• Corrosion Science and Technology
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• 제18권1호
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• pp.33-38
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• 2019

Alloy 600/182 with excellent mechanical/chemical properties have been utilized for nuclear power plants. Although both alloys are known to have superior corrosion resistance, stress corrosion cracking failure has been an issue in primary water environment of nuclear power plants. Therefore, primary water stress corrosion crack (PWSCC) growth rate tests were conducted to investigate crack growth properties of Alloy 600/182. To investigate PWSCC growth rate, test facilities including water chemistry loop, autoclave, and loading system were constructed. In PWSCC crack growth rate tests, half compact-tension specimens were manufactured. These specimens were then placed inside of the autoclave connected to the loop to provide primary water environment. Tested conditions were set at temperature of $360^{\circ}C$ and pressure of 20MPa. Real time crack growth rates of specimens inside the autoclave were measured by Direct Current potential drop (DCPD) method. To confirm inter-granular (IG) crack as a characteristic of PWSCC, fracture surfaces of tested specimens were observed by SEM. Finally, crack growth rate was derived in a specific stress intensity factor (K) range and similarity with overseas database was identified.

• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.235-244
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• 2006

한국원자력연구소 내에서 시추된 화강암 코어시료를 대상으로 1550회의 반복하중을 가할 때 미세균열의 발달 정도를 미소파괴음(AE)을 이용하여 연구하였다. 반복하중 조건에서 미소파괴음은 반복횟수에 따라 두 가지 type의 발생 특성을 보였다. 첫 번째 type은 반복횟수가 적었을 때 나타나는 특성으로 낮은 에너지와 분산된 주파수가 특징이며, 두 번째 type은 반복횟수가 많았을 때 나타나는 특성으로 높은 에너지와 일정한 주파수가 특징적이다. Type 1은 시료내의 공극이나 미세균열이 닫히거나 성장하는 과정에서 발생하는 미소파괴음의 특성을 나타내는 반면에, type 2는 하중을 가할 때에는 미세균열이 전단되거나 닫혔다가 하중이 제거될 때에는 전단으로부터 회복하거나 미세균열이 열리면서 발생하는 미소파괴음의 특성으로 판단된다. 또한 반복횟수 50, 150, 350, 750, 1550회 때 탄성파(P파) 속도와 Felicity 비를 측정하였다. 측정결과 탄성파속도는 반복횟수가 증가하여도 변화가 없었으나 Felicity 비의 경우 반복횟수가 증가함에 따라 점점 감소하여 시료가 반복하중에 의해 손상을 받고 있음을 지시하였다. 따라서 암석의 손상정도를 판단하는데 있어서 미소파괴음 측정을 통한 Felicity 비가 탄성파속도보다 더 효과적으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제11권3호
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• pp.315-325
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• 2001

암석 내 응력에 의한 손상 진행과정을 관찰하고, 손상 정도에 따른 투수특성에 파악하기 위한 일련의 실내시험을 실시하였다. 백악기 중립질 화강암으로 제작한 암석공시체는 일축압축시험을 통해 압축강도의 65∼95% 범위의 손상응력(damage stress)를 받았으며, 이 공시체의 손상상태를 측정하고자 탄성파 속도시험을 실시했다. 또한, 손상된 공시체에 대한 실내 투수시험을 통해 손상정도에 따른 투수성의 변화를 관찰하였다. 시험결과에 따르면, 암석 손상은 일축압축강도의 80%에 해당하는 응력이 가해질 때부터 암석 전체에 걸쳐 전반적으로 발달하고, 이에 따라 탄성파 속도가 감소한다. 80%수준 이상의 손상응력을 받은 암석공시체들은 0.6이상의 균열밀도를 나타내며, 균열의 연장과 상호연결성이 좋은 것으로 관찰되었다. 또한, 이 공시체들은 균열밀도 0.6미만의 공시체들보다 상대적으로 높은 투수계수를 보였다. 이상의 내용을 통해 본 연구에 사용된 암석 공시체들은 주로 압축강도의 80% 이상의 응력단계에서부터 공시체 전반에 걸쳐 본격적인 손상이 진행되어 다수의 균열이 발생하고, 이들이 성장함에 따라 균열 상호간의 연결도가 높아져 비교적 원활한 물의 유동경로가 확보되므로 높은 투수계수를 갖는 것으로 생각할 수 있다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.233-244
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• 2017

