초록 ▼

□ 연구개요
발전효율을 상승시키기 위해 사용 증기온도 및 압력이 상승됨에 따라 더 열악한 고온/고압 분위기에서 견딜 수 있는 내열합금 개발 및 내식성 증진을 위한 표면처리기술이 필요하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 현재 발전소에 사용 중인 내열합금을 다양한 방법으로 코팅 및 용접하여 고온에서 부식 시험을 실시하고자 한다. 이를 통해 부식생성물 형성과 박리 현상 및 부식생성막의 성장속도를 저감 시킬 수 있는 코팅기술 및 영향인자 도출, 부식생성물과 모재의 접착력 강화로 박리를 억제할 수있는 코팅 조건 및 변수 설정, 열효율 및

□ 연구개요
발전효율을 상승시키기 위해 사용 증기온도 및 압력이 상승됨에 따라 더 열악한 고온/고압 분위기에서 견딜 수 있는 내열합금 개발 및 내식성 증진을 위한 표면처리기술이 필요하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 현재 발전소에 사용 중인 내열합금을 다양한 방법으로 코팅 및 용접하여 고온에서 부식 시험을 실시하고자 한다. 이를 통해 부식생성물 형성과 박리 현상 및 부식생성막의 성장속도를 저감 시킬 수 있는 코팅기술 및 영향인자 도출, 부식생성물과 모재의 접착력 강화로 박리를 억제할 수있는 코팅 조건 및 변수 설정, 열효율 및 연료효율 상승과 가동비용 절감, 고연소를 통한 오염원 배출 감소, 부품소재의 파괴방지 및 사용 중인 설비의 잔여수명평가 자료로 활용하고, 소재와 부식 환경에 의한 고온부식 손상원인을 규명하고자한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
코팅층 형성에 따른 부식거동을 조사하기 위해 가장 많이 사용되는 T20, T91,STS310을 Cr, Al 원소 등을 이용하여 팩세멘테이션 코팅한 후 실제 발전소 운전 환경과 유사한 분위기에서 부식시험을 실시하였다. 본 연구에서 코팅층 형성에 의해철 관련 부식생성물의 형성이 억제되고, 부식초기단계부터 보호피막(Cr₂2O₃, Al₂O₃, SiO₂2 scale)이 형성되어 부식이 효율적으로 억제되어질 수 있는 인자를 살펴보고, 고온 내식성/신뢰성을 향상시켜 수명․효율을 증대시키고자 하였다. 알루미나이징(칼로라이징)을 통해 표면에 Fe-Al(FeAl, Fe₂2Al₅, Fe₃Al)관련 코팅층을 형성시킨 시편의 경우 corrosion loss (mm/yr)가 0.39 이하였으며, sulfidation rate (g²/cm⁴s)도 1.91×10^-9으로 정량적 목표를 달성하였다.

□ 구개발결과의 중요성
발전설비용 부품소재는 고가로 국내에서 원천소재를 확보하고 국산화시켜야하지만,현재까지 다양한 부식조건에서의 부식특성, 부식기구 해석과 관련된 연구는 거의 이루어지지 않아, 기초적인 수준에 머물고 있다. 뿐만 아니라 부식생성물 형성과 박리,부식생성물의 성장속도를 저감시키는 인자 도출, 부식생성물과 기지금속의 접착력을 강화시켜 부식을 억제할 수 있는 표면처리 기술 등을 조사하여, 고온 부품소재의 고온 내식성의 향상과 부품의 효율 및 수명을 증대시키고자 한다. 발전산업은 거대한 규모를 가지고 있어 국가적 차원에서 지속적인 관심이 필요하며, 효율적인 에너지 활용 및 안전에 대한 신뢰성 확보가 중요하다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 개요 ... 4
• 나. 연구의 필요성 및 중요성 ... 6
• 다. 연구 최종목표 ... 8
• 2. 연구수행내용 ... 9
• (1) 1차년도(2016) ... 9
• (2) 2차년도(2017) ... 12
• (3) 3차년도(2018) ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 21
• 끝페이지 ... 37