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화력발전용 저압터빈 최종 단 블레이드에 대한 파손 연구

Study for Fracture in the Last Stage Blade of a Low Pressure Turbine

  • 이길재 (한국동서발전 기술정보처) ;
  • 김재훈 (충남대학교 기계공학부)
  • Lee, Gil Jae (Technical Solution Center, Technology & Information Department, Korea East-West Power) ;
  • Kim, Jae Hoon (School of Mechanical Engineering, Chungnam Nat'l Univ.)
  • 투고 : 2016.01.21
  • 심사 : 2016.02.24
  • 발행 : 2016.04.01

초록

저압터빈 최종 단 블레이드는 응축 증기 내 농축된 불순물에 의해 조성되는 부식환경 하에서, 고속회전에 따른 높은 응력이 부가되어 응력부식 균열에 의한 파손이 빈번히 발생된다. 이러한 가혹 환경 하에서 블레이드의 안정적 사용을 위해서 내식성과 고 강도 특성 등을 갖춘 12% Cr 마르텐사이트계 스테인레스 강을 널리 적용한다. 본 논문은 마르텐사이트계 스테인레스 강으로 제작된 최종 단 블레이드가 정상운전 중 갑작스럽게 파손되어, 원인진단을 위해 파손 및 건전 블레이드를 대상으로 기계적 물성, 파단면 및 미세 조직 검사를 수행한 결과를 기술한 내용이다. 파손된 블레이드의 기계적 물성 시험결과 재질 사양서 기준에 비해 충격치는 낮고 경도는 높은 전형적인 재질 취성화 특성이 확인되었다. 또한, 파단면 검사결과 가지(branch)형태의 균열이 입계를 따라 진전하였고, 표면에서 Cl, S 등의 부식성분이 검출되었다. 이상의 결과들을 토대로 블레이드의 파손원인은 응력부식 균열임을 알 수 있었다.

키워드

화력발전소;저압터빈;응력부식균열;입계균열

참고문헌

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