KR20140110458A - Connection device for controlled stress corrosion cracking in reactor, reactor with high rewwure and high temperature, method for growing for stress corrosion crack - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device for connecting a material for a stress corrosion crack growing test in a reactor with high temperatures and high pressure. The device comprises a connecting plug that has a through-hole which enables an upper end and a lower end to communicate with each other, and is joined with an upper part of the test material; and a sealing plug joined with a lower part of the test material. At least one of the connecting plug and the sealing plug is preferably made of one of nickel-based alloy, stainless steel alloy, zirconium alloy, or titanium alloy.

Description

고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온고압 반응기 및 응력결함 성장방법{CONNECTION DEVICE FOR CONTROLLED STRESS CORROSION CRACKING IN REACTOR, REACTOR WITH HIGH REWWURE AND HIGH TEMPERATURE, METHOD FOR GROWING FOR STRESS CORROSION CRACK}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a high-temperature and high-pressure reactor for a high-temperature and high-pressure reactor, and a method for growing a stress deficiency in a high-temperature high-pressure reactor. BACKGROUND ART }

본 발명은 고온고압 반응기에서 시험재의 응력결함을 성장시키는 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온고압 반응기 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 원전의 원자로와 증기발생기의 관통 튜브, 파이프 노즐, 전열관 등과 같은 부분에서 발생될 수 있는 결함을 정확하게 평가할 수 있도록 자연결함과 유사한 결함을 생성할 수 있는 응력결함성장 시험재 연결기구, 응력결합 성장용 고온 고압 반응기 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a test reconnection mechanism for growing stress defects in a test material in a high-temperature and high-pressure reactor, a high-temperature high-pressure reactor and a method for growing stress defects, and more particularly, to a reactor including a reactor tube, a pipe nozzle, To a stress defective growth test reconnection mechanism, a high temperature high pressure reactor for stress-coupled growth, and a method capable of generating defects similar to natural defects so as to accurately evaluate defects that may occur in the same part.

일반적으로 고온 고압상태에서 사용되는 부품들, 예를 들어 원전의 원자로와 증기발생기 등의 부품 등은 사용기간 및 노출되는 환경에 따라 자연적으로 결함을 발생시킨다. Generally, components used at high temperature and high pressure, such as nuclear reactors and steam generators, naturally generate defects depending on the period of use and the environment in which they are exposed.

원전의 경우, 이러한 결함은 원전의 가동 중 검사를 통해 결함의 유무, 결합의 위치와 깊이 등의 정보를 와전류 검사법과 같은 비파괴 검사를 통하여 평가하여 그 건전성과 안전성을 진단하고 있다. In the case of nuclear power plants, these defects are assessed through nuclear non-destructive testing such as presence and absence of defects, location and depth of joints through in-service inspection, and their health and safety.

이러한 진단에 있어 비파괴 검사방법의 결함 탐지 능력, 크기 예측 정확도를 개선하기 위하여 다양한 방법이 연구되고 있으며 그 방법 중의 하나로 현장 자연균열을 갖는 튜브, 파이프, 노즐, 전열관 등의 부품을 인출하여 검사용 표준시편으로 사용하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법의 경우, 충분한 검사용 표준시편의 확보가 어려우며, 인출하는 부품이 방사화된 경우 취급이 용이하지 않고, 연구자의 안전성을 확보하는 것이 쉽지 않은 문제가 있다. Various methods have been studied to improve the defect detection ability and the size prediction accuracy of the non-destructive inspection method in such diagnosis. One of the methods is to take out components such as tubes, pipes, nozzles, There is a method to use as a sample. However, in such a method, it is difficult to secure sufficient standard specimens for inspection, and when the parts to be drawn out are radiated, the handling is not easy and it is difficult to secure the safety of the researcher.

이러한 문제를 해결하기 위하여 전기방전가공법을 이용하여 기계적 결합을 모사한 검사용 표준시편을 사용할 수도 있으나, 이러한 검사용 표준시편을 사용하는 경우 실제 현장에서 발생되는 자연 결합의 비파괴 검사 신호 특성을 대변하지 못하는 단점이 존재하였다. In order to solve this problem, it is possible to use standard test specimens simulating mechanical bonding by using electric discharge machining method. However, when these standard test specimens are used, they do not represent the nondestructive test signal characteristics of natural bonds generated in actual sites There was a shortcoming that could not be done.

따라서 최근에는 한국등록특허 0579339호, 1063344호, 1092519호 등에서 상온에서 산성용액에 시험재를 노출시키고, 레이달 덴팅 하중인가와 함께 내압하중법과 인장하중법을 조합하여 외력을 작용시키거나, 시험재의 특정 위치에 산성용액을 노출시켜 국부적으로 응력부식균열을 생성한는 검사용 표준시편을 제작하는 뒤 비파괴검사를 실시하는 상온균열 제작법을 연구개발하였다. Recently, Korean Patent No. 0579339, No. 1063344, and No. 1092519 disclose a method of exposing a test material to an acidic solution at room temperature and then applying an external force by applying a resistance load method and a tensile load method together with a raydendent load, We have developed a standard specimen for inspection which generates local stress corrosion cracks by exposing acidic solution to a specific location, and then developed a non - destructive inspection method at room temperature.

