Since pipes with wall-thinning defects can collapse at fluid pressure that are lower than expected, the collapse moment of wall-thinned pipes should be determined accurately for the safety of nuclear power plants. Wall-thinning defects, which are mostly found in pipe bends and elbows, are mainly caused by flow-accelerated corrosion. This lowers the failure pressure, load-carrying capacity, deformation ability, and fatigue resistance of pipe bends and elbows. This paper offers a support vector regression (SVR) model further enhanced with a fuzzy algorithm for calculation of the collapse moment and for evaluating the integrity of wall-thinned piping systems. The fuzzy support vector regression (FSVR) model is applied to numerical data obtained from finite element analyses of piping systems with wall-thinning defects. In this paper, three FSVR models are developed, respectively, for three data sets divided into extrados, intrados, and crown defects corresponding to three different defect locations. It is known that FSVR models are sufficiently accurate for an integrity evaluation of piping systems from laser or ultrasonic measurements of wall-thinning defects.
Kim, Ju Hyun;Yoo, Kwae Hwan;Na, Man Gyun;Kim, Jin Weon;Kim, Kyeong Suk
Nuclear Engineering and Technology
/
v.46
no.2
/
pp.225-234
/
2014
Wall-thinned defects caused by accelerated corrosion due to fluid flow in the inner pipe appear in many structures of the secondary systems in nuclear power plants (NPPs) and are a major factor in degrading the integrity of pipes. Wall-thinned defects need to be managed not only when the NPP is under maintenance but also when the NPP is in normal operation. To this end, a test technique was developed in this study to detect such wall-thinned defects based on the temperature difference on the surface of a hot pipe using infrared (IR) thermography and a cooling device. Finite element analysis (FEA) was conducted to examine the tendency and experimental conditions for the cooling experiment. Based on the FEA results, the equipment was configured before the cooling experiment was conducted. The IR camera was then used to detect defects in the inner pipe of the pipe specimen that had artificially induced defects. The IR thermography developed in this study is expected to help resolve the issues related to the limitations of non-destructive inspection techniques that are currently conducted for NPP secondary systems and is expected to be very useful on the NPPs site.
The pipe bends and elbows in nuclear power plants (NPPs) are vulnerable to degradation mechanisms and can cause wall-thinning defects. As it is difficult to detect both the defects generated inside the wall-thinned pipes and the preliminary signs, the wall-thinning defects should be accurately estimated to maintain the integrity of NPPs. This paper proposes a deep fuzzy neural network (DFNN) method and estimates the collapse moment of wall-thinned pipe bends and elbows. The proposed model has a simplified structure in which the fuzzy neural network module is repeatedly connected, and it is optimized using the least squares method and genetic algorithm. Numerical data obtained through simulations on the pipe bends and elbows with extrados, intrados, and crown defects were applied to the DFNN model to estimate the collapse moment. The acquired databases were divided into training, optimization, and test datasets and used to train and verify the estimation model. Consequently, the relative root mean square (RMS) errors of the estimated collapse moment at all the defect locations were within 0.25% for the test data. Such a low RMS error indicates that the DFNN model is accurate in estimating the collapse moment for wall-thinned pipe bends and elbows.
Byunyoung Chung ;Jonghwan Kim ;Daesic Jang;Sunjin Kim;Youngchul Choi
Nuclear Engineering and Technology
/
v.55
no.3
/
pp.947-957
/
2023
Curved cylindrical structures such as elbows have a non-uniform thickness distribution due to their fabrication process, and as a result have a number of complex mode shapes, including circumferential and axial nodal patterns. In nuclear power plants, material degradation is induced in pipes by flow accelerated erosion and corrosion, causing the wall thickness of carbon steel elbows to gradually thin. The corresponding frequencies of each mode shape vary according to the wall thinning state. Therefore, the thinning state can be estimated by monitoring the varying modal characteristics of the elbow. This study investigated the varying modal characteristics of artificially thinned carbon steel elbows for each thinning state using numerical simulation and experimental methods (MRIT, Multiple Reference Impact Test). The natural frequencies of specified mode shapes were extracted, and results confirmed they linearly decreased with increasing thinning. In addition, by comparing single FRF (Frequency Response Function) data with the results of MRIT, a concise and cost effective thinning estimation method was suggested.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.36
no.3
/
pp.313-318
/
2012
In CANDU, feeder pipes supply heavy water to pressure tube and steam generator. Under service conditions, Flow-Accelerated Corrosion (FAC) produces local wall-thinning in the feeder pipes. The wall-thinning in these pipes affects the integrity of the piping system, as verified in previous research. This paper provides limit loads for wallthinned feeder pipes with $45^{\circ}$ and $60^{\circ}$ bend angles, and proposes an equation that predicts the limit loads for wallthinned feeder pipes with arbitrary bend angles. On the basis of finite element limit analyses, limit loads are obtained for wall-thinned feeder pipes under in-plane bending and internal pressure. There are two cases of in-plane bending: the in-plane closing direction and the in-plane opening direction. The material is considered the effect of the large deformation, so an elastic-perfectly-plastic material is assumed in the calculations.
