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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.
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.
65 nm CMOS 기술에서 소자 종류에 따른 신뢰성 특성 분석
김창수,권성규,유재남,오선호,장성용,이희덕,Kim, Chang Su,Kwon, Sung-Kyu,Yu, Jae-Nam,Oh, Sun-Ho,Jang, Seong-Yong,Lee, Hi-Deok 한국전기전자재료학회 2014 전기전자재료학회논문지 Vol.27 No.12
In this paper, we investigated the hot carrier reliability of two kinds of device with low threshold voltage (LVT) and regular threshold voltage (RVT) in 65 nm CMOS technology. Contrary to the previous report that devices beyond $0.18{\mu}m$ CMOS technology is dominated by channel hot carrier(CHC) stress rather than drain avalanche hot carrier(DAHC) stress, both of LVT and RVT devices showed that their degradation is dominated by DAHC stress. It is also shown that in case of LVT devices, contribution of interface trap generation to the device degradation is greater under DAHC stress than CHC stress, while there is little difference for RVT devices.
Ni기 초내열합금 GTD111 DS의 고온 저주기 피로수명 예측
김진열,윤동현,김재훈,배시연,장성용,장성호,Kim, Jin Yeol,Yoon, Dong Hyun,Kim, Jae Hoon,Bae, Si Yeon,Chang, Sung Yong,Chang, Sung Ho 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集A Vol.24 No.2
Ni기 초내열합금인 GTD111 DS는 가스터빈 블레이드에 사용된다. 본 논문에서는 실제 운전조건과 유사한 조건을 설정하여 GTD111 DS의 저주기 피로시험을 실시하였다 상온, $760^{\circ}C$, $870^{\circ}C$의 온도범위와 다양한 변형률에서 저주기 피로시험을 수행하였다. 실험결과 총 변형률이 증가함에 따라 피로수명은 감소하였다. 상온 및 $760^{\circ}C$에서는 주기적 경화반응이 나타났으며 $870^{\circ}C$에서는 주기적 연화반응이 나타났다. $870^{\circ}C$에서 응력완화 현상은 유지시간에 따른 크리프의 영향으로 나타났다. 피로수명과 총 변형률의 관계는 Coffin-Manson 식을 통해 얻었다. 파단면은 SEM을 통해 초기균열 및 피로진전지역을 관찰하였다. GTD111 DS of nickel base superalloy has been used for gas turbine blades. In this study, low cycle fatigue test was conducted on the GTD111 DS alloy by setting conditions similar to the real operating environment. The low cycle fatigue tests were conducted at room temperature, $760^{\circ}C$, $870^{\circ}C$, and various strain amplitudes. Test results showed that fatigue life decreased with increasing total strain amplitude. Cyclic hardening response was observed at room temperature and $760^{\circ}C$; however, tests conducted at $870^{\circ}C$ showed cyclic softening response. Stress relaxation was observed at $870^{\circ}C$ because creep effects occurred from holding time. A relationship between fatigue life and total strain range was obtained from the Coffin-Manson method. The fratography using a SEM was carried out at the crack initiation and propagation regions.