합조단의 천안함 절단면 분석은 틀렸다 [1][2] / 정 윤

[녹두]

합조단은 73명으로 구성되었다. 공동 단장 중의 한 명은 재료 과학 박사이며 “과학수사분과는 국방부조사본부, 육군수사단, 국립과학수사연구소, 국방홍보원, 외국 전문가 등 25명 (군 7명, 민간 7명, 외국 11명)의 조사 요원"으로 편성되었었다. 이런 전문가들이 6개월간 조사 결과를 종합 보고서로 펴냈다. 이런 보고서가 유감스럽게도 오류투성이다.

그중 으뜸가는 오류가 결정적 증거라고 제시한 북한 어뢰 추진체다. 이것이 가짜라는 것은 1419 - 1421에서 발표한 바 있다.

합조단은 보고서에서 천안함 절단면 분석을 상당히 상세히 다루었다. 합조단은 절단면의 반 이상이 전단 파괴 (shear fracture)라고 제시 하였는데 전단 파괴가 어떤 때는 철판 표면에 수직이고 또 어떤 때는 “절단면은 전반적으로 수직면 대비 경사 각도를 보이고” 있다고 진술했다. 그런데 수직이든 경사가 졌든 전단 파괴는 천안함 절단면 어디도 볼 수 없다. 합조단의 전단 파괴에 관한 진술은 거의 다 이치에 안 맞고 횡설수설했다.

합조단 보고서의 또 하나의 결정적 결함은 천안함 함체 철판의 재질 (화학 성분/기계 성질 등)이 천안함이 설계단계에서 규정한 재질 규격의 요구 재질을 충족시켰는지 못 시켰는지를 가늠하는 아무 검사/시험도 안 했다는 점이다. 심지어 합조단은 철판 등급조차 언급하지 않았다.

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                합조단의 천안함 절단면 분석은 틀렸다                       1
 정 윤       

1.0 서문
천안함은 남한에서 건조되어 1989 년에

대한민국 해군의 정찰 초계함의 임무를 맡아 취임했다
(Fig. 1a). 2010 년 3 월 26 일 밤 서해에서 정찰 임무 중 돌연히 반파되어 침몰했다 (Fig. 1b). 104 명의 대한민국 해군 승무 장변 중 46 명이 사망했다.

천안함 침몰 원인을 조사하기 위하여 한국 정부는 73 명의 민군 합동조사단 (합조단)을 구성하였다. 합조단은 2010 년 9 월에 “천안함 피격 사건”이라는 제목의 보고서를 발표하였다.(주1)  합조단은 천안함은 북한 잠수함의 어뢰 공격을 받고 침몰했다는 결론을  내렸다. 그 “결정적 증거”로 합조단은 천안함이 침몰한 해저에서 수거하였다는 어뢰 추진체를 제시하고 그것은 바로 천안함을 격침한 어뢰의 추진체라고 하였다.
 
합조단은 북한 어뢰 폭약에는 알루미늄이 포함되어 있었고 이것이 폭발 시에 비결정질 Al2O3 백색 입자로 된 폭발 부산물을 생성하고 이 백색 물질이 어뢰 추진체와 천안함 상체 표면에 달라붙었다고 주장했다. 그러나 합조단은  이 백색 물질이 폭발이라는 격동적인 일이 벌어지는 동안에

어떻게 어떤 표면에 달라붙을 수  있는지 그 어떤 원리도 있는지 그 어떤 원리도 제시하지 않고 그저 어뢰 추진체에 붙어 있는 백색 물질이 북한 어뢰가 천안함을 폭침케 했다는 고리라고 주장했다.
 
그런데 정은 어뢰 추진체에 있는 백색 물질은 Al(OH)3 를 주성분으로 한 제자리 침전물인 알루미늄 부식물이지 다른 데서 온 Al2O3 가 부착물이 된 것이 아닌 것을 입증했다.(주2)  정은 어뢰 추진체에 있는 백색 물질 (Al(OH)3)을 생성하는 알루미늄의 주요 부식 메커니즘은 filiform corrosion 과 부식 뾰루지 (pustule) 생성과정이라는 것도 지적하고 설명하였다.(주2) 이래서 합조단의 결론인 북한 어뢰 공격설은 근거 없는 것으로 판명되었다.

