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다축응력 상태에서의 크리프 거동분석 및 설계에 대한 고찰

전문가 제언: ○ 일정한 응력조건 하에서 고온재료의 점진적인 변형을 크리프라고 부른다. 재료의 미세구조에 있어서 전위, 결정입계 및 상경계, 불순물 및 기공과 같은 결함이 고온과 고압에서 받는 인장 및 압축응력에 의해 공극의 핵을 형성하고, 이것이 시간이 지남에 따라 성장하고 합쳐져서 종래에는 하중을 담당하는 부분의 면적감소로 인해 재료의 파단에 이르게 된다.

○ 고온을 견뎌야 하는 부품의 재료, 합금이나 세라믹의 크리프거동은 매우 복잡하며, 특히 운전되는 온도에 매우 민감하기 때문에 일반화된 방정식으로 표현할 수가 없으므로, 시편에 대한 실험실에서 단축 인장시험을 실시하며 이는 시간과 비용이 많이 발생한다. 시험에서 구한 데이터를 이용하여 몇 가지 가정을 세워 결과에 맞도록 다축응력 상태에서의 크리프거동특성을 구하는 것이 일반적이다.

○ 원자력발전소의 원자로용기는 고온뿐만 아니라 최장 60년에 이르러 고속중성자의 조사를 받기 때문에 크리프현상에 더욱 민감하다. 따라서 원자로용기를 제작할 때, 같은 재질로 된 인장시험용 시편을 다수 제작하여, 이를 원자로용기 안에 설치하였다가 주기적으로 하나씩 끄집어내어 시험을 실시함으로써 원자로용기의 건전성을 확인하는 방법을 채택하고 있다.

○ 최근에는 우리나라도 대한전기협회의 주도로 전력기술표준화사업을 통해 원자력발전소의 설계 시에 고전적 소성이론을 적용한 크리프분석에 대한 기술기준을 제정하여 이를 활용하고 있으며, 이는 다른 방법에 비하여 보수적인 결과를 준다.

저자: Yao, HT; Xuan, FZ; Wang, ZD; Tu, ST; AF Yao, Hua-Tang; Xuan, Fu-Zhen; Wang, Zhengdong; Tu, Shan-Tung
자료유형: 학술정보