KR20220104619A - 부식 실험 장치 - Google Patents

부식 실험 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220104619A
KR20220104619A KR1020210083145A KR20210083145A KR20220104619A KR 20220104619 A KR20220104619 A KR 20220104619A KR 1020210083145 A KR1020210083145 A KR 1020210083145A KR 20210083145 A KR20210083145 A KR 20210083145A KR 20220104619 A KR20220104619 A KR 20220104619A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
corrosion test
specimen
test apparatus
disk
Prior art date
Application number
KR1020210083145A
Other languages
English (en)
Inventor
이유호
황일순
최재원
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to PCT/KR2022/000898 priority Critical patent/WO2022154634A1/ko
Publication of KR20220104619A publication Critical patent/KR20220104619A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/002Test chambers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/006Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light of metals
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/04Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/06Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
    • G21C1/08Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being highly pressurised, e.g. boiling water reactor, integral super-heat reactor, pressurised water reactor
    • G21C1/086Pressurised water reactors
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/02Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

본 발명은 부식 실험 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 부식 실험 장치 는 유체가 수용되는 챔버, 시편을 장착시키고 상기 유체 내에 위치하는 디스크 및 상기 디스크를 회전시키는 구동부를 포함하며, 상기 시편은 상기 디스크의 반경 방향으로 배치되어 상기 디스크가 회전할 때 반경 방향으로 연속적으로 변하는 상기 유체의 상대 유속에 따른 부식을 검사하는 것을 특징으로 한다.

