 길이(미용착 폭)에 따른 성능으로 할 필요가 있는 것도 지견하였다. In addition, when the length of the structural discontinuity, that is, the undeposited width becomes shorter, the propagation of brittle cracks becomes easier, so it is necessary to make the arresting performance of the reinforcing member a performance according to the length (unwelded width) of the structural discontinuity. found out
또한, 본 발명자들은 플랜지로부터 발생한 취성 균열을 웹에 전파시키지 않고, 보강 부재내에서 저지시키기 위해서는 플랜지와 보강 부재의 중첩면에 잔존하는 미용착부의 비율 Y(%)와, 보강 부재의 어레스트 성능이 특정 관계를 만족시키는 것이 필요한 것을 알아내었다. 또한, 미용착부의 비율 Y는 In addition, the present inventors found that in order to prevent brittle cracks generated from the flange from propagating to the web and to block it in the reinforcing member, the ratio Y (%) of the unseated portion remaining on the overlapping surface of the flange and the reinforcing member and the arresting performance of the reinforcing member We have found that satisfying certain relationships is necessary. In addition, the ratio Y of the unadorned part is
Y(%):{(필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 보강 부재와 플랜지의 중첩면의 미용착부의 폭)/(보강 부재의 판 폭과 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이의 합)}×100으로 정의하였다. Y (%): {(width of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange in the joint cross-section of the fillet welded joint)/(the sum of the plate width of the reinforcing member and the leg length of the left and right fillet welds)}×100 was defined as
그리고, 특정 관계로서, 다음 (2)식 And, as a specific relationship, the following (2) formula
Y(%)≥{6900-(Kca)T}/85 …(2) Y(%)≥{6900-(Kca) T }/85 … (2)
(여기서, (Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3/2))을 알아내었다. (here, (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member at common temperature T (°C)) was found.
한편, 웹으로부터 발생한 취성 균열의 전파를 저지 내지 정지하기 위해서는 웹과 보강 부재의 맞댐면에 구조 불연속부를 확보하는 동시에, 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 성능(어레스트 성능)의 향상이 마찬가지로 필수로 되는 것에도 상도하였다. On the other hand, in order to stop or stop the propagation of brittle cracks generated from the web, it is necessary to secure a structural discontinuity on the butt surface of the web and the reinforcing member, and at the same time, improve the brittle crack propagation stopping performance (arrest performance) of the reinforcing member. also contemplated.
그리고, 또한 구조 불연속부의 길이(미용착부의 폭)가 짧아지면, 취성 균열의 전파가 용이하게 되기 때문에, 보강 부재의 어레스트 성능을 구조 불연속부의 길이, 즉 미용착부의 폭에 따른 성능으로 할 필요가 있는 것도 지견하였다. 또한, 보강 부재의 어레스트 성능이 우수하면, 미용착부의 잔존도 필요없는 경우도 있는 것도 지견하였다. In addition, when the length of the structural discontinuity (width of the unwelded portion) is shortened, the propagation of brittle cracks becomes easier. Therefore, it is necessary to set the arresting performance of the reinforcing member according to the length of the structural discontinuity, that is, the width of the unwelded portion. It was also found that Moreover, it was also discovered that, when the arresting performance of a reinforcement member is excellent, there may be no need also for the remainder of an unbonded part.
그리고, 본 발명자들은 웹으로부터 발생한 취성 균열을 플랜지에 전파시키지 않고, 보강 부재내에서 저지시키기 위해서는 웹과 보강 부재의 맞댐면에 잔존하는 미용착부의 비율 X(%)와, 보강 부재의 어레스트 성능이 특정 관계를 만족시키는 것이 필요한 것을 알아내었다. 또한, 미용착부의 비율 X(%)는 And, in order to prevent the brittle cracks generated from the web from propagating to the flange and to block the reinforcing member in the reinforcing member, the ratio X (%) of the unseated portion remaining on the butt surface of the web and the reinforcing member, and the arresting performance of the reinforcing member We have found that satisfying certain relationships is necessary. In addition, the ratio X (%) of the unadorned part is
X(%):{(필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 보강 부재와 웹의 맞댐면의 미용착부의 폭)/((웹의 판 두께와 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이의 합)}×100으로 정의하였다. 또한, X(%)는 0%를 포함하는 것으로 한다. X (%): {(width of the reinforcing member in the seam cross section of the fillet welded joint and the unwelded portion of the butt surface of the web)/((the sum of the plate thickness of the web and the leg length of the left and right fillet welds)}×100 In addition, it is assumed that X(%) includes 0%.
그리고, 특정 관계로서, 다음 (1)식 And, as a specific relationship, the following (1) formula
X(%)≥{5900-(Kca)T}/85 …(1)X(%)≥{5900-(Kca) T }/85 ... (One)
(여기서, (Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3/2))을 알아내었다. (here, (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member at common temperature T (°C)) was found.
또, 상기 보강 부재가 오스테나이트강(고Mn강, 오스테나이트계 스테인리스강 등) 또는 저온용 니켈 강판(3.5% Ni강, 5% Ni강, 7% Ni강, 9% Ni강)이면, 상기 (1)식 및/또는 (2)식을 만족시키지 않아도, 웹 또는 플랜지로부터 전파해 온 장대 취성 균열을 상기 보강재 강판내에서 정지시킬 수 있는 것을 알아내었다. In addition, when the reinforcing member is austenitic steel (high Mn steel, austenitic stainless steel, etc.) or a low-temperature nickel steel sheet (3.5% Ni steel, 5% Ni steel, 7% Ni steel, 9% Ni steel), It has been found that long brittle cracks propagating from the web or flange can be stopped in the reinforcing steel sheet without satisfying the formulas (1) and/or (2).
또한, 상기 용접 구조체에 있어서, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면의 미용착부의 높이(간극)를 5㎜이상으로 하는 것에 의해, 상기 장대 취성 균열이 더욱 정지하기 쉬워지는 것을 알아내었다. Moreover, the said welded structure WHEREIN: By making the height (gap) of the unwelded part of the overlapping surface of the said reinforcement member and the said
본 발명은 상기의 지견에 의거하여, 또한 검토를 부가하여 완성된 것이다. The present invention has been completed based on the above findings and further studies have been made.
즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) 웹과 플랜지의 맞댐 부분에 보강 부재를 구비해서 이루어지는 용접 구조체로서, 상기 보강 부재가 상기 웹과 상기 플랜지에 필릿 용접되어 이루어지는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체. (1) A welded structure comprising a reinforcing member at a butt portion of a web and a flange, wherein the reinforcing member is fillet welded to the web and the flange, and is excellent in brittle crack propagation stopping properties.
(2) 상기 웹이 상기 보강 부재에 맞대고 필릿 용접되고, 또한 해당 맞댐면에 미용착부가 잔존하고, 및/또는 상기 보강 부재가 상기 플랜지에 중첩되고 필릿 용접되고, 또한 해당 중첩면에 미용착부가 잔존하는 필릿 용접 이음매를 구비하는 상기 1에 기재된 용접 구조체. (2) the web is butt-welded to the reinforcing member, and an undeposited portion remains on the abutment surface, and/or the reinforcing member is overlapped and fillet welded to the flange, and an undeposited portion on the overlapping surface The welded structure as described in said 1 provided with the fillet weld seam which remain|survives.
