• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권6호
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• pp.712-718
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• 2015

Cast duplex stainless steels are susceptible to thermal aging during long-term service at temperatures ranging from $280^{\circ}C$ to $450^{\circ}C$. To analyze the effect of thermal aging on leak-before-break (LBB) behavior, three-dimensional finite element analysis models were built for circumferentially cracked pipes. Based on the elasticeplastic fracture mechanics theory, the detectable leakage crack length calculation and J-integral stability assessment diagram approach were carried out under different bending moments. The LBB curves and LBB assessment diagrams for unaged and thermally aged pipes were constructed. The results show that the detectable leakage crack length for thermally aged pipes increases with increasing bending moments, whereas the critical crack length decreases. The ligament instability line and critical crack length line for thermally aged pipes move downward and to the left, respectively, and unsafe LBB assessment results will be produced if thermal aging is not considered. If the applied bending moment is increased, the degree of safety decreases in the LBB assessment.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.70-76
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• 2013

Several finite element models for the leak-before-break (LBB) assessment of overlay dissimilar metal weldment were constructed and analyzed to develop a simple finite element modeling method. The J-integral, crack opening displacement (COD) and J-integral distribution along the crack front in thickness direction due to the applied moment were obtained from the analysis results of the constructed finite element models, and studied compared to the previous literatures. It is concluded that the modeling with base material only is simple and produces a slightly conservative results compared to the complex modeling composed with weld metal and base metal in the calculation of J-integrals and COD values which are used for the calculation of fracture toughness and postulated leakage crack length respectively.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권7호
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• pp.645-652
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• 2015

본 논문은 이전 연구에서 제시한 여러 가지 Ramberg-Osgood 상수 결정법을 비교하여 파단전 누설평가에 사용되기 가장 적합한 상수 결정법을 선정하였다. 비교에 사용한 재료는 운전온도인 $316^{\circ}C$에서 실험한 SA312 TP316 과 SA508 Gr.1a 이다. 상수 결정법을 선정하기 위해 실제 응력-변형률 데이터를 모두 이용하는 증분 소성 이론과 Ramberg-Osgood 상수를 이용하는 변형 소성이론을 유한요소 해석에 적용하여 계산한 J 적분과 균열 열림 변위를 비교하였다. 비교 결과에서 증분 소성 이론 결과와 가장 잘 일치하는 상수 결정법을 최종적으로 파단전 누설 평가에 적합한 방법으로 선정하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권2호
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• pp.204-214
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• 1993

본 논문은 원자력발전소의 배관설계에 파단전 누설(leak-before-break : LBB) 개념이 적용됨에 따라 새롭게 해석대상이 된 분기관파단에 의한 노심지지배럴의 쉘응답을 계산한 것이다. 앞으로 직경 10인치 이상의 고에너지 배관에 대해 LBB 개념이 적용될 것으로 예상되는 바, 이 경우 LBB 적용대상에서 제외되는 유일한 1차측 배관인 3인치 가압기 분무관의 파단을 가정하였고 이때 노심 지지배럴에 가해지는 쉘응답을 구하였다. 이들 응답을 직경 10인치 이상인 배관파단시의 응답과 비교한 결과 앞으로 직경 10인치 이상의 배관에 대해 LBB 개념이 적용될 경우 배관파단에 대한 노심지지배럴의 쉘응답은 무시할 수 있음을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.725-730
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• 2010

부정정계 배관의 두께 관통 후 파단전누설 거동과 균열개구변위는 정정계 배관과 비교하여 연구 하였다. 부정정 배관은 균열 발생으로 인한 최대 강도의 감소가 비교적 적었다. 부정정 배관계의 파단 전누설 거동은 정정계 배관보다 더 안전 하였다. 균열개구변위는 미관통균열을 가지는 배관에서 균열 관통 후 평가하기 위하여 제안된 소성힌지를 사용하여 평가하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.10-20
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• 2001

The leak before break(LBB) concept is difficult to apply to a structure with a thin tube that is immersed in a water environment. A heat exchanger in a nuclear power plant is such a structure. The present paper addresses an application of the LBB concept to a heat exchanger in a nuclear power plant. The minimum leaked coolant amount(approximately 37.9 liters) containing the radioactive material which can activate the radiation detector device installed in near the heat exchanger is assumed. A postulated initial flaw size that can not grow to a critical flaw size within the time period to activate the radiation detector is justified. In this case, the radiation detector can activate the warning signal caused by coolant leakage from initially postulated flaws of the heat exchanger. The nuclear plant can safely shutdown when this occurs. Since the postulated initial flaw size can not grow to the critical flaw size, the structural integrity of the heat exchanger is not impeded. Particularly the informational scenario presented in this paper discusses an actual nuclear plant.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.35-46
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• 2020

In this paper, a fracture mechanics evaluation system which can be used to assess the leak-before-break (LBB) of nuclear piping is developed. Existing solutions for calculating the fracture mechanics parameters (J-integral and crack opening displacement) required for LBB evaluation were firstly presented. Then a module for calculating J-integral and COD was developed, with an additional module for predicting the critical load based on the crack driving force diagram to finally develop a fracture mechanics evaluation system. To confirm the validity of the proposed evaluation system, finite element (FE) analysis was performed, and the FE J-integral and COD results were compared with prediction results using the J-integral and COD estimations program. Furthermore, the critical load assessment module was verified by comparing the actual pipe test results (Battelle test data) with prediction results using the proposed program.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.1446-1450
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• 1992

본 연구에서는 윤, H. Okamura는 주어진 초기크랙으로부터 관통이전의 한계크 랙까지의 수명을 간단히 평가하는 수법을 제안했으며 또한, 파괴역학적 제인자의 수명 에 미치는 영향을 평가했다. 본 논문은 이러한 연구들의 연장으로서 상기 남등의 응 력 확대 계수 평가식을 이용하여 파단수명의 예측수법을 확립하고 파단수명에 미치는 파괴역학적 제인자의 영향을 밝히는데 그 목적을 두고 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권6호
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• pp.1862-1871
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• 1996

The puopose of this paper is sto modify the current LBB criteria. The validity of current LBB criteria and current standard LBB analysis mehtod are evaluated using linear elastic fracture mechanics and elastic-plastic fracture mechanics. The results of evaluation demonstrate that the current LBB driteria are very conservative and some level of margins already exist in the standard LBB analysis method. Thus, the margin on load .root. and margin on crack size 2 can be eliminated to extend LBB application for the samller diameter pipe.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권9호
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• pp.821-826
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• 2016

원자력 배관 설계에는 파단전 누설(leak before break, LBB) 개념이 사용되고 있다. LBB 개념의 적용을 위해서는 관통균열을 통한 누설률을 정확하게 예측할 수 있어야 한다. 단면적이 일정한 관통균열에 대한 누설률 해석은 많이 이루어지고 있으나 실제 관찰되는 관통균열에서는 배관 내면 쪽과 외면 쪽의 단면적이 다른 경우가 많이 발생된다. 따라서 본 논문에서는 유동경로를 따라 선형적으로 변화하는 단면적을 가진 관통균열에 대하여 누설률을 평가하여 단면적의 분포가 누설률에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 클래딩 등에 의하여 두께 방향으로 이중 재료로 된 배관에 존재하는 관통균열에 대해서도 누설률을 평가하여 유동경로를 따라 달라지는 균열면 형태학적 변수가 누설률에 미치는 영향을 살펴보았다.