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Iodine Stress Corrosion Cracking of Zircaloy-4 Tubes

원자력학회지 1978년 10권 2호 p.65 ~ 72
Moon Kyung-Jin, 이병호,
소속 상세정보
 ( Moon Kyung-Jin ) 
KAIS

이병호 ( Lee Byung-Ho ) 
KAIS

Abstract

원자로 가동시, 정상상태에서 벗어나 갑작스럽게 출력이 바뀔 때 발생하는 응력의 집중과 핵 분열시 발생하는 요오드의 부식에 의해서 생기는 피복물질의 응력부식파괴현상을 이해하기 위하여, 이번 실험에서는 지르칼로이-4(Zircaloy-4)관을 사용하여 요오드응력부식 실험을 원자로 안의 상태에 가깝도록 300℃의 상태아래서 행하였다.
요오드 농도에 따라서 지르칼로이-4, 관(Tube)의 응력부식에 한 파괴시간을 구했고, 응력부식을 일으킬 수 있는 임계요오드 농도 및 임계접선방향의 응력을 구하였다.
용오드에 의한 응력부식이 화학적인 반응이라기 보다는 기계적인 반응성격을 갖기 때문에 응력부식을 파괴역학적인 관점에서 설명하고자 응력과 파괴시간을 함수 관계로 다음과 같이 조사해 보았다.
log t_(F)=5.5-(3/2)log c-4 log σ
t_(F): 파괴시간
c: 요오드농도(㎎/㎤)
σ: 응력(10^(4)psi)
In this paper, it is attempted to investigate the phenomena of iodine stress corrosion cracking of Zircaloy-4 cladding failures in reactor through the results of similar out-of-pile test in iodine vapour.
The main result of this experiment is a finding of the relation between the threshold stress which can lead to iodine stress corrosion cracking of Zircaloy-4 tube and the iodine concentration. The values of critical stress and the critical iodine concentration are also obtained.
A model which relates failure time of Zircaley-4 tube to failure stress and iodine concentration is suggested as follows:
log tF=5.5-(3/2)log c-4 log σ
where tF: failure time, minutes
c: iodne concentration, ㎎/㎤
σ: stress, 104psi

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