69
CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol.20, No.2(2021), pp.69โผ76
[Research Article]
pISSN 1598-6462 / eISSN 2288-6524
DOI: https://doi.org/10.14773/cst.2021.20.2.69
๋ฐฐ์ดํ์๋ณด์ผ๋ฌ ๋ณต์์์ด๊ธฐ ๋ถ์ ํ์ ๋ถ์
์ฑํธ๋ณ1ยท ๊น์ฐ์ฒ 2
ยท ๊นํฌ์ฐ3ยท ๊น์ ๊ตฌ4
ยท ๊น๊ฒฝ๋ฏผ2ยท ์ด์์ด1,โ
1์ถฉ๋จ๋ํ๊ต ์ ์์ฌ๊ณตํ๊ณผ, ๋์ ๊ด์ญ์ ์ ์ฑ๊ตฌ ๋ํ๋ก 992ํ๊ตญ์ง์ญ๋๋ฐฉ๊ณต์ฌ ๋ฏธ๋๊ฐ๋ฐ์, ๊ฒฝ๊ธฐ๋ ์ฉ์ธ์ ๊ธฐํฅ๊ตฌ ๊ธฐ๊ณก๋ก 923ํ์ต๋ํ๊ต ์ฌ๋ฃ๊ณตํ๊ณผ, ์ธ์ข ํน๋ณ์์น์ ์กฐ์น์์ ์ธ์ข ๋ก 26394์ฑ๊ท ๊ด๋ํ๊ต ์ ์์ฌ๊ณตํ๋ถ, ๊ฒฝ๊ธฐ๋ ์์์ ์ฅ์๊ตฌ ์๋ถ๋ก 2066
(2021๋ 2์ 23์ผ ์ ์, 2021๋ 3์ 4์ผ ์์ , 2021๋ 3์ 16์ผ ์ฑํ)
Corrosion Failure Analysis of Condensate Pre-Heater
in Heat Recovery Steam Generator
Hobyung Chae1, Woo Cheol Kim2, Heesan Kim3, Jung-Gu Kim4, Kyung Min Kim2,
and Soo Yeol Lee1,โ
1Department of Materials Science and Engineering, Chungnam National University, Daejeon 34134, Republic of Korea2R&D Institute, Korea District Heating Corp., Yongin 17099, Republic of Korea
3Department of Materials Science and Engineering, Hongik University, Sejong 30016, Republic of Korea4School of Advanced Materials Science and Engineering, Sungkyunkwan University, Suwon 16419, Republic of Korea
(Received February 23, 2021; Revised March 04, 2021; Accepted March 16, 2021)
In this work, we have performed a corrosion failure analysis of a leaking tube connected to an upper
header of a condensate pre-heater in a heat recovery steam generator. It was revealed that the leakage posi-
tion in the tube was the location where the materials were easily vulnerable due to tensile residual stresses
induced by the material manufacturing process and welding process. In addition to an imbalance in the
module induced by temperature difference during operation of the pre-heater, the weight of the modules
and thermal fatigue provoked a type of stress of tensile-tensile fatigue on the tube. Thus, the leakage posi-
tion of the pre-heater was exposed to the tensile stress on the inner surface of the tube facing the gas,
which rendered the unstable oxide layer susceptible to corrosion and the formation of pits on the water
side. The cracks propagated along with the degraded microstructure in a transgranular cracking mode
under fatigue loading and finally resulted in water leakage.
Keywords: Heat Recovery Steam Generator, Condensate Pre-Heater, Corrosion, Fatigue
1. ์๋ก
๊ตฌ์กฐ ์ฌ๋ฃ ๋ถํ์ ๋ถ์๊ณผ ํ์์ด ๋ฐ์ํ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ๋ณด
์ ๋ฒ๋์๋ ์ง์ ์ ๋ณด์ ๋ถ์ฌ๋ก ๋ด๋น ๊ธฐ๊ด์ ๋ฌธ์ ๋ฅผ
ํด๊ฒฐํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฐพ๊ธฐ ๋งค์ฐ ์ด๋ ต๋ค. ํ์ ์ฌ๋ก๊ฐ ๋ฐ์ํ
์ ๋ ๋์ ๋ ์ ๋ณด๊ฐ ์๋ค๋ฉด ์ด๋ก๋ถํฐ ์ง์ ์ ์ธ ์์ธ์
์ ๊ฒํด๋ณผ ์ ์์ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ฌ๋ก์์ ์ฌ์ฉ๋ ์์ธ
๋ถ์ ๋ฐฉ๋ฒ๋ก ์ ํ์ฉํ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก, ํ์ ์ฌ๋ก ์ฐ๊ตฌ์
๋ํ ๊ฒฝํ๊ณผ ์ง์์ ๋งค์ฐ ์ค์ํ๋ค.
์ง์ญ๋๋ฐฉ๊ณผ ๊ฐ์ ์์คํ ์ ์ด ์์ฐ์์๋ถํฐ ์ด ์์ก
์ ๊ฑฐ์ณ ์ด ์ฌ์ฉ์ ์ด๋ฅด๊ธฐ๊น์ง ๋งค์ฐ ๋์ ๋ฒ์์ ํ๊ฒฝ
์ ํฌํจํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ตฌ์กฐ ์์ฌ์ ์ฌ์์ ๋ค
์ํ๋ฉฐ ๋ฐ์ํ๋ ํ์์ ์ฌ๋ก์ ๊ทธ ์์ธ๋ ๋ค์ํ๋ค. ์ด
์์ฐ ์์ค ํ์ ๋ถ์ ๊ด๋ จํ ์ฐ๊ตฌ๋ก Hong et al. [1]์
์ง์ญ๋๋ฐฉ์ฉ ๋ณด์ผ๋ฌ ํ์ค ๋ด ์ด ๊ตํ ํ๋ธ์ ๋ถ์ ํ์
์ ๋ค๋ค์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์ผ๊ธฐ์ฑ ๋ถ์์ผ๋ก ๋ฐ์ํ ํ๋ธ์ ์
์ ์ทจ์ฑ ์ฆ๊ฐ์ ์ด์ ํฌ๋ฆฌํ๋ก ์ธํ ์๋ ฅ ๋ถ์ ๊ท ์ด
(Stress corrosion cracking)์ด ์์ธ์์ ๋ฐํ๋ด์๋ค. ์ด
์ธ์๋ ๋ฐฐ์ดํ์๋ณด์ผ๋ฌ(Heat recovery steam generator,
HRSG) ๋ด์ ์ ๋ ๊ฐ์ ๋ถ์ [2]๊ณผ ์ฒจ๋๋ถํ๋ณด์ผ๋ฌ ๋ด
๋๋ฅ๋ถ์ ๊ตญ๋ถ ๋ถ์ [3]์ ์ํ ํ์ ๋ฑ์ด ๋ณด๊ณ ๋์๋ค.
