고온 금속필터 element 표면에 생성된 반점에 대한 평가

서지정보

ㆍ발행기관 : 한국방사성폐기물학회 ㆍ수록지정보 : 방사성폐기물학회지 / 6권 / 3호
ㆍ저자명 : 박승철, 황태원, 문찬국

목차

Abstract 요 약 I. 서 론 II. 재료와 방법 III. 결과와 논의 가. AISI 316L 재질의 필터 element 나. AISI 904L 재질의 필터 element 다. Inconel 600 재질의 필터 element 라. 금속 필터 element에 대한 인장강도시험 IV. 결 론 참고문헌

한국어 초록

중·저준위 방사성폐기물 유리화 실증시설의 고온필터(HTF)시스템에 금속필터를 도입하여 일련의 성능시험을 수행하였다. 고온필터시스템의 여과재는 총 19개의 필터 element로 구성되는데 필터로서 금속 재질별 특성을 알기 위해 316L, 904L, Inconel 600 등 3종의 element를 혼합하여 필터set를 구성하였다. 매 시험을 종료한 후에는 필터하우징에서 종류별로 필터 element를 꺼내어 육안으로 변화를 관찰하였다. 그 결과 일부 element 표면에서 어두운 색깔의 반점들이 관찰되었으며, 특히 AISI 316L 재질의 element에서 많은 반점들이 발견되었다. 이 반점들이 부식을 의미하는 것인지 확인하기 위해 두 가지 분석을 수행하였다. 첫째 재질별로 1개씩의 element 를 절단하여 정상적인 곳과 반점이 있는 곳의 표면 및 단면을 SEM/EDS로 분석하였다. 그 결과 반점은 Na, S, Si 등 무기계 산화물이 집중적으로 침적되어 필터의 미세기공을 막고 있는 현상으로 밝혀졌으며, 이 침적물들은 폐기물 및 유리용탕으로 부터 휘발된 물질로 판단된다. 둘째, 재질별로 필터 element에 대해 ring tensile시험을 수행하였다. 그 결과 반점을 포함한 시험 필터 element의 인장강도 값이 규정값 이상으로 나타나서 필터에 부식이 없는 것으로 확인되었다. 앞서 두 가지 분석결과로 볼 때 시험한 금속필터 표면에 생성된 반점은 부식생성물이라기 보다는 필터 전단으로부터 유입된 무기산화물 필터기공을 막고 있는 현상으로 판단되며, 이 반점이 반점형태로 국부적 지점에만 나타나는 것은 시험 중단시기 필터에 응축된 수분과 관련이 있는 것으로 판단된다. 반점의 생성은 필터의 유효 여과면적이 줄어 결과적으로 필터에 걸리는 압력손실이 커지기 때문에 필터하우징의 상시보온을 통한 응축 방지가 필요할 것으로 판단된다. 아울러, 보다 장시간의 시험을 통해 필터 부식현상에 대한 검증 필요하다고 판단된다.

영어 초록

Metal filter elements were newly introduced to the high temperature filter(HTF) system in thelow- and intermediate-level radioactive waste vitrification plant. In order to evaluate theperformance of various metal materials as filter media, elements made of AISI 316L, AISI 904L,and Inconel 600 were included to the test set of filter elements. At the visual inspection to theelements performed after completion of each test, a few dark spots were observed on the surface ofsome elements. Especially they were found much more at the AISI 316L elements than others. Tocheck the dark spots are the corrosion phenomena or not, two kinds of analyses were performed tothe tested filter elements. Firstly, the surfaces or the cross sections of filter specimens cut out fromboth normal area and dark spot area of elements were analyzed by SEM/EDS. The results showedthat the dark spots were not evidences of corrosion but the deposition of sodium, sulfur and silicacompounds volatilized from waste or molten glass. Secondly, the ring tensile strength were analyzedfor the ring-shape filter specimens cut out from each kind of element. The result obtained from thestrength tested showed no evidence of corrosion as well. Conclusionally, depending on the two kinds of analysis, no evidences of corrosion were foundat the tested metal filter elements. But the dark spots formed on the surface could reduce theeffective filtering area and increase the overall pressure drop of HTF system. Thus, continuousheating inside filter housing up to dew point will be required normally. And a few long-period testshould be followed for the exact evaluation of corrosion of the metal filter elements.

참고 자료

없음