(3) 상기 웹, 상기 플랜지 및 상기 보강 부재의 판 두께는 모두 50㎜이상인 상기 1 또는 2에 기재된 용접 구조체. (3) The welded structure according to 1 or 2, wherein the thickness of the web, the flange, and the reinforcing member are all 50 mm or more.
(4) 상기 필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 상기 보강 부재와 상기 웹의 맞댐면에 잔존하는 하기에 정의하는 상기 미용착부의 비율 X(%)(0% 포함)와, 공용 온도 T(℃)에 있어서의 상기 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T(N/㎜3/2)이 하기 (1)식을 만족시키는 상기 2 또는 3에 기재된 용접 구조체. (4) The ratio X (%) (including 0%) of the unwelded portion defined below remaining on the butt surface of the reinforcing member and the web in the joint cross section of the fillet welded joint, and the common temperature T (°C) The welded structure according to 2 or 3, wherein the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member in ) satisfies the following formula (1).
X(%):{(필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 웹과 보강 부재의 맞댐면에 잔존하는 미용착부의 폭)/(웹의 판 두께와 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이의 합)}×100X (%): {(width of the unwelded portion remaining on the butt surface of the web and the reinforcing member in the joint cross-section of the fillet welded joint)/(sum of the sheet thickness of the web and the leg length of the left and right fillet welds)}× 100
X(%)≥{5900-(Kca)T}/85 …(1) X(%)≥{5900-(Kca) T }/85 ... (One)
여기서,(Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3/2) where (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member at the common temperature T (°C)
(5) 상기 필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면에 잔존하는 하기에 정의하는 상기 미용착부의 비율 Y(%)와, 공용 온도 T(℃)에 있어서의 상기 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T(N/㎜3/2)이 하기 (2)식을 만족시키는 상기 2 내지 4 중의 어느 하나에 기재된 용접 구조체. (5) the ratio Y (%) of the unwelded portion defined below remaining on the overlapping surface of the reinforcing member and the flange in the joint cross-section of the fillet welded joint, and the above at the shared temperature T (°C) The welded structure according to any one of 2 to 4, wherein the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member satisfies the following formula (2).
Y(%):{(필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 보강 부재와 플랜지의 중첩면의 미용착부의 폭)/(보강 부재의 판 폭과 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이의 합)}×100 Y (%): {(width of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange in the joint cross-section of the fillet welded joint)/(the sum of the plate width of the reinforcing member and the leg length of the left and right fillet welds)}×100
Y(%)≥{6900-(Kca)T}/85 …(2) Y(%)≥{6900-(Kca) T }/85 … (2)
여기서, (Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3 /2) where (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3 /2 ) of the reinforcing member at the common temperature T (°C)
(6) 상기 플랜지 또는 웹은 상기 웹 또는 플랜지에 교차하는 형태로 맞대기 용접 이음매부를 갖는 상기 1 내지 5 중의 어느 하나에 기재된 용접 구조체. (6) The welded structure according to any one of 1 to 5 above, wherein the flange or web has a butt weld joint in a shape intersecting the web or flange.
(7) 상기 웹은 맞대기 용접 이음매부를 갖고, 해당 웹의 맞대기 용접 이음매부가 상기 플랜지의 맞대기 용접 이음매부와 교차하도록 해당 웹을 배치해서 이루어지는 상기 6에 기재된 용접 구조체. (7) The said web has a butt weld seam, The welded structure as described in said 6 which arrange|positions this web so that the butt weld seam of this web may intersect the butt weld seam of the said flange.
(8) 보강 부재는 오스테나이트강 또는 저온용 니켈 강판인 상기 1 내지 3 중의 어느 하나에 기재된 용접 구조체. (8) The welded structure according to any one of 1 to 3, wherein the reinforcing member is an austenitic steel or a low-temperature nickel steel sheet.
(9) 상기 용접 구조체에 있어서, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면의 미용착부의 높이(간극)는 5㎜이상인 상기 2 내지 8 중의 어느 하나에 기재된 용접 구조체. (9) In the said welded structure, the height (gap) of the unwelded part of the overlapping surface of the said reinforcement member and the said flange is 5 mm or more, The said welded structure in any one of 2-8.
본 발명에 따르면, 종래 곤란하게 된 판 두께가 50㎜이상, 더 나아가서는 판 두께가 80㎜를 넘는 후강판으로 이루어지는 플랜지에 발생한 취성 균열의 웹으로의 전파, 및 웹에 발생한 취성 균열의 플랜지에의 전파, 혹은 그 양쪽을, 대규모 파괴에 이르기 전에, 정지 내지 저지할 수 있다. According to the present invention, the propagation of brittle cracks generated in a flange made of a thick steel plate having a plate thickness of 50 mm or more, and further, a plate thickness exceeding 80 mm, which has been difficult in the prior art, to the web, and to the flange of the brittle crack generated in the web It is possible to stop or stop the propagation of , or both, before reaching a large-scale destruction.
따라서, 본 발명에 따르면, 강 구조물 특히, 대형 컨테이너선이나 벌크 캐리어 등에 있어서의 선체 분리 등의 대규모의 취성 파괴의 위험성을 회피할 수 있어, 선체 구조의 안전성을 확보함에 있어서 큰 효과를 초래하고, 산업상 각별한 효과를 갖는다. Therefore, according to the present invention, it is possible to avoid the risk of large-scale brittle fracture such as hull separation in steel structures, particularly large container ships or bulk carriers, etc., resulting in a great effect in ensuring the safety of the hull structure, It has a special effect on the industry.
또, 본 발명에 따르면, 시공시에, 보강 부재의 치수 및 필릿 용접 금속의 인성을 조정하는 것에 의해, 특수한 강판을 사용하는 일 없이, 또 안전성을 해치는 일 없이, 용이하게, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체를 제조할 수 있다고 하는 효과도 있다. Further, according to the present invention, by adjusting the dimensions of the reinforcing member and the toughness of the fillet weld metal during construction, it is easy to stop the propagation of brittle cracks without using a special steel plate and without impairing safety. There is also an effect that this excellent welded structure can be manufactured.
또, 본 발명에 따르면, 시공시에, 보강 부재와 플랜지의 사이의 중첩면에 잔존하는 미용착부의 치수를 조정하는 동시에, 미용착부의 치수에 따른 취성 균열 전파 정지 특성을 갖는 보강 부재를 선정하는 것에 의해, 특수한 강판을 대량으로 사용하는 일 없이, 또 안전성을 해치는 일 없이, 용이하게, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체를 제조할 수 있다. 이 효과는 보강 부재와 웹의 사이의 맞댐면에 잔존하는 미용착부에 대해서도 마찬가지이다. In addition, according to the present invention, at the time of construction, the size of the unwelded portion remaining on the overlapping surface between the reinforcing member and the flange is adjusted, and at the same time, a reinforcing member having a brittle crack propagation stop characteristic according to the size of the unbonded portion is selected. Thereby, the welded structure excellent in the brittle crack propagation stop characteristic can be manufactured easily, without using a special steel plate in large quantities and without impairing safety|security. This effect is also the same for the unwelded part remaining on the abutting surface between the reinforcing member and the web.
