증기발생기 전열관 감육부의 강도 및 손상평가

Abstract

Steam generator tubes are degraded from wear, stress corrosion cracking, rupture and fatigue and so on. Therefore, the failure assessment of steam generator tube is very important for the integrity of energy plants. In the steam generator tubes, sometimes, the local wall thinning may result from severe degradations such as erosion-corrosion damage and wear due to vibration. In this paper, the elasto-plastic analysis was performed by FE code ANSYS on steam generator tubes with wall thinning. Also, the four-point bending tests were performed on the wall thinned specimens, and then it was compared with the analysis results. We evaluated the failure mode, fracture strength and fracture behavior from the experiment and FE analysis. Also, it was possible to predict the crack initiation point by estimating true fracture ductility under multi-axial stress conditions at the center of the thinned area from FE analysis.플랜트용 배관은 플랜트의 중요한 설비의 일부로서, 이들 배관에 대하여 건전성 유지를 위한 예방 및 보전기술에 관한 많은 연구가 행하여져 왔다. 이들 배관은 사용기간 중에 여러 가지 종류의 열화 손상을 받을 우려가 있으며, 최근 배관에 발생하는 감육현상에 의한 배관파손사고가 국내외적으로 보고 되고 있다(ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section Ⅲ, 1992; ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section , 1998). 이에 감육이 발생한 배관에 외력이 작용하는 경우 배관 감육부의 형상이나 감육의 정도가 배관의 강도 및 변형에 어떠한 영향을 미치는 가를 정량적으로 해명하기 위한 연구가 행하여지고 있다(안석환 등, 2002; 2003; Ahn et al., 1998; 2002; Miyazaki et al., 1999).