KR102329044B1 - Apparatus installed on pipe for measuring sensitization of alloy and method for measuring sensitization of alloy using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배관에 설치되어 합금의 예민화를 측정하는 측정장치 및 이를 이용한 예민화 측정방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 측정장치는, 상기 배관 상에 배치되며 내부에 측정용액을 수용할 수 있는 수용공간을 가지며 하부가 개방되어 있는 측정 본체를 포함하는 본체부; 및 상기 수용공간에 일단이 위치하며 타단은 상기 본체부의 외부에 위치하는 레퍼런스 전극, 카운터 전극 및 측정기를 포함하는 측정부를 포함한다.The present invention relates to a measuring device installed in a pipe to measure the sensitization of an alloy, and a sensitization measuring method using the same. The measuring device according to the present invention includes: a body part disposed on the pipe and having an accommodating space capable of accommodating a measuring solution therein and including a measuring body having an open lower part; and a measuring unit having one end positioned in the receiving space and the other end positioned outside the main body, a reference electrode, a counter electrode, and a measuring device.
Description
본 발명은 배관에서의 샘플링이 필요없으며 현장에서 직접 예민화 측정이 가능한 예민화 측정장치 및 이를 이용한 예민화 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensitization measuring apparatus capable of directly measuring sensitization in the field without the need for sampling in a pipe, and a sensitization measuring method using the same.
원자력 발전소 등에 합금으로 제조된 배관이 많이 사용되고 있으며, 특히 오스테나이트 스테인리스 합금 등이 사용되고 있다.Pipes made of alloys are widely used in nuclear power plants and the like, and in particular, austenitic stainless alloys are used.
오스테나이트 스테인리스 합금은 크롬함량이 일정 수준이상 유지되어야 원하는 물성을 얻을 수 있는데, 여러 가지 이유로 크롬함량이 부족한 부분이 발생할 수 있으며 이 경우 응력 부식 균열의 우려가 있다.In an austenitic stainless alloy, desired properties can be obtained only when the chromium content is maintained at a certain level.
오스테나이트 스테인리스 합금의 응력 부식 균열 감수성, 즉 예민화를 측정하는 방법으로 전기화학적재활성화법(EPR법)이 사용되고 잇다.The electrochemical reactivation method (EPR method) is used as a method to measure the stress corrosion cracking susceptibility of austenitic stainless alloys, that is, sensitization.
그러나 종래의 EPR법은 별도의 합금 샘플이 필요하며 현장 배관에 대해 직접 실험할 수 없는 문제가 있다.However, the conventional EPR method requires a separate alloy sample and has a problem in that it cannot be directly tested for field piping.
따라서 본 발명의 목적은 배관에서의 샘플링이 필요없으며 현장에서 직접 예민화 측정이 가능한 예민화 측정장치 및 이를 이용한 예민화 측정방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a sensitization measuring apparatus capable of directly measuring sensitization in the field without the need for sampling in a pipe, and a sensitization measuring method using the same.
상기 본 발명의 목적은 배관에 설치되어 합금의 예민화를 측정하는 측정장치에 있어서, 상기 배관 상에 배치되며 내부에 측정용액을 수용할 수 있는 수용공간을 가지며 하부가 개방되어 있는 측정 본체를 포함하는 본체부; 및 상기 수용공간에 일단이 위치하며 타단은 상기 본체부의 외부에 위치하는 레퍼런스 전극, 카운터 전극 및 측정기를 포함하는 측정부를 포함하는 것에 의해 달성된다.An object of the present invention is a measuring device installed in a pipe to measure sensitization of an alloy, comprising a measuring body disposed on the pipe and having an accommodating space capable of accommodating a measuring solution therein and having an open lower part a body part; And one end is located in the accommodation space and the other end is achieved by including a measurement unit including a reference electrode, a counter electrode and a measuring device located outside the main body.