주입액의 점성도와 응력상태에 따른 균열전파 특성을 분석하기 위해 실험실 규모의 수압파쇄시험을 실시하였다. 시험에 사용된 시료는 시멘트 몰탈을 사용하여 제작되었으며, 각 변의 길이가 20 cm인 정육면체 형태이다. 제작된 시료는 최대강도를 갖기 위해 수중에서 약 1달간 양생과정을 거쳤다. 독립적인 가압시스템을 가지고 있는 진삼축압축장치로 시료에 압력을 가하여, 실제의 지반에서 작용하는 원위치응력 상태를 재현하였다. 시추 환경 재현을 위해 시료에 소형 시추공을 천공한 후, 일정한 주입속도로 수압파쇄시험을 실시하였다. 수압파쇄시험 과정에서 시추공에 주입된 유체의 압력을 실시간으로 측정하였으며, 동시에 미소파괴음(AE) 신호를 측정하였다. 수압파쇄시험의 모든 과정이 끝난 후 생성된 균열의 형태를 육안으로 관찰하였다. 일차파쇄압력은 주입액의 점성도 증가에 따라 지수형태를 보이며 증가하였다. 수압파쇄시험으로 인해 생성된 균열의 형태는 최대주응력과 최소주응력의 차이인 편차응력의 크기에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 낮은 편차응력의 조건에서는 단일의 균열이 아닌 다중 균열이 생성되거나, 균열 성장과정에서 방향이 휘어지는 경향을 보였고, 이에 반해 높은 편차응력의 조건에서 생성된 균열은 단일 면상의 균열이 발생하였다. AE 분석에서도 편차응력이 클수록 미세균열이 단일 면상으로 집중되어 발생되는 경향을 보였다. 이러한 연구결과는 수압파쇄 방법을 이용한 암반파쇄에서 편차응력이 클 때보다 작을 때 더 복잡한 균열이 발생된다는 것을 보여준다. 따라서 셰일가스를 개발할 때 생산량을 높이기 위해서는 복잡한 균열을 발생시킬 수 있는 편차응력이 작은 조건에서 수압파쇄가 적용되는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.751-758
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• 2017

항공기 터빈 디스크에 사용될 수 있는 니켈기 초내열 분말야금 합금의 피로균열진전 거동이 실제운전 환경을 고려하여 상온 및 $650^{\circ}C$에서 연구되었다. ASTM E647에서 제시하는 직류전위차법을 이용하여 실시간으로 균열의 진전을 측정하였다. 또한 피로균열진전 시험은 응력비 0.1과 0.5의 두가지 조건에서 수행되었다. 시험결과들은 응력비와 온도 조건 모두 피로균열진전 거동에 영향이 있음을 보여주었으며, 응력비와 온도가 증가함에 따라, 니켈기 초내열 분말 야금 합금의 피로균열성장 속도는 증가하게 관찰되었다. 본 연구에서 사용된 니켈기 초내열 분말 야금 합금은 현재 개발 중인 소재로써 보다 정량적인 시험결과의 분석을 위해, 본 연구의 피로균열진전 시험결과와 기존에 연구된 Inconel-100 소재의 피로균열진전거동에 대한 상호 비교분석이 수행되었다. 피로균열진전 파단면의 분석은 SEM 촬영을 통하여 수행하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제9권1호
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• pp.106-117
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• 1992

In this study, the propagation behaviour and the closure phenomena of physically small surface cracks were investigated by the techinque of the Kikukawa-unloading elastic compliance method using a back face strain gage. The surface cracks initiated and propagated from notched specimens under constant amplitude bending load. The crack shape (aspect ratio) with approximately semi-circular at the early stage was changed to semi-elliptical as the cracks grew larger. The crack depth (a) could be expressed uniquenly by the crack length (c). The dependence of the crack propagation rate on the stress ratio R was strongly related in the lower ${\Delta}K$ range. The deceleration of the surface crack propagation rate was prominent in lower R during the crack length was small. When the propagation rate was rearranged with the effective stress intensity factor range ${\Delta}$K_{eff} the dependence of the crack propagation rate on the stress ratio R was found to be diminshed. These were caused by the crack closure phenomena that was most prominent at the lower propagation rate. The mechanism of crack closure phenomena was dominated by the plasticity-induced mechanism.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.583-590
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• 2016

본 논문은 강형식 기반의 MLS 차분법에 Rayleigh 감쇠효과를 적용한 동적균열진전 해석기법을 제시한다. Rayleigh 감쇠 효과가 반영된 동적 평형방정식과 구성방정식을 도출하고, MLS 미분근사식을 이용하여 지배방정식들을 이산화하였다. 평형방정식뿐만 아니라 구성방정식에서도 감쇠효과를 적절하게 고려하여 기존의 무요소 강정식화 기법에서 고려하지 못했던 비례감쇠 알고리즘을 구현하였다. 시간관련 항을 포함한 동적 평형방정식은 중앙차분법(central difference method)을 이용하여 시간적분 하였고, 속도에 대한 차분식을 lagging시켜 이산화 방정식을 간소화시켰다. 균열의 기하학적 특성은 표면력 '0'인 자연경계 조건을 균열면에 놓인 절점들에 부과하여 묘사하였으며, 균열성장으로 인해 해석단계마다 변하는 절점의 생성 및 이동 효과를 계방정식 구성에 반영하였다. 단일균열과 다중균열을 갖는 수치예제를 통해서 제안된 수치기법의 정확성을 검증하였으며, 비례감쇠 효과의 고려가 동적균열진전 해석결과에 미치는 영향을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권10호
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• pp.1626-1635
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• 1997

It is important to ensure the reliability of the first localized reactor vessel steel. To satisfy with this purpose, a study on the impact/hardness, low cycle fatigue(LCF), crack growth rate(da/dN) and fracture toughness( ) of base material(BM) and weld metal(WM) were performed under room temperature air and corrosion conditions. A summary of the results is as folows : (1) Charpy impact absorbed energy of BM was the highest value, heat affected zoon(HAZ) and the lowest, WM. The hardness of BM was similar to HAZ. (2) Coefficients of Manson equation using the monotonic tensile test data were obtained for the present material. (3) The effects of stress ratio and ambient (120.deg. C and NaCl) condition on da/dN were investigated, da/dN with NaCl condition expressed the highest value. (4) The results of Charpy V-notch impact test had good correlation with $K_{IC}$ characteristics and the lowest curve of $K_{IC}$ for BM was derived, more researches about WM and HAZ are required hereafter.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권2호
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• pp.226-233
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• 1995

CANDU 원자로에서 심각하게 대두되는 압력관 파손을 방지하기 위해 압력관의 두께를 증가시키는 방안이 연구되었다. 본 연구에서는 압력관 두께변화가 Zr-2.5Nb 압력관의 응력, 수소농도 및 수소지연파괴에 미치는 영향에 대해 연구를 수행하였다. 압력관 두께가 현재의 4.2 mm에서 5.2 mm로 증가할 경우에 압력관이 받는 응력과 발전소 가동중에 누적되는 중수소 흡수량은 19% 줄어드는 것으로 나타났으며, 압력관에 균열이 발생할 경우 발전소 냉각동안에 일어나는 균열 성장은 상당히 감소한다. 수소지연파괴는 압력관이 받는 응력과 누적되는 수소량에 비해 지배되는데 이와 같은 결과로부터 두꺼운 압력관은 수소지연파괴 관점에서 상당한 이점이 있는 것으로 평가되었다. 그러나 압력관 두께 증가는 수소지연파괴의 성장속도를 가속할수도 있으므로 앞으로 연구할 사항이다.

• 터널과지하공간
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• 제14권5호
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• pp.363-372
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• 2004

구마모토 안산암을 대상으로 이중 비틀림(DT) 시험을 통해 유도 홈의 단면 형상이 암석의 응력부식지수에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 정변위속도법에서 변위속도가 증가할수록 균열성장속도는 증가하지만 파괴인성계수는 평균 2.07 MN/m$^{3}$2/로 거의 일정하였다. 정변위법을 통하여 유도 홈의 형상이 사각형, 원형, 삼각형인 시험편을 이용하여 얻은 응력부식지수는 각각 평균 37, 36, 38로 홈의 형상에 관계없이 거의 일정한 값을 보이지만 표준편차는 삼각형 홈에서 가장 크게 나타났다. 암석의 DT시험은 중앙부에 유도 홈이 있는 시험편을 이용하는 것이 효과적이지만 광물의 평균입경 이상의 폭을 가진 사각형 단면의 홈을 이용하는 것이 가장 적절하다.