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1,100℃급 가스터빈 1단 버켓 사용품 및 주조품 품질평가
장성용,김두수,Chang, Sung Yong,Kim, Doo Soo 한국전력공사 2019 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.5 No.2
$1,100^{\circ}C$급 가스터빈 1단 버켓 사용품 및 주조품 분석을 위하여 기계적 특성과 미세 구조를 분석하여 최종적으로 상기고온부품의 품질을 평가 하였다. 가스터빈 1단 버켓은 고온부품들 중 1단 노즐을 제외하고 가장 고온 및 고압의 환경에서 노출되어 운전되고 있으며, 또한 1단 버켓은 회전체이므로 손상 시 후단의 버켓 및 노즐에 대해 추가적인 설비 파손을 야기하여 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있다. 따라서, 버켓의 국산화를 위한 주조품의 경우 발전소현장에 적용하여 사용하기 이전에 신뢰성이 선 검증되어야만 한다. 본 연구에서는 국내 주조품의 미세조직분석 및 기계적 특성평가를 수행하여 주조품질을 평가하고 전력연구원에서 설계한 품질조건을 만족함을 확인하였으며, 품질 비교를 위해 수명의 46% (11,067EOH)를 운전한 사용품에 대해서도 미세조직분석 및 기계적 특성 평가를 수행하였다. The mechanical properties and microstructure of 1st stage used and casted buckets of $1,100^{\circ}C$ class gas turbine were analyzed to evaluate quality of the components. Gas turbine 1st stage buckets are exposed and operated in the most severe environment except 1st nozzle among the hot path gas components. Additionally, since the 1st stage bucket is a rotating component, so it may cause additional damage to the rear buckets and nozzles which cause a huge financial loss. Therefore, the quality of the casted bucket must be evaluated prior to use at the plant site. In this study, the microstructure analysis and mechanical properties of the casted bucket were evaluated to verify the casting quality and it was confirmed that the quality conditions designed by KEPCO were satisfied. A bucket operated 46% (11,067EOH) of its life time also evaluated for quality comparison.
최우성(Woo Sung Choi),송기욱(Gee Wook Song),장성용(Sung Yong Chang),김범수(Beom Soo Kim) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集A Vol.38 No.10
가스터빈 블레이드는 증기터빈 블레이드와 달리 냉각홀 및 냉각유로를 포함한 복잡한 형상으로 되어 있으며 복합화력의 운전특성에 따라 반복적이거나 지속적인 열-기계 하중 조건 하에서 운전된다. 따라서 블레이드는 운전시간에 따라 균일하지 못한 온도 분포나 응력 분포를 보이며, 이는 크리프나 열-기계 피로 손상을 유발하며, 결국 가스터빈 블레이드의 수명을 단축시킨다. 결국 다양한 운전 조건에 따라 발생하는 응력을 정확하게 계산하는 것은 설비의 신뢰성을 보장하고 나아가 블레이드와 같은 고온 부품의 정확한 수명을 평가하는데 무엇보다 중요하다. 최근 들어 컴퓨터 기능이 좋아지고 상용 소프트웨어의 성능이 향상되어 실증 시험에 대한 대안으로 유동, 열 및 구조해석을 연결하는 전산해석이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 가스터빈 실 운전조건을 고려하여 유동-열-구조 해석 기법을 연계하는 유체-구조 연성해석을 통해 블레이드 온도 및 응력분포를 계산하였다. 또한 해석 결과를 토대로 대표적인 손상기구인 크리프 및 열-기계 피로 손상 모델을 이용하여 블레이드의 수명을 평가하였다. Gas turbine blades that have complex geometry of the cooling holes and cooling passages are usually subjected to cyclic and sustained thermal loads due to changes in the operating characteristic in combined power plants; these results in non-uniform temperature and stress distributions according to time to gas turbine blades. Those operation conditions cause creep or thermo-mechanical fatigue damage and reduce the lifetime of gas turbine blades. Thus, an accurate analysis of the stresses caused by various loading conditions is required to ensure the integrity and to ensure an accurate life assessment of the components of a gas turbine. It is well known that computational analysis such as crosslinking process including CFD, heat transfer and stress analysis is used as an alternative to demonstration test. In this paper, temperatures and stresses of gas turbine blade were calculated with fluid-structural analysis integrating fluidthermal-solid analysis methodologies by considering actual operation conditions. Based on analysis results, additionally, the total lifetime was obtained using creep and thermo-mechanical damage model.
1300℃급 가스터빈 1단 블레이드의 코팅분석을 이용한 열화평가
송태훈 ( Tae Hoon Song ),장성용 ( Sung Yong Chang ),김범수 ( Beom Soo Kim ),장중철 ( Jung Chel Chang ) 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 2010 대한금속·재료학회지 Vol.48 No.10
The first stage blade of a gas turbine was operated under a severe environment which included both 1300℃ hot gas and thermal stress. To obtain high efficiency, a thermal barrier coating (TBC) and an internal cooling system were used to increase the firing temperature. The TBC consists of multi-layer coatings of a ceramic outer layer (top coating) and a metallic inner layer (bond coat) between the ceramic and the substrate. The top and bond coating layer respectively act as a thermal barrier against hot gas and a buffer against the thermal stress caused by the difference in the thermal expansion coefficient between the ceramic and the substrate. Particularly, the bondcoating layer improves the resistance against oxidation and corrosion. An inter-diffusion layer is generated between the bond coat and the substrate due to the exposure at a high temperature and the diffusion phenomenon. A thickness measurement result showed that the bond coat of the suction side was thicker than that of the pressure side. The thickest inter-diffusion zone was noted at SS1 (Suction Side point 1). A chemical composition analysis of the bond coat showed aluminum depletion around the inter-diffusion layer. In this study, we evaluated the properties of the bond coat and the degradation of the coating layer used on a 1300℃-class gas turbine blade. Moreover, the operation temperature of the blade was estimated using the Arrhenius equation and this was compared with the result of a thermal analysis.