โ Corresponding author: [email protected]
์ฑํธ๋ณ: ์๋ฐํตํฉ๊ณผ์ , ๊น์ฐ์ฒ : ์ฑ ์์ฐ๊ตฌ์, ๊นํฌ์ฐ: ๊ต์,
๊น์ ๊ตฌ: ๊ต์, ๊น๊ฒฝ๋ฏผ: ์ฑ ์์ฐ๊ตฌ์, ์ด์์ด: ๊ต์
70 CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.20 No.2, 2021
HOBYUNG CHAE, WOO CHEOL KIM, HEESAN KIM, JUNG-GU KIM, KYUNG MIN KIM, AND SOO YEOL LEE
์ด ์์ก ์์ค์ ์งํ์ ๋งค์ค๋ ์์ค์ด๋ฏ๋ก ๊ด๋ฆฌ๊ฐ ์ฝ์ง
์๊ณ ์์ฌ์ ์ดํ๋ฅผ ์ง์ ์ ์ผ๋ก ํ์ธํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ฐ๋ฉฐ ํ
์ ํ ์ ์ง๋ณด์ ํ์ ์ํ ์ฑ์ทจ๋ฅผ ํตํ ๊ณ ํ ๋ถ์์ ์ง
ํํ ์ฌ๋ก๊ฐ ๋ค๋ฅธ ์ค๋น์ ๋นํด ์ ์ ํธ์ด๋ค. ์ด ์์ก ์
์ค์ ๋ํ ๊ณ ํ ์ฌ๋ก๋ก๋ ๋งจํ ๋ด ํ๊ฒฝ์ ์ํ ๋ถํ๋ค
์ ํ์ [4,5]๊ณผ ์ด ์์ก ํ์ดํ์ ์กฐ์ง ๋ด ๊ฐ์ฌ๋ฌผ์ ์
ํ ํ์ [6] ๋ฑ์ด ๋ณด๊ณ ๋์๋ค. ์ด ์ฌ์ฉ ์์ค์์๋ ๊ธ์
์ฉ ๊ตฌ๋ฆฌ๊ด์ ์๋ ฅ ๋ถ์ ๊ท ์ด๋ก ์ด ์ ๋ฌ์ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฐ์
ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ณด๊ณ ๋์๋ค [7].
์์ ์ธ๊ธํ ์ง์ญ๋๋ฐฉ ์์คํ ์ ์ด ์์ฐ์์ค, ์ด ์
์ก ์์ค, ์ด ์ฌ์ฉ ์์ค๋ก ์ด๋ค์ ธ ์์ผ๋ฉฐ, ํนํ ์ด ์์ฐ
์์ค์ ๊ณ ์จ ๊ณ ์์ ํ๊ฒฝ์ผ๋ก ๊ตฌ์กฐ์ฉ ๊ธ์ ์์ฌ์ ์์ด
์ ๋งค์ฐ ๊ฐํนํ ์กฐ๊ฑด์ ํ์ฑํ๋ค. ์ข ์ข ๋ถ์์ผ๋ก ์ธํ
ํ์ ์ฌ๋ก๊ฐ ๋ณด๊ณ ๋๋๋ฐ, ์ด๋ก ์ธํ ๋ณด์ผ๋ฌ ๊ฐ๋ ์ค์ง
๋ ๊ฒฝ์ ์ ์์ค๊ณผ ๋๋ถ์ด ์ฌ๊ณ ๋ก ์ธํ ์ธ๋ช ์์ค์ด๋ ๊ฒจ
์ธ์ฒ ์ด ๊ณต๊ธ ์ฐจ์ง๋ก ์ธํ ์๋ฏผ์ ๋ถํธ์ ์ผ๊ธฐํ ์ ์
์ด ์ด์ ๋ํ ๋์ฑ ๊ณผ ์๋ฐฉ์ฑ ์ ์๋ฆฝํ๋ ์ผ์ ํญ์ ๊ฐ
์กฐ๋๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ด ์์ฐ ์์ค ์ค๋น์ธ ๋ฐฐ์ดํ์๋ณด์ผ๋ฌ
๋ด ๋ฐ์ํ ๊ดํต ๊ท ์ด์ ์ํ ๋์ ์ฌ๋ก๋ฅผ ๋ค๋ฃฌ๋ค. ๋ณตํฉ
ํ๋ ฅ ๋ฐฐ์ดํ์๋ณด์ผ๋ฌ๋ ๊ฐ์คํฐ๋น๊ณผ ๊ฐ์ ๊ธฐ๊ด์์ ์ ๊ธฐ
๋ฅผ ์์ฐํ์์ง๋ง ์ถฉ๋ถํ ํฐ ์ด์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ ๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค
์ ์ด์ ํ์ํ์ฌ ์ฆ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ์์ํค๋ ์ค๋น๋ฅผ ๋งํ๋ค [8].
์ด ์ค๋น๋ ์ด ๊ตํ ํจ์จ์ ๋์ด๊ธฐ ์ํด ๋ค์ํ ๋ชจ๋๋ก
๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋๋ฐ, ๊ทธ ์ค ๋ณต์์์ด๊ธฐ(Condensate pre-heater,
CPH)๋ ๊ธ์๊ฐ ์์ ๋ชจ๋๋ก ์งํ๋๊ธฐ ์ ์ ๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค์
์์ด์ ์ถ๊ฐ๋ก ํ์ํ์ฌ ํจ์จ ํฅ์์ ์ด๋์ด๋ด๋ ๋ชจ๋
์ด๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ๋ค๋ฃจ๋ ๋ณต์์์ด๊ธฐ๋ ์ง์ญ๋๋ฐฉ์ฉ ์
ํ๊ธฐ(District heating economizer, DH)์ ๊ณ ์ ์ ํ๊ธฐ
(High pressure economizer, HP ECO)์ฌ์ด์ ์์นํ๊ณ ์
์ผ๋ฉฐ(Fig. 1a), ์ฌ์ฉ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก๋ 60 - 170 oC, 1.08-
1.43 MPa์ ์จ๋์ ์๋ ฅ์ ๊ฒช๋๋ค. ์ด ๋ณต์์์ด๊ธฐ๋ ์
๋ถ 3๊ฐ์ ํค๋(U1, U2, U3)์ ํ๋ถ 2๊ฐ์ ํค๋(D1, D2)
๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ ธ ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ์ค๊ฐ ๋ฐฐ์ถ๋๋ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก๋ถํฐ ์
๋ถ ํค๋์ ๊ฒฝ์ฐ U1์์ U3 ์์ผ๋ก, ํ๋ถ ํค๋๋ D1,
D2 ์์ผ๋ก ๋ฐฐ์ด๋์ด ์๋ค(Fig. 1b). U1 ํค๋๋ 1๊ฐ์ ํ
(Row, R)์ผ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง ํ๋ธ๊ตฐ๊ณผ ์ฉ์ ๋์ด ์๋๋ฐ, 1๊ฐ
์ ํ์ 32๊ฐ์ ํ๋ธ ์ด(Column, C)์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์
์ผ๋ฉฐ ํค๋์ ๊ฐ๊น์ด ํ๋ธ๋ ๊ณก๊ด์ด๋ค(Fig. 1c). ๊ฐ์ค๊ฐ
์ง์ ํ๋ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฑ์ง๊ณ ์ผ์ชฝ์์๋ถํฐ ์ฒซ๋ฒ์งธ ์ด(C1),
๊ฐ์ฅ ์ค๋ฅธ์ชฝ์ ํ๋ธ๊ฐ 32๋ฒ์งธ ์ด(C32)์์ด๋ค. ๋ณต์์์ด
๊ธฐ ํ๋ธ์ ๋์๋ U1-R1-C (25, 28, 29) 3๊ฐ์์์ ํค
๋์ ํ๋ธ๊ฐ ์ฉ์ ๋ถ๋ก๋ถํฐ ์ฝ 5 mm ๋จ์ด์ง ๊ฐ์ค๊ฐ ์ง
์ ํ๋ ๋ฐฉํฅ ์์น์์ ๋ฐ๊ฒฌ๋์๋ค(Fig. 1c).