도 1은 필릿 용접 이음매의 단면 구성을 모식적으로 설명하는 설명도이다. (a)는 웹(1)과 보강 부재(10) 및 플랜지(2)가 직교하고 있는 경우, (b)는 웹(1)과 보강 부재(10) 및 플랜지(2)가 비스듬히 교차하고 있는 경우, (c)는 보강 부재(10)와 플랜지(2)의 중첩면의 미용착부 높이(간극)(14)가 5㎜이상인 경우를 나타낸다.
도 2는 필릿 용접 이음매의 구성의 다른 일예를 모식적으로 나타내는 설명도이다. (a)는 외관도, (b)는 단면도이다.
도 3은 필릿 용접 이음매의 구성의 다른 일예를 모식적으로 나타내는 설명도이다. (a)는 외관도, (b)는 단면도이다.
도 4는 실시예에서 사용한, 플랜지로부터 발생·전파하는 취성 균열을 대상으로 한 초대형 구조 모델 시험체의 형상을 모식적으로 나타내는 설명도이다. (a)는 플랜지(2)가 강판 모재만으로 이루어지는 경우, (b)는 플랜지(2)가 맞대기 용접 이음매부를 갖는 경우, (c)는 웹(1) 및 플랜지(2)가 맞대기 용접 이음매부를 갖는 경우이다.
도 5는 실시예에서 사용한 웹으로부터 발생·전파하는 취성 균열을 대상으로 한 초대형 구조 모델 시험체의 형상을 모식적으로 나타내는 설명도이다. (a)는 웹(1)이 강판 모재만으로 이루어지는 경우, (b)는 웹(1)이 맞대기 용접 이음매부를 갖는 경우, (c)는 웹(1) 및 플랜지(2)가 맞대기 용접 이음매부를 갖는 경우이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing explaining typically the cross-sectional structure of a fillet welded joint. (a) is when the
It is explanatory drawing which shows typically another example of the structure of a fillet welded joint. (a) is an external view, (b) is a sectional view.
It is explanatory drawing which shows typically another example of the structure of a fillet welded joint. (a) is an external view, (b) is a sectional view.
It is explanatory drawing which shows typically the shape of the super-large structural model test body which targeted the brittle crack which generate|occur|produced and propagated from the flange used in the Example. (a) is when the flange (2) is made of only the steel plate base material, (b) is when the flange (2) has a butt welded seam, (c) is the web (1) and the flange (2) has a butt welded seam is the case
Fig. 5 is an explanatory diagram schematically showing the shape of a super-large structural model specimen for brittle cracks generated and propagated from the web used in Examples. (a) is when the web (1) is made of only a steel plate base material, (b) is when the web (1) has a butt welded seam, (c) is when the web (1) and the flange (2) have a butt welded seam is the case
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be specifically described.
본 발명의 용접 구조체는 웹(1)과 플랜지(2)의 맞댐 부분에 보강 부재(10)를 구비해서 이루어지는 용접 구조체이다. 본 발명의 용접 구조체는 플랜지(2)의 표면에 보강 부재(10)의 표면을 중첩해서 필릿 용접에 의해 보강 부재(10)와 플랜지(2)를 접합하고, 또한 보강 부재(10)의 표면에 웹(1)의 단면을 맞대고 필릿 용접에 의해 보강 부재(10)와 웹(1)을 접합해서 이루어지는 용접 구조체이다. 본 발명의 용접 구조체에서는 웹(1), 플랜지(2) 및 보강 부재(10)가 모두 판 두께 50㎜이상의 후육 강재로 한다. The welded structure of this invention is a welded structure which equips the butt|matching part of the
본 발명의 용접 구조체는 플랜지(2)와 보강 부재(10)를 필릿 용접으로 접합하고, 보강 부재(10)와 웹(1)을 필릿 용접으로 접합하고, 각각, 필릿 용접 금속(5, 51)을 갖는 필릿 이음매를 구비한다. 그리고, 플랜지(2)와 보강 부재(10)의 중첩면에 및/또는 보강 부재(10)와 웹(1)의 맞댐면에 구조 불연속부인 미용착부(4)를 존재시킨다. In the welded structure of the present invention, the
이 상태를, 이음매 단면으로 도 1에 나타낸다. 또한, 도 1의 (a)는 웹(1)을 플랜지(2)에 대해 직립해서 부착한 경우를 나타내지만, 본 발명에서는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웹(1)을 플랜지(2)에 대해 각도 θ만큼 기울여서 부착해도 좋다. 또, 도 1의 (c)에 나타내는 바와 같이, 보강 부재(10)와 플랜지(2)의 중첩면의 미용착부 높이(간극)(14)를 5㎜이상으로 해도 좋다. This state is shown in FIG. 1 by a joint cross section. In addition, although Fig.1 (a) shows the case where the
본 발명의 용접 구조체에 있어서는 플랜지(2)와 보강 부재(10)의 중첩면, 보강 부재(10)와 웹(1)의 맞댐면은 취성 균열의 전파면으로 된다. 그 때문에, 본 발명에서는 플랜지(2)와 보강 부재(10)의 중첩면 및/또는 보강 부재(10)와 웹(1)의 맞댐면에 미용착부(4)를 존재시킨다. 미용착부(4)가 존재하는 것에 의해, 웹(1) 혹은 플랜지(2)를 전파해 온 취성 균열 선단의 에너지 해방율(균열 진전 구동력)이 저하하고, 중첩면 또는 맞댐면에 있어서, 취성 균열은 정지하기 쉬워진다. 또한, 본 발명에서는 미용착부(4)는 취성 균열의 진입 방향이 웹으로부터인 경우에는 맞댐면에, 플랜지로부터의 경우에는 중첩면에, 어느 한쪽에 잔존시키는 것만으로 충분한 경우가 있다. In the welded structure of the present invention, the overlapping surface of the
또한, 본 발명에서는 플랜지(2)와 웹(1)의 사이에 보강 부재(10)를 배치하고, 또한 상기한 바와 같이 미용착부(4)를 잔존시킨 후에, 보강 부재(10)를 소정 이상의 어레스트 성능을 유지하는 부재로 한다. 이것에 의해, 취성 균열은 보강 부재(10)에서 정지하게 된다. In addition, in the present invention, after the reinforcing
또한, 취성 균열은 결함이 적은 강판 모재부에서 발생하는 것은 극히 드물다. 과거의 취성 파괴 사고의 대부분은 용접부에서 발생하고 있다. 그 때문에, 예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같은 플랜지(2)를 맞대기 용접 이음매부(11)에서 접합한 강판으로 하고, 웹(1)을 그 맞대기 용접 이음매의 용접부(맞대기 용접 이음매부)(11)와 교차하도록 필릿 용접한 필릿 용접 이음매에서는 맞대기 용접 이음매부(11)로부터 발생하는 취성 균열의 전파를 저지하기 위해서는 우선, 구조의 불연속을 존재시키는 것이 중요하게 된다. 그 때문에, 본 발명에서는 필릿 용접부에 있어서의 플랜지(2)와 보강 부재(10)의 중첩면에 미용착부(4)를 존재시키는 것이다. In addition, it is extremely rare that brittle cracks occur in the base metal part of the steel sheet with few defects. Most of the past brittle fracture accidents have occurred in welds. Therefore, for example, the
또한, 도 2의 (a)는 필릿 용접 이음매의 외관을 나타내고, 도 2의 (b)는 맞대기 용접 이음매부(11)에 있어서의 이음매 단면 형상을 나타낸다. In addition, (a) of FIG. 2 shows the external appearance of a fillet welded joint, and FIG.2(b) shows the joint cross-sectional shape in the butt-welded
또, 도 3에 나타내는 바와 같이, 웹(1)이 맞대기 용접 이음매부(12)를 갖는 강판으로 하고, 플랜지(2)가 맞대기 용접 이음매부(11)를 갖는 강판으로 하고, 플랜지(2)의 맞대기 용접 이음매부(11)와 웹(1)의 맞대기 용접 이음매부(12)가 교차하도록 필릿 용접한 필릿 용접 이음매에서는 맞대기 용접 이음매부(11) 혹은 맞대기 용접 이음매부(12)로부터 발생하는 취성 균열의 전파를 저지하기 위해서는 마찬가지로, 구조의 불연속을 존재시키는 것이 중요하게 된다. 그 때문에, 본 발명에서는 필릿 용접부에 있어서의 플랜지(2)와 보강 부재(10)의 중첩면과, 웹(1)과 보강 부재(10)의 맞댐면에, 각각 미용착부(4)를 존재시킨다. 단, 웹(1)과 보강 부재(10)의 사이의 미용착부(4)는 보강 부재(10)의 취성 균열 전파 정지 인성이 5900N/㎜3 / 2이상의 경우에는 반드시 필요하지 않다. Moreover, as shown in FIG. 3, the
