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원전일차측 환경에서 오스테나이트계 스테인리스강의 환경피로특성
Environmental Fatigue Behaviors of Austenitic Stainless Steels in the Primary Water Environment of Nuclear Power Plants 원문보기

한국압력기기공학회 논문집 = Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping, v.13 no.2, 2017년, pp.19 - 30  

이현배 (KAIST 원자력 및 양자공학과) ,  김호섭 (KAIST 원자력 및 양자공학과) ,  김태순 (한국수력원자력 중앙연구원) ,  장창희 (KAIST 원자력 및 양자공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Austenitic Stainless Steels (ASSs) are widely used as structural materials in the pressurized water reactors (PWRs) because of their superior mechanical properties and corrosion resistance. However, it is well known that ASSs are susceptible to the environmental assisted cracking (EAC) such as envir...

주제어

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문제 정의

  • 위에서 설명한 바와 같이, ASS의 환경영향피로를 완화하기 위해 시도된 용존수소량 조절, sub-peak holding, mixed-strain rate 등의 시험조건에서 특이할만한 환경영향의 변화를 확인하지 못하였다. 따라서,니켈기합금의 일차수 응력부식균열에 저감효과가있는 아연을 주입함으로써 환경영향피로의 저감효과를 확인하는 시험을 수행중이다. 즉, 아연주입을 통해 스테인리스강의 균열선단에 더욱 치밀한 산화막을 형성함으로써 원전 가동환경에서의 주요 피로 균열 성장기구인 HIC를 저감시킬 것을 기대하고 있다.
  • 아울러 일본의 경우에도 Japan Environmental Fatigue Data Committee를 중심으로 원자력발전소 가동환경이 구조재료의 피로수명에 미치는 영향에 대한 유사한 시험연구를 수행하였다. 아래에는 이들 연구결과 도출된 환경피로거동에 미치는 여러 인자들의 영향을 ASS를 중심으로 정리하여 소개하였다.
  • 이에 본 논문에서는 현재까지 수행된 국내외의 ASS의 EAF 시험결과를 소개하고 메커니즘 규명을 위한 연구결과를 제시하였다. 아울러 EAF 문제를 해결하기 위한 후속연구 및 시험의 방향을 제시하고자 하였다.
  • 207이 지나치게 보수적이라는 인식하에서, 보다 현실적이고 발전소 운전환경을 반영한 규제 및 기술 기준 개발을 위한 연구가 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 현재까지 수행된 국내외의 ASS의 EAF 시험결과를 소개하고 메커니즘 규명을 위한 연구결과를 제시하였다. 아울러 EAF 문제를 해결하기 위한 후속연구 및 시험의 방향을 제시하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
오스테나이트계 스테인리스강의 장점은 무엇인가? 오스테나이트계 스테인리스강(ASS, austenitic stainless steels)은 우수한 기계적 특성과 부식 저항성으로 인해 원전의 주요 기기 및 배관들의 구조재료로써 널리 사용되고 있다. 그러나, 원전의 수화학환경에 장기간 노출됨에 따라 소위 환경조장균열(EAC, environmental assisted cracking)에 따른 손상을 겪게 된다.
원전에 사용되는 오스테나이트계 스테인리스강의 문제점은 무엇인가? 오스테나이트계 스테인리스강(ASS, austenitic stainless steels)은 우수한 기계적 특성과 부식 저항성으로 인해 원전의 주요 기기 및 배관들의 구조재료로써 널리 사용되고 있다. 그러나, 원전의 수화학환경에 장기간 노출됨에 따라 소위 환경조장균열(EAC, environmental assisted cracking)에 따른 손상을 겪게 된다. 국내 원전의 대부분을 차지하는 가압경수로형 (PWR, pressurized water reactor) 원전의 경우, EAC 는 크게 일정 하중 하에서 발생하는 응력부식균열(SCC, stress corrosion cracking), 반복하중에 의한 환경영향피로(EAF,environmental assisted fatigue)로 구분된다.
EAC는 어떻게 구분될 수 있는가? 그러나, 원전의 수화학환경에 장기간 노출됨에 따라 소위 환경조장균열(EAC, environmental assisted cracking)에 따른 손상을 겪게 된다. 국내 원전의 대부분을 차지하는 가압경수로형 (PWR, pressurized water reactor) 원전의 경우, EAC 는 크게 일정 하중 하에서 발생하는 응력부식균열(SCC, stress corrosion cracking), 반복하중에 의한 환경영향피로(EAF,environmental assisted fatigue)로 구분된다. 원전 일차수환경에서 SCC에 의한 손상 사례는 주로 니켈기 합금에서 1970년대부터 보고되어 왔으며 ASS은 상대적으로 저항성이 높은 것으로 알려져 있다.
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