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ฝ 10๋ ๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ๋ฐฐ์ดํ์๋ณด์ผ๋ฌ ๋ด ๋ณต์
์์ด๊ธฐ์ ๋์์ ์์ธ์ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํด์, ๋์๊ฐ ๋ฐ์
๋ ํ๋ธ๋ค์ ์ธ๊ด์ ๊ด์ฐฐํ์ฌ ๋์ ๊ฒฝํฅ์ ํ์ ํ๊ณ ํ
์๋ถ ์ฃผ๋ณ์ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง ๋ฐ ๊ท ์ด ๋ถ์์ ํตํด ํ์ ๊ธฐ๊ตฌ
๋ฅผ ๋์ถํ์๋ค. ๋ํ ํด๋น ๋ชจ๋ ๋ฐ ๋ถํ์ด ๋ ธ์ถ๋๋ ํ
๊ฒฝ๊ณผ ๊ทธ ์์ธ์ ํ์ ํ ์ ์๋ ๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ ์กฐ์ฌ๋ฅผ ๋ฐํ
์ผ๋ก ํ์์ ์์ธ์ ์ถ๋ก ํ์ฌ ํ์์ ์๋ฐฉํ๊ธฐ ์ํ ๋
์ฑ ์ ์๋ฆฝํ์๋ค. ํ์์ด ๋ฐ์ํ ๋ฌธ์ ์ ๋ํ ์ ํํ ์
์ธ ๋ถ์์ ๋์ฑ ์๋ฆฝ์ ์ํด์ ํ์์ ์ด๋ฉฐ, ๋ค์ํ ํ
์ ์ฌ๋ก ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๋์ฑ ์๋ฆฝ ์ ์ฐจ๊ฐ ์๊ตฌ๋๋ ์ฐ์
๊ณ ๋ฐ ํ๊ณ์ ๊ฒฝํ์ ์ผ๋ก ์๋ฏธ ์๋ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ฆฌ๋ผ
๊ธฐ๋ํ๋ค.
2. ์ฐ๊ตฌ๋ฐฉ๋ฒ
2.1 ๋ณต์์์ด๊ธฐ ์์ฌ ๋ฐ ์ํ๋ง
๋ฐฐ์ดํ์๋ณด์ผ๋ฌ ๋ด ๋ณต์์์ด๊ธฐ์ ํ๋ธ๋ ์ง๊ฒฝ 38.1 mm,
๋๊ป 2.7 mm์ธ SA178A๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ ธ ์์ผ๋ฉฐ(Table 1), ์
Fig. 1. (a) Schematics of heat recovery steam generator (HRSG), (b) Schematics of condensate pre-heater (CPH), and (c)Structure of upper head (U1) welded with a bent tube (R1), where a leakage occurred
CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.20 No.2, 2021 71
CORROSION FAILURE ANALYSIS OF CONDENSATE PRE-HEATER IN HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR
๋ถ ํค๋์ ์ฐ๊ฒฐ๋ ๊ณก๊ด๋ถ๋ ํ(Fin)์ด ์์ผ๋, ์๋ ์ง
๊ด๋ถ๋ ์ด ๊ตํ ํจ์จ ํฅ์์ ์ํด ํ์๊ฐ์ผ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง
ํ์ด ๋ฌ๋ ค์๋ค.
Fig. 2a๋ U1-R1์ ๊ฐ์ค๊ฐ ๋ฐฐ์ถ๋๋ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฑ์ง๊ณ
์ดฌ์ํ ์ฌ์ง์ผ๋ก์, ๋์๋ C25, C28, C29 3๊ฐ์์์
๋ฐ์ํ์๋ค. ๋ด๋ถ ๋ณด์ผ๋ฌ ์์ ๋์๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋ ๊ฐ
๊ฐ์ ํ๋ธ์ ๋ํ ์ฌ์ง์ด Fig. 2b์ ๋ํ๋ ์๋๋ฐ, ๋ชจ
๋ ๋์๋ ๊ฐ์ค๊ฐ ์ ์ ๋๋ ๋ฐฉํฅ์์ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ ๋
์๊ฐ ๋ฐ์ํ ๋ฐฉํฅ(๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค ์ง์ ๋ฐฉํฅ, ๊ณก๊ด์ ๊ณก๋ฅ ๋ฐ
๊ฒฝ์ด ํฐ ์์น)์์ ์ฐ์ ์ฌ์ง(Opposite side)์ ํตํด ํค
๋์ ํ๋ธ ์ฌ์ด์ ์ฉ์ ๋ถ(Welded area)๋ก๋ถํฐ ์ฝ 5 mm
์๋ ๋ถ๋ถ์์ ๋์๊ฐ ๋ฐ์ํ ๊ฒ์ ํ์ธํ์๋ค.
ํ์ ์ ๋ฐ ๋ถ์์ ์ํด ๋์๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ธ ๊ฐ์ ํ๋ธ
์ค U1-R1-C25 ํ๋ธ๋ฅผ ์ ์ ํ์๊ณ , ํค๋-ํ๋ธ๊ฐ ์ฉ์ ๋ถ
๋ก๋ถํฐ ์ฝ๊ฐ ๋จ์ด์ง ์์น์์๋ถํฐ ๊ณก๊ด ๋ถ๋ถ์ ํฌํจํ
์์ญ์ ์ ์ญํ์ฌ ์ํ๋ง ํ์๋ค(Fig. 2c). ํ๋ธ์ ์๋จ
(Header side)์ ๋ณด๋ฉด ๋์๊ฐ ๋ฐ์ํ ๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค ์ ์ ๋ฐฉ
ํฅ์ ํ๋ธ ๋ด๋ฉด์ ์์ฃผ ๋ฐฉํฅ(Hoop direction)์ผ๋ก ์ฃผ๋ฆ
ํํ์ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ ๊ฒ(Fig. 2c)์ ํ์ธํ ์ ์๋ ๋ฐ
๋ฉด, ๋ฐ๋์ชฝ ๋ด๋ฉด๊ณผ ํ๋ธ์ ์๋์์๋ ์ด์ ๊ฐ์ ๊ท ์ด
์ ์ ํ ๋ฐ๊ฒฌ๋์ง ์์๋ค. C25์ ๊ท ์ด๊ณผ ์ ์ฌํ ๊ท ์ด
์ด C28, C29์ ๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค ์ง์ ๋ฐฉํฅ์ ํ๋ธ ๋ด๋ฉด์์
๋ ๊ด์ฐฐ๋์๋ค(Fig. 2d). ์ด์ธ์๋ ๋์๊ฐ ๋ฐ์ํ์ง ์
์ C26 ํ๋ธ๋ฅผ ์ ๋จํ์ฌ ๋ด๋ฉด์ ์ดํด๋ณธ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ดํต ๊ท
์ด๋ก๋ ์ฑ์ฅํ์ง ์์์ผ๋ ์์ฃผ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก์ ์ฃผ๋ฆ ๊ท ์ด
์ด ๊ด์ฐฐ๋์๋ค.