합조단 보고서에는 천안함 절단면 분석도 있다. 합조단은 함체 밑 철판에서 시편 1,

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2, 3을 채취하였다 (Fig. 2a). 합조단은 다음 같은 조사 결과를 진술하였다 [p.136]: “채취한 시편의 절단면은 모두 전단파괴와 취성파괴 형상인 것으로 밝혀졌으며, 연성파괴와 피로파괴형상은 관찰되지 않았다. 2 번 시편은 전단파괴 형상을 보이고 있고, 3 번 시 편은 전형적인 취성파괴 형상을 보인다. 반면 1 번 시편은 전단파괴와 취성파괴가 혼재하고 있었다. 그리고 1 번 시편과 2 번 시편 사이는 전부 전단파괴가 발생하였고, 1 번 시편과 3 번 시편 사이는 모두 취성파괴가 일어난 것을 확인할 수 있었다.” 그러고 나서 합조단은 Fig. 2b 에서 보듯이 천안함 절단면을 취성 파괴는 청색으로 전단 파괴는 적색으로 표시하고 전단 파괴는 45도 라고 표기했다
(Fig. 3a). 이것은 전단 파괴 절단면이 철판 표면과 45도 각도를 이루고 있다는 뜻이다. 이것은 그러나 틀렸다.
합조단은 세 개의 시편들은 연성 파괴의 어떤 증조도 안 보였고 시편 2 는 “전단 파괴”의 양상을 보였다고 진술했다. 이것은 진실일 수 없다. 왜냐하면 전단 파괴는 거시적으로는 취성 파괴처럼 보일 때도 있지만 근본적으로 연성 현상이기 때문이다. 이것은 합조단도 오해 했듯이 흔히 오해하기 쉬운 점이다. 그러나 합조단도 이것을 오해한 것은 용서할 수 없는 일이다. 더욱이 합조단은 나중에 45도 전단 파괴만 예로 제시했는데 이것은 영락없는 연성 현상이다.
 
이 보고서에서는 합조단이 천안함의 반 이상의 절단면을 전단파괴라고 잘못 인식하고 또 절단면에 관해 틀린 해석을 여러 번 한 것을 지적하며 잘못된 이유를 설명한다.

2. 합조단의 잘못된 절단면 식별: 취성 파괴와 전단 파괴

합조단은 다음같이 진술했다 [p.72]: “절단면 파괴 현상은 [Fig. 2b]에서 보는 바와 같이 좌현 하단부는 순간적인 충격에 의해 절단되었고(전단파괴), 선저 부위는 짧은 시간에 강한 힘에 의해 찢겨졌으며 (취성파괴), 기타 부위는 큰 인장력에 의해 뜯겨진 현상을 보였다.”
합조단은 Fig. 2b에서 ①-②-⑧-⑦로 표시된 천안함 절단면의 반 이상이 아무 합당한 근거도 없이 전단 파괴라고 했다.
위쪽으로 향한 힘이 순간적이든 아니든 함체 외부에 작용했다 해서 함체 철판 표면과 45o 각도로 된 전단 파괴를 일으키지 않는다 (Fig. 3a). 그 이유는 3. 파괴 양식에서 다루겠다.
 
Fig. 3a 에 관해서 합조단은 다음같이 진술했다 [p.50]: “한편 절단면 파괴특성분석 결과 … 소성 변형에 의한 파괴양상은

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없었으며 선체 외판에 순간적으로 큰압력이 작용한 결과로 볼 수 있는 외판 두께방향의 전단파괴(Shear fracture)와 고속 변형에 의한 취성파괴(Brittle fracture) 양상이 나타났다.” 그런데 두께 방향의 전단 파괴는 철판 표면과 수직이어야 하는데 합조단은 Fig. 3a 에서는 모든 전단 파괴가 45도로 표기하고 있다. 고속 변형 또는 high strain rates는 철재의 취성 파괴성을 높일 수 있다. 이 밖에 재질의 인성이라든가 철재의 온도 등 다른 여러 요인이 철재가 연성 파괴 혹은 취성 파괴를 일으키는지를 가늠한다. 합조단은 이런 다른 요인은 아무것도 고려해 보지 않았다.

