| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 가을 (11/06 ~ 11/08, 제주롯데호텔) |
| 권호 | 19권 2호 |
| 발표분야 | E. 구조 재료(Structural Materials) |
| 제목 | 원전계통수환경에서 Type 347 스테인리스강의 피로균열상장특성 평가 |
| 초록 | 가압경수로의 압력경계기기는 약 300℃, 150기압의 고온고압수환경에서 가동되고 있다. 특히 가압기 밀림관은 고온수와, 저온수가 교차하는 부분으로 열성층 형성으로 열적, 기계적 피로 및 수화학환경이 더해진 부식피로 등에 의하여 손상을 받는다. PWR 원전에서 수화학환경은 대표적으로 용존산소(DO) 5ppb~100ppb, pH 7, 용존수소(DH) ＜30cc/kg의 환경을 유지하게 된다. 가압기 밀림관에는 오스테나이트계 스테인리스강이 사용되는데, 오스테나이트계 스테인리스강의 피로특성은 용존산소에 민감한 것으로 알려져 있다. 기존에 보고된 저주기피로(LCF)시험에서 Type 316 스테인리스강이 용존산소가 감소함에 따라 피로수명도 감소하는 것으로 나타나 용존산소와 피로수명이 서로 밀접한 관계가 있는 것으로 보인다. 본 연구에서는 용존산소 변화에 따른 피로균열성장곡선을 획득하고, 환경변수의 영향을 분석하고자 하였다. 실험에 사용된 재료는 PWR 원전 가압기 밀림관 소재인 Type 347 스테인리스강 이다. 사용된 시편형상은 두께 5mm, 폭 25.4mm의 CT시편이다. 수화학환경은 150기압, 온도 316℃, 용존산소(DO) 100ppb와 5ppb, 용존수소(DH) 27~30cc/Kg, pH는 약 7로 유지 하였으며, 응력비 0.1, 하중 반복속도 10Hz의 기계적 조건에서 하중제어로 시험을 진행하였다. 균열길이는 직류전위차법(Direct Current Potential Drop : DCPD)을 이용하여 측정하였다. 용존산소가 5ppb에서 100ppb로 증가함에 따라 균열성장속도는 늦어지는 것으로 나타났다. 각 용존산소에서의 피로파면 관찰결과, 용존산소 100ppb에서, 약 1um의 산화물들이, 5ppb에서는 약 0.2um의 산화물들이 생성되었다. 이때 생성된 산화물들은 XPS를 통하여 대표적으로 Fe3O4 임을 알 수 있었으며, 용손산소에 따라서 산화물의 크기도 변화하는 것을 알 수 있었다. 용존산소가 증가하면 늦은 균열성장곡선을 나타내는 원인으로서 산화물에 의한 균열닫힘의 영향가능성을 고찰하였다. |
| 저자 | 민기득1, 김대환2, 이봉상2, 김선진1 |
| 소속 | 1한양대, 2한국원자력(연) |
| 키워드 | Type 347 스테인리스강; 환경피로평가; 원전계통수환경 |
