과학연구

잔류응력과 축적된 손상을 고려한 열동력설비수명평가

 2017.10.19.

김일성종합대학 력학부 탄소성력학강좌에서는 열동력설비들의 포복과 피로수명에 대한 연구를 진행하여 인민경제발전에서 중요한 몫을 차지하는 전력생산정상화에 이바지하였다.

화력발전소의 타빈과 고압증기도관, 발전기축과 같은 많은 열동력설비들은 운영과정에 포복과 피로에 의한 영향을 받으며 이러한 현상에 의하여 수명감소가 일어난다. 열동력설비들은 고온과 고압, 고속상태에서 동작하므로 수명을 제때에 평가하는것은 초래될수 있는 위험을 미연에 막으며 제때에 대책을 세우기 위한 중요한 문제로 나선다. 세계적으로 몇십년에 걸쳐 열동력설비들의 수명을 평가하기 위한 연구가 광범히 진행되였으며 많은 성과들이 이룩되였다. 특히 용접부는 용접과정의 많은 열순환으로 하여 그 세기가 약해지므로 용접부를 가진 설비들에 대한 연구가 진행되였다. 용접부에는 또한 용접과정에 발생하는 잔류응력이 존재하며 열처리후에도 무시할수 없을 정도로 존재한다는것이 선행한 연구자들에 의해서 밝혀졌다.

강좌에서는 선행한 문헌결과들과 실천에서 제기되는 많은 문제들을 취급하는 과정에 용접잔류응력이 용접부의 수명에 주는 영향이 비교적 크다는것을 확인하였으며 이에 대한 연구를 심화시켰다. 강좌에서는 구체적인 대상으로서 열동력설비들을 선정하고 이에 대한 연구과정에 용접잔류응력과 축적된 손상을 리용하여 용접부와 재용접부의 수명을 평가하는 방법을 제기하였다. 제안한 방법은 선형손상합법칙에 기초하고있다.제안한 방법에서는 최근에 많이 리용되고있는 련속손상력학의 지배방정식들이 리용되였다.

강좌에서 제기한 용접부와 재용접부의 수명평가방법은 선행한 연구자들이 제기한 방법보다 수명평가의 정확성을 높인다.

제안된 방법은 열동력설비들의 포복 및 피로수명평가에 적용되여 화력발전소의 정상운영과 안전성을 담보하는데 이바지되고있다.

우리는 앞으로 제안된 방법을 열동력설비들뿐만아니라 용접부를 가진 구조물들의 포복과 피로수명을 평가하는데로 확장적용하기 위한 연구사업을 심화시켜나갈것이다.