또한, 도 3의 (a)는 필릿 용접 이음매의 외관을, 도 3의 (b)는 맞대기 용접 이음매부(11, 12)에 있어서의 이음매 단면 형상을 나타낸다. In addition, (a) of FIG. 3 shows the external appearance of a fillet welded joint, and FIG.3(b) shows the joint cross-sectional shape in the butt-welded
또한, 도 2, 도 3에서는 맞대기 용접 이음매부(11)와 웹(1)이 직교하는 경우를 나타냈지만, 본 발명에서는 이것에 한정되지 않는다. 비스듬히 교차시켜도 좋은 것은 물론이다. In addition, although the case where the butt weld
또, 용접 구조체의 제조 방법은 특히 한정할 필요는 없으며, 통상의 제조 방법을 모두 적용할 수 있다. 예를 들면, 플랜지용 강판끼리, 웹용 강판끼리를 맞대기 용접하고, 얻어진 맞대기 용접 이음매를 보강 부재를 통해 필릿 용접하여 용접 구조체를 제조해도 좋다. 또, 맞대기 용접 전의 1조의 웹용 강판을 플랜지 표면의 보강 부재에 가용접하고 다음에 웹용 강판끼리를 맞대기 용접하고, 얻어진 맞대기 용접 이음매를 플랜지에 용접하여 용접 구조체를 제조해도 좋다. Moreover, it is not necessary to specifically limit the manufacturing method of a welded structure, All the normal manufacturing methods are applicable. For example, the butt weld joint obtained by butt-welding the steel plates for flanges and the steel plates for webs may be fillet welded through a reinforcement member, and a welded structure may be manufactured. In addition, a set of steel sheets for a web before butt welding is temporarily welded to a reinforcing member on the flange surface, and then the steel sheets for a web are butt welded to each other, and the obtained butt weld joint may be welded to the flange to produce a welded structure.
본 발명에서는 플랜지로부터 발생한 취성 균열을 웹에 전파시키지 않고, 보강 부재내에서 저지시키기 위해, 플랜지와 보강 부재의 중첩면에 잔존하는 미용착부의 비율 Y(%)와, 보강 부재의 어레스트 성능이 다음 (2)식 In the present invention, in order to block the brittle cracks generated from the flange in the web without propagating to the web, the ratio Y (%) of the unseated portion remaining on the overlapping surface of the flange and the reinforcing member and the arresting performance of the reinforcing member are (2) Formula
Y(%)≥{6900-(Kca)T}/85 …(2) Y(%)≥{6900-(Kca) T }/85 … (2)
(여기서,(Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3/2))을 만족시키도록 조정한다. 또한, 바람직하게는 다음 (2)'식 (here, (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member at common temperature T (°C)) is adjusted to be satisfied. In addition, preferably, the following (2)'
Y(%)≥{7900-(Kca)T}/85 …(2)' Y(%)≥{7900-(Kca) T }/85 ... (2)'
(여기서,(Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3 /2))이다. (here, (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3 /2 ) of the reinforcing member at the common temperature T (°C)).
여기에, 비율 Y(%)는 Here, the percentage Y (%) is
Y(%):{(필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 보강 부재와 플랜지의 중첩면의 미용착부의 폭 BF)/(보강 부재의 판 폭 DW와 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이 lF의 합)}×100으로 정의된다. 또한, 도 1에서는 필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 보강 부재와 플랜지의 중첩면의 미용착부(4)의 폭은 BF이며, 필릿 용접부의 다리 길이는 lF로 나타내고 있다. Y(%):{(width B F of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange in the joint cross-section of the fillet welded joint)/(the plate width D W of the reinforcing member and the leg length l F of the left and right fillet welds sum)}×100. In addition, the reinforcing member and the width F B of the overlapping
중첩면에 잔존하는 미용착부의 비율 Y(%)와 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T가 (2)식을 만족시키지 않는 경우에는 플랜지로부터 발생한 취성 균열을 보강 부재내에서 저지할 수 없게 된다. When the ratio Y (%) of the undeposited portion remaining on the overlapping surface and the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T of the reinforcing member at the common temperature T (°C) do not satisfy Equation (2), the brittleness generated from the flange The crack cannot be stopped in the reinforcing member.
또한, 여기서, 사용하는 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성 Kca는 미리 해당 보강 부재(강판)에 대해 온도 구배형 취성 균열 전파 정지 시험(ESSO 시험)을 실시하여, 구해 둔 공용 온도 T(℃)에 있어서의 취성 균열 전파 정지 인성 Kca를 이용하는 것으로 한다. In addition, here, the brittle crack propagation stop toughness Kca of the reinforcing member to be used is obtained by performing a temperature gradient type brittle crack propagation stop test (ESSO test) on the reinforcing member (steel sheet) in advance, and is obtained at the common temperature T (°C). It is assumed that the brittle crack propagation stop toughness Kca is used.
그리고,「공용 온도 T」로서는 통상, 선박의 설계 온도인「-10℃」를 사용하는 것으로 한다. In addition, as "common temperature T", "-10 degreeC" which is the design temperature of a ship shall be used normally.
또, 본 발명에서는 웹으로부터 발생한 취성 균열을 보강 부재내에서 저지시키기 위해, 웹과 보강 부재의 맞댐면에 잔존하는 미용착부의 비율 X(%)와, 보강 부재의 어레스트 성능이 다음 (1)식 In addition, in the present invention, in order to block the brittle cracks generated from the web in the reinforcing member, the ratio X (%) of the unseated portion remaining on the abutting surface of the web and the reinforcing member and the arresting performance of the reinforcing member are determined by the following formula (1)
X(%)≥{5900-(Kca)T}/85 …(1)X(%)≥{5900-(Kca) T }/85 ... (One)
(여기서, (Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3 /2))을 만족시키도록 조정한다. (here, (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3 /2 ) of the reinforcing member at common temperature T (°C)) is adjusted to be satisfied.