Kim, Min Kyu;Jeon, Jun Hyeok;Choi, Jae Boong;Kim, Moon Ki
Nuclear Engineering and Technology
/
v.52
no.9
/
pp.2092-2099
/
2020
Many damages due to flow-accelerated corrosion and cracking have been observed during recent in-service inspections of nuclear power plants. To determine the operability or repair for damaged pipes, an integrity evaluation related to the damaged piping system should be performed by using already proven code and standards. One of them, the ASME Code Case is most popularly used to integrity assessment in nuclear power plants. However, the recent version of CC N-513 still recommends the simplified method which means a damaged elbow is assumed as an equivalent straight pipe. In addition, to enhance the accuracy integrity assessment in elbow, several previous studies recommend that the SIF and elastic COD values for an elbow with relatively large crack could be predicted by an interpolation technique. However, those estimates for elbow with relatively large crack might be derived to inaccurate results for crack growth analysis, such as for the allowable crack size and life estimation. Therefore, in this paper, the effect of crack length (0.3≤θ1/π≤0.5) on SIF and elastic COD for elbow is systematically investigated. Then, for large crack in elbow, accurate estimates for SIF and elastic COD, which are widely used to assess the integrity of elbows, are proposed. Those proposed solutions are expected to be the technical basis for revisions of CC N-513-4 through the validation.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
/
v.11
no.8
/
pp.3112-3118
/
2010
The pH control agent in PWRs, to insure the integrity of steam generator, was changed from ammonia to ethanolamine(ETA) which decreased pH at condensate system and low pressure feedwater heater drain system, so that several amines were investigated for the selection of the optimum amine. There was no single alternative amine to meet the optimum condition. The more volatile ammonia provides the higher pH in condensate, while the less volatile ETA increases the pH in wet steam area. Thus, the combined amine of ammonia and ETA is able to equally raise the pH in both region so that the flow accelerated corrosion be reduced in the every system of the secondary side and the integrity of steam generator be also improved in pressurized water reactors (PWRs).
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
/
1999.07a
/
pp.216-216
/
1999
The usage of a stationary plasma thruster (SPT) ion source, invented previously for space application in Russia, in experiments with surface modifications and film deposition systems is reported here. Plasma in the SPT is formed and accelerated in electric discharge taking place in the crossed axial electric and radial magnetic fields. Brief description of the construction of specific model of SPT used in the experiments is presented. With gas flow rate 39ml/min, ion current distributions at several distances from the source are obtained. These was equal to 1~3 mA/$\textrm{cm}^2$ within an ion beam ejection angle of $\pm$20$^{\circ}$with discharge voltage 160V for Ar as a working gas. Such an extremely high ion current density allows us to obtain the Ti metal films with deposition rate of $\AA$/sec by sputtering of Ti target. It is shown a possibility of using of reactive gases in SPT (O2 and N2) along with high purity inert gases used for cathode to prevent the latter contamination. It is shown the SPT can be operated at the discharge and accelerating boltages up to 600V. The results of presented experiments show high promises of the SPT in sputtering and surface modification systems for deposition of oxide thin films on Si or polymer substrates for semiconductor devices, optical coatings and metal corrosion barrier layers. Also, we have been tried to establish in application of the modeling expertise gained in electric and ionic propulsion to permit numerical simulation of additional processing systems. In this mechanism, it will be compared with conventional DC sputtering for film microstructure, chemical composition and crystallographic considerations.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.34
no.9
/
pp.1293-1298
/
2010
In most power plants, wall thinning in carbon-steel pipes due to flow-accelerated corrosion is one of the major aging phenomena, and it reduces the load-carrying capacity of the piping system. Various types of wall-thinning defects were manufactured in real-scale elbows, and monotonic in-plane bending tests were performed under internal pressure to evaluate the failure behavior of the elbows. In this paper, the behavior of elastic and plastic limit leads of locally thinned elbows in a real-scale failure test is presented. The loads determined on the basis of TES (twice elastic slope) were considered to be the limit loads of locally thinned elbows so that the integrity of the thinned elbows could be maintained, even when a small amount of plastic deformation might have occurred.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
/
v.35
no.10
/
pp.1097-1103
/
2011
Liquid droplet impingement erosion (LDIE) is caused by the impact of high-velocity droplets entrained in steam or air on metal. The degradation caused by the LDIE has been experienced in steam turbine internals and high-velocity airplane components (particularly canopies). Recently, LDIE has also been observed in the pipelines of nuclear plants. LDIE among the pipelines occurs when two-phase steam experiences a high pressure drop (e.g., across an orifice in a line to the condenser). In 2011, a nuclear power plant in Korea experienced a steam leak caused by LDIE in a pipe through which a two-phase fluid was flowing. This paper describes a study on the design change of a pipe affected by LDIE in order to mitigate the damage. The design change has been reviewed in terms of fluid dynamics by using the FLUENT code.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.