이러한 상온균열 제작법은 1 ~ 4 주의 짧은 기간에 응력부식균열을 제작할 수 있으며, 상온에서 공정이 이루어지므로 균열의 크기를 제어할 수 있다는 장점이 있으나, 통상 600 ~ 700℃의 온도에서 수시간에서 수십시간 동안 예민화 열처리를 하는 단계를 거치게 되므로 시험재 내부에서 화학적 변화가 발생하게 되어 와류검사법과 같은 비파괴 검사시 왜곡되는 신호를 발생시키는 단점이 있다. This method of cracking at room temperature is capable of producing stress corrosion cracks in a short period of 1 to 4 weeks and has the advantage of controlling the size of cracks because the process is performed at room temperature. However, It is subjected to a step of sensitizing heat treatment for a certain period of time, so that chemical changes occur in the test material, which causes a distorted signal during nondestructive testing such as vortex test.

아울러 상온균열 제작법으로 제작된 검사용 표준시편의 경우 응력부식균열의 결함 내면에 형성되는 산화피막이 고온 고압의 환경에서 형성되는 산화피막과 다른 조성과 형태를 갖게 되므로 비파괴 검사 신호의 차이를 발생시키는 문제도 있었다. In addition, in the case of the test specimen prepared by the room temperature cracking method, the oxide film formed on the inner surface of the defect of the stress corrosion crack has different composition and shape from the oxide film formed in the high temperature and high pressure environment, .

자연환경에서 형성되는 산화피막의 조성과 다른 형태의 산화피막이 형성되는 문제를 해결하기 위하여 한국등록특허 1101976에서는 고온에서 응력부식균을을 형성하는 기술을 개발하였으나, 이 방법의 경우 제작기간이 수주에서 주개월로 매우 길고, 균열의 길이와 깊이 등 크기를 제어하지 못하는 단점이 있었다.
In order to solve the problem of forming an oxide film having a different form from that of an oxide film formed in a natural environment, Korean Patent Registration No. 1101976 has developed a technique for forming stress corrosion bacteria at a high temperature. However, in this method, It has a disadvantage that it can not control the size such as crack length and depth.

본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구 및 응력결함 성장용 고온고압 반응기는 앞에서 설명한 바와 같이 응력부식균열의 예민화 조직에 의하여 비파괴 검사시 발생되는 신호의 외곡 결합표면에 형성된 산화피막의 차이 및 응력부식균열의 크기를 제어할 수 있는 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구 및 응력결함 성장용 고온고압 반응기를 제공할 수 있도록 하고자 한다. The stress relieving test reconnection mechanism and the stress-deficient high-temperature high-pressure reactor of the high-temperature high-pressure reactor according to the present invention are characterized in that, due to the sensitized structure of the stress corrosion crack as described above, It is intended to provide a stress relieving test reconnection mechanism and a high-temperature high-pressure reactor for stress deficiency growth in a high-temperature high-pressure reactor capable of controlling the difference in film thickness and the size of stress corrosion cracks.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
The solution of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재 연결기구는 고온고압의 반응기에 관 형상의 시험재를 결합시키는 시험재 연결기구에 있어서, 상단과 하단을 연통시키는 관통공이 형성되고 시험재의 상부와 결합되는 연결플러그와, 시험재의 하부와 결합되는 밀봉플러그로 구성되며, 연결플러그와 밀봉플러그 중 어느 적어도 하나는 니켈계 합금, 스테인리스강 합금, 지르코늄 합금 또는 티이타늄 합금 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
The stress-bonding growth test reconnection mechanism of the high-temperature high-pressure reactor according to the present invention is characterized by comprising a through hole for communicating an upper end and a lower end of the test re-connection mechanism for connecting a tubular test material to a reactor having a high temperature and a high pressure, And at least one of the connecting plug and the sealing plug is preferably made of a nickel-based alloy, a stainless steel alloy, a zirconium alloy, or a titanium alloy .

본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온고압 반응기 및 방법은 앞에서 설명한 바와 같이 응력부식균열의 예민화 조직에 의하여 비파괴 검사시 발생되는 신호의 왜곡 문제와 결합표면에 형성된 산화피막의 차이 문제를 해결하고 동시에 응력부식균열의 크기를 제어할 수 있는 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온고압 반응기 및 방법을 제공할 수 있도록 하고자 한다. As described above, the high-temperature high-pressure reactor and method for stress-deficient growth test reconnection mechanism and stress deficiency growth of the high-temperature and high-pressure reactor according to the present invention are combined with the problem of distortion of signal generated in the nondestructive inspection by the sensitized structure of stress corrosion cracking It is intended to provide a stress defective growth test reconnection mechanism, a high temperature and high pressure reactor and a method for growing stress defects in a high-temperature high-pressure reactor capable of solving the problem of difference in oxide film formed on the surface and controlling the size of stress corrosion cracks .

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구 및 응력결함 성장용 고온고압 반응기가 사용된 응력부식균열 제어방법의 순서도이다.
도 2는 상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시단계를 거친 상온균열 개시 시험재의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함 성장 시험재 연결기구와 시험재가 결합된 상태의 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 고온고압 반응기의 응력결함 성장 시험재 연결기구와 시험재가 결합된 상태의 요부확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 응력결함 성장용 고온고압 반응기의 개략도이다. FIG. 1 is a flowchart of a stress corrosion cracking control method using a high-temperature high-pressure reactor for growing stress defects and a test reconnection mechanism for stress defects in a high-temperature high-pressure reactor according to the present invention.
Fig. 2 is a schematic view of a room temperature crack initiation test material subjected to a stress corrosion crack initiation step through a room temperature defect making method.
FIG. 3 is a schematic view showing a state in which a test defect is combined with a test defect growth reconnection mechanism of a high-temperature high-pressure reactor according to the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view of the stressed defect growth test connection mechanism and the test material of the high-temperature high-pressure reactor shown in FIG.
5 is a schematic view of a high-temperature high-pressure reactor for growing stress defects according to the present invention.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구(이하 '연결기구'라 함) 및 응력결함 성장용 고온고압 반응기(이하 '반응기'라 함)에 관하여 구체적으로 설명하기에 앞서 응력부식균열 제어방법에 관하여 설명하고, 응력부식균열 제어방법에 사용되는 연결기구 및 반응기에 관하여 설명하겠다.
Hereinafter, with reference to the drawings, specific reference will be made to a stress deficiency growth test reconnection mechanism (hereinafter referred to as a 'connection mechanism') and a high temperature and high pressure reactor for stress deficiency growth (hereinafter referred to as a 'reactor') in a high temperature and pressure reactor according to the present invention Before describing, the stress corrosion crack control method will be described, and the connection mechanism and the reactor used in the stress corrosion crack control method will be described.