여기서, 비율 X(%)는 Here, the ratio X (%) is
X(%):{(필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 보강 부재와 웹의 맞댐면의 미용착부의 폭 BW)/((웹의 판 두께 tW와 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이 lW의 합)}×100으로 정의하였다. X(%):{(width B W of the unwelded portion of the butt surface of the web and the reinforcing member in the joint cross-section of the fillet welded joint)/((the thickness of the web t W and the length of the left and right fillet welds l W sum)}×100.
맞댐면에 잔존하는 미용착부의 비율 X(%)와 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T가 (1)식을 만족시키지 않는 경우에는 웹으로부터 발생한 취성 균열을 보강 부재내에서 저지할 수 없게 된다. When the ratio X (%) of the unbonded portion remaining on the butt surface and the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T of the reinforcing member at the common temperature T (°C) do not satisfy Equation (1), brittleness generated from the web The crack cannot be stopped in the reinforcing member.
또한, 웹으로부터의 취성 균열이면, 사용하는 보강 부재의 (Kca)T가 높은 경우에는 미용착부의 비율 X(%)가 0%인 경우에도, (1)식을 만족시킬 수 있고, 취성 균열을 보강 부재에서 정지시킬 수도 있다. 그러나, 플랜지로부터 발생한 취성 균열의 전파를 보강 부재에서 정지시키기 위해서는 사용할 수 있는 보강 부재의 (Kca)T에 한계가 있으며, (2)식을 만족시키기 위해서는 미용착부의 비율 Y(%)는 크게 할 필요가 있다. In addition, in the case of brittle cracking from the web, when the (Kca) T of the reinforcing member used is high, even when the ratio X (%) of the undeposited part is 0%, the formula (1) can be satisfied, and the brittle crack It can also be stopped by a reinforcing member. However, in order to stop the propagation of brittle cracks generated from the flange in the reinforcing member, there is a limit to (Kca) T of the reinforcing member that can be used. There is a need.
이와 같이, 취성 균열이 웹에서 발생하고 전파하는 경우에는 미용착부의 비율 X(%)와 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T가 (1)식을, 또, 취성 균열이 플랜지에서 발생하고 전파하는 경우에는 미용착부의 비율 Y(%)와 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T가 (2)식을 만족시키도록 조정하면, 발생 전파한 취성 균열은 보강 부재에서 저지 내지 정지시킬 수 있다. In this way, when a brittle crack occurs and propagates in the web, the ratio X (%) of the unbonded portion and the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T of the reinforcing member are expressed in equation (1), and the brittle crack occurs in the flange. and propagation, if the ratio Y (%) of the undeposited portion and the toughness (Kca) T of the reinforcing member to stop propagation of brittle cracks are adjusted to satisfy Equation (2), the generated and propagated brittle cracks are prevented or stopped in the reinforcing member can do it
또한, 실제의 강 구조물에서는 (1)식 및 (2)식을 동시에 만족시킬 수 있도록, 미용착부의 비율 X, Y와, 사용하는 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성 (Kca)T를 조정하는 것이 바람직하다. In addition, in an actual steel structure, it is necessary to adjust the ratios X and Y of the un-bonded portion and the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T of the reinforcing member to be used so that the equations (1) and (2) can be simultaneously satisfied. desirable.
또, 본 발명에서는 상기 보강 부재를 오스테나이트강(고Mn강, 오스테나이트계 스테인리스강 등) 또는 저온용 니켈 강판(3.5% Ni강, 5% Ni강, 7% Ni강, 9% Ni강)으로 해도 좋고, 이 경우에는 상기 (1)식 및/또는 (2)식을 만족시키지 않아도 좋다. 오스테나이트강(고Mn강, 오스테나이트계 스테인리스강 등)은 취성 파괴하지 않는 결정 구조이기 때문에, 장대 취성 균열의 전파를 저지할 수 있다. 화학 성분의 상세는 특히 한정할 필요는 없지만, 공용 온도(-10℃)에 있어서의 결정 구조가 오스테나이트일 필요가 있다. 예를 들면, C:0.2∼0.6%, Si:0.1∼1.0%, Mn:22∼26%, P:0.03%이하, S:0.01%이하, B:0.01%이하, N:0.15%이하, Nb+Ti+V가 0.3%이하의 화학 조성 등으로 하면 좋다. 한편, 저온용 니켈 강판(3.5% Ni강, 5% Ni강, 7% Ni강, 9% Ni강)은 취성 파괴하는 결정 구조이기는 하지만, 선체 설계 온도인 -10℃에 있어서는 극히 고인성이며, 장대 취성 균열의 전파를 저지할 수 있다. 저온용 니켈 강판에는 예를 들면, JIS G 3127에 규정되어 있는 저온 압력 용기용 니켈강 강판 등을 이용하면 좋다. 이들 강재는 매우 고가이며, 절단성이나 핸들링 등의 문제가 있어, 통상은 주 선체 구조용에 대량으로 사용되는 일은 없지만, 본 발명의 보강 부재와 같이 국소적으로 소량의 용도에 한정하면, 경제적으로도 시공상도 문제로 되는 일은 없다. In addition, in the present invention, the reinforcing member is austenitic steel (high Mn steel, austenitic stainless steel, etc.) or a low-temperature nickel steel sheet (3.5% Ni steel, 5% Ni steel, 7% Ni steel, 9% Ni steel) , and in this case, the above formulas (1) and/or (2) may not be satisfied. Since austenitic steel (high Mn steel, austenitic stainless steel, etc.) has a crystalline structure that does not undergo brittle fracture, propagation of long brittle cracks can be prevented. Although it is not necessary to specifically limit the detail of a chemical component, The crystal structure in common use temperature (-10 degreeC) needs to be austenite. For example, C: 0.2 to 0.6%, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 22 to 26%, P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, B: 0.01% or less, N: 0.15% or less, Nb It is good to have a chemical composition or the like in which +Ti+V is 0.3% or less. On the other hand, low-temperature nickel steel sheet (3.5% Ni steel, 5% Ni steel, 7% Ni steel, 9% Ni steel) has a crystal structure that is brittle and fractures, but has extremely high toughness at -10℃, the design temperature of the hull, Propagation of long brittle cracks can be prevented. As the nickel steel sheet for low temperature, for example, a nickel steel sheet for a low temperature pressure vessel prescribed in JIS G 3127 may be used. These steels are very expensive and have problems such as cutability and handling, so they are not usually used in large quantities for the main hull structure, but if limited to a small amount locally like the reinforcing member of the present invention, it is also economically There is no problem with construction.
본 발명에서는 또한 상기 용접 구조체에 있어서, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면의 미용착부의 높이(간극)를 5㎜이상으로 해도 좋다. 미용착부의 높이(간극)를 5㎜이상 확보하는 것에 의해, 필릿 용접 금속의 국소 응력 집중이 작아지고, 상기 장대 취성 균열이 더욱 정지하기 쉬워진다. In this invention, in the said welded structure, it is good also considering the height (gap) of the unwelded part of the overlapping surface of the said reinforcement member and the said flange as 5 mm or more. By ensuring the height (gap) of an
또한, 상기한 필릿 용접 이음매를 구비하는 본 발명의 용접 구조체는 예를 들면, 선박의 선체 바깥판을 플랜지로 하고, 격벽을 웹으로 하는 선체 구조, 혹은 데크를 플랜지로 하고, 해치를 웹으로 하는 선체 구조 등에 적용 가능하다. In addition, the welded structure of the present invention having the above-described fillet welded seam is, for example, a hull structure in which the outer plate of a ship is a flange and a bulkhead is a web, or a deck is a flange, and the hatch is a web Applicable to hull structure, etc.