Description

부식 실험 장치{CORROSION TEST APPARATUS}
본 발명은 부식 실험 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체의 다양한 유속에 따른 재료의 부식을 실험할 수 있고, 유체의 유속, 유체의 온도, 및 유체 내 산소의 농도를 동시에 제어하며 부식 실험을 수행할 수 있는 부식 실험 장치에 관한 것이다.
세계에서 가장 많이 쓰이는 원자로는 가압경수로(PWR)로서, 가압시킨 물을 이용해 핵연료봉에서 나온 에너지를 흡수하여 터빈으로 전달함으로써 전력을 생산한다.
한편, 액체 금속 냉각 고속로는 물을 냉각재로 쓰는 기존 원자로와는 달리 소듐, 납 혹은 납-비스무트 융용물(LBE, Lead-Bismuth Eutectic)을 냉각재로 사용하는 원자로를 말한다.
상기 고속로는 열중성자로 핵분열 반응을 일으키는 기존 원자로와 달리 고속 중성자로 핵연료를 증식시키는 원자로이다. 천연 상태에서 0.7%밖에 존재하지 않는 우라늄-235(ULSUP235) 만을 핵분열시키는 열중성자와는 달리 고속 중성자는 자연에 99.3% 비율로 존재하는 우라늄-238(ULSUP238)을 플루토늄-239(PLSUP239u)로 바꾸어 연소시킨다. 따라서, 상기 고속로는 적은 연료만을 소비하여 열효율 및 경제성이 높고, 안전성 및 핵 확산 저항성도 높은 특징을 가지는 것으로 알려져 있다. 특히, 냉각재 상실의 위험이 적어 쓰리마일, 후쿠시마 사고와 같은 중대사고가 일어날 확률이 크게 낮다.
나아가, 냉각제로서 납-비스무트 합금을 쓰는 납 냉각 고속로(LFR)는 또 다른 종류의 고속로에 비해 냉각재의 반응성이 매우 적고 끓는점이 높아 화재 및 폭발의 가능성이 현저하게 작다는 장점을 가져 차세대 원자로로서 활발하게 연구가 진행되고 있다.
납 냉각 고속로 외에 가압 경수로의 단점을 보완한 또 다른 차세대 원자로 형태 중 하나는 용융염 원자로(MSR)이다. 용융염 원자로는 물 대신 불소 혹은 염소 화합물의 용융염을 냉각재로 사용하는데, 상기 용융염은 화학적 안정성이 높고 끓는점이 높아 납 냉각 고속로와 마찬가지로 가동과 유지에 있어서 안전하다. 또한 이 원자로에서는 핵연료를 냉각재와 함께 녹여서 연소시킬 수 있는데, 이로 인해 원자로 구조가 단순해지고 연소도가 균일해지며 사용 후 핵연료의 재처리가 용이해 진다는 장점을 가지고 있다.
하지만 상기한 납 냉각 고속로와 용융염 원자로 모두 아직 개발 초기 단계로서 연구가 필요한 분야가 산적해 있다. 특히, 액체 납과 같은 액체 금속, 그리고 용융염은 아직 발전 산업에서 사용된 바가 없어 이들이 구조재 위에서 흐를 때 구조재의 건전성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구가 크게 부족한 상황이다.
이런 차세대 원자로의 개발에 있어 가장 큰 난점 중 하나는 원자로를 구성하는 재료들이 기존 원자로보다 2~3배에 달하는 높은 온도와 방사선 손상을 견뎌내야 한다는 것이다. 예를 들어, 액체 납-비스무트는 접촉한 재료의 철, 니켈등의 성분을 부식시키는 성질을 가지고 있지만, 아직 이들의 유속이 부식에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구는 크게 부족한 상황이다.
기존의 액체 금속, 혹은 용융염에 의한 부식 연구는 주로 풀(pool)형 실험 장치에서 유속이 없는(stagnant) 상태의 납에 시편을 담가 그 결과를 지켜보거나, 펌프가 구비된 룹(loop)을 이용해 액체 금속의 유동을 만들어 실험을 진행한 경우가 대부분이었다.
유속을 만들 수 없는 풀형 장비는 실제 원자로와 같은 환경이라고 보기 어렵고, 룹형 장비는 액체 금속의 유속에 따른 영향을 관찰할 수 있으나 그 규모가 풀형 장비에 비해 너무 커 건설비가 많이 들고, 다양한 유속에 대한 실험 결과를 얻기 위해서는 아주 많은 시간과 비용이 소요되며, 용존 산소 농도와 같은 미세한 변인의 통제가 어렵다는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0041893호
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유체 내에서 회전하는 디스크의 반경 방향으로 시편이 길게 배치되어 반경 위치에 따른 다양한 유속 조건에서의 부식을 동시에 실험할 수 있는 부식 실험 장치를 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 유체가 수용되는 챔버; 시편을 장착시키고 상기 유체 내에 위치하는 디스크; 및 상기 디스크를 회전시키는 구동부를 포함하며, 상기 시편은 상기 디스크의 반경 방향으로 배치되어 상기 디스크가 회전할 때 반경 방향으로 연속적으로 변하는 상기 유체의 상대 유속에 따른 부식을 검사하는 부식 실험 장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 디스크에는 상기 시편이 삽입되도록 반경 방향으로 길게 파여진 시편홀더부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 시편홀더부는 원주 방향으로 복수 개 형성될 수 있다.
여기서, 상기 시편홀더부의 원주 방향 길이는 서로 다를 수 있다.
여기서, 상기 시편은 도그본(dog bone) 형상 또는 튜브(tube) 형상일 수 있다.
여기서, 상기 시편홀더부는 절연 물질로 코팅될 수 있다.
여기서, 상기 챔버를 수용하는 오토클레이브를 더 포함하고, 상기 유체의 온도는 제어될 수 있다.
여기서, 상기 챔버 내 산소의 농도를 제어하는 산소농도제어부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 산소농도제어부는 상기 챔버 내부로 산소농도 제어용 가스를 공급하는 가스공급라인을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 산소농도제어부는 EOP(Electrochemical Oxygen Pumping) 기술을 이용하여 유체와 박막 사이의 전위차를 이용해 산소의 농도를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 유체는 액체 금속 또는 용융염 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 상기 액체 금속은 소듐, 납, 납-비스무트 합금, 납-리튬 합금 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 용융염은 소듐, 칼륨, 마그네슘, 리튬, 베릴륨, 염소, 플루오린 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 핵분열 물질을 함유할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 부식 실험 장치에 따르면 디스크의 반경 방향으로 시편을 배치시켜 회전시킴으로써 반경에 따른 다양한 유속 조건에서의 부식 실험을 동시에 수행할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 밀도나 점성이 매우 높아 펌프를 이용해 유동을 발생시키기 어려운 유체에 대해서도 효과적으로 다양한 유속을 생성하며 부식 실험을 수행할 수 있어서 유체의 종류에 구애 받지 않는다는 장점도 있다.