도 1은 본 발명에 따른 연결기구 및 반응기가 사용된 응력부식균열 제어방법의 순서도이다. 1 is a flow chart of a stress corrosion cracking control method in which a connecting mechanism and a reactor according to the present invention are used.

상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시단계(S1)은 관통튜브, 파이프, 노즐, 전열관 등과 같이 관형상으로 형성된 시험재(10)의 내부에 응력부식균열(11)을 생성하는 단계로 시험재(10)의 예민화단계, 시험재의 국부 면적에 산성용액을 주입하고, 시험재 내부에 가스를 주입하여 내압을 인가하는 단계로 구성되며, 내압을 인가하는 단계에서 응력부식균열(11)이 발생되는 경우 종료한다. Stress corrosion crack initiation step S1 through room temperature defect preparation method is a step of generating stress corrosion crack 11 in a tubular test material 10 such as a through tube, pipe, nozzle, 10), injecting an acidic solution into a local area of the test material, injecting gas into the test material, and applying an internal pressure. In the step of applying the internal pressure, a stress corrosion crack 11 is generated If yes, quit.

이러한 상온결함제작법을 통한 응력부식균열 개시단계(S1)은 상술할 바와 같이 일반적인 기술이므로, 상온결함제작법을 통한 응력부식균열 개시단계(S1)를 구성하는 각 단계들에 관한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 응력부식균열(11)의 발생은 5A의 전류를 결함 부위의 양측에 인가한 뒤 전압이 5nV 내외로 발생 증가되는 경우에 균열이 발생되는 것으로 판단하며 결함의 깊이는 0.1 ~ 0.9 mm 범위에 존재하는 것으로 판단한다. 다만, 이러한 균열의 판단은 인가하는 정전류의 크기, 전약 측정 단자간의 거리, 전압 측정 단자와 시험재의 접촉면적, 결함의 길이 등에 따라 상이하므로, 반복적으로 시험을 하여 관계를 재설정할 수 있다. Since the stress corrosion crack initiation step S1 through the method of producing a room temperature defect is a general technique as described above, the description of each step constituting the stress corrosion crack initiation step S1 through the room temperature defect forming method is omitted . However, the occurrence of stress corrosion cracking (11) is considered to occur when a current of 5 A is applied to both sides of a defective part and then a crack occurs when the voltage is increased to about 5 nV. The depth of the defect is in the range of 0.1 to 0.9 mm . However, the judgment of such cracks can be repeatedly tested and reestablished because it depends on the size of the applied constant current, the distance between the measuring terminals, the contact area between the voltage measuring terminal and the test material, and the length of the defect.

비파괴 검사 신호 취득 단계(S2)는 상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시 단계(S1)를 통하여 응력부식균열(11)이 발생된 시험재(10)를 대상으로 비파괴 검사를 수행하여 검사신호를 취득하는 것으로, 시험재(10)에 형성된 응력부식균열(11)의 길이, 깊이 및 위치와 취득된 검사신호를 비교하여 검사신호와 응력부식균열(11)의 길이, 깊이 및 위치와의 관계를 도출할 수 있다. 이때 수행하는 비파괴 검사는 일반적으로 알려진 검사방법으로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. In the nondestructive test signal acquisition step S2, nondestructive inspection is performed on the test material 10 in which the stress corrosion crack 11 has been generated through the stress corrosion crack initiation step S1 through the room temperature defect creation method, Depth, and position of the stress corrosion crack 11 formed in the test material 10 and the obtained inspection signal to derive the relationship between the inspection signal and the length, depth, and position of the stress corrosion crack 11 can do. The nondestructive inspection performed at this time is a generally known inspection method, and a detailed description thereof will be omitted.

상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시단계를 거친 상온균열 개시 시험재의 개략도인 도 2를 참조하면 상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시단계를 거친 시험재(10)에는 도 2에 도시된 바와 같이 응력부식균열(11)이 발생된다. 도 2에 도시된 시험재(10)의 경우 속이 빈 관형상으로 형성되었으나 시험재는 관통튜브, 파이프, 노즐, 전열관 등 다양한 부품이 시험재로 사용될 수 있으며, 응력부식균열(11)도 세로 방향 외에 가로방향, 세로방향과 가로방향 및 이들 방향의 혼합된 방향 등 다양한 방향으로 형성될 수 있다. As shown in FIG. 2, which is a schematic view of a test piece for initiation of crack initiation through stress corrosion cracking through a fabrication method of room temperature defects, a test material 10 subjected to a stress corrosion crack initiation step through a room temperature defect fabrication method has stress A corrosion crack 11 is generated. Although the test material 10 shown in FIG. 2 is formed into a hollow tube shape, various materials such as a penetrating tube, a pipe, a nozzle, and a heat transfer pipe can be used as a test material. Also, the stress corrosion crack 11 A lateral direction, a longitudinal direction and a lateral direction, and a mixed direction in these directions.