또한 합조단은 전단 파괴가 “물체를 순간적인 힘이 전단 방향으로 절단케 한다”라고 정의했다. 함체 철판에 힘이나 압력이 철판 두께 방향으로 작용하면 굽힘 응력(bending stress)로 인해서 철판을 변형 또는 절단시킬 수 있지만 전단 파괴는 안 일어난다. 일어난다 해도 절단면이 표면과 직각이 되지 45도가 될 수 없다. 철판에 가해진 압력 또는 힘이 순간적이든 아니든 간에 어떤 철판이든지 응력이 철판의 극한 강도

(ultimate strength)를 능가하면 철판은 절단된다.

Fig. 3b에 관해서 합조단은
다음같이 진술했다 [p.136 ]:
“2번 시편은 전단파괴 형상을 보이고 있고, 3번 시편은 전형적인 취성파괴 형상을 보인다. 반면1번 시편은 전단파괴와 취성파괴가 혼재하고 있었다.”

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그러나 근본적으로는 Fig. 4a의

시편 1의 절단면 α 와 β는 둘다 같은 응력 조건하에 있었어야 했으므로 같은 절단면 형태라야 했다. 또 시편 1 장소에 전단 파괴를 일으킬 하중이 작용할 수 없다. 그 이유는 3. 파괴 양식에서 설명하겠다. 절단면 β는 수많은
조그만 bump 들이 있고 전단 파괴가 보여야 할 미끈함이 없음으로 전단 파괴가 아니다.
Fig. 4a의 청색 화살표는 두 개의 절단면을 가리키는데 아마도 원래는 삼각형 모양이었던 끝을 합조단이 절단한 것으로 보인다.

 
Fig. 4b 에서 더 확대해서 보여주는 5로 표시한 절단면은 전단 파괴의 미끈함을 보여준다. 그러나 이 절단면이 전단파괴라면 가장자리에 있는 조그만 전단 입술 (shear lips)가 없어야 한다. 전단 입술는 일반적으로 인장 (또는 Mode I) 하중 하에서 발생하는 절단면 모서리에 생기지 전단 (또는 Mode II) 하중 하에서는 생기지 않는다. 이점은 나중에 더 자세히 다루겠다. 또 ①-②사이의 전단 파괴가 45도 사선 파괴라고 하였는데 Fig. 4a/4b의

절단면은 철판 표면과 45도로 안 보인다.

합조단은 Fig. 2b 에서 ①-②-⑧-⑦로 표시된 절단면이 모두 전단 파괴라는 뜻으로 적색으로 표시했다. 그런데 Fig. 5가 보여 주듯이 절단면 ⑥과 ⑦은 함체 철판 표면과 45도 각도가 아니다. Figs. 5b와 5c의 백색 화살표는 철판 외부 표면 모서리에 있는 전단 입술을 가리키는데 이것들은 이 절단면들이 45도 또는 사선 전단 파괴가 아니라는 명백한 표식이다. 이 점도 후에 더 자세히 다루겠다.

합조단이 단 하나의 시편이라도 채취해서 주사 현미경 관찰 등을 포함한 정밀 검사도 하지 않고 절단면⑥과 ⑦을 전단 파괴의 일부로 포함시킨 것은 매우 실망스럽다. 그런데도 합조단은 다음같이 진술했다. (p.228): “따라서 함미 절단면 좌현 약 1/3

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부분은 순간적인 외력에 의해서 일시에 전단파괴된 것으로 추정되며, … “ 이것도 아래에서 설명하듯이 틀린 생각이다.

