원자력연구원 김성우 박사팀, 응력부식균열속도 정확예측 기술 확보
[이투뉴스] 국내 연구진이 APR1400 등 한국형 원자로 출력제어봉 노즐 소재로 사용된 인코넬(inconel) 690의 부식균열을 예측할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다.
원자력연구원 김성우 박사팀은 실제 원전 가동환경에서 머리카락 굵기 100분의 1 균열까지 측정가능한 실증장비와 수집데이터를 이용해 인코넬690 응력부식균열 속도를 정확하게 예측할 수 있는 예측식을 만드는데 성공했다고 2일 밝혔다.
연구원에 따르면, 인코넬은 니켈에 크롬, 철, 티탄 등을 첨가해 만드는 합금 소재로 600℃에서도 인장강도 등이 변하지 않을만큼 내열성이 좋아 초기 OPR1000 출력제어봉 관통관 노즐 등에 인코넬600이 처음 사용됐고, 이후 안전성을 높이기 위해 크롬함량을 2배 높인 인코넬690으로 대체됐다.
현재 인코넬690은 신고리 3,4호기와 UAE APR1400 등에 사용하고 있다. 하지만 인코넬690은 인코넬600 대비 부식균열 저항성이 우수한 반면 부식균열 추이를 예측하는 수식을 따로 개발하지 않아 기존 인코넬600 예측식을 그대로 사용하고 있다.
원전은 정기 초음파 검사 중 관통관 노즐에서 균열 신호가 발견될 경우 정밀검사를 통해 균열의 깊이를 측정하고, 균열의 추이를 예측하는 부식균열 예측식 등을 이용해 기기 건전성을 평가하고 정비여부를 결정한다. 이번 인코넬690 부식균열 예측기술 개발로 노즐 건전성에 대한 정확한 예측이 가능해져 국내 가동원전과 수출원전 안전성 개선에도 도움이 될 전망이다.
연구팀은 예측 정확도를 높이기 위해 실제 사용된 자재를 대상으로 신뢰성을 검증하는 한편 현장적용을 위해 전력산업기술기준(KEPIC) 등 표준화에 노력하고 있다. 이번 성과는 한국원자력학회 원자력학회지(Nuclear Engineering and Technology) 7월호에도 게재됐다.
박원석 원자력연구원장은 “세계 최고 수준 기술력을 바탕으로 국내 가동 원전의 안전성 향상을 위해 노력하고 있다”면서 “이번 성과가 해양, 우주, 국방 등 다른 사업분야에도 적용되길 기대한다”고 말했다.
이상복 기자 lsb@e2news.com