Table 1. Nominal chemical composition of SA178A tube
Element Fe C Mn P S
wt% Bal. 0.06-0.18 0.27-0.63 ~0.035 ~0.035
Fig. 2. (a) Upper header joined with bent tubes and the positions of leaked tubes, (b) Leaked water from the failed tubes,(c) U1-R1-C25 tube sampled from the CPH and a magnified view (i, ii, iii), and (d) Inner surfaces of the leaked tubes
72 CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.20 No.2, 2021
HOBYUNG CHAE, WOO CHEOL KIM, HEESAN KIM, JUNG-GU KIM, KYUNG MIN KIM, AND SOO YEOL LEE
2.2 ๋ถ์ ๊ณํ
๋ชจ๋์ด ๊ฒช๊ฒ ๋๋ ํ๊ฒฝ์ผ๋ก๋ถํฐ์ ์ธ๋ถ ์๋ ฅ์ด ๊ท ์ด
์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์ณค๋ค๋ฉด, ๊ท ์ด์ ์ง์ ๋ฐฉํฅ ๊ด์ฐฐ์ ํตํด์
ํ์ ๋ฐฉํฅ์ ์ถฉ๋ถํ ์์ธกํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๋์๊ฐ ํค๋-ํ
๋ธ๊ฐ ์ฉ์ ๋ถ์ ๊ฐ๊น์ด ์์น์์ ๋ฐฉํฅ์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ๋ฐ์
ํ์ผ๋ฏ๋ก ์ฉ์ ๋ถ์ ์ํ ์ดํ ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ์ ์ธ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ๊ฒํ
ํ ํ์๊ฐ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์, ๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค์ ์ง์ ๋ฐฉํฅ์ชฝ ํ๋ธ
๋ด๋ฉด์ผ๋ก๋ถํฐ ์์ฃผ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ฃผ๋ฆ ํํ๋ก ๋ฐ์ํ ๊ท
์ด์ด ์ด๋ค ํน์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์ ํํ๋์ง๋ฅผ ๋ถ์ํ๋ ๊ฒ์ด
๋งค์ฐ ์ค์ํ๋ฉฐ, ์ฃผ๋ณ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง์ ์ดํ ๋ถ์๋ ํ์์ ์ด๋ค.
์ ์๋ถ(Sample 1,2) ๋ฐ ํ์๋ถ(Sample 3,4) ์ํ์ C25
ํ๋ธ๋ก๋ถํฐ Fig. 3a์ ๊ฐ์ด ๋ฐฉ์ ๊ฐ๊ณต์ ํตํด ์ ์ญํ์
๋ค. ์ ์ญ๋ ๊ด์ฐฐ์ฉ ์ํ์ ๋ ๊ฐ์ง ํํ๋ก ๋จ๋ฉด ๊ด์ฐฐ์ฉ
(Sample 1,3)๊ณผ ๋ด๋ฉด ๊ด์ฐฐ์ฉ(Sample 2,4)์ด๋ฉฐ, ๊ฐ๊ฐ 5 ร
t ร 12 mm3๊ณผ 18 ร t ร 15 mm3์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ค. ๊ด์ฐฐ๋
๋จ๋ฉด ๋ฐ ๋ด๋ฉด์ 1 ฮผm ๋ค์ด์๋ชฌ๋ ์์คํ์ ๊น์ง ๊ธฐ๊ณ์
์ผ๋ก ์ฐ๋ง๋ ๋ค ๋์ดํ ์ฉ์ก์ผ๋ก ์์นญ๋์๊ณ , ๊ดํํ๋ฏธ
๊ฒฝ์ ํตํด ๋ถ์์ด ์ด๋ฃจ์ด์ก๋ค. ์ฐํ๋ง์ ์๋์ง ๋ถ์ฐํ
X์ ๋ถ๊ด๋ฒ(Energy dispersive X-ray spectroscopy, EDS)
๋ฅผ ํตํด ๋ถ์๋์๋ค. ๋ฐ๊ฒฌ๋ ๊ท ์ด์ ํ์์ด ์์ฃผ ๋ฐฉํฅ
์ ๋ฐ๋ผ ์ง์ ํ๋ฏ๋ก ์ถ ๋ฐฉํฅ ์๋ ฅ์ด ๊ท ์ด์ ๋ฐ์ ๋ฐ ์ฑ
์ฅ์ ๊ธฐ์ฌํ๋ค๊ณ ์ถ์ธกํด๋ณผ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ํ๋ธ์ ๊ฐํด์ง ์
์๋ ์๋ ฅ ์ํ ๋ฐ ๊ทธ ์์ธ์ ํ์ ํ๊ธฐ ์ํ ๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ
์กฐ์ฌ๊ฐ ๋ณํ๋์๋ค.
3. ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ
3.1 ์ธ๊ด ๊ด์ฐฐ
C25, 26, 28, 29 ํ๋ธ์ ๋ด๋ฉด ๊ด์ฐฐ์ ํตํด ๋ฐฐ๊ธฐ ๊ฐ์ค
์ง์ ๋ฐฉํฅ์ ํ๋ธ ๋ด๋ฉด์ ์์ฃผ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ง์ ํ๊ณ
์๋ ๊ท ์ด๋ค์ ๋ฐ๊ฒฌํ์์ผ๋ฉฐ, C25 ํ๋ธ์์๋ ์ ์ญ ์
์น ์๋จ(ํค๋-ํ๋ธ ์ฉ์ ๋ถ์์ ~5 mm ์์น)์์๋ถํฐ
~1 mm ์ง์ ๊ตฌ๊ฐ ์ฌ์ด์์ ์ฝ 15 mm ๊ธธ์ด์ ๊ท ์ด๋ค์ด
๊ด์ฐฐ๋์๋ค(Fig. 2).
Fig. 2c๋ก๋ถํฐ C25 ํ๋ธ์ ๋ด์ธ๋ฉด ๋ถ์ ์ํ๋ฅผ ํ์ธ
ํ ์ ์๋ค. ์ธ๋ฉด์ ์ ์์ ์ฐํ๋ฌผ๋ก ๋ฎ์ฌ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ด๋ฉด
์๋ ์ด๋์ด ์ ์์ ์ฐํ๋ฌผ์ด ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ํด์ ๋์ด ์๋ค. ์
๋์ ์ผ๋ก ์ธ๋ฉด์ ๋ถ์์ด ๋ด๋ฉด์ ๋นํด ๋ ๋ง์ด ๋ฐ์ํ์
์ผ๋ ์ฌ๊ฐํ ์์ค์ ์๋๋ฉฐ ๊ท ์ด์ด ๋ด๋ฉด์๋ง ๋ถํฌํ๊ณ
์์ผ๋ฏ๋ก ์ธ๋ฉด์ ๋ถ์์ ๋์์ ์ง์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น
์ง ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ ์์น๋ฅผ ์ ์ธ
ํ ๋ด๋ฉด ๋ถ๋ถ์ ๊ฑด์ ํ ์ํ์ด๋ฉฐ, ๋ณด์ผ๋ฌ์์ ๋ง์ด ๋ณด
๊ณ ๋๋ ๋ถ์์ ํํ์ธ ์ ๋๊ฐ์๋ถ์, ์ผ๊ธฐ์ฑ ๋ถ์ ๋ฐ ๊ณต
์ ๋ถ์ ๋ฑ์ ์ํ ์์์ ์์๋ค [1-3].
