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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 석창성
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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전력수요의 증대와 지구 온난화 등의 문제를 해결할 수 있는 대체 에너지원으로서 원전 건설이 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원전의 안전성에 대한 국민적 관심과 규제 수요의 증가 등으로 안전규제체제의 고도화가 요구되고 있는 실정이다. 따라서 원전 주요기기의 건전성을 확보하는 것은 원전의 안전성을 확보하는 데 근간이 되고 있다. 특히 원전 주요기기 중에서, 원전 배관은 원전 1호기당 길이가 약 80km에 달하며, 기계 설비의 약 40%를 차지하는 열수송 계통의 핵심 요소이므로 건전성 확보에 많은 노력을 기울이고 있다. 원자로 냉각재의 압력 경계이며 방사성 물질 차폐 경계인 1차 계통 배관들의 경우, 파손 시 원전의 안전에 직접적으로 영향을 주기 때문에 수명기간 동안에 그 건전성이 보장되어야 한다.
또한 파단전누설(Leak Before Break; LBB) 설계 개념이 대두되면서 균열안전성 평가법과 규제지침의 개발, 파괴인성치의 확보 등을 위한 건전성 평가가 이루어져야 한다. 이러한 LBB 설계는 배관내의 균열의 안전성을 탄소성 파괴역학적 방법으로 평가하고 있는데, 일반적으로 원전배관은 용접에 의해 연결되어 있기 때문에 용접부에 대한 파괴역학적 특성을 평가하여야 한다. 하지만 용접부에 대해서는 그 영향이 매우 복잡하여 아직까지 체계적인 평가법이 제시되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 용접부의 파괴인성에 영향을 미칠 수 있는 인자들인 용접부 및 열영향부의 강도 불균일, 용접부의 폭, 균열의 위치, 용접부의 형상 등을 고려한 파괴인성 평가법이 제시되어야 한다.
따라서 본 논문에서는 용접부의 파괴인성을 평가할 때 일반적으로 사용되는 CT 표준시험편을 대체하여 용접부의 기계 가공 없이 실배관의 곡률을 그대로 적용할 수 있는 Curved CT 시험편을 이용하여 파괴저항 곡선을 구하고 파괴인성을 평가하였다. 또한 이를 모재와 비교하여 원전 배관의 안전성 평가 시, 용접부에 대한 건전성 평가가 필수적임을 확인하고, 이를 평가하기 위한 J-적분식은 용접부 물성을 고려해야 함을 확인하였다. 또한 구속효과 해석을 통해 CT 표준시험편의 보수성을 Curved CT 시험편이 보완하여 실배관에 보다 근접한 파괴인성치를 획득할 수 있음을 확인하였다. 이러한 연구를 통해 Curved CT 시험편을 이용한 원전 배관의 용접부에 대한 파괴인성을 평가하고자 한다.
또한 파단전누설(Leak Before Break; LBB) 설계 개념이 대두되면서 균열안전성 평가법과 규제지침의 개발, 파괴인성치의 확보 등을 위한 건전성 평가가 이루어져야 한다. 이러한 LBB 설계는 배관내의 균열의 안전성을 탄소성 파괴역학적 방법으로 평가하고 있는데, 일반적으로 원전배관은 용접에 의해 연결되어 있기 때문에 용접부에 대한 파괴역학적 특성을 평가하여야 한다. 하지만 용접부에 대해서는 그 영향이 매우 복잡하여 아직까지 체계적인 평가법이 제시되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 용접부의 파괴인성에 영향을 미칠 수 있는 인자들인 용접부 및 열영향부의 강도 불균일, 용접부의 폭, 균열의 위치, 용접부의 형상 등을 고려한 파괴인성 평가법이 제시되어야 한다.
따라서 본 논문에서는 용접부의 파괴인성을 평가할 때 일반적으로 사용되는 CT 표준시험편을 대체하여 용접부의 기계 가공 없이 실배관의 곡률을 그대로 적용할 수 있는 Curved CT 시험편을 이용하여 파괴저항 곡선을 구하고 파괴인성을 평가하였다. 또한 이를 모재와 비교하여 원전 배관의 안전성 평가 시, 용접부에 대한 건전성 평가가 필수적임을 확인하고, 이를 평가하기 위한 J-적분식은 용접부 물성을 고려해야 함을 확인하였다. 또한 구속효과 해석을 통해 CT 표준시험편의 보수성을 Curved CT 시험편이 보완하여 실배관에 보다 근접한 파괴인성치를 획득할 수 있음을 확인하였다. 이러한 연구를 통해 Curved CT 시험편을 이용한 원전 배관의 용접부에 대한 파괴인성을 평가하고자 한다.
목차
제 1 장 서 론1. 연구 배경2. 연구 목적 및 내용3. 논문의 구성제 2 장 관련 연구 및 이론1. 관련 연구1) 시편시험을 통한 파괴인성 평가2) 용접부에 대한 파괴인성 평가2. 관련 이론1) J-적분2) 제하 컴플라이언스법3) 극한하중해석을 통한 하중비법4) Constraint effect제 3 장 용접부 Curved CT 시험편의 유한요소해석1. 용접부 Curved CT 시험편 제작2. 인장시험3. 유한요소해석1) 용접부 Curved CT 시험편의 유한요소해석 모델2) 의 형상보정계수3) 의 소성계수제 4 장 파괴저항 시험1. 용접부 CT 표준 시험편의 파괴저항 시험1) 시험편 제작 및 시험방법2) 파괴저항 곡선 산출2. 용접부 Curved CT 시험편의 파괴저항 시험1) 시험장치 및 시험방법2) 파괴저항 곡선 산출제 5 장 구속효과 평가1. 구속효과의 필요성2. J-Q 구속효과 해석제 6 장 결론참고 문헌
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