초록 ▼

본 보고서는 "고온고압설비용 정밀 수명진단 및 통합관리기술"의 1단계 보고서로서 연구목표는 발전, 열병합, 석유화학 등 고온고압설비의 정밀 수명진단 기술 개발 및 지식기반형 수명관리 통합 시스템을 구축하는데 있다. 이에 대한 세부 목표로는 수명평가 핵심 요소기술 및 현장용 진단장비 개발, 위험도평가법(RBI)을 통한 수명진단 범위 최적화, 설비별 수명진단 및 관리 가이드라인 개발, 전산해석기술을 이용한 통합 실시간 수명모니터링 시스템 개발 및 쳅기반의 수명관리 통합 시스템을 개발하는데 있다.
이에 대한 1단계 목표는 설비별,

본 보고서는 "고온고압설비용 정밀 수명진단 및 통합관리기술"의 1단계 보고서로서 연구목표는 발전, 열병합, 석유화학 등 고온고압설비의 정밀 수명진단 기술 개발 및 지식기반형 수명관리 통합 시스템을 구축하는데 있다. 이에 대한 세부 목표로는 수명평가 핵심 요소기술 및 현장용 진단장비 개발, 위험도평가법(RBI)을 통한 수명진단 범위 최적화, 설비별 수명진단 및 관리 가이드라인 개발, 전산해석기술을 이용한 통합 실시간 수명모니터링 시스템 개발 및 쳅기반의 수명관리 통합 시스템을 개발하는데 있다.
이에 대한 1단계 목표는 설비별, 요소기술별 정량적 수명평가 기법 및 활용성 우수 진단장비를 개발하는 것으로 소형펀치법, 압입실헙법, 이축피로, 열피로 등 물성 DB 및 기법개발, 직경 10cm 이하의 흘에서 평가가능한 현장 수명평가 진단 장비 개발과 설비별 자동메쉬 및 PC-base 수명예측 프로그램을 개발하는데 있다.
1단계 연구결과로는 먼저, 정량적 수명평가 기법 개발을 위해 보일러 및 터빈로터재에 대한 이축피로, 크리프-피로, 열피로시험을 통해 수명평가 기법을 개발하고 미소시편을 이용한 소형펀치 및 압입시험법을 개발하여 현장적용에 성공하였다. 또한, 활용성 우수 진단장비 개발을 위해 발전설비에 적합한 휴대용 압입실험장비 및 평가법 개발, 고온고압설비인 터빈 디스크의 1단과 2단 사이와 같은 10cm 이내의 좁은 공간에서 시편을 채취할 수 있는 원격구동형 표면복제장치 개발에 성공하였다. 또한 프로그램 개발로서, 터빈로타 자동메쉬 및 수명예측 프로그램을 개발하고 발전설비에 직접 적용하였다.
최종 단계의 목표인 웹기반의 통합 수명관리 시스템 개발을 위해 1단계에서는 이에 대한 기본설계(i-PLAN)가 완료되어 향후 2단계에서는 이에 대한 상세 설계 및 최적 수명관이 알고리즘을 개발할 예정이다.

Abstract ▼

1st Stage (2 years later)
Development of the quantitative life assessment methods and portable test machine
- Developing the material database by small punch test, indentation test, bi-axial fatigue, thermo mechanical fatigue
- Developing the portable test machine
- Developing the life p

1st Stage (2 years later)
Development of the quantitative life assessment methods and portable test machine
- Developing the material database by small punch test, indentation test, bi-axial fatigue, thermo mechanical fatigue
- Developing the portable test machine
- Developing the life prediction program
2nd Stage (5 years later)
Developing the Corporate Memory System
- Developing the optimization technology for life assessment range
- Developing the life assessment procedure and guideline
- Developing the on-line monitoring system for the life
- Constructing the optimal life managing system