3.2 ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง ๋ฐ ๊ท ์ด ๋ถ์
๊ดํํ๋ฏธ๊ฒฝ์ผ๋ก ์ดฌ์๋ ์ ์๋ถ ์ํ 1,2์ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง
์ฌ์ง์ด Figs. 3c-d์ ์ ์๋์ด ์๋ค. ํ๊ท ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ ํฌ๊ธฐ
๋ ~16 ฮผm ์์ค์ผ๋ก ๋ฐ์ ํ๋ผ์ดํธ(Ferrite)์ ์ด๋์ด ํ
๋ผ์ดํธ(Pearlite)๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ ธ ์๋ค. ์ถ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฏธ์ธ
์กฐ์ง์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์ด ๊ท ์ด์ด ๋ฐ๊ฒฌ๋ ์์น์์์ ์ฉ์ ์ผ
๋ก ์ธํ ์ดํ๋ ์์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ C25์ ์ ์ญ ์์น(๊ท ์ด
๋ฐ์ ์์น)๊ฐ ํค๋-ํ๋ธ๊ฐ ์ฉ์ ์ด์ํฅ๋ถ๋ฅผ ๋ฒ์ด๋ ๋ง
ํผ์ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ผ๊ณ ํด์ํ ์ ์๋ค.
Fig. 3c๋ ์ ์๋ถ ๋จ๋ฉด ๊ด์ฐฐ์ฉ ์ํ 1์ 200๋ฐฐ, 500๋ฐฐ
์จ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง ์ฌ์ง์ผ๋ก์, ๋๊ป ๋ฐฉํฅ(Thickness direction)
์ผ๋ก์ ์ดํ๊ฐ ๋ฐ๊ฒฌ๋์๋ค. ํ๋ธ ๋ด๋ถ ๋ณด์ผ๋ฌ ์์ ์
์ดํ๋ ์ฐํ๋ง ์ฃผ๋ณ์ ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ์ ์ฝ 50 ฮผm ์์ค์ผ๋ก ์กฐ
๋ํ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ์ด ์ฃผ๋ณ์ ํ๋ผ์ดํธ ์์ ๋งค์ฐ ์ ๊ฒ
๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ณด์ผ๋ฌ ์์ ์ ์ดํ๋ ์ฐํ๋ง์ ๋ชจ์ฌ ๋ด๋ฉด์
๋ฐ๋ผ ๊ณ ๋ฅด์ง ๋ชปํ๊ฒ ํ์ฑ๋์ด ์๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์์์ผ
๋ฉฐ, ๊ณ ๋ฐฐ์จ ์ฌ์ง์์ ~52 ฮผm์ ๋๊ป๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ฉฐ ๋ค๊ณต์ฑ์ผ
Fig. 3. (a) Sampling for the analysis of U1-R1-C25 tube, (b) Geometry of each sample, (c) Cross-section view showingthe oxide layers in the sample 1, and (d) Microstructure of the sample 2
CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.20 No.2, 2021 73
CORROSION FAILURE ANALYSIS OF CONDENSATE PRE-HEATER IN HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR
๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง ๊ฒ์ ํ์ธํ์๋ค(์ ์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ์ํด ์ฌ์ฉ๋ ์ฑ
ํ์ฉ ์์ง์ ์ํด ์ฐํ๋ง์ด ์์ง์ ๋ชจ์ฌ๋ก ๊ฐ๊ฐ ๋ถ๋ฆฌ๋
์์). ์ฐํ๋ง์ ํํ์ ์กฐ์ฑ์ Table 2 ๋ํ๋ด์์ผ๋ฉฐ,
๊ฒ์์์ ๋ ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์, ์ฃผ๋ก ๋ง๊ทธ๋คํ์ดํธ(Fe3O
4)
๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์์ ์์ธกํ ์ ์์๋ค. Fig. 3d๋ ์ ์
๋ถ ๋ด๋ฉด ๊ด์ฐฐ์ฉ ์ํ 2์ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง์ผ๋ก, ํ๋ผ์ดํธ์ ํ
๋ผ์ดํธ๊ฐ ์ถ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ฝํ ๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ ๊ฒ์ด ๊ด
์ฐฐ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง์ ๊ฑด์ ํ์๋ค.
Fig. 4๋ ํ์๋ถ ๋จ๋ฉด ๊ด์ฐฐ์ฉ ์ํ 3์ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง์ ๋ณด
์ฌ์ค๋ค. ๊ธธ๊ณ ์งง์ ๊ท ์ด๋ค์ด ๋๊ป ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ง์ ํ
๊ณ ์๋ ๊ฒ์ด ๊ด์ฐฐ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ ์๋ถ ์ํ๋ค๊ณผ ๋์ผํ๊ฒ
๋ด๋ฉด์ ์ฐํ๋ง, ์ฐํ๋ง ์ฃผ๋ณ์ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง ์กฐ๋ํ, ๋ด๋ฉด
์ฃผ๋ณ ํ๋ผ์ดํธ์ ๋ถ์ฌ๊ฐ ๋ฐ๊ฒฌ๋์๋ค(Figs. 4b-e). ์ํ 3
์ ๋จ๋ฉด์์ ๋ฐ๊ฒฌ๋ ๋ง์ ๊ท ์ด๋ค ์ค ๋๊ป ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ
๊ฐ์ฅ ๊ธธ๊ฒ ์ ํํ ๊ท ์ด์ด Fig. 4b์ ์ ์๋์ด ์๋๋ฐ,
์ด ๊ท ์ด์ ~0.59 ร 0.21 mm2 ํฌ๊ธฐ์ ๊ตฌ๋ฉ์ด(pit)๋ก๋ถํฐ
~0.77 mm ๊ธธ์ด๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ฉฐ, ํ๋ฉด์ผ๋ก๋ถํฐ ~0.98 mm ์ง์
ํด ์๋ ๊ฒ์ด ๊ด์ฐฐ๋์๋ค. ์ด ๊ท ์ด์ ๋๋จ์์๋ ๊ท ์ด
์ ๋๋จ์์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ํ์์ ๋ถ์์์ฑ๋ฌผ์ด ์ ๋ด ๊ท
์ด(Transgranular cracking)๊ณผ ๊ณต์กดํ๊ณ ์๋๋ฐ, ์ด๋ฅผ ํต
ํด ๋ถ์๊ณผ ๊ท ์ด์ด ํจ๊ป ๋ฐ์ํ์์์ ์ ์ ์๋ค(Fig.
4c). ๊ท ์ด์ ์ด๊ธฐ๋ Fig. 4d๋ฅผ ํตํด ์ ์ถํด๋ณผ ์ ์๋๋ฐ,
~180 ร 68 ฮผm2 ํฌ๊ธฐ์ ํ์์ ์ฐํ๋ง์ด ๋ฐ์ ์ด๊ธฐ์ ๊ด
์ฐฐ๋์๊ณ , ์ด๋ฅผ ๊ณ ๋ฐฐ์จ๋ก ์ดํด๋ณด๋ฉด ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ ๋ด๋ก ๋ ์นด๋กญ
๊ฒ ์ ํํ๊ณ ์๋ ์ฐํ๋ง์ด ๊ด์ฐฐ๋๋ค(Fig. 4e). ์ด๋ ์ฐํ
๋ง์ผ๋ก๋ถํฐ ๊ท ์ด์ด ์ ํ๋์๋ค๊ฐ ๋ถ์์ด ๋ฐ์ํ๋ฉด์ ๋ชจ
์ฌ์ ๋นํด ๋ถํผ๊ฐ ํฐ ์ฐํ๋ง์ด ๊ท ์ด์ ์ฑ์ด ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
์ ์ฒ๋ฆฌ๋ ๋ด๋ฉด ๊ด์ฐฐ์ฉ ์ํ 4๋ ๋ด๋ฉด์ ์ mm ์์ค
์ ํฌ๊ณ ์์ ๊ท ์ด๋ค์ด ์์ฃผ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ง์ ํด ์๋
๊ฒ์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค(Fig. 5a). ์ถฉ๋ถํ ๋ฒ์ด์ ธ ์ฑ์ฅํ ๊ท ์ด(Fig.