또한, 시편을 도그본(dog bone) 형태로 제작하여 시편에 대한 별도 가공 가정을 거치지 않고 부식 실험 이후에 기계적 강도 실험을 수행할 수 있다는 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부식 실험 장치의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 디스크의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시편을 도시하는 평면도이다.
도 4은 디스크에 시편이 고정된 상태를 도시하는 도면이다.
실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 부식 실험 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부식 실험 장치의 구성을 도시하는 단면도이고, 도 2는 도 1의 디스크의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 시편을 도시하는 평면도이고, 도 4은 디스크에 시편이 고정된 상태를 도시하는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부식 실험 장치는 챔버(110), 디스크(120) 및 구동부(130)를 포함할 수 있다.
챔버(110)는 유체(P)를 수용한다. 본 발명은 챔버(110) 내에 유체(P)를 수용하고 유체(P)의 유속에 따른 시편(200)의 부식을 실험하는 장치이다. 유체(P)의 유속, 유체(P)의 온도 및 유체(P) 내 산소의 농도가 유체(P)와 접하는 재료의 부식에 가장 큰 영향을 미치는 원인으로 알려져 있는데, 후술하는 바와 같이 본 발명에 따른 부식 실험 장치는 유체(P)의 유속뿐만 아니라 유체(P)의 온도, 유체(P) 내 산소 농도를 동시에 제어하며 부식 실험을 수행할 수 있다.
특히, 본 실시예에서 부식 실험에 사용될 수 있는 유체(P)는 액체 금속 냉각 고속로에 냉각재로 사용되는 액체 금속일 수 있다. 예를 들어, 상기 액체 금속으로 소듐, 납, 납-비스무트 합금, 납-리튬 합금 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 따라서, 부식 실험을 통해 액체 금속의 유속이 원자로의 부식에 미치는 영향을 파악할 수 있다.
또한, 본 발명에서 부식 실험에 사용될 수 있는 유체(P)는 용융염 원자로(MSR)의 냉각재로 사용되는 용융염일 수 있다. 이때, 상기 용융염은 칼륨, 마그네슘, 리튬, 베릴륨, 염소, 플루오린 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 우라늄 또는 플루토늄과 같은 핵분열 물질을 함유할 수 있다.
하지만, 본 발명에 따른 부식 실험 장치에서 사용되는 유체(P)는 상기 액체 금속 또는 융융염에 한정되지 않고, 밀도가 높거나 점성이 커 직접 유동을 발생시키기 어려운 모든 유체(P)를 이용하여 부식 실험을 수행할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 부식 실험 장치는 범용성이 높아서 물, 유기 화합물과 같은 일반적인 유체(P)를 이용한 부식 실험에서도 사용될 수 있다.
액체 금속이 챔버(110)를 부식시켜 장치의 건정성을 저하시키고 실험의 신뢰도를 떨어뜨릴 수 있으므로, 챔버(110)는 알루미나 혹은 알루미나 재질로 코팅된 금속 재질의 도가니(crucible)로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 챔버(110)는 오토클레이브(115) 내에 수용될 수 있다. 오토클레이브(115)의 가열수단(1151)에 의해 챔버(110) 내 수용된 액체 금속의 온도를 200℃ 이상의 고온으로 가열시킬 수 있으며, 적정 온도로 온도를 제어할 수 있다. 또한, 상기 유체(P)의 온도를 측정하는 온도 센서(150)가 포함될 수 있다.
도시되어 있지 않지만, 상기 챔버(110)와 오토클레이브(115)는 상단부가 별도 덮개로 분리 형성되어 내부에 챔버(110) 내부에 유체(P)를 수용한 이후에 밀폐되도록 하여 외부의 공기 또는 수분 등이 유입되는 것을 차단한다.
또한, 액체 금속에 의한 금속 재료의 부식은 액체 금속 내부에 녹아 있는 산소 농도가 큰 영향을 미치므로, 챔버(110) 내 산소의 농도를 제어하는 산소농도제어부가 형성될 수 있다.
산소농도제어부는 챔버(110) 내부로 산소농도 제어용 가스를 공급하는 가스공급라인(140)일 수 있다. 산소농도 제어용 가스의 일 예로 수소 가스가 사용될 수 있다. 가스공급라인(140)에 형성된 조절 밸브(142)를 통해 챔버(110) 내부에 공급되는 수소는 챔버(110) 내 유체(P)에 포함된 산소와 반응하여 유체(P)에 녹아 있는 산소의 양을 제어할 수 있다.
또는, EOP(Electrochemical Oxygen Pumping) 기술을 이용하여 유체(P)에 포함된 용존 산소의 양을 제어할 수 있다. EOP 방법은 액체 LBE(lead-bismuth eutectic)에 녹아 있는 산소 농도 제어 또는 고순도 산소 제조를 위해 적용된 기술로, 타겟 매질(예를 들어, LBE)과 박막 사이의 전위차를 이용해 매질 내 용존된 산소의 양을 제어하는 기술이다. 논문, "Control of dissolved oxygen in liquid LBE by electrochemical oxygen pumping, J.Lim", (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400514009575)에는 산소 센서와 EOP를 연동시켜 매질 내 녹아 있는 산소 농도를 목표치와 거의 일치하게 제어하는 기술 내용을 개시하고 있는 바, EOP 기술에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이때, 가스공급라인(140)을 통해 챔버(110)로 수소 가스를 공급할 때 아르곤과 같은 비활성 기체와 혼합하여 공급하는 것이 바람직하다. 고온 고압의 환경에서 수소가 폭발 반응을 일으킬 수 있기 때문이다.
또한, 챔버(110) 내에는 Bi/Bi2O3 전극으로 구성된 산소 센서(160)가 구비되어 액체 금속에 녹아 있는 산소의 농도를 측정할 수 있다.
디스크(120)는 원형의 원판으로 형성될 수 있으며 시편(200)을 장착시키고 구동부(130)에 의해 유체(P) 내에서 회전한다. 따라서, 본 발명에서는 펌프 등을 이용하여 유체(P)에 직접전인 유동을 형성하는 것이 아니라 유체(P) 내에서 디스크(120)를 회전시킴으로써 시편(200)에 대한 상대적인 유동을 형성하여 유체(P)의 유속에 따른 부식 실험을 수행한다.
유체(P)가 밀도가 높거나 점성이 클 경우 유체(P)에 직접적인 유동을 일으켜 유의미한 수준의 유속을 얻는데 아주 높은 에너지가 요구된다. 하지만, 본 발명에서와 같이 시편(200)이 고정되는 디스크(120)를 회전시켜 상대적인 유동을 일으킴으로써 액체 금속과 같이 유체(P)의 밀도가 높거나 점성이 클 경우에도 유속에 따른 부식 실험을 수행할 수가 있다.
본 발명에서는 디스크(120)의 반경 방향으로 시편(200)이 길게 배치된다. 디스크(120)가 회전할 때 같은 각속도로 회전을 하더라도 반경 방향 위치에 따라서 원주 방향 속도가 빨라지게 되어, 반경 방향 위치에 따라서 시편에 미치는 유속의 영향이 달라지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 시편(200)을 반경 방향으로 길게 배치시켜 반경 방향으로 서로 다른 상대 유속에 의한 마모 실험을 연속적으로 수행할 수가 있다. 즉, 단일 시편(200)이 위치에 따라 연속적으로 다른 유속에 노출됨에 따라서, 다양한 유속에 대한 마모 실험을 한번에 수행할 수가 있다. 원자로 재료 연구는 한 번의 실험에서 수천 내지 만 시간 정도 소요되나, 본 발명에 따른 마모 실험 장치는 다양한 유속에 대한 마모 실험을 한꺼번에 수행할 수 있어서 실험 시간을 획기적으로 줄일 수가 있다.
도 2에 도시되어 있는 것과 같이 디스크(120)에는 반경 방향으로 길게 파여진 시편홀더부(122)가 형성될 수 있다. 따라서, 반경 방향으로 긴 시편(200)이 시편홀더부(122)에 삽입되어 고정된다.
시편홀더부(122)의 반경 방향 양쪽 바깥부위에는 나사가 삽입되는 나사홀(124)이 형성된다. 따라서, 도 4에 도시되어 있는 것과 같이 시편홀더부(122)에 시편(200)을 삽입한 후에 시편홀더부(122)에 근접하는 위치의 나사홀(124)에 나사(125)를 삽입시켜 나사 머리에 의해 시편(200)을 지지하도록 하여 시편(200)을 디스크(120)에 고정시킬 수 있다.
이때, 도시되어 있는 것과 같이 시편홀더부(122)는 원주 방향으로 복수 개 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 복수의 시편(200)에 대해 부식 실험을 수행할 수 있다.
또한, 시편홀더부(122)의 원주 방향 길이는 서로 달라, 서로 다른 크기의 시편(200)을 디스크(120)에 고정시켜 한꺼번에 부식 실험을 수행할 수 있다.
도면에서는 디스크(120)의 반경 방향으로 길게 형성된 시편홀더부(122)만 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 접선 방향으로 길게 형성된 시편홀더부도 함께 형성될 수도 있다. 즉, 디스크(120)의 반경 방향으로 길게 형성된 시편홀더부(122) 뿐만 아니라 이외 다른 방향 또는 다른 크기 또는 다른 형상의 시편홀더부도 함께 형성되어 동시에 부식 실험을 수행할 수 있다.
도 3에 도시되어 있는 것과 같이 본 발명에서 시편(200)은 도그본 형상의 판형으로 일 방향으로 길게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 시편홀더부(122)의 형상도 도그본의 형상에 따라 형성될 수 있다. 시편(200)의 형상은 이에 한정되지 않고 내부에 중공이 형성된 긴 튜브 형태로 형성될 수도 있다.
시편(200)이 일 방향으로 긴 도그본 형상을 가짐에 따라서 본 발명에 따른 부식 실험 장치를 이용하여 유체(P)에 이한 부식 실험을 수행한 이후에, 시편(200)에 대하여 별도의 가공 공정 없이 즉각적으로 시편(200)의 기계적 강도 실험(예를 들어, 인장 강도 실험)을 수행할 수 있다.
시편(200)과 시편홀더부(122) 및 시편(200)을 고정시키는 나사는 같은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 서로 다른 재질로 형성하는 경우 부식 실험 과정에서 전기적 포텐셜이 발생하여 부식에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 같은 재질로의 제작이 어려운 경우 시편홀더부(122)를 절연 물질로 코팅해서 시편(200)으로의 전기화학적 영향을 차단하는 것이 바람직하다. 이 경우, 서로 다른 재질의 시편(200)에 대해서 부식 실험을 수행할 때 전기적 포텐셜에 의한 영향을 차단시킬 수 있다.
구동부(130)는 챔버(110) 내 디스크(120)를 회전시킨다. 구동부(130)는 디스크(120)의 중앙에 결합되어 챔버(110) 바깥으로 연장되는 구동축(132) 및 챔버(110) 바깥에서 상기 구동축(132)을 회전시키는 모터(134)를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(180)는 온도 센서(150)로부터 챔버(110) 내부의 유체(P) 온도를 입력 받고 산소 센서(160)로부터 유체(P) 내 산소 농도를 입력 받으며, 모터(134)의 회전 속도 제어를 통한 유체(P)의 상대 속도 제어, 오토클레이브(115)의 가열수단(1151)의 제어를 통한 유체(P)의 온도 제어, 및 가스공급라인(140)에 형성된 조절 밸브(142)의 개폐 제어로 챔버(110) 내부로 공급되는 수소 가스의 양 제어를 통한 유체(P) 내 산소 농도의 제어를 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 부식 실험 장치는 부식에 가장 큰 영향을 미치는 요인으로 알려진 유체(P)의 속도, 유체(P)의 온도 및 유체(P) 내 산소의 농도를 동시에 제어하며 부식 실험을 수행할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110: 챔버
115: 오토클레이브
1151: 가열수단
120: 디스크
122: 시편홀더부
124: 나사홀
125: 나사
130: 구동부
132: 구동축
134: 모터
140: 가스공급라인
142: 조절 밸브
150: 온도 센서
160: 산소 센서
180: 제어부
200: 시편
P: 유체

Claims (13)

  1. 유체가 수용되는 챔버;
    시편을 장착시키고 상기 유체 내에 위치하는 디스크; 및
    상기 디스크를 회전시키는 구동부를 포함하며,
    상기 시편은 상기 디스크의 반경 방향으로 배치되어 상기 디스크가 회전할 때 반경 방향으로 연속적으로 변하는 상기 유체의 상대 유속에 따른 부식을 검사하는 부식 실험 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스크에는 상기 시편이 삽입되도록 반경 방향으로 길게 파여진 시편홀더부가 형성되는 부식 실험 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시편홀더부는 원주 방향으로 복수 개 형성되는 부식 실험 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시편홀더부의 원주 방향 길이는 서로 다른 부식 실험 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시편은 도그본(dog bone) 형상 또는 튜브 (tube) 형상인 부식 실험 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 시편홀더부는 절연 물질로 코팅되는 부식 실험 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버를 수용하는 오토클레이브를 더 포함하고,
    상기 유체의 온도는 제어되는 부식 실험 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 내 산소의 농도를 제어하는 산소농도제어부를 더 포함하는 부식 실험 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 산소농도제어부는 상기 챔버 내부로 산소농도 제어용 가스를 공급하는 가스공급라인을 포함하는 부식 실험 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 산소농도제어부는 EOP(Electrochemical Oxygen Pumping) 기술을 이용하여 유체와 박막 사이의 전위차를 이용해 산소의 농도를 제어하는 부식 실험 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 액체 금속 또는 용융염 중 어느 하나인 부식 실험 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 액체 금속은 소듐, 납, 납-비스무트, 납-리튬 합금 중 어느 하나인 부식 실험 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 용융염은 소듐, 칼륨, 마그네슘, 리튬, 베릴륨, 염소, 플루오린 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 핵분열 물질을 함유하는 부식 실험 장치.
KR1020210083145A 2021-01-18 2021-06-25 부식 실험 장치 KR20220104619A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2022/000898 WO2022154634A1 (ko) 2021-01-18 2022-01-18 부식 실험 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20210006668 2021-01-18
KR1020210006668 2021-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220104619A true KR20220104619A (ko) 2022-07-26

Family

ID=82609819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210083145A KR20220104619A (ko) 2021-01-18 2021-06-25 부식 실험 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220104619A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200041893A (ko) 2017-08-18 2020-04-22 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 고압/고온 동적 다상 부식-침식 시뮬레이터

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200041893A (ko) 2017-08-18 2020-04-22 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 고압/고온 동적 다상 부식-침식 시뮬레이터

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Redox potential control in molten salt systems for corrosion mitigation
Nouduru et al. Nodular corrosion of zirconium alloys in gaseous environment containing different contaminants
KR20220104619A (ko) 부식 실험 장치
WO2022154634A1 (ko) 부식 실험 장치
KR101966625B1 (ko) 금속연료심 제조용 양단면 개방형 몰드튜브 내면코팅 방법 및 장치
Laurie et al. New temperature monitoring devices for high-temperature irradiation experiments in the High Flux Reactor Petten
Del Giacco Investigation of fretting wear of cladding materials in liquid lead
Butuzov THE INVESTIGATION OF PHASE TRANSFORMATIONS AT SUPERHIGH PRESSURES
CA2932546C (en) Method for inner-contour passivation of steel surfaces of a nuclear reactor
Stuckert et al. Results of metallographic analysis of the QUENCH-20 bundle with B4C absorber
Greenslade et al. FFTF as an irradiation test bed for fusion materials and components
Woolum et al. Fabrication and Assembly of the First Accident Tolerant Fuel Concept for TREAT Testing
Hayes et al. Irradiations for Advanced Reactors
Martin et al. Insights into prospective fusion reactor cooling systems from fission reactor cooling circuits
CN114609184A (zh) 放射性材料高温蒸汽氧化试验装置及其使用方法
Yan et al. Characterization of local hydride re-orientation in high burn-up PWR fuel rods induced by high pressure at high temperatures
Taguchi et al. Electrochemical Measurement of Radio-Activated Metal Under High Temperature Condition
Steinbrück et al. lessons learned from the QUENCH program at FZK
Korol'kov et al. Experience in operating the BOR-60 reactor
O'Keefe FFTF EXAMINATION FACILITY ATMOSPHERE IMPURITY CONTROL REQUIREMENTS (A REVIEW OF EXISTING INFORMATION).
CN113744900A (zh) 一种熔盐堆及其运行方法
Shoudy Jr et al. Fermi Materials Experience
Bhoje A review of the Indian fast reactor programme
Gregoire et al. 3.2 DEFECTED FUEL TESTWG
Seoa et al. Effects of B4C control rod degradation under severe accident

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application