[논문]일차수응력부식균열(PWSCC) 및 염화이온부식균열(CISCC) 저감용 표면개질기술 적용을 위한 코드케이스 개발

조성우; 편영식; 이원근; 오은종; 장동현; 구경회; 황성식; 최선웅; 홍현욱

doi:10.20466/kpvp.2019.15.1.028

일차수응력부식균열(PWSCC) 및 염화이온부식균열(CISCC) 저감용 표면개질기술 적용을 위한 코드케이스 개발
Development of New Code Case "Mitigation of PWSCC and CISCC in ASME Code Section III Components by the Advanced Surface Stress Improvement Technology 원문보기

한국압력기기공학회 논문집 = Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping, v.15 no.1, 2019년, pp.28 - 32

조성우 (두산중공업) , 편영식 (선문대학교) , , , , , 이원근 (두산중공업) , 오은종 (두산중공업) , 장동현 (두산중공업) , 구경회 (한국원자력연구원) , 황성식 (한국원자력연구원) , 최선웅 (한남대학교) , 홍현욱 (창원대학교)

Abstract ▼ AI-Helper

In nuclear power plant operation and spent fuel canisters, it is necessary to provide a sound technical basis for the safety and security of long-term operation and storage respectively. Recently, the peening technology is being discussed and the technology will be adopted to ASME Section III, Division 1, Subsection NX (2019 Edition). The peening is prohibited in current edition, but it will be approved in 2019 Edition and adopted. However, Surface stress improvement techniques such as the peening is used to mitigate SCC susceptible in operating nuclear plants. Although the peening will be approved to ASME CODE, there are no performance criteria listed in the 2019 edition. The Korean International Working Group (KIWG) formed a new Task Group named "Advanced Surface Stress Improved Technology". The task group will develop a CODE CASE to address PWSCC(Primary Water Stress Corrosion Cracking) and CISCC(Chloride Induced Stress Corrosion Cracking) for new ASME Section III components. TG-ASSIT was started to make peening performance criteria for ASME Section III (new fabrication) applications. The objective of TG-ASSIT is to gain consensus among the relevant Code groups that requirements/mitigation have been met.

주제어

표/그림 (3)

그림 Fig. 1 Laser peening system for reactor vessel head
그림 Fig. 2 UNSM device and conceptual diagram
표 Table 1 The sample of the peening acceptance criteria

AI 본문요약
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문제 정의

두산과 선문대가 공동으로 추진하는 새로운 방안은 레이저피닝과UNSM 융합기술을 적용하여 스테인레스 316/304 소재의 표면을 개질하여 Chloride Induced Pitting과 Crevice를 지연효과를 극대화 하는 연구이다. 다른 한편으로는CISCC의 현재 진행 속도인 0.11~0.91mm/yr를 획기적으로 지연시킬 뿐 만 아니라 Chloride Induced Pitting과 Crevice가 생성되었다 하더라도 CISCC로 진행하지 않게 하는 기술을 개발 하는 것이다.
필요한 Technical Basis 작업을 위해 EPRI 팀과 국제 협력 기술개발 Project를 구성하여 진행하고 있다. 본 논문은 이러한 진행 사항과 핵심 국내 표면개질 기술을 포함한 첨단 표면개질 기술에 대한 ASME code 개정 동향 소개를 하고자 한다.
새로운 원전건설에 필요한 PWSCC 완화 기술표준과 새롭게 등장하는 사용후 핵연류 건식저장장치의 수명연장에 필요한 CISCC완화 기술표준을 우리나라 기술진이 주도하여 ASME CODE CASE 제정을 추진하는 시도가 성공적으로 마무리 되어, 새로운 원전기술 개발을 선도하면서 원전 산업 진흥도 함께 달성하는 목표도 같이 달성하는데 기여하고자 한다.