상기 본체부는 상기 측정 본체에 형성되어 있으며 상기 수용공간과 연결된 배출구를 더 포함하며, 상기 측정장치는 상기 배출구와 연결되어 상기 수용공간 내부에서 발생하는 기체를 배기시키는 진공펌프를 더 포함할 수 있다.The body portion is formed in the measurement body and further includes an outlet connected to the accommodation space, and the measuring device may further include a vacuum pump connected to the outlet to exhaust gas generated in the accommodation space.
적어도 일부가 상기 측정 본체의 하부와 상기 배관의 사이에 위치하며 상기 수용공간 내에 위치하는 측정용액이 상기 수용공간 외부로 누출되지 않도록 밀봉하며 탄성을 가지는 재질로 마련되는 밀봉부를 더 포함할 수 있다.At least a portion is located between the lower portion of the measurement body and the pipe, and seals so that the measurement solution located in the accommodation space does not leak out of the accommodation space, and may further include a sealing part made of a material having elasticity.
상기 배관은 단면이 원형이며, 상기 배관을 둘레방향으로 감싸고 있으며, 상기 밀봉부 및 상기 본체부 중 적어도 하나와 결합되어 상기 본체부를 상기 배관에 밀착시키는 클램프를 더 포함할 수 있다.The pipe has a circular cross-section, surrounds the pipe in a circumferential direction, and may further include a clamp coupled to at least one of the sealing part and the body part to attach the body part to the pipe.
상기 본 발명의 목적은 배관 표면에 위치하는 합금의 예민화를 현장에서 측정하는 방법에 있어서, 내부에 측정용액을 수용할 수 있는 수용공간을 가지는 측정 본체를 포함하는 본체부를 상기 배관 상에 위치시키는 단계; 여기서 상기 측정 본체는 하부가 개방되어 있어 상기 수용공간은 상기 배관의 표면과 직접 접하게 된다, 상기 수용공간의 하부를 상기 수용공간의 외부로부터 밀봉하는 단계; 상기 수용공간 내에 측정용액을 채우고, 상기 측정용액에 일단부가 잠기도록 레퍼런스 전극과 카운터 전극을 위치시키는 단계; 및 상기 수용공간과 접하는 상기 배관 표면의 예민화를 측정하면서 발생하는 산소를 상기 수용공간 외부로 배출하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.The object of the present invention is a method for in-situ measurement of sensitization of an alloy located on the surface of a pipe, wherein a body including a measuring body having a receiving space capable of accommodating a measuring solution therein is positioned on the pipe. step; Here, the lower part of the measuring body is opened so that the receiving space is in direct contact with the surface of the pipe. Sealing the lower part of the receiving space from the outside of the receiving space; placing a reference electrode and a counter electrode so that one end is immersed in the measurement solution and filling the measurement solution in the receiving space; and discharging oxygen generated while measuring the sensitization of the pipe surface in contact with the accommodation space to the outside of the accommodation space.
상기 밀봉은 적어도 일부가 상기 측정 본체의 하부와 상기 배관의 사이에 위치하며 상기 수용공간 내에 위치하는 측정용액이 상기 수용공간 외부로 누출되지 않도록 밀봉하며 탄성을 가지는 재질로 마련되는 밀봉부를 이용하여 수행될 수 있다.The sealing is at least partially located between the lower part of the measurement body and the pipe, and is sealed so that the measurement solution located in the receiving space does not leak out of the receiving space, and is performed using a sealing part made of an elastic material can be
상기 밀봉은, 상기 배관을 둘레방향으로 감싸고 있으며, 상기 밀봉부 및 상기 측정 본체 중 적어도 하나와 결합되는 클램프를 이용하여 상기 본체부를 상기 배관에 밀착시키는 단계를 포함할 수 있다.The sealing may include the step of adhering the main body to the pipe using a clamp that surrounds the pipe in a circumferential direction and is coupled to at least one of the sealing unit and the measuring body.