실시예 Example
이하, 실시예에 의거하여, 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated in detail.
표 1-1, 표 1-2에 나타내는 판 두께의 후강판을 웹 및 플랜지로 해서, 웹과 플랜지의 맞댐 부분에 표 1-1, 표 1-2에 나타내는 보강 부재를 구비하고, 도 4의 (a),(b),(c) 및 도 5의 (a),(b),(c)에 나타내는 형상의 실구조 사이즈의 대형 용접 구조 이음매(9)를 제작하였다. 도 4의 (a),(b),(c)는 플랜지로부터 취성 균열이 발생·전파하는 케이스를, 도 5의 (a),(b),(c)는 웹으로부터 취성 균열이 발생·전파하는 케이스를 상정하고 있다. Using the thick steel plate of the plate thickness shown in Tables 1-1 and 1-2 as the web and the flange, the reinforcing member shown in Table 1-1 and Table 1-2 is provided at the butt portion of the web and the flange, as shown in FIG. (a), (b), (c) and the large-scale welded
또한, 제작한 대형 용접 구조 이음매(9)에 있어서의 필릿 용접 이음매에서는 보강 부재(10)와 플랜지(2)의 중첩면에, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같은 미용착부(4)를, 미용착 폭 BF, 보강 부재(10)의 판 폭 DW, 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이 lF를 변화시키고, 미용착부의 비율 Y를 변화시켜, 존재시켰다. 또, 제작한 대형 용접 구조 이음매(9)에 있어서의 필릿 용접 이음매에서는 보강 부재(10)와 웹(1)의 맞댐면에, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같은 미용착부(4)를, 미용착 폭 BW, 웹(1)의 판 두께 tW, 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이 lW를 변화시키고, 미용착부의 비율 X를 변화시켜, 존재시켰다. 또한, 미용착부의 비율 X가 0%인 경우도 포함한다. In addition, in the fillet welded joint in the manufactured large-scale welded joint 9, an
또, 제작한 대형 용접 구조 이음매(9)에 있어서의 필릿 용접 이음매에서는 보강 부재(10)로서, (Kca)-10℃가, 2500∼11000(N/㎜3 / 2)인 후강판을 이용하였다. 또한, 일부의 용접 구조체에 있어서는 도 1의 (c)에 나타내는 바와 같이, 보강 부재(10)와 플랜지(2)의 중첩면의 미용착부 높이(간극)(14)를 5㎜이상으로 하였다. In addition, in the fillet welded joint in the manufactured large-scale welded joint 9, a thick steel plate having a (Kca) -10 °C of 2500 to 11000 (N/mm 3 / 2 ) was used as the reinforcing member 10 . . In addition, in some welded structures, as shown in FIG.1(c), the unwelded part height (gap) 14 of the overlapping surface of the
또한, 도 4에서는 플랜지는 후강판(모재만)(도 4의 (a)), 맞대기 용접 이음매를 갖는 후강판(도 4의 (b),(c))으로 하고, 웹은 후강판(모재만)(도 4의 (a),(b)), 맞대기 용접 이음매를 갖는 후강판(도 4의 (c))으로 하였다. 도 5에서는 웹은 후강판(모재만)(도 5의 (a)), 맞대기 용접 이음매를 갖는 후강판(도 5의 (b),(c))로 하고, 플랜지는 후강판(모재만)(도 5의 (a),(b)), 맞대기 용접 이음매를 갖는 후강판(도 5의 (c))으로 하였다. In addition, in Fig. 4, the flange is a thick steel plate (base material only) (Fig. 4 (a)), a thick steel plate having a butt welded seam (Fig. 4 (b), (c)), and the web is a thick steel plate (base material) Only) (FIG. 4(a),(b)), it was set as the thick steel plate (FIG. 4(c)) which has a butt weld seam. In Figure 5, the web is a thick steel plate (base material only) (Fig. 5 (a)), a thick steel plate having a butt welded seam (Fig. 5 (b), (c)), and the flange is a thick steel plate (base material only) (FIG. 5(a), (b)), it was set as the thick steel plate (FIG. 5(c)) which has a butt weld seam.
또한, 맞대기 용접 이음매(11)는 1패스 대입열 일렉트로 가스 아크 용접(1전극 및 2전극 EGW) 또는 다층 탄산 가스 아크 용접(다층 CO2)에 의해 제작하였다. 또, 맞대기 용접 이음매(12)는 세그아크 용접(1전극 및 2전극 SEGARC) 또는 다층 탄산 가스 아크 용접(다층 CO2)에 의해 제작하였다. In addition, a butt weld joint 11 was prepared by substituting 1-pass heat electro gas arc welding (first electrode and second electrode EGW) or a multi-layer carbon dioxide gas arc welding (multilayer CO 2). In addition, a butt weld joint 12 was produced by the segmental arc welding (first electrode and second electrode SEGARC) or a multi-layer carbon dioxide gas arc welding (multilayer CO 2).
또, 보강 부재(10)와 플랜지(2)의 필릿 용접은 주로 탄산 가스 아크 용접에 의해, 그루브 형상, 용접 조건을 변화시켜, 표 2-1, 표 2-2에 나타내는 바와 같이 필릿 용접 금속(5)의 다리 길이 lF, 용착 폭 WF를 각종 변화시켰다. 또, 보강 부재(10)와 웹(1)의 필릿 용접에서는 주로 부분 용입 탄산 가스 아크 용접에 의해, 그루브 형상, 용접 조건을 변화시켜, 표 2-1, 표 2-2에 나타내는 바와 같이 필릿 용접 금속(51)의 다리 길이 lW, 용착 폭 WW를 각종 변화시켰다. 또한 여기서는 다리 길이,용착 폭은 좌우 양측의 평균값이다. In addition, fillet welding of the reinforcing
또, 얻어진 대형 용접 구조 이음매(9)를 이용하여, 도 4 및 도 5에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체를 제작하고, 취성 균열 전파 정지 시험을 실시하였다. 또한, 도 4의 초대형 구조 모델 시험체는 대형 필릿 용접 이음매(9)의 플랜지(2)의 아래쪽에 가용접(8)으로, 플랜지(2)와 동일한 판 두께의 강판을 용접하였다. 그리고, 기계 노치(7)의 선단을 맞대기 용접 이음매부(11)의 BOND부, 또는 용접 금속 WM으로 되도록 가공하였다. 또, 도 5의 초대형 구조 모델 시험체는 대형 용접 구조 이음매(9)의 웹(1)의 아래쪽에 가용접(8)으로, 웹(1)과 동일한 판 두께의 강판을 용접하였다. 그리고, 기계 노치(7)의 선단을 맞대기 용접 이음매부(12)의 BOND부, 또는 용접 금속 WM으로 되도록 가공하였다. Moreover, using the obtained large size welded structure joint 9, the super large structure model test body shown in FIG. 4 and FIG. 5 was produced, and the brittle crack propagation stop test was implemented. In addition, in the super-large structural model test body of FIG. 4 , a steel sheet of the same thickness as the
또, 취성 균열 전파 정지 시험은 기계 노치에 타격을 주어 취성 균열을 발생시키고, 전파한 취성 균열이 필릿 용접부에서 정지하는지의 여부를 조사하였다. In the brittle crack propagation stop test, a brittle crack was generated by hitting the mechanical notch, and it was investigated whether the propagated brittle crack stopped at the fillet weld.