Fig. 6a 는 천안함 함미 쪽 절단면의 좌현 쪽을 보여준다. ①과②는 합조단이 시편 1 과 2 를 채취한 장소다. 합조단은 ②를 포함한 절단면이 Fig. 3a 에서 보듯이 “45도 전단 파괴”라고 하였다. 이것은 틀렸다. 왜냐하면 Fig. 6b 에서 백색 화살표가 가리키는 ②의 양옆의 절단면은 45도가 아니라 철판 표면에 수직이기 때문이다. 또한 ②의 장소는 전단파괴를 일으킬 수 있는

응력을 받을 수 있는 곳이 아니다. 이것도 더 명확히 나중에 3. 파괴양식에서 해설하겠다.

절단면 ⑧은 절단면 ②에 연속되어 있었다. 그래서 이 두 절단면은 같은 형태라야 한다.

Fig. 7 은 절단면 ⑧을 보여준다. 그것은 편편하며 함체 철판 표면에 수직으로 되어 있다. Fig. 7b 의 화살표는 철판 바깥 모서리에 쭉 보이는 작은 전단 입술을 지적한다.
전에도 진술한 바와 같이 이 전단 입술의 존재는 절단면 ⑧이 45도 전단 파괴가 아니라는 것의 명백한 증거다. 

Fig. 2 에서 절단면 ⑦은 터빈
밑판의 절단면 ⑨에 붙어
있었다 (Fig. 8). 절단면 ⑨와
⑩을 Fig. 9 에서 확대해서 보여
준다. Fig. 9a 에서 보이는
절단면 의 생선 등골 (herring
bone)같은 갈매기형 또는
방사형 모양과 Fig. 9b 의 전단
입술은 절단면 ⑨와 ⑩이 전단
파괴가 아닐 뿐만 아니라 Fig.
5c 와도 같은 현상이라는 것을
뜻한다. Fig. 9a 의 생선 등골
모양은 절단이 함수 쪽에서
함미 쪽으로 진행되었다는
것을 시사한다.

합조단은 세 개의 시편 1, 2,
그리고 3 을 채취했으면서도

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철판 절단면이 철판 표면과
45도 각도를 이루고 있다는
것을 보여주는 실제 단면
시편을 거시적 사진
(macrograph)로는 289 쪽이나 되는 보고서에서 하나도 제시하지 않았다. 절단면이 진정 45도 라는 것을 보여 줄 수 있는 시편을 준비하는 것은 매우 간단한 작업인데도 합조단은 그것을 하지 않았다. 그 대신 합조단은 절단 모양이라는 두 개의 스케치로 대신했다 (Figs. 10a1, 10a2).

