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원전 보조계통 열교환기 튜브 와전류검사자 자격인증체계 개발
박병호(Byong-Ho Park),김덕진(Deok-Jin Kim),김창수(Chang-Soo Kim),정남두(Nam-Du Jung) 한국비파괴검사학회 2021 한국비파괴검사학회지 Vol.41 No.5
원전 보조계통 열교환기는 비-안전 등급 기기로 분류되지만 튜브의 열화로 인해 출력 감소 및 불시 정지를 유발할 수 있는 중요 기기로서, 열교환기 튜브의 건전성을 평가하기 위해 보빈코일 기법의 와전류검사를 적용한 비파괴검사를 수행한다. 따라서, 원전 운영자는 와전류검사 신호평가자가 튜브 열화를 정확히 탐지하여 인적오류가 발생하지 않도록 하기 위한 다양한 노력을 하고 있다. 이러한 일환으로 한수원 중앙연구원은 국내원전 보조계통 열교환기 와전류검사 신호평가자 자격인증체계(BOPH-A)를 개발하여 운영하고 있다. 금번에 개발한 자격인증체계는 가동중 및 폐기된 열교환기에서 발생한 결함 데이터를 바탕으로 결함의 발생 위치 및 메커니즘으로 특성화하여 데이터베이스를 구축하였으며, 특정유형 열화를 해석하는 평가자의 기반 지식과 데이터 평가 기술을 CBT 기반으로 검증한다. BOPH-A 개발 후 약 2년 반 동안의 시행 결과를 바탕으로 자격인증체계의 유효성과 적정성을 검토하였다. Balance of plant (BOP) heat exchangers in nuclear power plants are classified as non-safety class components, but these can cause a decrease in output and an unanticipated shutdown as a result of tube degradation. Eddy current testing (ECT) with the bobbin coil technique is used to evaluate the integrity of heat exchanger tubing. Therefore, utilities are making various efforts to prevent human errors in accurately detecting tube degradation by ECT signal analysts. To address this, KHNP-CRI has developed and operated a performance demonstration system for ECT analysts of BOP heat exchangers in Korean nuclear power plants. This performance demonstration system a database built by characterizing the location and damage mechanism based on defect data derived from in-service and retired heat exchangers. It also validates analyst"s knowledge base and data evaluation skill in interpreting specific types of damage mechanisms using a computer base test. The adequacy and validity of the system were reviewed from the results of a qualification test performed for two and a half years.
열교환기 U-bend 튜브의 곡관부위에서 Dent와 원주방향 내경노치가 복합된 와전류신호 특성분석
박병호(Byong-Ho Park),김창수(Chang-Soo Kim) 한국비파괴검사학회 2020 한국비파괴검사학회지 Vol.40 No.2
열교환기에서 U-bend 튜브를 제작하기 위한 굽힘 공정을 거치면서 곡관 부위에 Dent와 유사한 기하학적 형상변화가 발생하며, 곡률반경이 작은 튜브가 상대적으로 굽힘 응력이 크게 발생한다. U-bend 튜브를 제작하면서 생성된 기하학적 형상변화는 가동 중에 열화 및 부식 환경으로 인해 응력을 집중하는 요인이 된다. 이처럼 U-bend 튜브의 곡관부에 기하학적 형상변화가 있는 경우 균열과 같은 결함신호의 와전류신호가 왜곡되어 탐지가 어렵게 된다. 본 연구에서는 이러한 특성을 분석하기 위하여 증기발생기 튜브 저단열의 곡관부에 Dent를 가공한 후 튜브의 내면에 원주방향 EDM 노치를 가공한 시편을 제작하여 이에 대한 와전류신호를 분석하였다. Geometric changes occur at the curved part of U-bend tubes during the bending process in a heat exchanger. The eddy current signal due to a geometric change is similar to that due to a dent. Tubes with a small radius of curvature exhibit higher bending stress. The geometric changes introduced during the fabrication of U-bend tubes are important factors that lead to the concentration of stress and deterioration in corrosive environments. Hence, a geometrical change in the curved part of a U-bend tube makes it difficult to detect the eddy current signal due to cracks. To analyze these characteristics, we prepared a tube specimen with a dent and circumferential notch, fabricated via electrical discharge machining (EDM), on the inner surface of the curved part of low-row tubes, and evaluated the eddy current signals due to the dent and EDM notch.