액체 금속 펌프 블레이드의 용융염 부식

용융염 원자로 내 액체 금속 펌프의 치명적 고장으로 인해 임펠러 블레이드에서 가속화된 부식 패턴이 발견되었습니다. 고온의 염과 반복적인 기계적 응력이 결합되어 재료의 조기 열화를 초래했습니다. 이 사례는 화학적 공격과 기계적 응력의 시너지가 구성 요소의 수명을 단축시키는 극한 환경에서의 피로 문제를 잘 보여줍니다.

CFD 시뮬레이션 및 응력 해석을 통한 고장 예측 🔬

이 문제를 해결하기 위해 다학제적 워크플로우가 사용되었습니다. 먼저, Ansys CFX를 사용한 전산유체역학(CFD)으로 액체 금속의 유동 패턴과 블레이드 표면의 온도 분포를 시뮬레이션했습니다. 결과는 염이 집중되는 고속 및 재순환 영역을 보여주었습니다. 이후, 열 및 압력 하중을 Siemens NX의 유한 요소 모델로 가져와 등가 응력을 계산했습니다. 이러한 고응력 영역과 염 농도가 높은 영역을 중첩하여 부식-피로 균열 시작의 임계점을 식별했습니다.

3D 시각화 및 실제 시험을 통한 검증 🛠️

Volume Graphics를 사용한 마모의 3차원 재구성을 통해 시뮬레이션된 침식 프로파일과 실제 고장 블레이드를 비교했습니다. 상관관계는 85% 이상으로 예측 모델을 검증했습니다. 이 방법론은 CFD와 응력 해석의 통합이 고장을 설명할 뿐만 아니라 염 정체 지점을 줄이기 위해 블레이드 형상을 재설계하여 극한 작동 조건에서 구성 요소의 수명을 연장할 수 있음을 보여줍니다.

어떤 재료 특성을 할당하시겠습니까?