증기발생기 Divider Plate 보수용접부 용접 잔류응력 해석
저자
김영찬(Yeong-Chan Kim) ; 김종성(Jung-Seong Kim) ; 차민식(Min-Sik Cha) ; 박수철(Soo-Cheol Park)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
KDC
550
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
1196-1196(1쪽)
제공처
가압경수로형 원자로의 증기발생기의 핵심부품인 Divider Plate는 원자로의 1차 측과 2차 측의 경계로서 매우 중요한 역할을 한다. 그리고 Divider Plate에는 용접부가 많이 존재하여 이미 용접 잔류응력이 분포되어있는 상태이다. 따라서, 보수용접을 진행하였을 때 기존의 용접 잔류응력에 보수용접에 의한 용접 잔류응력이 미치는 영향을 평가 해야한다. 그러므로 본연구에서는 증기발생기의 주요부품중 하나인 Divider Plate에 용접 잔류응력 해석을 진행하였다. Divider Plate의 기하학적 형상은 좌우대칭이다. 따라서 본연구에서는 1/2의 형상만 모델링하였고, 좌우대칭 경계조건을 이용하여 해석을 진행하였다. 유한요소해석은 상용프로그램인 ABAQUS를 사용하였고, 열전도도를 기반으로 한 Sequential Coupled Heat Trasfer-Stress Analysis Procedure을 사용하여 용접 잔류응력 해석을 진행하였다. Divider Plate의 모재와 용접금속은 기계적인 물성의 차이가 존재하며, CMTR을 기반으로 Bi-Linear 소성거동을 한다고 가정하였고, 항복강도는 온도변화에 따라 도출하였다. 이때 소성거동은 보수적인 평가 결과를 제공하는 것으로 알려진 등방성 소성 경화 거동으로 가정하였다. 해석결과, 보수용접에 의해 발생하는 각 방향의 용접 잔류응력 성분은 항복강도에 근접하나 맞대기 완전 관통 용접부의 경우와 비교시 크지 않음을 알 수 있었다. 또한, 그 값이 항복강도 미만이였으므로 기존용접부에 미치는 영향은 미미하다는 결론을 도출하였다.
더보기There are many weld parts on the divider plate, so the welding residual stress(WRS) is already distributed. Therefore, the effect of WRS on existing WRS when repair welding is carried out should be evaluated. Therefore, in this paper, WRS analysis was performed on Divider Plate, one of the main components of the steam generator. The geometric shape of the Divider Plate is bilateral symmetry. Therefore, in this study, only 1/2 of the features were modeled and interpreted using bilateral symmetry boundary conditions. Finite element analysis used ABAQUS, a commercial program, and WRS analysis was performed using Sequential Coupled Heat Trasfer-Stress Analysis Procedure based on thermal conductivity. The base material of Divider Plate and weld metal have differences in mechanical properties and are assumed to be bi-linear plastic behavior based on CMTR, and yield strength is derived according to temperature changes. At this time, the plastic behavior was assumed to be an isotropic hardening known to provide conservative evaluation results. As a result of the analysis, it was found that the WRS component in each direction caused by repair welding is close to yield strength, but is not large compared to the case of counterpart full penetration welds. Furthermore, we figured out that the value was less than the yield strength, so the effect on existing welds was minimal.
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