• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제53권2호
• /
• pp.572-582
• /
• 2021

This study investigated the creep and creep crack growth (CCG) behavior of the base metal (BM), weld metal (WM), and heat affected zone (HAZ) in a Gr. 91 weldment, which was made by a shield metal arc weld process. A series of tensile, creep, and CCG tests were performed for the BM, WM, and HAZ at 550 ℃. Creep behavior of the BM, WM, and HAZ was analyzed in terms of various creep laws; Norton's power-law, Monkman-Grant relation and damage tolerance factor (λ), and their constants were determined. In addition, each CCGR law for the BM, WM, and HAZ was proposed and compared in terms of a C^*-fracture parameter. The WM and HAZ revealed faster creep rate, lower rupture ductility, and faster CCGRs than the BM, but they showed a similar behavior in the creep and CCG. The CCGRs obtained in the present study exhibited a marginal difference when compared with those of RCC-MRx of currently elevated design code in France. A creep crack path in the HAZ plane progressed towards a weak fine-grained HAZ adjacent to the BM.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권1호
• /
• pp.27-35
• /
• 2015

본 연구에서는 피로 하중 및 크리프 하중을 받는 Mod.9Cr-1Mo (ASME Grade 91)강 시편에 대한 일련의 실험결과로부터 재료물성치인 고온 균열진전 모델을 개발하였다. 이 균열진전 모델은 크리프-피로하중을 받는 균열체의 결함평가에 사용되는 물성치이다. 한국원자력연구원이 수행한 일련의 피로 균열진전(FCG) 속도 실험 및 크리프 균열진전(CCG) 속도 실험 결과로부터 균열진전 모델을 결정하고, 이를 프랑스의 고온 설계 기술기준인 RCC-MRx 와 비교함으로써 설계 물성치의 보수성에 대해 검토하였다. RCC-MRx 는 FCG 모델 및 CCG 모델을 Section III Tome 6 에서 제공하고 있는데, 실험으로부터 결정한 균열진전 모델과 비교한 결과 RCC-MRx 의 FCG 모델은 보수적인 것으로 나타난 반면 CCG 모델은 비보수적인 것으로 나타나 동 물성치에 대한 검증이 필요한 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서는 기계적 강도 및 크리프 시험결과에 대해서도 RCC-MRx 의 물성치와 비교 및 분석하였다.

• 대한금속재료학회지
• /
• 제47권5호
• /
• pp.283-289
• /
• 2009

This paper dealt with a statistical analysis for evaluating the creep crack growth rate (CCGR) for Modified 9Cr-1Mo (ASTM Grade 91) steel. The CCGR data was obtained by the creep crack growth (CCG) tests conducted under various applied loads at $600^{\circ}C$. To obtain logically the B and q values used in the CCGR equation, three methods such as the least square fitting method (LSFM), the mean value method (MVM) and the probabilistic distribution method (PDM) were adopted and their CCGR lines were compared, respectively. In addition, a number of random variables were generated by using the Monte Carlo simulation (MCS), and the CCGR lines were predicted probabilistically. It was found that both the B and q coefficients followed a 2-parameter Weibull distribution well. In the case of the ranges of 10-90% for the probability variables, P(B, q), the CCGR lines were predicted. Fractographic study was conducted from the specimen after the CCG tests.

• 한국안전학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.28-34
• /
• 2006

A procedure of estimating failure probability is demonstrated for a pressurized pipe of CrMo steel used at $538^{\circ}C$. Probabilistic fracture mechanics were employed considering variations of pressure loading, material properties and geometry. Probability density functions of major material variables were determined by statistical analyses of implemented data obtained by previous experiments. Distributions of the major variables were reflected in Monte Carlo simulation and failure probability as a function of operating time was determined. The creep crack growth life assessed by conventional deterministic approach was shown to be conservative compared with those obtained by probabilistic one. Sensitivity analysis for each input variable was also conducted to understand the most influencing variables to the residual life analysis. Internal pressure, creep crack growth coefficient and creep coefficient were more sensitive to failure probability than other variables.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권12호
• /
• pp.1257-1263
• /
• 2015

제 4 세대 원자로의 고온 구조재료로 사되는 Grade 91 강의 크리프 균열성장 거동에 대한 천이영역과 정상상태영역에서의 상관 관계를 조사하였다. 이를 위해 $600^{\circ}C$의 동일한 온도 및 동일한 하중조건에서 1/2" CT 시편을 사하여 크리프 균열성장 시험 데이터를 얻었다. 크리프 균열성장 속도식은 $C^*$-파괴매개변수를 사하여 천이영역과 정상상태영역에서의 평가 식을 각각 도출하였다. $C^*$와 da/dt 의 관계에서 천이영역의 크리프 균열성장 속도는 시험 데이터의 산포가 크지만 정상상태영역의 크리프 균열성장 속도와 비슷한 기울기로서 상관성이 있었으며 천이영역 균열성장속도는 정상상태 균열성장속도에 비해 약 5.6 배 낮았다. 본 결과를 이하면 짧은 시간의 천이영역 균열성장속도로부터 장시간의 시험으로 얻을 수 있는 정상상태 균열성장속도를 예측할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권3호
• /
• pp.251-257
• /
• 2011

본 연구는 차세대 원자로의 후보 재료인 수정 9Cr-1Mo 강에 대한 크리프 균열 성장률 법칙, da/dt=B$(C^*)^q$의 파라메터 B와 q에 대한 통계적 성질에 대하여 취급하였다. 본 해석에 이용된 크리프 균열 성장 데이터는 $600^{\circ}C$의 일정 온도에서 5000N의 동일 하중하의 1/2 CT 시험편에 대하여 크리프 균열 성장 실험을 수행하였다. 크리프 균열 성장 거동은 크리프 균열 성장률 da/dt 와 파괴역학 파라메터 $C^*$와의 실험적 관계식으로부터 통계적으로 해석하였다. 각각의 시험편에 대한 파라메터 B와 q는 최소자승법에 의하여 결정하였다. B와 q에 대한 확률분포함수를 정규분포, 대수정규분포 그리고 와이블분포에 대하여 조사하였다. 본 연구에 의하면, B와 q의 확률분포함수는 대수정규분포와 와이블분포에 비교적 잘 따름을 알았다. 또한 이들 사이에는 강한 양의 선형적인 상관이 있음을 알았다.