원전 증기발생기 전열관의 확관방법에 따른 응력부식균열 저항성 연구

국문 초록 (Abstract)

원자력발전소의 증기발생기 전열관은 가동 중에 다양한 형태의 부식 손상이 발생한다. 전열관의 외면에 발생하는 응력부식균열은 2차측 응력부식균열이라 불리는데 주로 전열관의 확관천이지역에서 발생한다. 그 원인은 이 지역의 기하학적 특성과 관련된 슬러지의 침적에 의한 불순물의 농축과 증기 발생기 제작과정에서 확관에 의한 잔류응력이다. 특히 잔류응력은 확관방법에 따라 방향성 및 그 크기 가 달라지는데 전열관에 발생하는 균열의 방향 및 발생빈도는 이와 관련이 있다. 현장 경험에 따르면, 폭발확관된 전열관은 수압확관된 전열관에 비해 확관천이 부위에서 원주방향 균열이 잘 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 예민화된 증기발생기 전열관에 대한 응력부식균열 시험을 통해 확관법에 따른 특정방향 균열의 발생빈도 및 균열 크기를 비교하였다. 또한 균열이 발생된 전열관의 파단면 검사를 통해 균열 양상과 수화학 환경 중의 특정 성분의 영향을 관찰하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The steam generator tubes of nuclear power plants have various types of corrosion failures during the plant operation. The stress corrosion cracking which occurs on the outer surface of tube is called the secondary side stress corrosion cracking and mainly occurs in the expansion-transition area of tube. The causes are the concentration of impurities by the sludge pile-up related to the geometry of its region and the residual stress by tube expansion in the process of steam generator manufacturing. Especially the directionality and sizes of residual stresses are differed according to the tube expansion methods and the direction and the frequency of tube cracks depend on their characteristics. In bases on the plant experiences, it is notified that circumferential cracks of tubes expanded with explosive expansion method are dominantly occurred compared to those of tubes done with hydraulic expansion one. Therefore in this study, according to tube expansion methods frequencies and sizes of tube cracks with specific direction are compared by means of accelerated immersion test and also the crack morphology and the specific chemicals from water-chemistry environment are observed through the fracture surface examination.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 시편제작 및 실험방법
• 3. 결과 및 고찰
• 4. 결론
• References

참고문헌 (Reference)

• 1 김용규, "한국표준형원전 증기발생기 전열관 확관부위의 응력해석" 22 (22): 1-8, 2013
• 2 김용규, "원전 증기발생기 전열관 확관법이 확관부위 잔류응력에 미치는 영향" 한국에너지공학회 21 (21): 362-372, 2012
• 3 홍준화, "원자력재료" 한스하우스 524-527, 2012
• 4 한정호, "영광4호기 증기발생기 전열관 인출검사 및 분석" 한국원자력연구소 8-16, 2003
• 5 김우철, "고리2호기 증기발생기 전열관 인출검사 - 최종보고서" 한국원자력연구소 7-14, 1992
• 6 S. Harper, "The Role of Sulfur in the Corrosion of NSG" TMS 457-463, 1988
• 7 W. H. Cullen, "Susceptibility of Alloys 600 and 690 to Acidified Sulfate and Chloride Environments" EPRI 1994
• 8 B. Flesch, "Operating Stresses and Stress corrosion cracking in Steam Generator Transition Zones (900-MWe PWR)" F : 371-376, 1991
• 9 J. P. Berge, "Evaluation of Residual Tensile Stresses by Accelerated Stress Corrosion Cracking tests" 1981
• 10 P. Combrade, "Effect of Sulfur on the Protective Layers of Alloy 600 and 690 in Low and High Temperature Environments" NACE 5-79-5-95, 1990
• 11 Young Kyu Kim, "A study on the Profile Change Measurement of Steam Generator Tubes with Tube Expansion Methods" 31 (31): 543-551, 2011