침식-부식에 의해 감육된 배관의 파손거동에 미치는 감육위치의 영향

Abstract

This study on the effects of local wall-thinned location on the fracture behavior of pipes was carried out, and the results were compared with the analytical results. Local wall-thinning for the bending test was machined with various sizes on the outside of pipes, in order to simulate the metal loss,due to erosion/corrosion. In addition, we had carried out FE analysis for the pipes with local wall thinning on the inside, and its results were comparatively studied with that of the outside. Three-dimensional elasto-plastic analyses were able to accurately simulate fracture behaviors of inner or outer wall thinning. Fracture types, obtained from the experiments and analyses, could be classified into ovalization, local buckling and crack initiation,depending on the thinned length and thinned ratio. Based onthe results, the fracture behaviors of pipes with the outer wall thinning can be applied to estimate the fracture behaviors of pipes with the inner wall thinning.1. 서 론현대 산업사회의 에너지 수요는 나날이 가일층 증가하고 있는 경향이다. 특히, 우리나라는 에너지의 수급을 원자력발전에 크게 의지하고 있는 실정이다. 원자력 플랜트의 건설비용에 막대한 재원이 필요하기 때문에, 이에 원자력 플랜트에 사용되는 기기들의 경년열화에 대해 대체방안을 수립함으로 서 사용 기기들의 수명연장을 가져 올 필요성이 있다. 여러 가지 기기들 중 배관은 상당부분을 차지하고 있다. 따라서 배관에 대한 건전성평가를 통하여 플랜트의 안전성을 확보해야만 한다. 그러나 원자력발전 플랜트 배관은 고온고압수나 증기가 고속으로 흐르기 때문에 Erosion/Corrosion 현상에 의한 국소 감육이 발생할 가능성이 많다. 이러한 국소 감육의 발생으로 인하여 배관시스템의 전체의 신뢰성이 떨어질 가능성이 농후하다. 감육에 의해 발생한 대표적인 원전사고로는 1986년에 발생한 미국의 Surry 원자력발전소 사고를 비롯하여 가장 최근에 발생한 일본 Mihama 원자력발전소 사고 등이 보고되고 있다(CNN. com, 2004; Virginia Electric and