고온결함 제작법을 통한 응력부식균열 성장단계(S3)는 상온결함 제작법을 통하여 시험재(10)에 형성된 응력부식균열(11)을 고온 고압의 모사환경에서 성장시키는 단계로 고온고압 반응기에 시험재(10)를 장착하는 단계, 응력부식균열 성장 및 고온 산화피막 형성단계, 고온 고압 결함 성장 종료단계로 구성되며, 고온결함 제작법을 통한 응력부식균열 성장단계(S3)의 세부 단계들은 연결기구 및 반응기를 설명하고 난 뒤 설명하겠다.
The stress corrosion crack growth step (S3) through the high temperature defect manufacturing method is a step of growing the stress corrosion crack (11) formed in the test material (10) at a high temperature and high pressure simulated environment through a room temperature defect making method. 10), stress corrosion crack growth and high temperature oxidation film formation steps, and high temperature and high pressure defect growth termination steps, and the detailed steps of the stress corrosion crack growth step (S3) through the high temperature defect production method are as follows: I will explain it after I explain it.

도 3은 본 발명에 따른 연결기구와 시험재가 결합된 상태의 개략도이며, 도 4는 도 3에 도시된 연결기구와 시험재가 결합된 상태의 요부확대도이다. FIG. 3 is a schematic view showing a state in which a connection mechanism and a test material according to the present invention are combined, and FIG. 4 is an enlarged view of a state in which the connection mechanism and the test material shown in FIG.

본 발명에 따른 연결기구는 고온고압의 반응기에 관 형상의 시험재(10)를 결합시키는 것으로, 상단과 하단을 연통시키는 관통공(110)이 형성되어 시험재(10)의 상부와 결합되는 연결플러그(100)와, 시험재(10)의 하부와 결합되는 밀봉플러그(200)로 구성된다. The connecting mechanism according to the present invention is characterized in that a tubular test material 10 is bonded to a reactor having a high temperature and a high pressure and a through hole 110 for communicating an upper end and a lower end is formed, A plug 100, and a sealing plug 200 coupled with a lower portion of the test material 10. [

연결플러그(100)는 후술할 반응기의 커버(510, 도 5 참조)에 결합되는 것으로, 시험재(10)의 내부에 히팅부재(517, 도 5 참조)를 삽입하고 모사 냉각수(523, 도 5 참조)를 유입시킬 수 있도록 관통공(110)이 형성된다. 5) is inserted into the test material 10 and the simulated cooling water 523 (see Fig. 5) is inserted into the test plug 10, Through holes 110 are formed so that they can be introduced.

연결플러그(100)는 다양한 재료를 이용하여 형성될 수 있으나, 고온 고압의 환경에서 변형, 부식 등이 발생되지 않도록 순수한 니켈(nickel), 크롬(chromium), 지르코늄(zirconium), 타이타늄(titanium)이나 니켈(nickel), 크롬(chromium), 지르코늄(zirconium), 타이타늄(titanium) 중에서 복수 개를 함유한 합금으로 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 점에서 밀봉플러그(200) 역시 니켈(nickel), 크롬(chromium), 지르코늄(zirconium), 타이타늄(titanium)으로 형성되거나 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.
The connection plug 100 may be formed using various materials but may be formed of pure nickel, chromium, zirconium, titanium, or the like in order to prevent deformation, corrosion, The sealing plug 200 is preferably formed of an alloy containing a plurality of metals such as nickel, chromium, zirconium and titanium. In this regard, the sealing plug 200 is also made of nickel, chromium ), Zirconium, or titanium, or formed of an alloy.

연결플러그(100)의 측면에는 도 3에 도시된 바와 같이 커버(510)에 견고하게 결합될 수 있도록 나사산(103)이 형성되는 것이 바람직하며, 커버(510, 도 5 참조)에는 나사산(103)과 체결되는 나사산이 형성되는 것이 바람직하다. A screw thread 103 is preferably formed on the side surface of the connection plug 100 so as to be firmly coupled to the cover 510 as shown in FIG. It is preferable to form a thread to be fastened to the screw shaft.

아울러, 연결플러그(100)의 측면과 상면의 연접부 에는 도 3에 도시된 바와 같이 경사면(105)을 형성하고, 커버(510)와 연결플러그(100)의 결합시 밀봉이 효과적으로 이루어 질 수 있도록 경사면(105)의 거칠기를 낮게 형성하도록 가공하는 것이 바람직하다.
3, the inclined surface 105 is formed on the side surface and the upper surface of the connection plug 100 so that the sealing can be effectively performed when the cover 510 and the connection plug 100 are coupled to each other. It is preferable to process such that the roughness of the inclined surface 105 is formed to be low.

밀봉플러그(200)는 시험재(10)의 형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있으나 관 형상으로 형성된 시험재(10)의 하부에 결합되는 경우 도 4(a)와 같이 밀봉플러그(200)는 시험재(10)의 단면 중 외면에 대응되는 형상으로 형성되는 베이스부(210)와, 시험재(10)의 단면 중 내면에 대응되는 형상으로 베이스부(210)의 상부에 형성되는 삽입부(220)로 구성되는 것이 바람직하다. The sealing plug 200 may be formed in various shapes according to the shape of the test material 10, but when the test plug 10 is coupled to the lower portion of the test material 10 formed in a tubular shape, A base portion 210 formed in a shape corresponding to the outer surface of the end surface of the test material 10 and an insertion portion formed in the upper portion of the base portion 210 in a shape corresponding to the inner surface of the end surface of the test material 10 220).

즉, 밀봉플러그(200)의 삽입부(220)가 시험재(10)의 내부로 삽입되어 고정될 수 있도록 삽입부(220)를 시험재(10)의 내면의 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. That is, the insertion portion 220 is preferably formed in the shape of the inner surface of the test material 10 so that the insertion portion 220 of the sealing plug 200 can be inserted and fixed into the test material 10.