합조단은 다음같이 진술하였다 [p.229]: “함수와 함미 모두 용골 하부에서 취성파괴의 형상을
보였으며 이를 제외한 나머지 부분은 [Fig. 10a1]에서와 같이 전부 전단파괴 파면형상으로
관찰되었다.” 이 진술도 진실이 아니다. Fig. 2b 에서 적색으로 표시한 절단면이 아무 데도
45o 가 아니니까 Fig. 10 의 스케치는 절단 모양을 보여준다는 잘못된 표상이다. 또한 사선의
전단 파괴는 연성 철재가 철재 표면과 평행 하는 방향인 인장 하중 하에서 일어날 수 있는
흔하지 않은 현상이다.
Figs. 10a1, 10a2 에서는 절단면이 철판 두께 전체에 걸쳐 45도 각도의 모양을 보이고 있다.
이것은 흔하지는 않지만 철재가 연성이어서 절단이 일어나는 구역이 가늘어지고 두께 전체에
걸쳐 45도 각도를 가지며 절단되는데 이것은 본질적으로 하나의 커다란 전단 입술이다. Figs.
10a1, 10a2 에서는 절단 지역에 두께 절감이 일어나지 않았다. 그러므로 합조단이 이미 함체
철판 전부는 취성 절단 현상을 보였다고 했으니까 아주 일어나기 어려운 일이지만 Figs. 10a1,
10a2 의 모습은 함체 철판에서 일어날 수 있는 전단파괴 모양의 올바른 묘사가 아니다. 취성
철판은 인장 하중 하에서 절단되면 두께 전체에 걸쳐 45도 각도의 전단 파괴를 나타내지 않는다.
합조단은 네 종류의 절단 형태를 제시했다: 피로, 연성, 취성, 그리고 전단 (Figs. 10b1 - b4).
그리고 다음같이 진술했다 [p. 226 ]: “절단면 분석은 절단면의 파괴형태를 관찰하여 표면
파형을 분석하고, 이로부터 절단면이 피로파괴, 연성파괴, 취성파괴 또는 전단파괴 중 어떤
형태를 취하고 있는가를 판단하며, 이를 근거로 힘의 작용점과 지향방향을 분석하게 된다.”
Fig. 10 은 거시 사진 (b1, b3)와 현미경 사진 (b2)를 혼합했다. 후자 (b2)는 전자 (b1 또는
b3)와 서로 비교할 수 있는 것이 아니다. 한 절단 형태를 다른 절단 형태와 비교하려면 비슷한
확대 범위안에서 이루어져야 한다. Fig. 10b2 는 Fig. 10b1 과 10b3 와 겨눌 때 대표적인

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특성으로 사용되어서는 안 된다. Fig. 10b4 는 철판 전단 파괴 특성 중 무엇을 나타내는 것인지
이해할 수 없는 사진이다.

합조단은 세 개의 현미경 조사용으로 사용되는 시편을 두께 측정용이라고 제시했는데 각기 절단면 윤곽을 나타내고 있었다 (Fig. 11). 합조단의 Fig. 11c 의 시편은 시편 2 에서 얻은 것이라 했다. 이것은 철판의 두께가 절단된 

곳에서 약 30% 감소 된 것으로 나타난다. 이 시편에 의거하여 합조단 다음같이 진술하였다 (p.
230): “이는 앞절에서 언급한 바와 같이 좌현 하부에서 절단이 일어나기 전에 상당히 큰 곡면의
소성 변형이 발생하였다는 것을 확인시켜 준다.”이것도 사실일 수 없다. Figs. 3 과 6 에서
보여준 ③-①-②의 절단면 어디에도 연성 절단 형태를 보인 데는 없다.

또한 합조단의 상기 진술은 합조단의 다음 진술과 모순된다 [p. 50]: “한편 절단면 파괴특성
분석 결과 … 소성 변형에 의한 파괴양상은 없었으며 …” 그리고 Figs. 6, 7 에서 볼 수 있는
시편 2 의 장소의 철판 두께와도 맞지 않는다. 합조단의 Fig. 11c 의 시편을 포함해서 다른
시편들도 채취 장소도 보여주지 않았으니까 절단 지역에서 30%의 두께 절감이 있다는 것을
확인할 길이 없다. 그러나 그것은 거짓같이 보이는데 그 이유는 Figs. 7 - 9 에서 보이는 어느
절단면도 연성 절단은 없다는 사실이다.

3. 파괴 양식 (Mode of Fracture)

파괴 양식에는 세 가지 종류가 있다: Mode I, opening; Mode II, in-plane shear; and Mode III,
out-of-plane shear (Fig. 12). Mode II 의 한 예를 Fig. 13 이 보여준다. Mode III 는 torque 가
일으키는 전단 파괴인데 어느 국한된 장소에서 어떤 특정 조건을 제외하고는 함체 철판에 적용되지

않는다.

