Fatigue Strength Assessment of High Manganese Steel for LNG CCS

최근 LNG 시장의 수요증대에 따라 LNG 선박과 LNG FPSO, LNG FSRU등의 수요 또한 크게 증가하는 추세이다. 또한 국제 유가의 상승과 환경에 관한 규제가 점점 엄격해 짐에 따라 친환 경 선박인 LNG를 연료로 하는 LNG fueled ship의 개발이 본격적 으로 이루어 지고 있다. 이러한 이유로 독립형 혹은 압력 용기형 LNG Tank를 포함한 LNG 화물창의 수요가 크게 증가할 것으로 예측된다. LNG 화물창에 사용되는 강재는 극저온 환경에서 운용된다는 점과 화물이 LNG 라는 특수성에 의해 극저온에서 기계적 성능이 매우 우수해야 한다. 현재 LNG Tank에 사용되고 있는 Ni 강, SUS강, Al합금강은 특수 금속이 포함된 극저온 성능이 뛰어난 강 재들이다. 그러나, 특수 금속이 포함된 합금강의 특성상 이 기존 에 사용되고 있는 강재들은 대체로 가격이 높아 LNG Tank의 높 은 제작비용의 가장 큰 원인이 되고 있다. 이러한 문제점을 해결 하기 위해 국내 조선 및 철강 업계에서는 기존의 강재들에 비해 가격 경쟁력이 있으며 새롭게 극저온 성능을 주목 받고 있는 고 망간강을 대안으로 고려하고 있다. 기존의 LNG Tank에 사용되고 있는 9% Ni steel과 SUS304, Al5083-O alloy에 대하여 Yoo, et al. (2010)과 Nam, et al. (2010)은 각각 인장실험과 피로실험을 통해 인장성능과 피로성능 에 대해 연구하여 각 강재별 인장 및 피로 물성치를 확인하였다. 그러나 단순히 인장 실험 과 피로실험에 대해 그 결과만을 나타 내었으며 각 강재간의 충분한 비교는 수행되지 않았다. Chung, et al. (2010)은 SUS304의 인장성능 및 피로성능을 바탕으로 SUS304를 적용한 독립형 Type B LNG 화물창의 저온 설계 기준 에 대해서 연구하였다. SUS304의 저온에서의 물성치를 사용하여 설계를 하는 경우 10% 중량저감 효과를 기대할 수 있으며 피로 설계 관점에서는 문제가 없으나 피로균열 진전 특성은 저온에서 상온보다 좋지 않아 추가적인 고려가 필요하다고 판단하였다. Kim, et al. (2011)은 9% Ni steel과 SUS304, Al5083-O alloy의 pISSN:1225-1143, Vol. 51, No. 3, pp. 246-253, June 2014