본 발명에 따르면 배관에서의 샘플링이 필요없으며 현장에서 직접 예민화 측정이 가능한 예민화 측정장치 및 이를 이용한 예민화 측정방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a sensitization measuring apparatus and a sensitization measuring method using the same, which do not require sampling in a pipe and can directly measure sensitization in the field.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예민화 측정장치를 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예민화 측정장치의 주요 구성을 나타낸 것이고,
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 예민화 측정장치를 이용한 예민화 측정방법을 나타낸 것이다.1 shows an apparatus for measuring sensitization according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 shows the main configuration of the sensitization measuring apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 to 6 show a sensitization measuring method using a sensitization measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다. 또한 첨부된 도면은 각 구성요소 간의 관계를 설명하기 위해 크기와 간격 등이 실제와 달리 과장되어 있을 수 있다.Since the accompanying drawings are only an example shown in order to explain the technical idea of the present invention in more detail, the spirit of the present invention is not limited to the accompanying drawings. In addition, in the accompanying drawings, the size and spacing may be exaggerated differently from reality in order to explain the relationship between each component.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 예민화 측정장치를 설명한다.A sensitization measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .
도 1은 예민화 측정 장치가 예민화 측정 대상인 배관에 설치된 형태를 나타내었고, 도 2에서는 예민화 측정 장치의 일부 구성에 대한 사시도를 도시하였다.FIG. 1 shows a configuration in which a sensitization measuring device is installed on a pipe to be sensitized, and FIG. 2 is a perspective view of a partial configuration of the sensitization measuring device.
측정 장치(1)는 본체부(10), 측정부(20), 진공펌프(30), 밀봉부(40) 및 클램프(50)를 포함한다.The measuring device 1 includes a
본체부(10)는 측정 본체(11), 배출구(12), 유입구(13), 밸브(14) 및 캡(15)으로 구성된다.The
측정 본체(11)는 부식에 강한 유리나 석영으로 만들어 질 수 있으며, 내부가 비어있는 원통형이다. 측정 본체(11)의 양 단부는 개방되어 있다. 측정 본체(11)는 내부에 수용공간을 형성하고 있다.The
배출구(12)와 유입구(13)는 측정 본체(11)의 측면에서 연장되어 있으며 수용공간과 외부를 연통시킨다. 밸브(14)는 유입구(13)에 설치되어 있다. 도시하지는 않았지만 배출구(12)와 진공펌프(30) 사이에도 밸브가 설치될 수 있다.The
캡(15)은 측정 본체(11)의 상부와 결합되며, 측정 본체(11)의 상부를 밀봉한다. 캡(15)은 밀봉을 유지하면서 레퍼런스 전극(21) 및 카운터 전극(22)이 통과할 수 있는 셉텀 형태로 마련될 수 있다. The
또는 캡(15)은 레퍼런스 전극(21) 및 카운터 전극(22)과 결합된 형태로 제공될 수도 있다.Alternatively, the
캡(15)의 재질, 형태 및 측정 본체(11)와의 결합 방식은 다양하게 변형될 수 있다. 다른 실시예에서 캡(15)과 측정 본체(11)가 일체로 형성될 수도 있다.The material, shape, and coupling method of the
측정부(20)는 레퍼런스 전극(21), 카운터 전극(22) 및 측정기(23)를 포함한다. 레퍼런스 전극(21) 및 카운터 전극(22)의 단부는 캡(15)을 통해 수용공간 내에 위치한다.The
측정기(23)는 전극(21, 22)에 전기신호를 가하고/가하거나 전극(21, 22)에서 전기신호를 측정한다.The
측정부(20)는 통상의 EPR 측정 방법에서 사용하는 구성을 채용할 수 있다.The
진공펌프(30)는 배출구(12)와 연결되어 있으며, 측정 과정에서 수용공간에서 발생하는 기체를 외부로 배출시킨다.The
밀봉부(40)는 배관의 측정대상(도 3 참조)과 다른 배관 부분을 차단시키며 측정용액(도 4 참조)의 누설을 방지한다. 밀봉부(40)는 고리 형태이며, 상부면에는 도 2와 같이 트랜치(41)가 형성되어 있다. 측정 본체(11)의 하단부는 트랜치(41)에 삽입된다.The sealing
