A Study on the Evaluation of the Fracture Toughness for the Narrow Gap Welding Part of Nuclear Piping
원전배관 협개선 용접재 파괴인성 평가에 관한 연구

Yong Huh, Soo Park, In-Hwan Sin, Chang-Sung Seok
2010 Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A  
원자력 발전소와 같은 대형 구조물의 배관계통을 설계할 때 파단전누설 설계 (leak-before-break; LBB) 를 적용하면 양단순간파단(doubled ended guillotine break; DEGB) 설계를 적용한 경우 보다 제작 및 설치비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 육중한 배관 구속 장치가 제거되므로 가동 중 원활하고 , 신속한 검사가 가능하고 검사자의 안전성을 증가 시키는 이점이 있다. (1~2) 이러한 설계를 위한 LBB 파괴인성(J-R 곡선 은 일반적으로 ) , ASTM E1820 (3) 에 따라 시험을 수행하여 획득한다. 그러나 에 제시되어 있는 파괴인성 ASTM E1820 에 관한 식은 기본적으로 균질재의 물성치 평가를 위한 것이기 때문에 용접 시험편의 경우 시험편의 , 잔여 리가먼트 가 용접폭보다 아주 작을 경 (ligament) 우에만 적용이 가능하다고 알려져 있다. (4~6) 최근 원자력 발전소에 사용되는 배관과 같은 대형 구조물 배관의 용접
more » ... 협개선 용접(narrow gap 이 많이 사용되고 있다 협개선 용접은 용접 welding) . 폭이 기존 용접부에 비하여 좁기 때문에 용접 시 뒤틀 림이 많이 발생하는 탄소강과 저합금강의 용접에 효율 적이라고 알려져 있다 기존 용접법에 비해 용접시간 . 이 단축되기 때문에 용접부의 수축 및 변형 그리고 , 잔류응력이 감소되는 장점이 있다 현재 협개선 용접 . 에 대한 대부분의 연구는 용접부의 건전성 평가에 집 중되어 있으나 원전 배관 설계 및 수명관리에 중요한 해석에 적용하는 연구도 수행되고 있다 LBB . (6) Key Words: 협개선용접 열영향부 Narrow Gap Welding( ), Heat Affected Zone( ), Strength Mismatch 강도 불균일 파괴인성 ( ), Fracture Toughness( ), Plastic  소성 Factor( 계수) 초록: 원전 배관의 해석을 위한 파괴인성 곡선 은 일반적으로 에 따라 시험을 수행하 LBB (J-R ) ASTM E1820 여 획득한다 그러나 에 제시되어 있는 파괴인성에 관한 식은 균질재의 물성 평가를 위한 것 . ASTM E1820 이며 협개선 용접부에 적용할 경우 실제와는 다른 파괴인성을 나타낼 수 있다 따라서 본 연구에서는 , . 에 제시되어 있는 균질재의 파괴인성 식에 의한 결과와 협개선 용접재의 특성을 고려하여 제안된 ASTM 소성 계수 식에 의한 파괴인성의 차이를 비교 검토하기 위하여 협개선 용접이 적용된 배관에서 시험 CT η 편을 채취한 후 파괴인성 시험을 수행하였다. Abstract: The fracture toughness for the LBB analysis of piping is generally determined by the J-integral according to ASTM E1820. However, since this evaluates a base metal, the fracture toughness for narrow gap welding can be differently than the real value. This study evaluated the plastic  factor of the narrow gap welding part of a nuclear piping with SA508 Cl.1a and SA312 TP316. Also, it performed the fracture toughness test for the narrow gap welding part and applied the new plastic  factor equation by Huh, et al. and then compared the results with those according with the ASTM standard. § 이 논문은
doi:10.3795/ksme-a.2010.34.1.67 fatcat:qxb5xgd6r5fz7gtbhfr7ew2qle