밀봉플러그(200)와 시험재(10)는 다양한 방법으로 결합을 시킬 수 있으나 고온 고압환경에서 상호 분리되지 않도록 베이스부(210)와 시험재(10)를 상호 용접을 통하여 결합시키는 것이 바람직하다. The sealing plug 200 and the test material 10 may be bonded in various ways, but it is preferable that the base portion 210 and the test material 10 are welded to each other so as not to be separated from each other under a high temperature and high pressure environment.

이때, 베이스부(210)의 상면 가장자리에는 용접시 용재가 안착되도록 단면이 호 형상으로 형성된 라운딩부(213)가 형성되는 것이 더욱 바람직하며, 용접된 부분이 고온 고압 환경하에서 변형, 부식되지 않도록 라운딩부(213)와 연접한 시험재(10)의 하단부와 베이스부(210)의 측면 사이에는 보호층(215)을 형성하는 것이 더욱 바람직하다. At this time, it is more preferable that a rounded portion 213 having a circular arc shape is formed on the upper edge of the base portion 210 so that the welding member is seated on the upper surface of the base 210. In order to prevent the welding portion from being deformed or corroded under high- It is more preferable to form the protective layer 215 between the lower end of the test material 10 connected to the portion 213 and the side surface of the base portion 210.

이러한 보호층(215)은 니켈, 크롬, 지르코늄, 티이타늄 중 적어도 어느 하나를 함유한 합금으로 이루어지는 것이 바람직하며, 전기 도금법(electro plating), 전해 도금법(electrolytic plating), 화학기상증착법(chemical vapor deposition), 물리적 기상 증착법(physical vapor deposition)과 같은 방법을 이용하여 형성된다. The protective layer 215 is preferably made of an alloy containing at least one of nickel, chromium, zirconium and titanium. The protective layer 215 may be formed by an electroplating method, an electrolytic plating method, a chemical vapor deposition method deposition, physical vapor deposition, and the like.

도 4(b)를 참조하면 연결플러그(100)는 시험재(10)의 상단부가 삽입되도록 시험재(10)의 상단부의 형상에 대응하여 형성된 함몰부(120)와, 함몰부(120)의 측면에 형성되어 시험재(10)의 상단부를 감싸는 연장부(130)로 구성되어 시험재(10)의 상단부는 연결플러그(100)의 함몰부(120)에 삽입되어 결합된다.
4 (b), the connection plug 100 includes a depression 120 formed corresponding to the shape of the upper end of the test material 10 so that the upper end of the test material 10 is inserted, The upper end of the test material 10 is inserted into the depressed portion 120 of the connection plug 100 and is coupled to the upper surface of the test plug 10.

시험재(10)와 연결플러그(100)는 다양한 방법으로 결합될 수 있으나, 밀봉플러그(210)와 시험재(10)와 같이 용접을 통하여 결합할 수도 있다. 이때, 도 4(b)와 같이 용재가 안착되는 모서리부(133)가 형성되며, 모서리부(133)에 용재가 안착되면 고온 고압 환경하에서 용접된 부분이 변형, 부식되지 않도록 모서리부(133)와 연접한 연장부(130)의 하부와 시험재(10)의 측면 상부 사이에는 보호층(135) 이 형성되도록 하는 것이 바람직하다. The test assembly 10 and the connection plug 100 may be coupled in various ways, but they may be joined together by welding, such as the sealing plug 210 and the test assembly 10. 4 (b), when the welding material is seated on the corner portion 133, the corner portion 133 is formed to prevent the welded portion from being deformed or corroded under a high temperature and high pressure environment, A protective layer 135 may be formed between the lower portion of the extension 130 and the upper surface of the test material 10.

이때 보호층(135)은 니켈, 크롬, 지르코늄, 티이타늄 중 적어도 어느 하나를 함유한 합금으로 이루어지는 것이 바람직하며, 전기 도금법(electro plating), 전해 도금법(electrolytic plating), 화학기상증착법(chemical vapor deposition), 물리적 기상 증착법(physical vapor deposition)을 이용하여 형성될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
At this time, the protective layer 135 is preferably made of an alloy containing at least one of nickel, chromium, zirconium and thiatanium, and may be formed by electroplating, electrolytic plating, chemical vapor deposition, or physical vapor deposition, as described above.

본 발명에 따른 반응기의 개략도인 도 5를 참조하면 반응기는 연결기구가 하면으로 삽입되어 결합되도록 하면과 상면이 관통된 결합공(513)이 형성된 커버(510)와, 커버(510)가 결합되는 반응조(520)와, 커버(510)의 상부에서 결합공(513)을 통해 삽입되어 결합되는 보조커버(515)로 구성되며, 보조커버(515)에는 연결플러그(100)의 관통공(110)을 통해 연결기구의 내부로 배치되는 히팅부재(517)배치된다. Referring to FIG. 5, which is a schematic view of a reactor according to the present invention, a reactor includes a cover 510 having a coupling hole 513 through which a coupling mechanism is inserted and coupled to a lower surface of the reactor, And the auxiliary cover 515 is inserted through the coupling hole 513 at an upper portion of the cover 510. The auxiliary cover 515 is formed with a through hole 110 of the connection plug 100, A heating member 517 disposed inside the connection mechanism is disposed.

