초록 ▼

석유화학장치, 발전설비 및 폐기물 소각로 등에서 고온 분위기에 노출되는 보일러, Heater, 가열로, furnace 튜브 등의 관상(Pipe/Tubular)부품류에 나타나는 고온부식현상에 대한 손상기구 해석과 내식성 평가 및 수명관리 관련기술의 확립, 장치 및 부품의 검사와 감시를 위한 비파괴검사기법, 그리고 노후된 가동중 설비의 사용안전성 평가 및 잔여수명을 예측$\cdot$연장할 수 있는 사용적합성 (FFS) 기반의 수명평가절차 확립을 위한 연구내용 및 세부 결과를 다음과 같이 정리되었다.
1. 고온부

석유화학장치, 발전설비 및 폐기물 소각로 등에서 고온 분위기에 노출되는 보일러, Heater, 가열로, furnace 튜브 등의 관상(Pipe/Tubular)부품류에 나타나는 고온부식현상에 대한 손상기구 해석과 내식성 평가 및 수명관리 관련기술의 확립, 장치 및 부품의 검사와 감시를 위한 비파괴검사기법, 그리고 노후된 가동중 설비의 사용안전성 평가 및 잔여수명을 예측$\cdot$연장할 수 있는 사용적합성 (FFS) 기반의 수명평가절차 확립을 위한 연구내용 및 세부 결과를 다음과 같이 정리되었다.
1. 고온부식현상에 관한 연구
- 고온부식의 종류, 특징, 손상기구 및 폐기물 발전Plant에서의 고온부식문제와 대책 제시
- 주요강종(4종)에 대한 소각환경하의 부식기구 및 시험평가 Data확립
- 실제 폐기물 소각로에서의 증발관 및 과열기관 부식상태 및 원인조사
- 수소침식의 검출, 평가 및 예측
- A106B, A213-T22 및 A213-T5 소재의 고온 수증기 및 대기 산화에 따른 크리프-파단 수명 변화 데이터 (Larson-Miller plot) 확보
2. 비파괴법에 의한 파이프라인의 부식두께 측정기술 및 장치개발
- 방사선 이용 단열재 부착 배관의 두께측정용 192채널 확장 탐상시스템 및 프로그램 개발
- MFL법을 이용한 bare tube의 두께측정용 60채널 확장 탐상스캐너 및 프로그램 개발
3. 열교환기의 부식과 스케일 on-line monitoring 기술개발
- 열교환기 냉각수 배관부식 및 스케일 자동측정시스템의 개발
- 측정시스템의 관련기기 및 센서의 국산화
- 부식 및 스케일 방지기법 개발
4. 기간설비의 수명연장을 위한 초음파진단 절차확립 연구
- 초음파 상태진단 시스템 서버 및 클라이언트 및 지능형 초음파 신호처리 소프트웨어 개발
- 결함부위로부터 채취한 결함신호 데이터베이스를 구축하고, 지능형 초음파 신호처리 소프트웨어 및 Reference data제공
5. 기간설비의 수명연장을 위한 사용적합성평가 프로그램 개발
- 피로균열발생평가 및 ASME Sec. XI에 기초한 피로균열성장평가 프로그램
- 취성파괴와 연성파괴, 소성붕괴에 대한 안전성 평가가 가능한 균열안전성평가 프로그램
- 부식결함평가 프로그램 및 관계형 데이터베이스 연계기법을 이용한 통합 안전성 평가 프로그램

Abstract ▼

1. Corrosion damage of high temperature materials and life management technology
- Analysis of corrosion phenomena deposited ash
- Development of detection and evaluation technology for hydrogen attack damage
- Research of high temperature corrosion damage and its mechanism
- Evaluation