5b) ๋ฐ ์๋์ ์ผ๋ก ์์ ๊ท ์ด(Fig. 5c)์ด ๋ชจ๋ ๊ด์ฐฐ๋์
๋๋ฐ, ๊ฐ๊ฐ์ ๊ท ์ด๋ค์ ๋ชจ๋ ํ์์ ์ฐํ๋ง๊ณผ ํจ๊ป ๋ฐ
๊ฒฌ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ Fig. 5d-e์๋ ์ ๋ํ๋ ์๋ค. ๊ท ์ด์
๋๋จ๊ณผ ๋๋จ ๊ทผ์ฒ์์ ์ ๋ด ๊ท ์ด ํํ๋ก ์ง์ ํ์์ผ๋ฉฐ,
2์ฐจ ๊ท ์ด์ ์ ํ๋ ์ ๋ด ๊ท ์ด์ ๋๋ฉฐ ๋ถ์ ์์ฑ๋ฌผ๋ก ๋ฎ
ํ์์๋ค. Fig. 5c์์, ํ๋ผ์ดํธ์ ํ๋ผ์ดํธ์ ์ถ๋ฐฉํฅ
์ ๋ฐ๋ฅด๋ ์ฝํ ๋ ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ๋ฐ๊ฒฌ๋์๊ณ , ๊ท ์ด์ ์ ์ธํ
๋ค๋ฅธ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง์ ์ดํ๋ ๋ฐ๊ฒฌ๋์ง ์์๋ค.
Table 2. Analyzed chemical composition of oxide layers observed by EDS
Element C O Fe Si
at.% 8.6 ยฑ 1.8 53.8 ยฑ 1.7 37.4 ยฑ 0.9 0.2 ยฑ 0.1
Fig. 4. (a) Cross-section view of the sample 3. (b) Cracks from the pits and (c) Its crack tip with oxide scale, (d) Pits,oxide products, and coarsened grain structure, and (e) Oxide scale propagated to the matrix.
74 CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.20 No.2, 2021
HOBYUNG CHAE, WOO CHEOL KIM, HEESAN KIM, JUNG-GU KIM, KYUNG MIN KIM, AND SOO YEOL LEE
4. ํ ์
๋ณต์์์ด๊ธฐ U1-R1-C25 ํ๋ธ์์ ๋ฐ๊ฒฌ๋ ๋์ ๋ฐ ๊ท
์ด์ ํค๋-ํ๋ธ๊ฐ ์ฉ์ ๋ถ๋ก๋ถํฐ 5-6 mm ํ๋ธ ๊ตฌ๊ฐ์์
๋ฐ๊ฒฌ๋์์ผ๋ฏ๋ก ์ฉ์ ์ ์ํ ์ดํ๊ฐ ์์ฌ๋ ์ ์๋ค. ์ฐธ
๊ณ ๋ฌธํ[9]์ ์ ์๋์ด ์๋ ํค๋-ํ๋ธ๊ฐ ์ฉ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์
ํ๋ฉด ์ฉ์ ๋ถ ๋ฐ ํ๋ธ ์ด์ํฅ๋ถ์ ๋ํ์ฌ ์์ฃผ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก
์ ์ฉ์ ๋ฐฉํฅ์ฑ์ ์กด์ฌํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค. ํ์ง๋ง ๋์๋ ๊ฐ
์ค์ ๋ง๋ฟ๋ ๋ฉด์ผ๋ก์ ๋ฐฉํฅ์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ๋ฐ์ํ์ ๋ฟ๋ง
์๋๋ผ, ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง ํ๊ฐ ๊ฒฐ๊ณผ(Figs. 3-5)์ ๋ฐ๋ผ ์ถ ๋ฐฉํฅ
์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง์ ์ดํ๋ ๋ฐ๊ฒฌ๋์ง ์์์ผ๋ฏ๋ก ์ฉ์
์ ์ํด ์ดํ๋ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง์ ์ํ ๋์๋ ๊ณ ๋ ค๋์ง ์๋๋ค.
ํ๋ธ์ ์ดํ ์์ธ์ ํ๋ธ ๋ด๋ฉด์ ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ ์กฐ๋ํ, ํ
๋ผ์ดํธ์ ๋ถ์ฌ, ๋ถ๊ท ์ผํ ๋ค๊ณต์ฑ ์ฐํ๋ง์ด๋ค. ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ์
์กฐ๋ํ๋ Hall-Petch ๊ด๊ณ์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ๋ ์ ํ์ ๊ธฐ์ฌํ๊ณ ,
ํ๋ผ์ดํธ๋ ํ๋ผ์ดํธ์ ์๋ฉํ์ดํธ์ ์ธต์๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ๊ณ
์์ผ๋ฉฐ ํ๋ผ์ดํธ๋ณด๋ค ๊ธฐ๊ณ์ ๋ฌผ์ฑ์ด ์ฐ์ํ๋ฏ๋ก ํ๋ผ์ด
ํธ์ ๋ถ์ฌ๋ ๊ฐ๋ ์ ํ๋ฅผ ์ผ์ผํจ๋ค. ์ฐํ๋ง์ ๋ถ๊ท ์ผ์ฑ
์ ์ธ๋ถ์ ์๋ ฅ์ด ๊ฐํด์ก์ ๋ ๊ตญ๋ถ์ ์๋ ฅ ์ง์ค์ ๋ฐ
์์ํค๋ฉฐ, ๋ค๊ณต์ฑ์ ์น๋ฐํ ์ฐํ๋ง์ ๋นํด ๊นจ์ง๊ธฐ ์ฌ์
๋ชจ์ฌ๋ฅผ ๋ณด์ผ๋ฌ ์์ ๋ ธ์ถ์ํค๊ธฐ ์ฝ๋ค. ๋ถ๊ท ์ผํ ๋ค๊ณต์ฑ
์ ์ฐํ๋ง์ ๋ณด์ผ๋ฌ ์์ฒ๋ฆฌ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํฅ์ผ ์๋
์์ผ๋ ์ธ๋ถ๋ก๋ถํฐ ์ง์์ ์ผ๋ก ๊ฐํด์ง๋ ์๋ ฅ์ ์ํด
์น๋ฐํ๊ฒ ํ์ฑ๋์ง ๋ชปํ๊ฑฐ๋ ์์๋ ๊ฒ์ผ ์ ์๋ค [1].
์ฆ, ์ธ๋ถ๋ก๋ถํฐ ํ๋ธ๊ฐ ์๋ ฅ์ ๋ฐ๋๋ค๋ฉด, ๋ด๋ฉด์ ๊ท ์ผํ
์ง ๋ชปํ ์ฐํ๋ง ์ฃผ๋ณ์ผ๋ก ๊ตญ๋ถ์ ์๋ ฅ ์ง์ค ์์น๊ฐ ๋ฐ
์ํ๊ณ ์ฐํ๋ง์ด ๋ถ์์ ํด์ ธ ์ง์์ ์ผ๋ก ๋ชจ์ฌ๊ฐ ๋ถ์๋
์ ์์ผ๋ฉฐ, ํด๋น ์์น๋ ์กฐ๋ํ๋ ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ๊ณผ ํ๋ผ์ดํธ์
๋ถ์ฌ๋ก ์ธํด ์๋์ ์ผ๋ก ์ฝํ ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ธ๋ถ
์ ์๋ ฅ์ ์ฝ๊ฒ ์์๋ ์ ์๋ค.