어느 시험도, 응력 100∼283N/㎟, 온도:-10℃의 조건에서 실시하였다. 응력 100N/㎟는 선체에 정상적으로 작용하는 응력의 평균적인 값이며, 응력 257N/㎟는 선체에 적용되고 있는 항복 강도 390N/㎟급 강판의 최대 허용 응력 상당의 값, 응력 283N/㎟는 선체에 적용되고 있는 항복 강도 460N/㎟급 강판의 최대 허용 응력 상당의 값이다. 온도 -10℃는 선박의 설계 온도이다. All tests were also performed on the conditions of stress 100-283 N/mm<2>, and temperature:-10 degreeC. Stress 100N/mm2 is the average value of the stress normally acting on the hull, and the stress 257N/mm2 is the value equivalent to the maximum allowable stress of the 390N/mm2 grade steel sheet with yield strength applied to the hull, and the stress 283N/mm2 is applied to the hull. It is a value corresponding to the maximum allowable stress of the 460N/mm2 grade steel sheet with yield strength being used. Temperature -10°C is the design temperature of the vessel.
얻어진 결과를 표 3, 표 4에 나타낸다. 표 3은 웹을 균열 도입부로 한 경우, 표 4는 플랜지를 균열 도입부로 한 경우의 취성 균열 전파 정지 시험 결과이다. The obtained results are shown in Tables 3 and 4. Table 3 shows the brittle crack propagation stop test results when the web is used as the crack introduction part and Table 4 is the case when the flange is used as the crack introduction part.
[표 1-1] [Table 1-1]
[표 1-2] [Table 1-2]
[표 2-1] [Table 2-1]
[표 2-2] [Table 2-2]
[표 3] [Table 3]
[표 4] [Table 4]
표 3 및 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명예에서는 취성 균열이 플랜지로부터 전파한 경우, 또는 웹으로부터 전파한 경우의 어느 것에 있어서도, 균열은 필릿 용접부의 보강 부재에 돌입하여 정지하였다. As shown in Tables 3 and 4, in the examples of the present invention, in either case where the brittle crack propagated from the flange or propagated from the web, the crack rushed into the reinforcing member of the fillet weld and stopped.
한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예에서는 취성 균열은 보강 부재에서 정지하는 일 없이 전파하고, 취성 균열의 전파를 저지할 수 없었다. On the other hand, in the comparative example outside the scope of the present invention, the brittle crack propagated without stopping in the reinforcing member, and the propagation of the brittle crack could not be prevented.
1; 웹 2; 플랜지
4; 미용착부 5; 필릿 용접 금속
51; 필릿 용접 금속 7; 기계 노치
8; 가용접
9; 보강 부재를 갖는 대형 용접 구조 이음매(대형 용접 이음매)
10; 보강 부재 11 플랜지 맞대기 용접 이음매부
12; 웹 맞대기 용접 이음매부 θ; 교차각 One;
4;
51;
8; tack welding
9; Large welded structural seam with reinforcing member (large welded seam)
10; Reinforcing
12; web butt weld seam θ; intersection angle
Claims (20)
상기 보강 부재가 상기 웹과 상기 플랜지에 필릿 용접되어 이루어지고, 또한, 상기 보강 부재와 상기 웹의 필릿 용접부와, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 필릿 용접부는 각각 독립되어 있고,
상기 웹이 상기 보강 부재에 맞대고 필릿 용접되고, 또한 해당 맞댐면에 미용착부가 잔존하고, 및/또는 상기 보강 부재가 상기 플랜지에 중첩되고 필릿 용접되고, 또한 해당 중첩면에 미용착부가 잔존하는 필릿 용접 이음매를 구비하고,
상기 필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 상기 보강 부재와 상기 웹의 맞댐면에 잔존하는 하기에 정의하는 상기 미용착부의 비율 X(%)(0% 포함)와, 공용 온도 T(℃)에 있어서의 상기 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T(N/㎜3/2)이 하기 (1)식을 만족시키는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체:
X(%):{(필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 웹과 보강 부재의 맞댐면에 잔존하는 미용착부의 폭)/(웹의 판 두께와 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이의 합)}×100
X(%)≥{5900-(Kca)T}/85 …(1)
여기서, (Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3/2). A welded structure comprising a reinforcing member in a butt portion of a web and a flange,
the reinforcing member is formed by fillet welding to the web and the flange, and a fillet welded portion of the reinforcing member and the web and a fillet welded portion of the reinforcing member and the flange are each independent;
The web is butt-welded to the reinforcing member, and an undeposited portion remains on the abutment surface, and/or a fillet wherein the reinforcing member is overlapped and fillet welded to the flange, and an un-seamed portion remains on the overlapping surface. provided with a welded seam,
The ratio X (%) (including 0%) of the un-bonded portion remaining on the butt surface of the reinforcing member and the web in the seam cross section of the fillet welded joint, X (%) (including 0%), and the common temperature T (°C), A welded structure excellent in brittle crack propagation stopping properties in which the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member satisfies the following formula (1):
X (%): {(width of the unwelded portion remaining on the butt surface of the web and the reinforcing member in the joint cross-section of the fillet welded joint)/(sum of the sheet thickness of the web and the leg length of the left and right fillet welds)}× 100
X(%)≥{5900-(Kca) T }/85 ... (One)
Here, (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member at the common temperature T (°C).
상기 웹, 상기 플랜지 및 상기 보강 부재의 판 두께는 모두 50㎜이상인 용접 구조체. The method of claim 1,
All of the thickness of the web, the flange and the reinforcing member is 50 mm or more of a welded structure.
상기 필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면에 잔존하는 하기에 정의하는 상기 미용착부의 비율 Y(%)와, 공용 온도 T(℃)에 있어서의 상기 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T(N/㎜3/2)이 하기 (2)식을 만족시키는 용접 구조체:
Y(%):{(필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 보강 부재와 플랜지의 중첩면의 미용착부의 폭)/(보강 부재의 판 폭과 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이의 합)}×100
Y(%)≥{6900-(Kca)T}/85 …(2)
여기서, (Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3/2).The method of claim 1,
The ratio Y (%) of the unwelded portion defined below remaining on the overlapping surface of the reinforcing member and the flange in the joint cross section of the fillet welded joint, and the reinforcing member at the shared temperature T (°C) A welded structure in which the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T (N/mm 3/2 ) satisfies the following formula (2):
Y (%): {(width of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange in the joint cross-section of the fillet welded joint)/(the sum of the plate width of the reinforcing member and the leg length of the left and right fillet welds)}×100
Y(%)≥{6900-(Kca) T }/85 … (2)
Here, (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member at the common temperature T (°C).