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함체 철판은 Mode II 보다는 주로 Mode I 에 기인되어 파괴된다. 왜냐하면 함체 철판 바깥 표면에 직각으로 작용하는 힘은 철판 안에서 반대 방향으로 같은 크기의 힘이 Figs. 12b, 13 이 보여 주듯이 작용하지 않으면 Mode II 전단 파괴를 일으킬 수 없다. Fig. 14a 에서 보면 함체 밑 철판은 격벽으로 붙어 약 5 – 10 cm 떨어져서 절단되었다. Fig. 14b 의 근방에서는 철판은 위로 굴절되었는데 이것은 안쪽에서는 바깥에서 오는 힘을 받아 줄 아무것도 없기 때문이다. 그러므로 함체 외부의 폭발이 야기하는 함체 바깥 표면에 작용하는 폭발의 한쪽 방향으로 뻗치는 압력은 함체 철판에 Mode II 전단 파괴를 일으킬 수 없다. 그러나 격벽 바로 밑 부분 같은 어떤 특수 장소가 예외가 될 수 있지만 절단은 그곳에서 일어나지 않았다.

그러므로 천안함 함체 철판 절단의 전부가 Mode I 으로 기인 된 것이다. 전단 입술은 Figs. 15a-d, 16a, 16d 에서 보이는 것같이 Mode I 파괴에서 일어날 수 있다. Figs. 15a – 15c 는 판재 시편이 Mode I 으로 파괴된 여러 모양의 파괴 형태를 보여준다. 45도 각도나 파괴면 전부가 판재 두께 전부를 사선으로 만든 파괴면도 연성 판재의 어떤 조건하에 – 판재

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두께라든가 strain hardening 효과 등의 영향을 받고 아주 드문 경우에 일어날 수 있다. Fig. 15d 는 notch 를 한 철판 시편이 mode I 하중을 받고 파괴되었을 때 나타나는 여러 다른 지역들을 예화로 그린 것이다. 표면 모서리에 생긴 전단 입술의 크기는 재질의 연성/인성과 상관된다. 취성인 재질이나 또는 인성이 낮은 철판은 파괴면에 생기는 전단 입술이 아주 작거나 없을 수도 있다 (Fig. 15e).

인장 강도 시험 시편의 연성 파괴와 취성 파괴의 모양을 Figs 16a, 16b 에서 비교했다. 전자는 통상 cup-and-cone 파괴라고 하며 파괴 전까지 상당한 단면적 절감이 일어났다 (Fig. 16a). 연철은 통상 약 50%의 단면적 절감과 50 mm (2 inch) 거리 기준으로 할 때 약 30%의 신장이 일어난다. 이와 비교하면 취성 파괴는 아주 작은 절단면 절감을 볼 수 있다 (Fig. 16b).

주사 현미경으로 1,000X 또는 그 이상으로 확대해서 시편의 절단면을 관찰하면 연성 파괴는 수많은 dimples 를 보이는데 이것은 cup 의 편편한 밑창도 마찬가지다 (Figs. 16c, 17). 전단 입술도 역시 dimples 를 보이는데 이것들은 전단 방향으로 길어진 모양을 보인다 (Fig. 16d). 이와 반대로 연철의 취성 파괴는 통상 cleavage 형태를 보이는데 (Fig. 17d) 이것들은 dimples (Fig. 17a)와 완전히 다른 모양 쇠를 하고 있다.  

 Fig. 18 은 전단 파괴면의 또 다른 예로

dimples 가 전단 방향으로 길어진 모양을 하고 있다. 전단 파괴면은 이런 dimples 를 가지고 있는데 취성 파괴라고 할 수 없다.

Figs. 10b1 – b4 를 제시하면서 합조단은 다음같이 진술하였다 [p. 226]: “전단파괴는 매우 높은 응력상태가 전단(shear) 방향으로 급격히 작용하는 경우 발생하며, 갈매기 형상, 딤플, 해안선 형상 등의 특징이 없으 며, 응력방향으로 파괴현상을 보인다.” 이것도 틀렸다. 응력이 빨리 또는 느리게 작용한다는 것은 전단 파괴 생성에 아무 영향도 없다. 그리고 오직 Mode II 하중만이 절단면이 철판 표면에 수직으로 된 응력 방향의 전단 파괴를 생성할 수 있다. 그런 전단 파괴는 천안함 절단면 아무

