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문제 정의
- (8) 성장된 균열에 의하여 배관에서 누설 또는 큰누설이 발생되거나 LOCA 가 발생되었는지 검토한다.
- 검사의 주기를 짧게 하거나 검사의 품질을 높이면 파손확률을 줄일 수는 있을 것이나 그만큼 많은 검사시간과 경비가 소요된다. 본 논문에서는 이들 검사에 관련된 변수들이 배관파손에 미치는 영향을 살펴보았다.
가설 설정
- 또한 생성 균열의 깊이는 10-3 in.(0.0254 mm)로 가정된다.
- (1) 초기 균열분포를 가정한다.
- (2) 가동전 검사로 비파괴검사를 행한 후 발견된 균열은 보수가 행해졌다고 가정하고 초기 균열분포에서 제외시킨다.
- (5) 가동중 검사 시간이 ti-1과 ti사이가 되면 비파괴검사를 행하고, 균열이 발견되면 해당 균열은 보수가 행해졌다고 가정한다.
- 8 in.(71.1 mm) 그리고 b / a = 2 로 가정되었다.
- 5(a)와 같은 표면균열이 관통조건을 만족하면 관통균열이 되는데 이때 보수적으로 누설을 평가하기 위하여 Fig. 5(b)에 도시된 형상의 관통균열로 가정된다. 이때에는 균열열림면적(crack opening area)이 크므로 누설률이 이미 10 gpm 정도 되는 관계로 검출가능 최소 누설률을 0.
- (10) LOCA 가 발생된 경우는 단계 (12)로 가고, 누설이 발생된 경우 누설률이 검출가능 최소 누설률보다 크면 해당 균열은 발견되어 보수가 행해진다고 가정한다.
- 검출가능 최소 누설률은 3 gpm(11.36 l/min)으로 가정하였고, 누설률이 10 gpm(37.9 l/min)이상이 되면 큰누설로 보았다. 재료의 극한강도는 70 ksi(483 MPa), 항복강도는 30 ksi(209 MPa)의 값을 가지며 유동응력은 평균이 50 ksi(345 MPa)이고 표준편차가 3.
- 기동상태 산소농도는 0.1 ppm 으로, 정상상태의 산소농도는 0.01 ppm 으로 가정하였다. 현재 운전에 요구되는 산소농도 조건은 기동상태에서 0.
- 가동중 검사를 하지 않은 경우, 5 년 및 10 년 마다 행한 경우의 누설 및 LOCA 확률을 보여주고 있다. 모든 경우 가동전 검사는 행하는 것으로 가정되었다. 식 (1)의 계수값으로 Table 1 의 A 에 도시된 디폴트 값이 사용되었다.
- 검사품질의 영향을 살펴보았다. 사용전 검사만 행하고 사용중 검사는 행하지 않는 것으로 가정하였다. 양호한 품질의 경우 식 (1)의 계수값으로 ε =0.
- 08 ppm 으로 가정하였다. 정상상태의 산소농도를 0.01 ppm 으로 하는 경우 파손 확률값이 너무 작게나와 계산 시간을 줄이기 위하여 산소농도 값을 크게 가정하였다. 가동중 검사는 10년 주기로 한다고 보았다.
- 초기균열에 대한 누설 및 LOCA 확률을 구하였다. 초기 균열은 배관 내면에 존재하는 원주방향 반타원형 표면균열로 가정하였고, 균열의 깊이는 지수분포, 균열 종횡비 b / a 는 대수정규분포를 따르는 확률변수로 취급하였다. 이 경우 균열깊이의 확률밀도함수는 다음 식으로 표현된다.
- 다음으로 생성균열에 대한 검사품질의 영향을 살펴보았다. 초기 균열은 존재하지 않는다고 가정하고 생성되는 균열만을 고려하였으며, 기동상태 산소농도는 0.1 ppm 으로, 정상상태의 산소농도는 0.08 ppm 으로 가정하였다. 정상상태의 산소농도를 0.
- 다음으로 검출가능 최소 누설률의 영향을 살펴보았다. 프로그램에서 누설률이 검출가능 최소 누설률보다 커지면 균열이 발견되어 보수되는 것으로 가정된다. 따라서 검출가능 최소 누설률이 작아지면 즉 누설률을 검출하는 장비의 성능을 높이면 보다 작은 균열을 찾을 수 있을 것이므로 배관의 파손을 낮출 수 있을 것이다.
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