밀봉부(40)는 다양한 배관의 표면 형상에 따라 변형이 가능하면서도 밀봉을 유지할 수 있어야 하며, 이에 한정되지는 않으나, 탄성을 가진 실리콘 고무 등으로 만들어 질 수 있다.The sealing
클램프(50)는 배관을 둘레방향으로 감싸고 있으며, 양 단부는 밀봉부(40)에 연결되어 있다. 도 1에서는 구성요소의 구분을 위해 클램프(50)와 배관이 이격되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 클램프(50)의 적어도 일부는 배관에 밀착되어 있으며, 밀봉부(40)를 배관에 밀착시키고 고정시킨다. 밀봉부(40)와 배관의 밀착 및 고정에 의해 밀봉부(40)에 결합되어 있는 측정 본체(11)의 위치도 고정된다.The
다른 실시예에서는 클램프(50)는 측정 본체(11)에도 또는 측정 본체(11)에만 연결될 수 있다. 이 경우 측정 본체(11)에는 클램프(50)와의 연결을 위한, 예를 들어 돌출형성된 고리와 같은 별도 구성이 추가 형성될 수 있다.In other embodiments, the
이하 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 예민화 측정장치를 이용한 예민화 측정방법을 설명한다.Hereinafter, a method for measuring sensitization using a sensitization measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6 .
먼저 도 3과 같이 배관 상에 본체부(10), 밀봉부(40) 및 클램프(50)를 설치한다. 이와 같은 설치에 의해 밀봉부(40)로 둘러싸인 배관이 측정 대상으로 특정된다. 측정 대상 부분은 밀봉부(40)에 의해 둘러싸여 있으며 일정한 면적을 가지게 된다.First, the
배관은, 이에 한정되지 않으나, 오스테나이트 스테인리스 합금으로 이루어질 수 있으며 원자력 발전소에 사용되는 배관일 수 있다.The pipe, but is not limited thereto, may be made of an austenitic stainless alloy and may be a pipe used in a nuclear power plant.
설치 전에 측정 대상 부분 및 그 주변의 배관에 대해 적절히 전처리를 할 수 있으며, 전처리를 샌드 페이퍼를 이용한 처리를 포함할 수 있다.Before installation, it is possible to properly pre-treat the measurement target part and the piping around it, and the pre-treatment may include a treatment using sand paper.
설치는 본체부(10)와 밀봉부(40)를 결합한 후 배관 상에 위치시키고 클램프(50)를 이용하여 고정하는 방식으로 수행될 수 있다.The installation may be performed in such a way that the
이후 도 4와 같이 밸브(14)를 열고 유입구(13)를 통해 측정 용액을 수용공간에 공급한다. 측정 용액은 황산과 티오시안산칼륨의 혼합용액일 수 있다. 측정 용액은 크롬이 고갈된 배관을 부식시킨다.Thereafter, as shown in FIG. 4 , the
측정 용액의 사용량은 EPR법의 측정 규정 및 측정대상의 면적 등을 고려해서 결정하며, 배출구(12)보다는 낮은 수위가 되도록 한다.The amount of the measurement solution used is determined in consideration of the measurement regulations of the EPR method and the area of the measurement target, and the water level is lower than that of the
측정 용액 투입 이후 밸브(14)를 닫는다.After inputting the measurement solution, the
이후 도 5와 같이 레퍼런스 전극(21)과 카운터 전극(22)을 단부가 측정 용액에 잠기도록 도입한다. 다른 실시예에서는 레퍼런스 전극(21)과 카운터 전극(22)이 도입되어 있는 상태에서 측정 용액을 공급할 수도 있다.Thereafter, as shown in FIG. 5 , the
전극(21, 22) 도입과 동시에 또는 전후 적절한 시점에서 배출구(12)를 진공펌프(30)와 연결한다.The
이후 도 6과 같이 전극(21, 22)을 통해서 배관의 측정대상에 대한 예민화 정도를 측정한다. 측정 시 산소를 포함하는 가스가 발생하는데, 발생된 가스는 진공펌프(30)를 이용하여 외부로 배출된다.Thereafter, as shown in FIG. 6 , the degree of sensitization of the measurement target of the pipe is measured through the
예민화 정도 측정에서는 크롬 탄화물 침전입자를 둘러싼 크롬 고갈지역의 부식과 관련된 전하량을 측정한다. 크롬이 고갈된 그레인 바운더리 부위의 부식은 전기화학 전위가 수동영역에서 활성영역으로 바뀌며 전류밀도가 급속히 상승한다.In the measurement of the degree of sensitization, the amount of electric charge related to corrosion of the chromium depleted region surrounding the chromium carbide precipitated particles is measured. Corrosion of the chromium-depleted grain boundary region changes the electrochemical potential from the passive region to the active region and the current density rises rapidly.