앞에서 간략하게 설명한 바와 같이 연결기구의 연결플러그(110)은 커버(510)에 결합될 수 있도록 커버(510)에는 결합공(513)이 관통형성되며, 커버(510)의 상부에서 하부로 결합공(513)을 통하여 보조커버(515)가 결합된다. 이때 보조커버(515)의 외면에는 나사산이 형성되어 결합공(513)에 나사결합된다.A coupling hole 513 is formed in the cover 510 so that the coupling plug 110 of the coupling mechanism can be coupled to the cover 510 and the coupling hole 513 is formed in the upper portion of the cover 510, And the auxiliary cover 515 is coupled through the opening 513. At this time, a screw thread is formed on the outer surface of the auxiliary cover 515 and screwed to the coupling hole 513.

이러한 보조커버(515)에는 도 5에 도시된 바와 같이 시험재(10)의 내부로 배치되는 히팅부재(517)가 배치되어 히팅부재(517)에 작동시 시험재(10) 내부의 온도를 상승시킬 수 있게 된다.  5, a heating member 517 disposed inside the test material 10 is disposed in the auxiliary cover 515 to raise the temperature inside the test material 10 during operation of the heating member 517 .

또한, 반응조(520)의 내부와 시험재(10)의 내부에는 도 5에 도시된 바와 같이 1차측 모사 냉각수(523)와 2차측 모사 냉각수(524)가 배치되며, 반응조(520)의 외면에는 별도의 히팅부재(도면 미도시)가 배치된다. 이때 사용되는 모사 냉각수(523, 524)는 실시예에 따라 동일한 냉각수를 사용할 수도 있으며, 상이한 냉각수를 사용하여 고온 고압환경하에서 응력부식 균열을 성장시킬 수 있다.
As shown in FIG. 5, primary cooling water 523 and secondary cooling water 524 are disposed inside the reaction tank 520 and inside the test material 10, and on the outer surface of the reaction tank 520, A separate heating member (not shown) is disposed. The simulated cooling water 523, 524 used at this time may use the same cooling water according to the embodiment, and the stress corrosion crack can be grown under a high temperature and high pressure environment by using different cooling water.

예를 들어 원전의 내부의 부품과 관련한 응력부식 균열을 형성하는 경우, 반응조(520)의 내부에는 원전 2차측 모사 냉각수(524)을 채우고, 시험재(10)의 내부에는 원전 1차측 모사 냉각수(523)을 채워 응력부식균열을 성장시킬 수 있다. 이때 원전 1차측 모사 냉각수(523)는 순수한 물, 또는 수산화리튬(LiOH?H2O) 및 붕산(H3BO3) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수용액으로 구성되며, 원전 2차측 모사 냉각수(524)는 순수한 물, 또는 암모니아수(NH4OH), 하이드라진(hydrazine), 에탄올아민(ethanolamine), 몰포린(morpholine) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수용액으로 구성될 수 있으며, 고온 결함 성장을 더욱 가속하기 위해 수산화나트륨(NaOH)을 추가할 수 있다. 시험재(10) 내부의 1차측 모사 냉각수(523)의 온도는 히팅부재(517)를 이용하여 320 ~ 360 ℃로 유지하며, 100 ~ 190 atm의 압력범위에서 평형 증기압을 유지하고, 반응조(520)의 내부의 2차측 모사 냉각수(524)의 온도는 280 ~ 320℃로 유지하고 50 ~ 115 atm의 압력범위에서 평형 증기압을 유지한다. For example, in the case of forming a stress corrosion crack associated with the internal parts of a nuclear power plant, the nuclear reactor secondary cooling water 524 is filled in the reactor 520, and the inside of the nuclear reactor primary cooling water 523) to grow stress corrosion cracks. At this time, the primary cooling water 523 of the nuclear reactor primary side is composed of pure water or an aqueous solution containing at least one of lithium hydroxide (LiOH? H2O) and boric acid (H3BO3), and the nuclear water secondary cooling water 524 is pure water, Or an aqueous solution containing at least one of ammonia water (NH4OH), hydrazine, ethanolamine and morpholine, and sodium hydroxide (NaOH) may be added to accelerate the growth of hot defects Can be added. The temperature of the primary cooling water 523 inside the test material 10 is maintained at 320 to 360 ° C. by using the heating member 517 and the equilibrium vapor pressure is maintained in the pressure range of 100 to 190 atm. ) Maintains the equilibrium vapor pressure at a pressure range of 50 to 115 atm while maintaining the temperature of the secondary-side simulated cooling water 524 in the inside of the reactor at 280 to 320 ° C.

1차측 모사 냉각수(523)와 2차측 모사 냉각수(524) 사이의 압력차이와 온도 차이에 의하여 시험재(10)의 내부 또는 외부 표면에 인장응력이 발생되므로 온도 차이와 압력 차이를 크게 하는 것이 유리할 수도 있으나 2차측 모사 냉각수(524)의 온도가 높을수록 응력부식균열(11)의 성장속도가 증가되므로, 상기 온도 및 압력의 범위 내에서 1차측 모사 냉각수(523)의 온도와 압력이 2차측 모사 냉각수(524) 보다 높은 범위에서 적절하게 조절하며 응력부식균열(11)을 성장시켜야 한다.
It is advantageous to increase the temperature difference and the pressure difference because tensile stress is generated on the inner or outer surface of the test material 10 due to the pressure difference between the primary side simulated cooling water 523 and the secondary side simulated cooling water 524 and the temperature difference The temperature and pressure of the primary cooling water 523 within the range of the temperature and the pressure are higher than the temperature and the pressure of the secondary cooling water 523 within the range of the temperature and the pressure because the growth rate of the stress corrosion crack 11 increases as the temperature of the secondary cooling water 524 increases. The stress corrosion crack 11 must be properly regulated in a range higher than the cooling water 524.