๊ด์ฐฐ๋ ๊ท ์ด์ ํญ์ ๋ถ์ ์์ฑ๋ฌผ๊ณผ ํจ๊ป ๋ฐ๊ฒฌ๋์์ผ
๋ฏ๋ก(Figs. 4-5), ์ด๋ก๋ถํฐ ๊ฐ์ฅ ์ฝ๊ฒ ๊ณ ๋ คํ ์ ์๋ ํ
๊ดด ๊ธฐ๊ตฌ๋ ์๋ ฅ ๋ถ์ ๊ท ์ด์ด๋ค. ๋ณดํต์ ์๋ ฅ ๋ถ์ ๊ท ์ด
์ ๋ถ์์ด ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ฌ์ด ์ ๊ณ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์งํ๋๋ฉฐ ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ
๊ฐ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ด ์ฝํ๋๋ฉด์ ๊ท ์ด์ ์ทจ์ฝํ ์ ๊ณ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์ฑ
์ฅํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ๋ฐ๊ฒฌ๋ ๊ท ์ด์ ๋ถ์์ผ๋ก ์ธ
ํด ์ดํ๋ ๋ด๋ฉด์ผ๋ก๋ถํฐ ์์ํ์์ผ๋, ์ ํ์ ์ธ ์๋ ฅ
๋ถ์ ๊ท ์ด๊ณผ๋ ๋ค๋ฅธ ๊ฑฐ๋์ ํ์๋ค. ๊ท ์ด์ ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ ๋ด
์ฌ๋ฆฝ๋ฉด(ํน์ ๊ฒฐ์ ๋ฉด)์ ๋ฐ๋ผ ์์ฃผ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์ฑ์ฅํ๋ ์
๋ด ๊ท ์ด์ ํํ๋ฅผ ๋ณด์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ๊ท ์ด์ ์ฑ์ฅ์ ๊ตฌ๋
์ํค๋ ์ถ๋ฐฉํฅ ์ธ์ฅ ์๋ ฅ์ด ์กด์ฌํ๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค.
ํํธ, ๊ท ์ด์ ๋ฐ๋ผ ๋ฐ์๋ ํ์์ ์ฐํ๋ฌผ์ ํฐ ๋ถํผ๋ฅผ
๊ฐ๋ ๋ง๊ทธ๋คํ์ดํธ(Fe3O
4)์ด๋ฏ๋ก, ๊ฒฐ์ ๋ฆฝ ๋ด ๋ถ์ ์์ฑ
๋ฌผ ๋ฐ์ ๋ฐ ๊ท ์ด์ ์ฑ์ฅ์ ์ด์งํ ์ ์์ด ๊ธฐ๊ณ์ ๊ฑด์
์ฑ ์ ํ๋ฅผ ์ผ์ผํจ๋ค.
๊ท ์ด ์์ฑ ๋ฐ ์ฑ์ฅ์ ๊ตฌ๋๋ ฅ์ ์ถ ๋ฐฉํฅ ์๋ ฅ์ด๋ฏ๋ก,
ํ๋ธ์ ์ ์ ๋ฐ ํค๋-ํ๋ธ๊ฐ ์ฉ์ ์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ ์
๋ฅ์๋ ฅ๊ณผ ํด๋น ๋ถํ์ด ๋ ธ์ถ๋๋ ํ๊ฒฝ์ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํ๋ค.
Karthikeyan et al. [10]์ ๊ณก๋ฅ ์ ๊ฐ๋๋ก ์ ์๋ ํ๋ธ๋
๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ์ด ํฐ ์ชฝ์ผ๋ก ์ธ์ฅ ์๋ ฅ์ด ๊ฑธ๋ฆฐ๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ๊ณ
์๋ค. ํํธ, Jin et al. [11]์ ํค๋-ํ๋ธ๊ฐ ์ฉ์ ํ ์ฐ๋ถ
(Toe)์ชฝ ํ๋ธ์์ ์ฝ 200-300 MPa์ ์ถ ๋ฐฉํฅ ์์ถ ์๋ฅ
์๋ ฅ์ด, ์ฉ์ ๋ฃจํธ(Root)์ชฝ ํ๋ธ์๋ ์ฝ 300-330 MPa์
์ถ ๋ฐฉํฅ ์ธ์ฅ ์๋ฅ์๋ ฅ์ด ๊ฑธ๋ฆฐ๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ์๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ
์์ ์ฉ์ ๋ฃจํธ๋ ๋ด๋ฉด์ ํด๋นํ๊ณ ์ฉ์ ํ ์ฐ๋ถ๋ ์ธ๋ฉด
์ ํด๋นํ๋ฏ๋ก ์ฉ์ ๋ถ์ ๋ง๋ฟ๋ ํ๋ธ ๋ด๋ฉด์ ๊ฐํ ์ธ์ฅ
Fig. 5. (a) Inner surface view of the sample 4, (b) Coarse cracks, (c) Fine cracks, (d) Crack tip with the oxide products,and (e) Cracking path with branches and oxide products
CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.20 No.2, 2021 75
CORROSION FAILURE ANALYSIS OF CONDENSATE PRE-HEATER IN HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR
์๋ ฅ์ด ๋ฐ์ํจ์ ์๋ฏธํ๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ
์์น์๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์ง๋ง, ์ถ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ฉ์ ๋ถ๋ก๋ถํฐ
๋ฉ์ด์ง์๋ก ๋ด๋ฉด์๋ ์ธ์ฅ ์๋ฅ์๋ ฅ์ด, ์ธ๋ฉด์๋ ์์ถ
์๋ฅ์๋ ฅ์ด ๊ฐ์ํ๋ฉด์ ๋ถํฌ๋์ด ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ์์ํด ๋ณผ
์ ์๋ค. ์ธ์ฅ ์๋ฅ์๋ ฅ์ ๋ณํ๊ณผ ํ์์ ์ผ์ผํฌ ์ ์
์ด ๊ธฐ๊ณ์ ๊ฑด์ ์ฑ์ ๋งค์ฐ ํด๋ก์ฐ๋ฏ๋ก, ์ ์๊ณผ ์ฉ์ ์
๋ฐ์ํ๋ ๋ด๋ฉด์ ์ถ ๋ฐฉํฅ ์ธ์ฅ ์๋ฅ์๋ ฅ์ ๋ด๋ฉด์ ์์ฑ
๋ ์ฐํ๋ง ๋ฐ ๊ตฌ๋ฉ์ด๋ก๋ถํฐ ์์ฃผ ๋ฐฉํฅ ๋ฐ ๋๊ป๋ฐฉํฅ์ผ๋ก
๊ท ์ด์ด ์์ฑ๋๊ณ ์ฑ์ฅํ๊ฒ ๋ง๋๋ ๊ตฌ๋๋ ฅ์ด ๋๋ค.