1. Corrosion damage of high temperature materials and life management technology
- Analysis of corrosion phenomena deposited ash
- Development of detection and evaluation technology for hydrogen attack damage
- Research of high temperature corrosion damage and its mechanism
- Evaluation of degradation on material properties and creep-rupture characteristics in various atmosphere
- Mechanism and failure mode of high temperature corrosion damage (sulfidation, carburization, metal dusting)
- Standardization of high temperature corrosion damage measuring method for life management
- Design and construction of steam oxidation behavior
- Mechanism of high temperature corrosion damage and failure mode (carburizing, coking, LME)
- Evaluation of such materials that applied life extension technology
2. Nondestructive inspection and monitoring technology
1) Development of pipeline thickness measuring technology using MFL and performance improvement for thickness measuring equipment using radiation
- Expansion of detector array(192ch.)
- Application of analog-digital data transmission method, remote control and improvement of signal S/N ratio
- Development of data processing program
- Improvement of crawler structure and function
- Development of array sensor module for MFL
- Development of scanner for MFL
2) Development of corrosion and scale monitoring system for life extension of heat exchanger
- Establishment of prototype on-line monitoring system for measurement of corrosion and scale evolution
- Development of adaptation technology for industrial sites
- Development of corrosion and scale Prevention technology Program
- Development of application technology for on-line monitoring system in industrial sites.
3) Development of ultrasonic inspection method for life extension of industrial facilities
- Development of process application software for conventional ultrasonic diagnosis
- Design of ultrasonic diagnosis system server and construction of defect signal database
- Development of intelligent ultrasonic signal processing algorithm and software
- Development of web service and management software for ultrasonic diagnosis server
- Construction of ultrasonic diagnosis server and performance verification
4) Research on the ultrasonic diagnosis procedure for the key facilities'' life extension.
- Development of a system server and client for the ultrasonic diagnosis and intelligent ultrasonic signal processing software.
- Construction of the defect signal database collected from the defect sites and provision of intelligent ultrasonic signal processing software and reference data.
5) Development of a usage suitability evaluation program for the key facilities'' life extension.
- Evaluation of the fatigue-crack generation and development of fatigue crack growth evaluation program based on the ASME Sec. XI.
- Development of a free crack evaluation program capable of judging the safety of the brittle fracture, ductile fracture, plastic collapse. free crack
- Development of corrosion defect evaluation program and an integrated safety evaluation program using coupling method of database
3. Evaluation technology of fitness-for-service
- Development of key technology on life assessment procedure for principal system and components
- Development of life assessment procedure for key system
- Development of life extension procedure for key system

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 18
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 18
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 범위 ... 19
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제 1 절 Plant설비부품의 진단 및 수명관리기술 ... 21
• 제 2 절 보일러의 수명연장을 위한 검사$cdot$진단기술 ... 25
• 제 3 절 고온부식현상에 대한 연구개발 동향 ... 29
• 제 4 절 비파괴진단 및 모니터링 기술 ... 33
• 제 5 절 사용적합성평가 기술 ... 35
• 제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 36
• 제 1 절 퇴적회에 의한 부식(Ash/salt Deposit Corrosion) ... 36
• 제 2 절 수소침식(Hydrogen Attack) ... 64
• 제 3 절 황화(Sulfidation) 및 Sulfide부식 ... 81
• 제 4 절 고온침탄 열화 현상 ... 91
• 제 5 절 Liquid Metal Embrittlement (LME) ... 115
• 제 6 절 고온 구조용 부품의 고온 손상 펑가 ... 121
• 제 7 절 방사선을 이용한배관의 부식두께 측정기술 ... 142
• 제 8 절 MFL법을 이용한 배관의 부식두께 측정기술 ... 164
• 제 9 절 열교환기의 부식 모니터링 기술 개발 ... 182
• 제 4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 205
• 제 1 절 연구개발목표 달성도 ... 205
• 제 2 절 대외기여도 ... 206
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 207
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 208
• 제 7 장 참고문헌 ... 209
• 위탁과제 보고서(성균관대학교) : 석유화학 플란트 핵심설비의 수명평가 및 수명연장기술 개발 ... 213