상기 필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면에 잔존하는 하기에 정의하는 상기 미용착부의 비율 Y(%)와, 공용 온도 T(℃)에 있어서의 상기 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T(N/㎜3/2)이 하기 (2)식을 만족시키는 용접 구조체:
Y(%):{(필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 보강 부재와 플랜지의 중첩면의 미용착부의 폭)/(보강 부재의 판 폭과 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이의 합)}×100
Y(%)≥{6900-(Kca)T}/85 …(2)
여기서, (Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3/2).3. The method of claim 2,
The ratio Y (%) of the unwelded portion defined below remaining on the overlapping surface of the reinforcing member and the flange in the joint cross section of the fillet welded joint, and the reinforcing member at the shared temperature T (°C) A welded structure in which the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T (N/mm 3/2 ) satisfies the following formula (2):
Y (%): {(width of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange in the joint cross-section of the fillet welded joint)/(the sum of the plate width of the reinforcing member and the leg length of the left and right fillet welds)}×100
Y(%)≥{6900-(Kca) T }/85 … (2)
Here, (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member at the common temperature T (°C).
상기 플랜지 또는 웹은 상기 웹 또는 플랜지에 교차하는 형태로 맞대기 용접 이음매부를 갖는 용접 구조체. 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The flange or web is a welded structure having a butt weld seam in a form that intersects the web or flange.
상기 웹은 맞대기 용접 이음매부를 갖고, 해당 웹의 맞대기 용접 이음매부가 상기 플랜지의 맞대기 용접 이음매부와 교차하도록 해당 웹을 배치해서 이루어지는 용접 구조체. 6. The method of claim 5,
The said web has a butt weld seam, The welded structure formed by arrange|positioning this web so that the butt weld seam of the said web may intersect the butt weld seam of the said flange.
보강 부재는 오스테나이트강 또는 저온용 니켈 강판인 용접 구조체. 3. The method according to claim 1 or 2,
The reinforcing member is a welded structure made of austenitic steel or nickel steel for low temperature.
상기 용접 구조체에 있어서, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면의 미용착부의 높이(간극)는 5㎜이상인 용접 구조체. 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
In the welded structure, the height (gap) of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange is 5 mm or more.
상기 용접 구조체에 있어서, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면의 미용착부의 높이(간극)는 5㎜이상인 용접 구조체. 6. The method of claim 5,
In the welded structure, the height (gap) of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange is 5 mm or more.
상기 용접 구조체에 있어서, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면의 미용착부의 높이(간극)는 5㎜이상인 용접 구조체. 7. The method of claim 6,
In the welded structure, the height (gap) of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange is 5 mm or more.
상기 용접 구조체에 있어서, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면의 미용착부의 높이(간극)는 5㎜이상인 용접 구조체. 8. The method of claim 7,
In the welded structure, the height (gap) of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange is 5 mm or more.
상기 보강 부재가 상기 웹과 상기 플랜지에 필릿 용접되어 이루어지고, 또한, 상기 보강 부재와 상기 웹의 필릿 용접부와, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 필릿 용접부는 각각 독립되어 있고,
상기 웹이 상기 보강 부재에 맞대고 필릿 용접되고, 또한 해당 맞댐면에 미용착부가 잔존하고, 및/또는 상기 보강 부재가 상기 플랜지에 중첩되고 필릿 용접되고, 또한 해당 중첩면에 미용착부가 잔존하는 필릿 용접 이음매를 구비하고,
상기 필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면에 잔존하는 하기에 정의하는 상기 미용착부의 비율 Y(%)와, 공용 온도 T(℃)에 있어서의 상기 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(Kca)T(N/㎜3/2)이 하기 (2)식을 만족시키는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체:
Y(%):{(필릿 용접 이음매의 이음매 단면에 있어서의 보강 부재와 플랜지의 중첩면의 미용착부의 폭)/(보강 부재의 판 폭과 좌우의 필릿 용접부의 다리 길이의 합)}×100
Y(%)≥{6900-(Kca)T}/85 …(2)
여기서, (Kca)T: 공용 온도 T(℃)에 있어서의 보강 부재의 취성 균열 전파 정지 인성(N/㎜3/2).A welded structure comprising a reinforcing member in a butt portion of a web and a flange,
the reinforcing member is formed by fillet welding to the web and the flange, and a fillet welded portion of the reinforcing member and the web and a fillet welded portion of the reinforcing member and the flange are each independent;
The web is butt-welded to the reinforcing member, and an undeposited portion remains on the abutment surface, and/or a fillet wherein the reinforcing member is overlapped and fillet welded to the flange, and an un-seamed portion remains on the overlapping surface. provided with a welded seam,
The ratio Y (%) of the unwelded portion defined below remaining on the overlapping surface of the reinforcing member and the flange in the joint cross section of the fillet welded joint, and the reinforcing member at the shared temperature T (°C) Welded structure with excellent brittle crack propagation stop properties, in which the brittle crack propagation stop toughness (Kca) T (N/mm 3/2 ) satisfies the following formula (2):
Y (%): {(width of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange in the joint cross-section of the fillet welded joint)/(the sum of the plate width of the reinforcing member and the leg length of the left and right fillet welds)}×100
Y(%)≥{6900-(Kca) T }/85 … (2)
Here, (Kca) T : brittle crack propagation stop toughness (N/mm 3/2 ) of the reinforcing member at the common temperature T (°C).
상기 웹, 상기 플랜지 및 상기 보강 부재의 판 두께는 모두 50㎜이상인 용접 구조체. 13. The method of claim 12,
All of the thickness of the web, the flange and the reinforcing member is 50 mm or more of a welded structure.
상기 플랜지 또는 웹은 상기 웹 또는 플랜지에 교차하는 형태로 맞대기 용접 이음매부를 갖는 용접 구조체. 13. The method of claim 12,
The flange or web is a welded structure having a butt weld seam in a form that intersects the web or flange.
상기 플랜지 또는 웹은 상기 웹 또는 플랜지에 교차하는 형태로 맞대기 용접 이음매부를 갖는 용접 구조체. 14. The method of claim 13,
The flange or web is a welded structure having a butt weld seam in a form that intersects the web or flange.
상기 웹은 맞대기 용접 이음매부를 갖고, 해당 웹의 맞대기 용접 이음매부가 상기 플랜지의 맞대기 용접 이음매부와 교차하도록 해당 웹을 배치해서 이루어지는 용접 구조체. 15. The method of claim 14,
The said web has a butt weld seam, The welded structure formed by arrange|positioning this web so that the butt weld seam of the said web may intersect the butt weld seam of the said flange.
상기 웹은 맞대기 용접 이음매부를 갖고, 해당 웹의 맞대기 용접 이음매부가 상기 플랜지의 맞대기 용접 이음매부와 교차하도록 해당 웹을 배치해서 이루어지는 용접 구조체. 16. The method of claim 15,
The said web has a butt weld seam, The welded structure formed by arrange|positioning this web so that the butt weld seam of the said web may intersect the butt weld seam of the said flange.
보강 부재는 오스테나이트강 또는 저온용 니켈 강판인 용접 구조체. 14. The method according to claim 12 or 13,
The reinforcing member is a welded structure made of austenitic steel or nickel steel for low temperature.
상기 용접 구조체에 있어서, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면의 미용착부의 높이(간극)는 5㎜이상인 용접 구조체. 18. The method according to any one of claims 12 to 17,
In the welded structure, the height (gap) of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange is 5 mm or more.
상기 용접 구조체에 있어서, 상기 보강 부재와 상기 플랜지의 중첩면의 미용착부의 높이(간극)는 5㎜이상인 용접 구조체. 19. The method of claim 18,
In the welded structure, the height (gap) of the unwelded portion of the overlapping surface of the reinforcing member and the flange is 5 mm or more.
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