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원자력 수소 플랜트 등의 응용을 위한 수소환경 재료거동 예측 핵심기술 개발
Development of Mechanical Behavior Prediction Technology under Hydrogen Environment for Application to Nuclear Hydrogen Plant etc 원문보기

보고서 정보
주관연구기관 중앙대학교
Chung Ang University
연구책임자 윤기봉
참여연구자 김윤재 , 마영화 , 김성찬 , 이관주 , 원두일 , 우승균 , 이호준 , Nguyen Tuan Son , 박지혜 , 이주영 , 정성용 , Pham Van Duyet , 안중혁 , 이국희 , 김낙현 , 제진호 , 정하주
보고서유형2단계보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2012-11
과제시작연도 2011
주관부처 교육과학기술부
Ministry of Education and Science Technology(MEST)
등록번호 TRKO202100005380
과제고유번호 1345158236
사업명 원자력기술개발
DB 구축일자 2021-07-10
키워드 수소취화.수소확산.수소손상.원자력수소.손상해석.균열진전.연성파괴.유한요소해석.수소유기파손.결함건전성평가.Hydrogen embrittlement.Hydrogen diffusion.Hydrogen damage.Nuclear hydrogen.Damage analysis.Crack growth.Ductile failure.Finite element analysis.Hydrogen induced failure.Defect assessment.

초록

- 원자력 수소 플랜트 등의 응용설비재료에 대한 SP실험 및 수소 농도분석을 통한 상고온 수소손상평가(유한요소해석을 위한 기초 데이터로 활용)
- Inconel, Hastelloy, Stainless에 대한 파괴인성 측정 및 평가(유한요소해석을 위한 기초데이터로 활용)
- 원자력 수소 응용설비 요소에 대한 운전환경을 고려한 국부 유동해석 및 수소혼합물의 내부유동특성해석
- 스테인레스 혹은 니켈합금강에서의 수소손상현상을 모사할 수 있는 현상학적 역학모델 분석
- 범용 유한요소해석 프로그램 ABAQUS의 사용자정의

Abstract

Ⅳ. Result of study
Through the first step, high-temp hydrogen damage assesment was established to analyze the nature of high-temp hydrogen. The assessment of room-temp hydrogen damage of the candidate material Alloy 617 and preliminary experiment of Hastelloy C-276 with room and high temp was per

목차 Contents

  • 표지 ... 1
  • 제 출 문 ... 2
  • 보고서 요약서 ... 3
  • 요 약 문 ... 5
  • SUMMARY ... 7
  • CONTENTS ... 9
  • 목차 ... 12
  • 제 1장 연구개발과제의 개요 ... 15
  • 제 2장 국내외 기술개발 현황 ... 17
  • 제 1절 국외 기술개발 현황 ... 17
  • 제 2절 국내 기술개발 현황 ... 20
  • 제 3절 세부 기술사항의 검토 분석 ... 21
  • 1. 국외의 기술사항 ... 21
  • 2. 국내의 기술사항 ... 23
  • 제 3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 25
  • 제 1절 고온 수소손상 평가시스템 구축 ... 25
  • 1. 기존 상온 수소손상 평가 시험법의 개요 ... 25
  • 2. 고온 수소손상 평가시스템 구성 ... 31
  • 3. 고온 수소손상 평가시스템 구축 ... 35
  • 제 2절 원자력 수소플랜트 후보재의 수소손상 평가 ... 36
  • 1. Inconel 617 재료의 상온 수소손상 평가 ... 36
  • 2. Hastelloy C-276 재료의 고온 수소손상 평가 ... 46
  • 3. 고압가스 저장용기강의 수소손상 평가 ... 64
  • 4. SUS316L 재료의 고온 수소손상 평가 ... 72
  • 제 3절 수소혼합물 해석을 위한 유동모델 정립 ... 82
  • 1. 수소혼합물 유동해석을 위한 실제기체모델(real gas model) ... 82
  • 2. 수소배관유동의 격자독립성 평가 ... 83
  • 3. 요드화 수소 분해반응의 해석 ... 85
  • 제 4절 CFD 해석에서 표면데이터의 경계조건 추출법 및 유동-구조해석을 위한 CFD 결과의 인테페이스 구축 ... 90
  • 1. 유동구조 정보교환 방식의 영향 ... 90
  • 2. 유동구조 정보 교환시 복합열전달의 영향 ... 92
  • 제 5절 CFD 해석에 기초한 배관내 국부손상부 유동평가 ... 95
  • 제 6절 수소혼합물의 내부유동특성해석 ... 99
  • 1. 배관내의 수소유동장 특성 ... 99
  • 2. 벽면 열경계조건에 따른 유동형태 분석 ... 104
  • 제 7절 수소확산현상의 현상학적 역학모델 ... 106
  • 제 8절 수소확산 해석기법 ... 109
  • 1. 수소확산 해석기법의 구현 ... 109
  • 2. 수소확산 해석기법의 검증 ... 112
  • 3. 수소확산 해석기법에 미치는 영향인자 분석 ... 123
  • 제 9절 균열진전 및 파손모델 ... 126
  • 1. 현상학적 손상역학 기법 ... 126
  • 2. 현상학적 손상역학 모델의 적용 과정 ... 128
  • 3. 사용자 정의함수의 이용 ... 130
  • 제 10절 균열진전 및 파손모델 해석기법의 검증 ... 131
  • 1. API 5L X65 재료에 대한 적용 ... 131
  • 2. Inconel 617 재료에 대한 적용 ... 150
  • 제 11절 수소유기균열진전 및 파손기법 ... 162
  • 1. 수소유기균열진전 및 파손기법 ... 162
  • 2. 수소유기균열진전 및 파손기법의 검증 ... 163
  • 제 12절 재료물성의 역 유추 기법(Inverse method) ... 171
  • 제 13절 개선된 손상학적 연성파괴 모사 기법 ... 177
  • 1. 개선된 손상학적 연성파괴 모사기법 ... 177
  • 2. 개선된 손상학적 연성파괴 모사기법의 검증 ... 180
  • 제 14절 제한된 실험결과를 이용한 개선된 손상학적 연성파괴 모사기법의 적용 및 검증 ... 194
  • 1. 제한된 실험결과를 이용한 개선된 손상학적 연성파괴 모사기법 ... 194
  • 2. SA-333 Gr.6 재료에 대한 적용 ... 196
  • 2. A106 Gr.B 재료에 대한 적용 ... 211
  • 제 15절 수소취화 재료물성 및 파괴인성 예측 기법 ... 225
  • 1. Small punch 실험 결과 ... 225
  • 2. 역 변환 기법 ... 229
  • 3. 수소 취화 물성 ... 231
  • 4. 파괴 기준 결정 ... 242
  • 5. 가상 실험을 통한 수소취화 파괴 인성 예측 ... 256
  • 제 16절 주요기기의 수소 안정성 평가기법 ... 259
  • 1. 균열주위의 수소취화 및 파손 평가기법 ... 259
  • 2. 수소 플랜트의 가동 환경에 따른 균열주위의 수소취화 및 파손 평가기법 ... 283
  • 제 4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 288
  • 제 5장 연구개발결과의 활용계획 ... 290
  • 제 6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 291
  • 제 7장 참고문헌 ... 292
  • 연구성과(연구마루 입력성과) ... 295
  • 끝페이지 ... 313

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참고문헌 (25)

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