초록 ▼

1. 연구개발목표 및 내용
- 1차 압력경계 소재에 대한 템퍼 비이드 (temper bead) 용접의 후열처리 효과 측정 및 해석
- Ni 계 용가재 사용 시 템퍼 비이드 용접변수에 의한 열 영향부 후열처리 효과 측정 및 해석
- 최적공정 선택 및 현장 적용을 위한 템퍼 비이드 용접공정의 열적 모델링 및 전산 해석
- 원전 기기/배관의 현장용접 보수기술 방안 구축
2. 연구결과
- 기존에 수행하고 있는 후열처리 효과를 대체하여 미세조직에 최적의 템퍼링 효과를 부여할 수 있는 용접 비이드 재 가열 공정

1. 연구개발목표 및 내용
- 1차 압력경계 소재에 대한 템퍼 비이드 (temper bead) 용접의 후열처리 효과 측정 및 해석
- Ni 계 용가재 사용 시 템퍼 비이드 용접변수에 의한 열 영향부 후열처리 효과 측정 및 해석
- 최적공정 선택 및 현장 적용을 위한 템퍼 비이드 용접공정의 열적 모델링 및 전산 해석
- 원전 기기/배관의 현장용접 보수기술 방안 구축
2. 연구결과
- 기존에 수행하고 있는 후열처리 효과를 대체하여 미세조직에 최적의 템퍼링 효과를 부여할 수 있는 용접 비이드 재 가열 공정 개발
- Ni 용가재 사용 이종재료 용접부에서의 피로 균열의 거동 및 성장 속도 측정 및 해석을 통해 압력용기 관통관에 대한 overlay 용접 공정 개발의 기반마련
- 템퍼 비이드 용접의 전산 모델링 기술 개발을 통한 최적 용접공정 및 현장 적용 기법 개발
- 외국에서 개발된 템퍼 비이드 용접기술 보다 신뢰성을 향상시킨 SMAW 용 중간 비이드 적층 템퍼비이드 용접공정의 개발
3. 기대효과 및 활용방안
- 본 과제는 2004 년도 ASME Code Section IX 에서 규정한 템퍼 비이드 용접 기술을 국내의 원전산업에 적용하기 위한 기술 개발 과제로서 현장 파급효과가 크며 원전 기기 및 배관의 손상예방 및 보수에 직접 적용할 수 있는 현장 기술 임
- 원전 기기 생산 업체와의 협의를 통해 개발기술의 적용을 위한 연구/사업 기반 마련 추진
- 기존 추진 중인 압력용기 관통관 PWSCC 관련 연구결과를 실제 현장에 적용시킬 수 있는 용접공정에 본 연구에서 개발한 기술 활용

Abstract ▼

ASME Section IX added requirements for qualification when using temper bead welding in the 2004 edition. The temper bead welding techniques which can satisfy the requirements of the Code are needed to use them in the site repair welding. The optimized welding parameters can be obtained when controll

ASME Section IX added requirements for qualification when using temper bead welding in the 2004 edition. The temper bead welding techniques which can satisfy the requirements of the Code are needed to use them in the site repair welding. The optimized welding parameters can be obtained when controlling the process to supercritically-reheat and to subcritically-reheat the coarse grain region sequently. The microstructures of SCFGCG obtained from the Gleeble simulated specimens and those of postweld heat treated coarse grain region are compared. The obtained both microstructures showed almost similar patterns. Mid bead deposition technique suggested in this study has a technical concept that the mid beads are deposited between the deposited initial beads repeatedly in a bead layer, which gives a lot of reheating effects on brittle microstructure in HAZ. This newly suggested technique is considered to have more effective tempering effect than the conventional temper bead technique which has concept to deposit one type of beads in a bead layer. The suggested modeling in this study can simulate well the SMAW process. Hence this modeling was used in analyzing the more complicated welding process of multi-layer welding. The modeling was used to analyze the tempering effect on the microstructures of HAZ by considering the patterns of overlapping of the reheating regions under the consequently deposited beads. When considering the crack path in the even-matched weld metal condition, the interface may have a resistance against the crack propagation. A182 filler and A625 filler were used to make the weld specimens which have different weldmetal conditions. The crack directed toward the under-matched weld metal may propagate across the fusion line easier than that of the even-matched weld metal condition.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...22
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...27
• 제 2.1 절 템퍼 비이드 용접기술 연구 배경...27
• 제 2.2 절 템퍼 비이드 용접공정의 기술적 개념...29
• 제 2.3 절 용접 열 영향부의 미세조직...34
• 2.3.1 원전 압력용기 SA508 Gr.3 모재의 미세조직...34
• 2.3.2 후 열처리 된 압력용기 용접부의 미세조직...36
• 2.3.2.1 저합금강 용접부의 미세조직...36
• 2.3.2.2 용접 공정과 미세조직 변화...37
• 2.3.2.3 후열처리 된 저합금강 용접부의 미세조직...40
• 2.3.2.4 Gleeble 시편의 연구 결과를 이용한 최적의 템퍼링 조건 검토...42
• 제 3 장 연구 개발 수행 내용 및 결과...53
• 제 3.1절 SA508 동종 재료에서의 템퍼 비이드 용접...53
• 3.1.1 서론...53
• 3.1.2 SA508 Gr.3 모재의 특성...54
• 3.1.3 SMAW 공정 시편 제작...54
• 3.1.4 용접 시편 열 영향부의 미세조직...55
• 3.1.5 Gleeble 시편을 이용한 조대화 열 영향부의 재 가열 효과...57
• 제 3.2 절 중간 비이드 적층 템퍼 비이드 용접 기술...85
• 3.2.1 템퍼 비이드 용접 방법...85
• 3.2.2 기존 템퍼 비이드 용접 시편 제작 및 물성 평가...86
• 3.2.3 중간 비이드 적층 템퍼 비이드 용접방법의 개발...87
• 제 3.3 절 전산코드를 이용한 템퍼 비이드 용접 모델링...104
• 3.3.1 서론...104
• 3.3.2 SMAW 용접 공정에 대한 용접부의 열유동 해석...105
• 3.3.2.1 용접 공정의 모델링...105
• 3.3.2.2 용접 공정의 모델링의 개념...106
• 3.3.3 템퍼 비이드 용접 공정 모델링...107
• 3.3.4 기존 템퍼 비이드 용접공정의 모델링...109
• 3.3.5 중간 비이드 적층 템퍼 비이드 용접 모델링...111
• 제 3.4 절 Ni 계 용가재 사용 저 합금강 열 영향부에서의 피로균열 거동 해석...137
• 3.4.1 서론...137
• 3.4.2 SA508 모재의 열영향부에서의 피로균열 성장속도 측정...139
• 3.4.3 재료 constraint 효과...139
• 3.4.4 용융선 근처에서의 균열성장 거동...141
• 제 3.5 절 템퍼 비이드 방법의 보수용접 적용현황...152
• 3.5.1 서론...152
• 3.5.2 템퍼 비이드 용접 방법...154
• 3.5.3 템퍼 비이드 용접의 현장 적용 보수용접 자료...157
• 3.5.4 Ni 계 용가재 보수기술...161
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도...169
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획...171
• 제 6 장 참고 문헌...173