한국산업기술진흥원(KAIT)기술경영우수논문 공모전 수상작 : 기술 사업화에 있어 후발자의 시장 추격 전략; 진입시간차, 기업의 역량 및 제휴 관점에서
김혜전 ( Hye Jun Kim ),장성용 ( Sung Yong Chang ),송재용 ( Jae Yong Song ) 기술경영경제학회 2012 Journal of Technology Innovation Vol.20 No.1
기술 혁신과 더불어 해당 기술을 기반으로 한 제품의 성공적 시장진입은 지속적 혁신의 기반이 된다. 본 연구는 기술집약적인 제약 산업에서 신약의 성공적 출시에 영향을 미치는 요인을 살펴보고 있다. 특히 선발자의 우위와 후발자의 우위에 대한 상반된 이론하에서 언제 선발자의 우위가 후발자에 의해 완화되어 후발제품이 시장 선도제품을 추월할수 있는지를 중점적으로 살펴보았다. 구체적으로 선발제품과 후발제품의 시장 진입 시간차가 커서 후발자가 선발자의 정보를 충분히 흡수할 수 있을 때, 제품의 향상과 차별화가 가능하여 후발제품이 선발제품을 추월할 확률은 높아진다. 또한 후발자의 마케팅 역량이 크면 선발제품의 고객기반을 보다 효과적으로 극복할 수 있어 후발제품이 선발제품을 추월할 확률이 높아지는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 진입이 늦어진 후발자의 입장에서 뒤처진 시간을 활용하여 오히려 성공 확률을 높일 수 있는 후발자의 우위를 재조명하며, 우수한 기술을 바탕으로 개발된 신제품이라 할지라도 높은 마케팅 역량이 뒷받침되어야 선발자의 우위를 극복하고 시장 추격의 확률을 높일 수 있다는 실질적인 시사점을 제공한다. Along with technological innovation, successful market entry of a new product is important for sustainable innovation of a firm. In this paper, we examined factors that affect successful introduction of new branded drugs in pharmaceutical industry. Under competing theories of the first mover`s advantage and the late mover`s advantage, this research focuses on how latecomers can overcome the disadvantages late entry and catch up to the market leader. First, late movers can absorb the knowledge leaked from pioneering product during the time lag between early entrants and late entrants. Therefore, the time lag provides late entrants an opportunity to catch-up market leader by differentiating and improving the quality of new product. Second, superior marketing capability of late entrants can enhance the possibility of catching-up, by overcoming the consumer base of early entrants.
강효석(Hyo Seok Kang),장성용(Sung Yong Chang),송재용(Jae Yong Song) 한국경영학회 2013 Korea Business Review Vol.17 No.1
본 사례는 삼성전자와 애플의 스마트폰 전쟁을 통하여 변화하는 휴대폰 산업의 특징과 이에 대한 기업 전략에 대하여 논의한다. 휴대폰 산업은 피처폰 중심에서 스마트폰 중심으로 산업 구조가 변화하였는데, 애플이 스마트폰 산업생태계를 혁신하며 휴대폰 산업의 새로운 지평을 열었다. 삼성전자는 스마트폰 산업의 후발기업이지만 빠른 속도로 애플을 추격하였다. 반면 정보통신 산업의 확고한 리더였던 노키아는 추락하였다. 본 사례를 통하여 플랫폼 리더십 확보와 산업생태계 조성을 위한 삼성전자와 애플의 치열한 경쟁과 전략을 분석한다. 또한 스마트폰 제조업체와 운영체제 및 애플리케이션 개발자 사이의 관계를 조명하고 특허 소송과 같은 쟁점도 탐구한다. 본 사례는 패러다임 변화 하에서의 기업 전략과 플랫폼 산업에서 리더십 확보를 통한 경쟁 전략에 관하여 시사점을 제공한다. This paper examines the recent smartphone war between Samsung Electronics and Apple Computers. By pioneering the smartphone, Apple opened a new horizon in the mobile phone industry. Samsung, a latecomer in this segment of the market, belatedly yet rapidly pursued Apple. Nokia, formerly an ironclad leader in the communications and information technology industry, fell behind. In this study, key success factors of the smartphone industry are found to be totally different from those of the feature phone industry. Samsung and Apple compete intensively for the critically important software portion of the market. Platform leadership and industry ecosystems are particularly highlighted in this analysis of the smartphone war. Relationships between smartphone manufacturers and operating system developers are also discussed, and comments on patent litigation are provided.