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데도 없다. 전에도 언급한 바와 같이 함체 철판은 격벽 바로 밑 부분 같은 어떤 특정한 장소를
제외하고는 Mode II 하중을 받지 않는다. Mode I 하중은 연성 재질에서 전단 파괴는 응력

방향과 45도로 생긴다. 그런 전단 파괴도 천안함 절단면에는 볼 수 없다.
파괴 형태를 바르게 인식하려면 때로는 주사 현미경의 파괴 형태 검사가 필수적이다. 이것은
특별히 mode II 하중에서 발생한 파괴에 합당하다. 육안으로는 mode II 하중이 만든 파괴는

절단 지역의 소성 변형이 아주 작게 보인다. 그래서 합조단이 그랬듯이 이런 파괴를 취성으로

흔히 분류한다. 그러나 이 파괴는 현미경으로 보면 dimples 를 가진 연성 변형이다. 이런 이유로

전단 파괴는 결코 취성 파괴로 분류되는 일이 없다. 합조단이 시편 2 를 주사 현미경으로 조사

했으면 그것의 절단면이 cleavage 또는 dimples 와 cleavage 의 혼합으로 이루어졌고 길어진

dimples는 없다는 것을 알았을 거다. 그랬으면 합조단은 시편 2 는 전단 파괴가 아니라는 것을 

알았을 거다.
말하자면 합조단은
응력 작용과 철재 파괴 사이의 관계를 잘 이해 못 하고 있는 것 같다.

4. 파괴 진행 방향

Fig. 19a 에서 다시
보여주는 Fig. 3a 를
제시하면서 합조단은
다음같이 진술하였다
[p. 228]: “따라서 함미절단면 좌현 약 1/3
부분은 순간적인 외력에 의해서 일시에 전단파괴된 것으로 추정되며, 함미 절단면 하부 나머지 부분은 인장력에 의한 취성파괴가 발생하였고 균열 원점의 위치는 1 번 시편 부위로 확인되었다.”

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합조단이 전단 파괴는 “외력”에 의해서 생겼고 취성 파괴는 인장력 때문에 생겼다는 것은 이치에 안 맞는다. 왜냐하면 인장력을 포함한 모든 힘은 재질의 밖에서 작용하기 때문이다. ①과  ②사이의 45도 전단파괴는 하나의 시발점이 없음으로 “균열 시발점”이라는 것이 무의미하다. Mode I 하중이 생성한 취성 파괴에는 균열 또는 파괴 시발점이 중요하다. 그러므로 ①은 ①과 ③사이의 취성 파괴의 시발점이 될 수 있다. 이것도 그러나 틀렸다. 왜냐하면 Fig. 19b 에서 화살표가 가리키는 균열 가지는 파괴 진행 방향이 ③에서 ①로 진행되었지 그 반대로 되지 않았다는 것을 말해준다.

Fig. 20 이 보여주는 용골 근방에
있는 다른 균열 가지들은 파괴 진행을 더욱 확인케 한다. 이 균열 가지들은 파괴가 우현에서 좌현으로 또는 ③에서 ①로 진행되었다는 것의 의심 없는 표시이다. 그런데 합조단은 다음같이 진술했다 [p. 86]: “강력한 힘에 의해 좌현쪽이 순식간에 절단되고
취성파괴 현상이 우현으로 전파되어 함수, 함 미가 절단된 것으로 판단하였다.” 이것은 Fig.
20 에 비추어 볼때 분명히 틀렸다.

5. 함체 철판의 성질과 재료 규격

합조단이 가장 먼저 해야 했던 것

중의 하나는 천안함 함체 철판의
화학성분과 기계적 성질을 조사하고 그것들이 천안함 설계때 지정한 재료 규격의 요구사항을 충족했는지를 규명했어야 한다. 합조단은 재질 규격을 제시하지 안 했을 뿐 아니라 화학 성분 분석을 하고 인장 강도 시험을 하고 또 샤피(CVN) 인성 시험 등을 해서 철재 등급을 결정하는 일련의 절차를 시행하지 않았다. Fig.