제안 방법

새로운 원전기술 개발과 도입을 선도하면서 우리나라 원전산업 진흥을 위해 활동하는 ASME 산하 KIWG(Korea International Working Group)에서 한국위원 중심으로 Task Group-ASSIT(Advanced Surface Stress Improvement Technology)을 2018년 3월8일에 구성하고, 구체적인 표면개질 기술의 성능 요건과 합격 기준 등을 포함하는 CODE CASE를 개발하기 시작하였다. ASME Code Week(미국Dallas) 에서 Kick-off Meeting을 2018년 5월 8일 실시하고 국제 위원을 초빙하기 시작하여 현재는 4개국의 20여명이 참여하는 명실상부한 Task Group으로 발전해 나가고 있다.
이를 완화하는 기술을 적용하여 기기의 안전성과 수명을 연장할 뿐 아니라 운전비용도 절감하려는 목적으로 ASME CODE CASE N-729-6 “Alternative Examination Requirements for PWR Reactor Vessel Upper Heads With Nozzles Having Pressure-Retaining Partial-Penetration Welds Section XI, Division “과 N-770-5”Alternative Examination Requirements and Acceptance Standards for Class 1 PWR Piping and Vessel Nozzle Butt Welds Fabricated With UNS N06082 or UNS W86182 Weld Filler Material With or Without Application of Listed Mitigation Activities Section XI, Division 1 “이 개발되어 미국 및 일본 등의 가동중 발전소에 피닝 기술이 적용되었다.

후속연구

특히 두산-EPRI-선문대가 공동으로 국제협력프로젝트를 구성하였고, PWSCC 완화기술을 원전 신규 제품에 적용하는데 필요한 기술검증과제를 2017년 11월부터 수행하고 있다. 또한 사용후 핵연료 건식저 장장치인 Canister(캐니스터)의 용접부 염화이온응력 부식균열(CISCC) 방지 관련한 기술검토 및 시험을 할 계획을 수립하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	PWSCC를 완화하는 기술과 운전비용을 절감하기 위해 사용된 기술은 무엇인가?	해외의 일부 가동중 원자력발전소의 인코넬600용접부에는 일차수응력부식균열이라는 PWSCC(Primary Water Stress Corrosion Cracking)가 발생하곤 하였다. 이를 완화하는 기술을 적용하여 기기의 안전성과 수명을 연장할 뿐 아니라 운전비용도 절감하려는 목적으로 ASME CODE CASE N-729-6 “Alternative Examination Requirements for PWR Reactor Vessel Upper Heads With Nozzles Having Pressure-Retaining Partial-Penetration Welds Section XI, Division “과 N-770-5”Alternative Examination Requirements and Acceptance Standards for Class 1 PWR Piping and Vessel Nozzle Butt Welds Fabricated With UNS N06082 or UNS W86182 Weld Filler Material With or Without Application of Listed Mitigation Activities Section XI, Division 1 “이 개발되어 미국 및 일본 등의 가동중 발전소에 피닝 기술이 적용되었다. 상기 CODE CASE 들은ASME 산하조직인 Task Group of High Strength Nickel Alloy Issues(TGHSNAI)의 약 6년간(2009년1월 26일에 시작하여 2015년 10월7에 완료)이상의 노력으로 제정되었다.
	ASME에서 최신 기술을 코드에 반영하고 있는 예시는 무엇인가?	특히 미국을 주축으로 하는 ASME(American Society of Mechanical Engineers)에서는 보다 적극적으로 최신 기술을 코드에 반영하고 있는 추세이다. 그 대표적인 예가 피닝기술과 같은 표면개질기술이다.
	CISCC(Chloride-induced Stress Corrosion Cracking) 문제는 무엇인가?	특히 2018년 7월 23일 ASME Code Week(Washington D.C) 의 미팅에서 PWSCC 뿐만 아니라 최근 이슈 되고 있는 CISCC(Chloride-induced Stress Corrosion Cracking) 문제(CISCC는 사용후핵연료 건식저장장치의 Canister 의 용접부 및 주위에서 발생하는 염화물에 의한 응력 부식균열임)등을 포함한 SCC전반에 대한 심도 있는 논의가 있었으며, 이 결과를 ASME 산하조직인Sub Group “Materials Fabrication and Examination” (7월 24일)과 ASME Executive Committee(7월 25일)에 보고 하여 Task Group의 Mission과 Scope에 대한 승인과 함께 PWSCC와 CISCC를 완화 기술을 함께 해결해 달라는 요청을 받았다. 특히 NRC의 요청을 받아 Task Group High Strength Nickel Alloy Issues” (TGHSNAI) 에서 개정을 진행중인 N-729-6과 N-770-5 작업에도 협력해 달라는 요청을 받았다.

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구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
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