기술내용
원전 1, 2차계통 부품/기기의 최대 현안중 하나는 Ni계 합금 및 스테인리스강 재료에서 발생하는 응력부식균열이다. 응력부식균열의 경우, 균열이 일단 개시된 후 전파속도는 매우 빠르므로, 균열의 개시시간을 인지하는 것이 매우 중요하다. 이러한 목적으로 응력부식균열 발생에 의한 전기화학적 노이즈(EN) 신호를 검출함과 동시에, 직류전류전압강하(DCPD) 신호를 검출하여, 시간영역/주파수영역에서 정밀 분석하여 균열의 개시와 성장을 통계적으로 구분하는 원천 기술을 개발하였다.
그림 1. EN-DCPD 실험장비 및 1차측 수화학 모사설비 사진.
그림 2. EN 데이터 파워스펙트럼-주파수 관계 분석 및 확률론적 분석
적용분야
응력부식균열을 포함한 다양한 부식기구의 속도를 정밀하게 측정함으로써, 이들 부식현상에 영향을 미치는 인자들에 대한 실험실적 데이터 생산 및 정량적인 비교 분석에 적용할 수 있다. 특히 재료 표면에서 나노에서 마이크로 크기의 전기화학반응을 직접 모니터링할 수 있으므로, 향후 실제 원전의 주요 부품/기기 중에서 균열 예상되거나 민감한 부위에 전기화학센서를 설치함으로서 균열 발생의 탐지와 진단에 활용할 수 있다.
적용사례
현재 상기 EN-DCPD 기술을 적용하여, EPRI에서 주관하는 국제공동연구의 일환으로, 원전 1차측 주요 재료인 Alloy 690/52/152 용접부의 응력부식균열 개시/전파속도 데이터베이스 구축에 참여하고 있다. 이러한 실험 데이터는 향후 EPRI MRP 보고서에 수록될 예정이다.