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 보고서 초록 ...4
• 요약문 ...6
• SUMMARY ...12
• CONTENTS ...18
• 목차 ...22
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...26
• 제 1 절 개 요...26
• 제 2 절 연구개발의 필요성...27
• 제 3 절 연구개발의 범위...31
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...33
• 제 1 절 국내외 기술동향 및 수준...34
• 1. 국외의 경우...34
• 2. 국내의 경우...35
• 제 2 절 국내외 기술수준 평가 및 향후 전망...36
• 1. 국내외의 기술수준 평가...36
• 2. 앞으로의 전망...36
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...38
• 제 1 절 교체폐기설비를 이용한 물성실험 및 수명평가...39
• 1. 개요 및 현황...39
• 1.1 교체 폐기설비 현황...39
• 1.2 시험법...41
• 2. 기계적특성 시험...43
• 2.1 강제열화된 CrMo강의 기계적 특성...43
• 2.2 폐기된 가스터빈블레이드의 평가...63
• 2.3 폐기된 가스터빈 블레이드의 평가...76
• 2.4 결 론...83
• 3. 크리프-피로 시험법에 의한 수명평가...85
• 3.1 크리프-피로 손상 미케니즘...85
• 3.2 크리프-피로 수명예측법...90
• 3.3 크리프-피로 시험...92
• 3.4 수명평가식 수정...105
• 3.5 결 론...107
• 4. 이축피로시험...109
• 4.1 시험의 배경...109
• 4.2 이축피로시험 및 수명예측법...110
• 4.3 결론...151
• 5. 가스터빈 동익의 열응력해석 및 열피로시험...152
• 5.1 개 요...152
• 5.2 가스터빈 동익 및 정익재 현황...153
• 5.3 가스터빈 동익의 온도 및 응력해석...156
• 5.4 가스터빈 동익재(IN738LC)의 열피로시험...166
• 5.5 결 론...174
• 6. 폐기터빈로터의 산학연 활용...175
• 6.1 터빈로터의 특성...175
• 6.2 터빈로터 소재의 고온 물성...177
• 6.3 폐기 터빈로터의 산학연 공동활용...184
• 제 2 절 수명평가 신기술의 보완 및 진단장비 개발...189
• 1. 소형펀치시험법...190
• 1.1 개 요...190
• 1.2 소형펀치시험법...191
• 1.3 고온 소형펀치시험...204
• 1.4 소형펀치 크리프시험...211
• 1.5 결 론...218
• 2. 연속압입시험법...220
• 2.1 서 론...220
• 2.2 연속압입법의 이론적 해석법...221
• 2.3 연속압입시험...225
• 2.4 연속압입시험장치 개발...232
• 2.5 연속압입시험법의 현장적용...237
• 2.6 결 론...242
• 3. 원격구동형 표면조직 복제장치 개발...243
• 3.1 개 요...243
• 3.2 표면복제법...243
• 3.3 원격 구동형 표면조직 복제장치 개발...247
• 3.4 결 론...252
• 4. 미소시험편 채취기구 개발...253
• 4.1 개 요...253
• 4.2 미소시험편 채취기의 특성...253
• 4.3 적용 및 활용...258
• 4.4 결 론...262
• 제 3 절 설비별 수명예측 프로그램 개발...264
• 1. 로타 자동메쉬 프로그램...264
• 1.1 구성...264
• 1.2 로타 자동메쉬 프로그램의 적용...266
• 2. 터빈로타 수명평가 프로그램...267
• 2.1 구성...267
• 2.2 터빈로타의 손상기구 및 수명평가방식...269
• 2.3 터빈로타의 열응력해석 및 수명소비율 계산...273
• 3. 터빈케이싱 수명평가 프로그램...278
• 3.1 터빈케이싱의 수명평가개요 및 평가절차...278
• 3.2 터빈케이싱의 응력해석...283
• 3.3 터빈케이싱의 수명평가 프로그램...300
• 제 4 절 통합 최적 수명관리 시스템 i-PLAN 기본설계...319
• 1. 개 요...319
• 2. 시스템 환경...320
• 2.1 네트워크 환경...320
• 2.2 사용자 구분...321
• 2.3 시스템 구성...322
• 2.4 개발언어...325
• 3. 주요 메뉴 및 기 능...328
• 3.1 수명평가 결과 DB...329
• 3.2 재료물성 DB...337
• 3.3 검사 DB...340
• 3.4 산업설비 DB...341
• 4. 고도 수명관리 시스템(＠-PLAN) 개발...345
• 4.1 ＠-PLAN 기본개념...345
• 4.2 ＠-PLAN의 핵심 개발분야...347
• 5. 통합 수명관리 시스템 i-PLAN 개발 계획...352
• 6. 향후 계획...353
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도...355
• 제 1 절 연구개발목표 달성도...355
• 1. 연구개발목표...355
• 2. 1단계 목표...355
• 3. 연차별 연구목표 및 내용...355
• 4. 연구개발목표 달성도...357
• 제 2 절 대외 기여도...361
• 1. 기술적측면...361
• 2. 경제.산업적 측면...361
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...363
• 제 1 절 활용계획...364
• 1. 연구과제 활용계획...364
• 2. 활용방법...364
• 제 2 절 추가연구의 필요성...365
• 제 3 절 응용분야...365
• 1. 수명평가 DB...365
• 2. 재료물성 DB...365
• 3. 산업설비 DB...366
• 4. 검사 DB...366
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보...367
• 제 1 절 관련 해외 연구기관의 최근 연구정보 조사...368
• 1. 미국 EPRI...368
• 2. 일본 CRIEPI...368
• 3. 미국 Wyle Lab....368
• 4. Maryland 대학 CALCE...369
• 5. 미국 SRI...369
• 6. 이탈리아 CESI...370
• 7. 네덜란드 KEMA...370
• 제 2 절 통합 수명관리 시스템 및 프로그램 분야...371
• 1. 각종 물성 및 수명예측 프로그램...371
• 2. 독일 MPA의 CMS에 의한 수명관리 시스템...371
• 제 7 장 참고문헌...375
• 부록 : 특정연구개발사업 연구결과 활용계획서...378