                                     합조단의 천안함 절단면 분석은 틀렸다      2020 년 8 월    12

21 에 제시한 자료가 합조단이 제시한 천안함 건설 재료에 관한 재료 성질의 전부다. 철재
등급도 하나도 명시하지 않은 이런 식의 화학 성분 자료 제시 방법은 참으로 해괴한 일이다.
그것들은 그저 함체 철판은 탄소강이고 상체는 알루미늄 합금이라는 것 이상은 아무것도 알 수
없는 쓸모 없는 자료들이다.

합조단은 또 다음같이 진술했다 [p. 232]: “2 번과 3 번 시편의 마이크로 경도를 측정하여
비교한 결과 좌현의 2 번 시편에서는 Hv=163, 우현의 3 번 시편에서는 Hv=146 의 경도가
나타났으며, 이는 좌현에서의 큰 변형경화(Strain hardening)에 따라 경도값이 상승된
것으로 판단된다.” 합조단은 인장/항복 강도 같은 어떤 다른 기계적 성질도 제시하지 안 했다.
시편 2 를 시편 1 과 단지 마이크로 경도만으로 비교한다는 것은 이해할 수 없다. 두 시편의
경도 차이를 변형 경화 탓으로 돌린 것은 의미 없는 일이다. 그것은 오직 국한된 절단
지역에서만 일어난 것이고 Fig. 11c 같이 아주 상당한 변형이 있었을 때만 생기는 현상이다.
절단 지역의 경도는 함체 철판이 반파되기 전의 기계적 성질을 대표할 수 없다.

6. 결론

(1) 합조단의 천안함 절단면 분석은 많은 부분이 재료 역학적으로 금속학적으로 이치에 안
맞는다.

(2) 합조단이 함미 쪽 절단면의 반 이상을 전단 파괴라고 표시하였는데 전단 파괴의 증표는
천안함 절단면 어데도 없다.

(3) 전단 파괴는 본질적으로 연성 변형의 결과다. 그러나 합조단은 전단 파괴를 취성으로
취급했다. 이것은 합조단의 재료과학 지식수준의 한 단상이다.

(4) 합조단이 지적한 취성 파괴의 시발점과 파괴 진행 방향은 둘 다 완전히 틀렸다.

(5) 천안함의 절단면은 거의 전부 취성이다. 합조단은 변형 속도가 높았다는 요인 이외의 여러
금속학적 이유를 하나도 고찰하지 않았다. 심지어 함체 철판 재질의 성분 검사나 인장 강도
저온에서 나타나는 인성 저하 등 통상 사고 원인 분석에 필수적인 재질 시험을 하지 않았다.

(6) 합조단의 천안함 침몰 원인 보고서는 하나의 forensic report 다. 합조단이 가장 먼저 해야
했던 것은 함체 철판의 화학적 그리고 기계적 성질이 천안함 설계 때 지정한 철재 규격을
만족시키는지 결정했어야 한다. 그런데 합조단은 철판의 등급조차 언급하지 않고 천안함
반파에 미치는 재질/품질의 영향은 완전히 도외시 했다.

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References:
1. Ministry of National Defense of the Republic of Korea, Joint Investigation Group (JIG): Report On the
Attack Against ROK Ship Cheonan, pp. 313, September 2010, ISBN 978-89-7677-711-9 03300
http://nautilus.org/wp-content/uploads/2012/01/Cheonan.pdf

2. Y. Chung: Torpedo Propulsion Section: Fake Critical Evidence of the Cheonan Sinking, pp. 28. iBric
Community, SciCafe No. 1419, July 18, 2019
https://www.ibric.org/myboard/read.php?id=23453&Page=2&Board=scicafe000692&FindIt=&FindText=

출처 /

https://www.ibric.org/scicafe/read.php?id=24272&Page=1&Board=scicafe000692&FindIt=&FindText=

펌 2020. 8. 21.

0024272_1.pdf