이상 본 발명에 따른 측정방법에서 온도, 측정 시간 등의 구체적인 측정조건 및 데이터(측정된 전하량 등) 해석 등은 통상의 EPR법을 따를 수 있으며, 특히 ASTM G108 및 BS EN ISO 12732를 참조할 수 있다.In the above measurement method according to the present invention, specific measurement conditions such as temperature and measurement time and analysis of data (measured amount of charge, etc.) may follow a conventional EPR method, and in particular, ASTM G108 and BS EN ISO 12732 may be referred to. .
본 발명에 따르면 현장의 배관에 대해 직접 예민화 평가가 가능하며, 배관에서의 샘플링이 필요하지 않다.According to the present invention, it is possible to directly evaluate the sensitization of piping in the field, and sampling in the piping is not required.
전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The above-described embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited thereto. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to practice the present invention with various modifications therefrom, so the technical protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.
Claims (7)
상기 배관 상에 배치되며 내부에 측정용액을 수용할 수 있는 수용공간을 가지며 하부가 개방되어 있는 측정 본체를 포함하는 본체부; 및
상기 수용공간에 일단이 위치하며 타단은 상기 본체부의 외부에 위치하는 레퍼런스 전극, 카운터 전극 및 측정기를 포함하는 측정부를 포함하며,
상기 본체부는 상기 측정 본체에 형성되어 있으며 상기 수용공간과 연결된 배출구를 더 포함하며,
상기 측정장치는 상기 배출구와 연결되어 상기 수용공간 내부에서 발생하는 기체를 배기시키는 진공펌프를 더 포함하고,
적어도 일부가 상기 측정 본체의 하부와 상기 배관의 사이에 위치하며 상기 수용공간 내에 위치하는 측정용액이 상기 수용공간 외부로 누출되지 않도록 밀봉하며 탄성을 가지는 재질로 마련되는 밀봉부를 더 포함하며,
상기 배관은 단면이 원형이며,
상기 배관을 둘레방향으로 감싸고 있으며, 상기 밀봉부 및 상기 본체부 중 적어도 하나와 결합되어 상기 본체부를 상기 배관에 밀착시키는 클램프를 더 포함하는 측정장치. In the measuring device installed in the pipe to measure the sensitization of the alloy,
a body portion disposed on the pipe, having an accommodating space capable of accommodating a measurement solution therein, and including a measurement body having an open lower portion; and
One end is located in the receiving space and the other end includes a measuring unit including a reference electrode, a counter electrode, and a measuring device located outside the main body,
The body portion is formed on the measurement body and further includes an outlet connected to the receiving space,
The measuring device further comprises a vacuum pump connected to the outlet to exhaust the gas generated inside the accommodation space,
At least a portion is located between the lower portion of the measurement body and the pipe, and further comprises a sealing portion provided with a material having elasticity and sealing the measurement solution located in the accommodation space from leaking out of the accommodation space,
The pipe has a circular cross section,
and a clamp that surrounds the pipe in a circumferential direction and is coupled to at least one of the sealing part and the body part to attach the body part to the pipe.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |