• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.185-196
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• 1996

이 연구의 목적은 원자력발전소 페라이트 배관에 존재하는 원주방향 표면균열을 평가하는데 사용되는 ASME Code Z-Factor를 수정하는데 있다. ASME Code Z-Factor는 소성하중을 탄소성하중으로 보정하는 하중 보정 계수로서, 현재 사용되는 ASME Code Z-Factor는 최대하중을 과소평가하는 문제점이 있다. 이 연구에서는 먼저 기존의 SC. TNP방법이 수정되었으며, 그 이유는 기존의 SC. TNP 방법으로 예측된 최대허용하중이 실험에서 측정된 방법보다 약간 큰 결과를 주는 문제가 있기 때문이다. 이 수정된 SC. TNP 방법을 사용하여 페라이트 배관에 대한 새로운 Z-Factor를 개발하였다. 수정된 SC. TNP 방법의 타당성 과 새로 개발된 Z-Factor의 타당성을 원주방향 표면균열을 갖는 배관에 대한 실험 결과를 통해 조사하였다. 평 가결과는 수정된 SC. TNP 방법은 페라이트 및 오스테나이트 배관의 원주 방향 표면균열의 거동을 잘 예측할 수 있음을 보여 주며, 또한 수정된 SC. TNP 방법으로 구한 새로운 Z-Factor는 페라이트 배관에 존재하는 원주방향 표면균열의 거동을 잘 예측할 수 있음을 보여준다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.296-301
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• 1996

이 연구의 목적은 원주방향 균열을 가진 페라이틱 배관의 파괴거동을 실험적으로 평가하는데 있다. 한계하중방법, SC.TNP 방법, R6방법, 그리고 ASME Code방법과 같은 여러 파괴거동 평가 방법의 타당성이 PWR 운전조건(압력:15.5MPa, 온도:228$^{\circ}C$)하에서의 직경 16인치의 대규모 배관파괴실험을 통해 조사된다. 모사지진하중, 단일주파수 사인함수하중, 정하중과 같은 여러 가지 형태의 하중이 배관의 하중지지능력에 미치는 영향이 조사된다. 또한 엘보우부위와 직관부의 영향과 표면균열 및 관통균일의 영향 등도 함께 조사된다. 결과는 다음과 같다. (1) 표면균열을 가진 배관의 파괴거동은 한계하중방법과 SC.TNP 방법에 의해 잘 예측할 수 있다. 반면 관통균열의 경우는 한계하중방법에 의해 잘 예측된다. (2) 모사지진하중하에서는 단일주파수 사인함수하중이나 정하중 하에서 보다 하중지지능력이 크게 예측된다. (3) 엘보우부위와 직관부, 관통균열과 표면균열 사이에 파괴거동에 대한 큰 차이는 없다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권6호
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• pp.455-463
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• 1998

경수로형 원자로 제어봉집합체(rod cluster control assembly)의 제어봉선단 봉단마개 부위에 발생할 수 있는 원주방향균열을 검출하기 위한 다중표면 와전류탐촉자를 설계하였으며, 이를 MIZ-30 주파수발생장치에 연 결하여 원주방향균열을 검출하고 원주방향길이를 측정 할 수 있는 와전류검사기술을 개발하였다. $8{\times}1$ 다중표면 와전류탐촉자는 원주방향으로 발생할 수 있는 균열 검사에 적합하도록 탐촉자 내부 원주방향으로 8개 표면코일을 일정간격으로 배치하고 코일 후방에 스프링을 설치하여 주사시 코일 머리부분이 표면에 밀착되므로서 코일과 피복관표면 사이의 lift-off 발생이 최소가 되도록 설계하였다. LCR-meter 및 HP-VEE 프로그램을 사용하여 코일의 전기적 특성을 평가하였으며, 탐촉자의 균열검출 특성은 Miz-30과 Eddynet 프로그램을 사용하여 평가하였다. 교정 standard와 시험편은 $14{\times}14$형 제어봉피복관(SS-304, 외경 : 10.95mm, 두께 : 0.48mm)을 사용하여 축방향과 원주방향으로 깊이와 길이를 달리하여 여러가지 균열성 EDM노치 (폭 0.2mm, 관두께의 15, 25, 40, 50, 60%깊이)를 가공하였으며, 이를 이용하여 탐촉자의 균열검출 및 크기측정 특성을 평가한 결과 제어봉 튜브표면에 발생한 원주균열의 검출 가능 최소길이는 3.5mm이고, 깊이는 ${\pm}5.31%$ RMS 오차 이내로 측정 할 수 있었다. 또한, 제어봉선단 봉단마개 부위에 발생할 수 있는 마모, 스크레치, 축 및 원주방향균열 신호는 신호의 위상과 신호형상을 분석하므로서 구분이 가능하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권3호
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• pp.269-273
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• 2015

일차수응력부식균열 개시 모델과 거시적 현상학적인 손상역학 접근론에 기반한 유한요소 손상해석을 수행하여 Alloy 600TT 로 제작된 원전 증기발생기 전열관에 발생하는 일렬 원주방향 표면 일차수응력부식균열의 성장에 미치는 균열 간격의 영향을 고찰하였다. 기존 연구 결과와의 비교를 통해 손상해석 방법의 타당성을 검증하였다. 검증된 방법을 일렬 원주방향 표면 일차수응력부식균열에 적용하였다. 적용한 결과, 단일 균열에 비하여 일렬 균열의 경우 보다 빠른 합체시간과 관통시간을 보이며 균열 간격이 증가할수록 합체시간과 관통시간은 증가함을 확인하였다. 또한 일정 간격이상으로 두 균열이 떨어지면 합체 이전에 관통될 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1772-1777
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• 2007

This paper provides plastic limit loads of pipes with constant-depth, circumferential part-through surface cracks under combined pressure and bending. A key issue is to postulate discontinuous hoop stress distributions in the net-section. Validity of the proposed limit load solutions is checked against the results from three-dimensional (3-D) finite element (FE) limit analyses using elastic-perfectly plastic material behavior.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권1호
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• pp.131-138
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• 2002

This paper provides the fully plastic J solutions for circumferential cracked pipes with inner, semi- elliptical surface cracks, subject to internal pressure and global bending. Solutions are given in the form of two different approaches, the GEF/EPRl approach and the reference stress approach. For the GE/EPRl approach, the plastic influence functions for fully plastic J are tabulated based on extensive 3-D FE calculations using the Ramberg-Osgood (R-O) materials, covering a wide range of pipe and crack geometries. The developed GEf/EPRl-type fully plastic J estimation equations are then re-formulated using the concept of the reference stress approach for wider applications. Based on the FE results, optimized reference load solutions for the definition of the reference stress are found for internal pressure and for global bending. Advantages of the reference stress based approach over the GE/EPRl-type approach are fully discussed. Validation of the proposed reference stress based J estimation equations will be given in Part II, based on 3-D elastic-plastic or elastic creep FE results using typical tensile properties of stainless steels and generalized creep- deformation behaviours.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권1호
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• pp.139-146
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• 2002

This paper provides validations of the reference stress based J and $C^{*}$ estimations, proposed in Part I, for inner, circumferential surface cracked pipes under internal pressure and global bending against detailed 3-D elastic-plastic and elastic-creep FE results. For this purpose, actual tensile properties of two typical stainless steels (TP304 and TP316) are used for elastic-plastic FE analyses and two realistic creep laws are used for elastic-creep FE analyses. For a total of twenty cases considered in this paper, agreements between the proposed reference stress based J and $C^{*}$ estimations and the FE results are excellent. More important aspect of the proposed estimations is that they can be used to estimate J and $C^{*}$ not only at the deepest point of the surface crack but also at an arbitrary point along the crack front.front.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.310-315
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• 2001

This paper provides validations of the reference stress based J and $C^*$ estimations, proposed in Part I, for inner, circumferential surface cracked pipes under internal pressure and global bending against detailed 3-D elastic-plastic and elastic-creep FE results. For this purpose, actual tensile properties of two typical stainless steels (TP304 and TP316) are used for elastic-plastic FE analyses and two realistic creep laws are used for elastic-creep FE analyses. For a total of twenty cases considered in this paper, agreements between the proposed reference stress based J and $C^*$ estimations and the FE results are excellent. More important aspect of the proposed estimations is that they can be used to estimate J and $C^*$ not only at the deepest point of the surface crack but also at an arbitrary point along the crack front.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권11호
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• pp.1207-1214
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• 2014

균열이 존재하는 구조물의 균열 선단에서 과도한 소성 상태에 도달하게 되면 파괴역학 매개변수에 의하여 예측되는 균열 선단의 응력장이 실제와는 매우 다르게 나타난다. 구조물의 크기와 형상 그리고 하중의 형태에 따라 균열 선단의 응력장이 유일하지 않다. 이는 균열 선단의 구속 효과가 단일 매개변수 파괴역학으로 표현 될 수 없기 때문이다. 따라서 전통적으로 사용되었던 K, J를 이용한 단일 매개변수 파괴역학을 보완하기 위하여 다양한 시도가 있었고, 대표적으로 Q-응력이 있다. 본 논문에서는 Q-응력을 이용하여 원주방향으로 완전히 발달한 표면 균열이 있을 경우의 균열 선단의 구속 효과를 확인하였다. 고려된 하중은 일차하중으로 축 방향 인장하중과 반경방향 열구배에 의한 이차하중의 복합하중이다. 이차하중이 일차하중보다 구속효과가 더 심하며 기계하중보다 열하중이 뒤에 가해지는 열충격조건에서 구속효과가 더 심하게 나타남을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권5호
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• pp.453-460
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• 2015

후쿠시마 원전 사고 이후로 원자력 발전 플랜트의 배관 시스템에 가해지는 비틀림 하중의 영향에 대한 연구가 여러 연구자들에 의해서 수행되었다. 발전 플랜트의 원주방향 균열을 포함한 배관은 정상운전 조건이나 갑자기 발생한 사고에 의해서 굽힘과 비틀림과 같은 하중을 받을 수 있다. ASME 코드에서는 균열 배관의 구조건전성 확보를 위해서 한계하중 기법을 사용해서 완전소성 파단에 대한 결함평가를 제공한다. 최근 개정된 코드에 따르면, 복합하중은 막응력과 굽힘 응력만을 포함하고 있다. 실제로 운전 환경에서 비틀림 하중이 가해질 수 있음에도 불구하고, 비틀림 하중을 평가하는 방법론에 대해서는 언급하지 않았다. 본 논문에서는 한계하중 분석을 기반으로 원주방향 균열 존재하는 배관에 단순 굽힘과 단순 비틀림, 인장을 포함한 굽힘 비틀림 복합하중이 가해질 경우에 대한 유한요소해석 결과를 포함하고 있다. 전단면 완전항복 기준을 만족하는 한계하중 이론해를 제안하고 유한요소해석을 통해서 이를 검증하였다.