| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2011년 봄 (05/26 ~ 05/27, 제주 휘닉스 아일랜드) |
| 권호 | 17권 1호 |
| 발표분야 | E. Structural Materials and processing Technology(구조재료 및 공정기술) |
| 제목 | PWR 원전환경에서 용존산소와 하중반복속도변화에 의한 피로균열성장특성 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~0.1ppm, pH 6~8, 용존수소(DH) ＜30cc/kg의 환경을 유지하게 된다. 가압기 밀림관에는 오스테나이트계 스테인리스강이 사용되는데, 오스테나이트계 스테인리스강은 용존산소와 하중반복속도에 따라 민감한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 용존산소와 하중반복속도 변화에 따른 피로균열성장곡선을 획득하고, 기계적변수와 환경변수의 상호관계를 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) 0.1ppm과 5pp, 용존수소(DH) 27~30cc/Kg, pH는 약 7로 유지 하였으며, 응력비 0.1, 하중 반복속도 1Hz와 10Hz의 기계적 조건에서 하중제어로 시험을 진행하였다. 균열길이는 직류전위차법(Direct Current Potential Drop : DCPD)을 이용하여 측정하였다. 용존산소가 5ppb에서 0.1ppm으로 증가함에 따라 균열성장속도는 늦어지는 것으로 나타났다. 각 용존산소에서의 피로파면 관찰결과, 용존산소 0.1ppm에서, 약 1um의 산화물들이, 5ppb에서는 약 0.2um의 산화물들이 생성되었다. 그리고 동일 용존산소에서 하중반복속도가 감소함에 따라 균열성장속도가 빨라지는 것으로 나타났다. 하중 반복속도에 따라서 균열선단에서 수소가 균열성장에 영향을 주는 것으로 판단된다. |
| 저자 | 민기득1, 김대환2, 이봉상2, 김선진1 |
| 소속 | 1한양대, 2한국원자력(연) |
| 키워드 | 환경피로; PWR 원전환경; 피로균열전파특성 |