이러한 응력부식균열(11)이 원하는 크기와 깊이로 성장하면, 도 1에 도시된 바와 같이 비파괴 검사 신호 취득 단계(S4)를 통하여 취득된 비파괴 검사신호와 응력부식균열(11)과의 관계를 비교하여 보다 정밀한 데이터를 획득할 수 있다.
When the stress corrosion crack 11 grows to a desired size and depth, the relationship between the nondestructive inspection signal acquired through the non-destructive inspection signal acquisition step S4 and the stress corrosion crack 11 is compared So that more accurate data can be obtained.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed herein are for the purpose of describing rather than limiting the technical spirit of the present invention, and it is apparent that the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

S1 : 상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시단계
S2, S4 : 비파괴 검사 신호 취득단계
S3 : 고온결함 제작법을 통한 응력부식균열 성장단계
10 : 시험재 11 : 응력부식균열
100 : 연결플러그 103 : 나사산
105 : 경사면 110 : 관통공
120 : 함몰부 130 : 연장부
133 : 모서리부
135, 215 : 보호층 200 : 밀봉플러그
210 : 베이스부 213 : 라운딩부
220 : 삽입부 510 : 커버
513 : 결합공 515 : 보조커버
517 : 히팅부재 520 : 반응조
523 : 1차측 모사 냉각수 524 : 2차측 모사 냉각수 S1: Stress corrosion crack initiation step through room temperature defect fabrication method
S2, S4: Nondestructive inspection signal acquisition step
S3: Stress Corrosion Crack Growth Stage through High Temperature Defect Manufacturing
10: Test piece 11: Stress corrosion crack
100: connection plug 103: threaded
105: sloped surface 110: through hole
120: depression 130: extension
133:
135, 215: protection layer 200: sealing plug
210: base portion 213: rounding portion
220: insertion portion 510: cover
513: engaging hole 515: auxiliary cover
517: Heating member 520: Reactor
523: Primary cooling water sample 524: Secondary cooling water sample

Claims (14)

