표제지
요약문
목차
제1장 서론 12
제1절 연구 배경 12
제2절 연구 목적 및 필요성 13
제3절 연구 범위 및 수행절차 14
제2장 용접 잔류응력 해석 15
제1절 해석 대상 및 재료 15
1. 해석 대상 15
2. 각 기기별 재료 17
제2절 오버레이용접부 설계 24
1. 오버레이 용접부 두께 설정 24
2. 오버레이 용접부 길이 설정 25
제3절 유한요소 용접잔류응력 해석 26
제3장 사업자 용접 잔류응력 해석 결과 및 검증 32
제1절 사업자 결과 32
제2절 보수용접이 잔류응력에 미치는 영향 34
제3절 오버레이 용접이 잔류응력에 미치는 영향 35
제4절 소성안정해석 및 수압시험 해석 36
제5절 운전환경이 잔류응력에 미치는 영향 38
제6절 운전환경이 잔류응력에 미치는 영향 38
제4장 고려대 자체 용접 해석 결과 44
제1절 용접 잔류응력 해석 개요 45
1. 해석 대상 및 재료 45
2. 유한요소 용접잔류응력 해석 46
제2절 용접 잔류응력 해석 결과 49
1. 보수 용접 및 오버레이 용접이 잔류응력에 미치는 영향 (모델-1) 49
2. 보수 용접 및 오버레이 용접이 잔류응력에 미치는 영향 (모델-2) 53
3. 결과 분석 56
제5장 피로균열성장 평가 58
제1절 피로균열성장 평가 개요 58
1. 결함이상화 59
2. KI 계산 59
3. 피로균열성장거동 59
4. 최종결함크기 결정 60
제2절 잔류응력을 고려한 피로균열평가 61
제6장 결론 66
참고문헌 68
표 2.1. 고리 1호기 가압기 밀림관 노즐 주요 제원 15
표 2.2. 고리 1호기 가압기 밀림관 노즐의 기기별 재료 18
표 2.3. 용접 잔류응력 해석 시 필요한 물리적/기계적 재료 물성 18
표 2.4. 온도에 따른 밀도 (각 재료의 상온(21℃)에서의 값으로 정규화됨) 19
표 2.5. 온도에 따른 열전도계수 (각 재료의 상온에서의 값으로 정규화됨) 20
표 2.6. 온도에 따른 비열 (각 재료의 상온에서의 값으로 정규화됨) 21
표 2.7. 온도에 따른 항복강도 (각 재료의 상온에서의 값으로 정규화됨) 22
표 2.8. 온도에 따른 탄성계수 (각 재료의 상온에서의 값으로 정규화됨) 22
표 2.9. 온도에 따른 열팽창계수 (각 재료의 상온에서의 값으로 정규화됨) 23
표 2.10. 사업자 해석 절차 정리 30
표 4.1. 온도에 따른 F316L 재료 물성 (각 재료의 상온 (20℃)에서의 값으로 정규화됨) 45
표 4.2. 고려대 자체 해석 절차 정리 47
표 4.3. 비드 형상 비교 47
표 4.4. 모델-1에 대한 잔류응력 해석 결과. 내면에서의 잔류응력을 나타내며 괄호 안의 수치는 사업자 검증해석 결과를 나타냄. 51
표 4.5. 모델-1에 대한 오버레이 용접 층별 효과. 내면에서의 잔류응력을 나타내며 괄호 안의 수치는 사업자 검증해석 결과를 나타냄. 52
표 4.6. 모델-2에 대한 잔류응력 해석 결과. 내면에서의 잔류응력을 나타내며 괄호 안의 수치는 사업자 검증해석 결과를 나타냄. 54
표 4.7. 모델-2에 대한 오버레이 용접 층별 효과. 내면에서의 잔류응력을 나타내며 괄호 안의 수치는 사업자 검증해석 결과를 나타냄. 55
표 5.1. 최심점 (점1)에서의 영향계수 64
표 5.2. 표면 (점2)에서의 영향계수 65
그림 2.1. 고리 1호기 가압기 밀린관 노즐 형상 (a)가압기 내 밀림관 노즐 위치, (b) 밀림관 노즐에 대한 단면 형상 및 각 기기별 재료 및 (c) 해석 시 고려된 밀림관 노즐 상세 도면 16
그림 2.2. 용접 오버레이의 두께 및 길이 설계를 위한 간략도 24
그림 2.3. 용접 잔류응력 해석에 사용된 유한요소 망. (a) 사업자 해석 및 (b)고려대 검증 해석에 사용된 유한요소 망 31
그림 3.1. 사업자 해석 보고서에 제출한 이종금속용접부 잔류응력 분포 (a) 축방향 잔류응력 및 (b) 원주방향 잔류응력 33
그림 3.2. 보수용접 시 이종금속용접부에 발생하는 잔류응력 분포에 대한 사업자 및 고려대 검증 해석 비교 34
그림 3.3. 오버레이 용접 시 이종금속용접부에 발생하는 잔류응력 분포에 대한 사업자 및 고려대 검증 해석 비교 35
그림 3.4. 소성안정 및 정수압 테스트에 대한 고려대 검증 해석 (a) 축방향 잔류응력 및 (b) 원주방향 잔류응력 37
그림 3.5. 운전 조건이 용접부 잔류응력 분포에 미치는 영향 (a) 축방향 잔류응력 및 (b) 원주방향 잔류응력 38
그림 3.6. 오버레이 용접 층에 따른 잔류응력 분포 (a) 축방향 잔류응력 및 (b) 원주방향 잔류응력 40
그림 4.1. 고려대 자체 용접 해석 시 (a)유한요소망 및 (b)용접 비드 형상 48
그림 4.2. 보수용접 및 오버레이 용접 직후 잔류응력 분포 (모델-1) (a) 축방향 잔류응력 및 (b) 원주방향 잔류응력 51
그림 4.3. 오버레이 용접 시 층에 따른 잔류응력 분포 (모델-2) (a) 축방향 잔류응력 및 (b) 원주방향 잔류응력 52
그림 4.4. 보수용접 및 오버레이 용접 직후 잔류응력 분포 (모델-2) (a) 축방향 잔류응력 및 (b) 원주방향 잔류응력 54
그림 4.5. 오버레이 용접 시 층에 따른 잔류응력 분포 (모델-2) (a) 축방향 잔류응력 및 (b) 원주방향 잔류응력 55
그림 5.1. 피로균열성장 해석 절차 58
그림 5.2. 일차수응력부식에 의해 발생한 표면결함에 대한 도식적 그림 61