고온고압의 반응기에 관 형상의 시험재(10)를 결합시키는 시험재 연결기구에 있어서,
상단과 하단을 연통시키는 관통공(110)이 형성되어 상기 시험재(10)의 상부와 결합되는 연결플러그(100); 및
상기 시험재(10)의 하부와 결합되는 밀봉플러그(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재 연결기구.
A test material connecting mechanism for connecting a tubular test material (10) to a reactor having a high temperature and a high pressure,
A connection plug 100 formed with a through hole 110 communicating an upper end and a lower end to be coupled with an upper portion of the test material 10; And
And a sealing plug (200) coupled to a lower portion of the test material (10).
제1항에 있어서,
상기 연결플러그(100)와 밀봉플러그(200) 중 어느 적어도 하나는 니켈계 합금, 스테인리스강 합금, 지르코늄 합금 또는 티이타늄 합금 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재 연결기구.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the connecting plug (100) and the sealing plug (200) is made of any one of a nickel-based alloy, a stainless steel alloy, a zirconium alloy and a titanium alloy. Instrument.
제1항에 있어서,
상기 연결플러그(100)의 측면 상부에는 나사산(103)이 형성되고,
상기 연결플러그(100)의 측면과 상면의 연접부에는 경사면(105)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재 연결기구.
The method according to claim 1,
A screw thread 103 is formed on a side surface of the connection plug 100,
And a sloped surface (105) is formed at a connecting portion between the side surface and the upper surface of the connection plug (100).
제1항에 있어서,
상기 밀봉플러그(200)는
상기 시험재(10)의 단면 중 외면에 대응되는 형상으로 형성되는 베이스부(210)와, 상기 시험재(10)의 단면 중 내면에 대응되는 형상으로 상기 베이스부(210)의 상부에 형성되는 삽입부(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재 연결기구.
The method according to claim 1,
The sealing plug 200
A base part 210 formed in a shape corresponding to the outer surface of the end surface of the test material 10 and a base part 210 formed on the base part 210 in a shape corresponding to the inner surface of the end surface of the test material 10 And an inserting portion (220). The stress relief growth test reconnection mechanism of the high-temperature high-pressure reactor.
제4항에 있어서,
상기 베이스부(210)의 상면 가장자리에는 상기 밀봉플러그(200)의 삽입부(220)를 상기 시험재(10)에 삽입시키고 용접을 하는 경우 용재가 안착되는 라운딩부(213) 가 형성되는 것을 특징으로 하며,
상기 라운딩부(213)에 용재가 안착되는 경우, 상기 라운딩부(213)와 연접한 상기 시험재(10)의 하단부와 베이스부(210)의 측면 사이에는 보호층(215)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재 연결기구.
5. The method of claim 4,
A rounded portion 213 is formed on the upper surface of the base 210 to insert the insertion portion 220 of the sealing plug 200 into the test material 10 and weld the welding member. And,
A protective layer 215 is formed between the lower end of the test material 10 connected to the rounding part 213 and the side surface of the base part 210 when the heating material is seated on the rounding part 213 Stress - coupled growth test reconnection mechanism of high - temperature and high - pressure reactor.
제1항에 있어서,
상기 연결플러그(100)는
상기 시험재(10)의 상단부가 삽입되도록 상기 시험재(10)의 상단부의 형상에 대응하여 형성된 함몰부(120)와,
상기 함몰부(120)의 측면에 형성되어 상기 시험재(10)의 상단부를 감싸는 연장부(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재 연결기구.
The method according to claim 1,
The connection plug (100)
A depression 120 formed corresponding to the shape of the upper end of the test material 10 so that the upper end of the test material 10 is inserted,
And an extension (130) formed on a side surface of the depression (120) and surrounding the upper end of the test material (10).
제6항에 있어서,
상기 시험재(10)의 측면 상부와 상기 연장부(130)의 하단부 사이에는 상기 시험재(10)의 상단부를 상기 삽입부(220)에 삽입하여 용접하는 경우 용재가 안착되는 모서리부(133) 가 형성되며, 상기 모서리부(133)에 용재가 안착되는 경우 상기 모서리부(133)와 연접한 상기 연장부(130)의 하부와 시험재(10)의 측면 상부 사이에는 보호층(135)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재(10) 연결기구.
The method according to claim 6,
A corner portion 133 on which the welding material is seated is formed between the upper portion of the side surface of the test material 10 and the lower end portion of the extending portion 130 when the upper end portion of the test material 10 is inserted into the inserting portion 220, And a protective layer 135 is formed between the lower portion of the extension portion 130 connected to the corner portion 133 and the upper side surface of the test material 10 when the molten metal is seated on the corner portion 133 (10) of the high-temperature high-pressure reactor.
제7항에 있어서,
상기 보호층(135, 215)은 니켈, 크롬, 지르코늄, 티이타늄 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재 연결기구.
8. The method of claim 7,
Wherein the protective layer (135, 215) is made of at least one of nickel, chromium, zirconium, and thiatanium.
제8항에 있어서,
상기 보호층(135, 215)은 전기 도금법, 전해 도금법, 화학기상증착법, 물리적 기상 증착법 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 응력결합성장 시험재 연결기구.
9. The method of claim 8,
Wherein the protective layers 135 and 215 are formed using at least one of electroplating, electrolytic plating, chemical vapor deposition, and physical vapor deposition.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 연결기구가 하면으로 삽입되어 결합되도록 하면과 상면이 관통된 결합공(513)이 형성된 커버(510);
상기 커버(510)가 결합되는 반응조(520);
상기 커버(510)의 상부에서 상기 결합공(513)을 통해 삽입되어 결합되는 보조커버(515); 및
상기 보조커버(515)에 결합되어 상기 관통공(110)을 통해 연결기구의 내부로 배치되는 히팅부재(517)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시험재(10)의 응력결합성장용 고온고압 반응기.
A cover (510) having a coupling hole (513) through which an upper surface thereof is inserted when the connection mechanism according to any one of claims 1 to 9 is inserted into a lower surface and coupled thereto.
A reaction tank 520 to which the cover 510 is coupled;
An auxiliary cover 515 which is inserted and coupled through the coupling hole 513 at an upper portion of the cover 510; And
And a heating member (517) coupled to the auxiliary cover (515) and disposed inside the connection mechanism through the through hole (110). The test material (10) .
제10항에 있어서,
상기 반응조(520)의 내부에는 2차측 모사 냉각수(524)가 배치되고, 상기 시험재 (10) 내부에는 1차측 모사 냉각수(523)가 배치되는 것을 특징으로 하는 시험재의 응력결합성장용 고온고압 반응기.
11. The method of claim 10,
Wherein a secondary side simulated cooling water 524 is disposed in the reaction tank 520 and a primary side simulated cooling water 523 is disposed in the test material 10. The high temperature and high pressure reactor for stress- .
시험재의 응력결함을 성장시키는 방법에 있어서,
상온결합 제작법을 통한 응력부식균열을 개시하는 S1단계;
상기 S1단계에서 개시된 응력부식균열을 비파괴 검사를 통하여 검사하는 S2단계;
상기 S1단계에서 응력부식균열이 개시된 시험재를 고온결합 제작법을 이용하여 응력부식균열을 성장시키는 S3단계; 및
상기 S3단계에서 성장된 시험재의 응력부식균열을 비파괴 검사를 통하여 검사하는 S4단계를 포함하고,
상기 S3단계는 시험재의 내부의 온도를 320 ~ 360 ℃로 유지하며, 시험재 외부의 온도를 280 ~ 320℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 시험재 응력결함 성장방법.
A method for growing stress defects in a test assembly,
S1: initiating stress corrosion cracking via room temperature bonding fabrication;
(S2) of inspecting the stress corrosion cracks disclosed in the step S1 through a nondestructive inspection;
A step S3 of growing a stress corrosion crack by a high temperature bonding method on the test material in which stress corrosion cracking is started in step S1; And
And a step S4 of inspecting a stress corrosion crack of the test material grown in the step S3 through a nondestructive inspection,
Wherein the temperature inside the test material is maintained at 320 to 360 ° C and the temperature outside the test material is maintained at 280 to 320 ° C.
제12항에 있어서,
상기 S3단계에서 시험재 내부의 압력은 100 ~ 190 atm의 범위에서 유지하며, 시험재 외부의 압력은 50 ~ 115 atm의 범위에서 유지하는 것을 특징으로 하는 시험재 응력결함 성장방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the pressure in the test material is maintained in the range of 100 to 190 atm in step S3 and the pressure outside the test material is maintained in the range of 50 to 115 atm.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 S3단계에서 시험재 내부는 수산화리튬(LiOH?H2O) 및 붕산(H3BO3) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수용액에 저장되며,
시험재 외부는 암모니아수(NH4OH), 하이드라진(hydrazine), 에탄올아민(ethanolamine), 몰포린(morpholine), 수산화나트륨 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수용액에 저장되는 것을 특징으로 하는 시험재 응력결함 성장방법.


The method according to claim 12 or 13,
In step S3, the test material is stored in an aqueous solution containing at least one of lithium hydroxide (LiOH-H2O) and boric acid (H3BO3)
Wherein the test material is stored in an aqueous solution containing at least one of ammonia water (NH4OH), hydrazine, ethanolamine, morpholine and sodium hydroxide.


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