์์ด๊ธฐ ๋ฐ ์ ํ๊ธฐ๋ ์ฃผ๊ธฐ์ ๋ฌธ์ ๋ก ์ธํด ๋ชจ๋ ๋ด ๋ถ
๊ท ํ์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค [12]. ๊ฐ๋์ ํ์ง ์๋ ๋ฎ์ ์จ
๋ ์กฐ๊ฑด์ผ ๋๋ ๋ชจ๋ ๋ด ์ฃผ์ ๊ตฌ(Inlet)๊ณผ ๋ฐฐ์ถ๊ตฌ(Outlet)
์ ๋ํด ๊ท ํ์ ์ด๋ฃจ๊ณ ์์ง๋ง, ๊ฐ๋ ์ค์ธ ๋์ ์จ๋ ์กฐ
๊ฑด์์๋ ์ฃผ์ ๊ตฌ์ ๋ฐฐ์ถ๊ตฌ๊ฐ์ ์จ๋ ์ฐจ์ด์ ์ฃผ์ ๊ตฌ์๋ง
์ค์น๋ ํต์ ์ฅ์น๋ก ์ธํ ๊ตฌ์์ผ๋ก ์ธํด ๋ชจ๋ ๋ด์์
๋ถ๊ท ํ์ด ๋ฐ์ํ๋ค. ๋ชจ๋ ๋ด ๋ถ๊ท ํ์ ํ๋ธ๋ก ํ์ฌ๊ธ ๋ชจ
๋ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก์ ์๋ ฅ์ ์ผ๊ธฐ์ํฌ ์ ์๋ ์์ธ์ด ๋๋ค.
์ค์ ๋ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ๋ค๋ฃจ๊ณ ์๋ ๋ณต์์์ด๊ธฐ๋ 60 oC์
์ ํ๋ถ ํค๋ D2๊ฐ ์๋๋ก 5.4 mm ๋ด๋ ค๊ฐ๊ณ , 170 oC์
์๋ ์๋๋ก 21.6 mm ๋ด๋ ค๊ฐ๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ๋์๋ค. ์ฆ 60-
170 oC์ ์จ๋ ๋ณํ๋ 16.2 mm์ ๋ณ์ ์ฐจ๋ฅผ ๋ง๋ค์ด ๋ด
๋ฉด์ ํผ๋ก ์๋ ฅ์ ๋ฐ์์ํจ๋ค [13]. ์ด๋ถ์ค [14]์ ์ฐ๊ตฌ
๋ ์ด๋ฅผ ๋ท๋ฐ์นจํ๋๋ฐ, ๋ณด์ผ๋ฌ ๋ด ์ด๊ตํ์ ์ฌ์ฉ๋๋
A210-A1๊ณผ A213-T11์ ์ค๊ณ ์๋ ฅ ๋ฐ ์์ฒด ๋ฌด๊ฒ์ ์
ํ 26.8-32.1 MPa์ ํ์ค์ ๊ฒช์ผ๋ฉฐ, ์ด๊ณผ ์๋ ฅ์ ๊ณ ๋ คํ
๋ฉด 24.4-29.6 MPa์ ๋ฐ๋ณต ํ์ค์ ๊ฒช๋๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ์๋ค.
์ฆ ๋น๊ฐ๋์ค์๋ ~30 MPa ์์ค์ ํฌ๋ฆฌํ๋ฅผ, ๊ฐ๋ ์ค์
๋ 30-57 MPa ์์ค์ ์ธ์ฅ-์ธ์ฅ ํผ๋ก๋ฅผ ๊ฒช๋๋ค๊ณ ํด์
ํ ์ ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌํ์ ์ฌ์ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด SA178A
์ ์์จ ํญ๋ณต๊ฐ๋, ์ธ์ฅ๊ฐ๋, ์ฐ์ ์จ์ ๊ฐ๊ฐ 204 MPa,
316 MPa, 36.3%๋ก ๋ํ๋ฌ๋๋ฐ, ์์ฌ๊ฐ ๊ฒช๊ฒ ๋๋ ํผ๋ก
์๋ ฅ์ ํญ๋ณต๊ฐ๋์ 15-28% ์๋ค. ๋น๋ก ์์ฌ ์ฐจ์ด๋ ์
์ง๋ง ๊ณ ์จ ํ๊ฒฝ์ ๊ณ ๋ คํ์ ๋, ์ด๋ฌํ ์์ค์ ํผ๋ก ์
๋ ฅ ๋ง์ผ๋ก๋ ์ถฉ๋ถํ ๊ท ์ด์ ๋ฐ์ ๋ฐ ์ฑ์ฅ์ด ๊ฐ๋ฅํ ์กฐ
๊ฑด์ด๋ฉฐ ๋ถ์ ํ๊ฒฝ๊ณผ ์๋ฅ์๋ ฅ์ด ๊ฒฐํฉ๋๋ค๋ฉด ์ด๋ณด๋ค ๋ฎ
์ ์๋ ฅ ์กฐ๊ฑด์ด์ด๋ ์ถฉ๋ถํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
์๋ฅ์๋ ฅ, ์ด ํผ๋ก์ ๋๋ถ์ด ๋ด์ฌ์ ์์ธ์ธ ํ๋ธ์ ๊ตฌ
์กฐ๊ฐ ๊ท ์ด์ ๊ธฐ์ฌํ ์ ์๋ค. ์ ์ฌํ et al. [13]์ ๋ฐ๋ฅด
๋ฉด ํค๋์ ๊ฐ์ฅ ๊ฐ๊น์ด ํ๋ธ์์ ์๋ ฅ์ด ๊ฐ์ฅ ๋๋ค๊ณ
๋ณด๊ณ ํ๊ณ ์๋๋ฐ, ์ด๋ ์ค์ ๋ก ์๋ฅ์๋ ฅ ๋ฑ์ ์ํ ์ทจ
์ฝ ๋ถ์๋ค. ์ฅํ์ด et al. [15]์ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์งง์ ํผ๋ก
์ฃผ๊ธฐ์๋ ๊ณก๊ด์ ์ฝ๊ฒ ๊ดํต ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ ์ ์์์
๋ณด์์ผ๋ฉฐ, Kusmono et al. [16]๋ ๊ณก๊ด์ ๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ์ด
ํฐ ๋ถ๋ถ์ ๋ด๋ฉด์ ๊ฐ์ฅ ๋์ ์ ์์ผ๋ก ์ธํ ๋์ ์๋ ฅ
์ด ๊ฑธ๋ฆฐ๋ค๊ณ ์ฃผ์ฅํ์๋ค. ํค๋์ ์ฐ๊ฒฐ๋ ๊ณก๊ด์ ์ถ ๋ฐฉ
ํฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ธ์ฅ ์๋ ฅ์ด ๊ฐํด์ง๋ค๋ฉด, ๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ์ด ์์
๋ถ๋ถ(๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค์ ๋ฐฐ์ถ ๋ฐฉํฅ)์ ์ธ๋ฉด(๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค ์ ์ด๋ฉด)์
์ ์๋์ ์ผ๋ก ํฐ ์ถ ๋ฐฉํฅ ์ธ์ฅ ์๋ ฅ์ด ๊ฑธ๋ฆด ๊ฒ์ผ๋ก ์
์ํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฐ๋๋ก ๋ด๋ฉด(๋ณด์ผ๋ฌ ์ ์ ์ด๋ฉด)์๋ ์
๋์ ์ผ๋ก ํฐ ์ถ ๋ฐฉํฅ ์์ถ ์๋ ฅ์ด ๋ฐ๋ฌํ ๊ฒ์ด๋ค. ์ด์
๊ฐ์ ๊ฒฝํฅ์ผ๋ก, ๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ์ด ํฐ ๋ถ๋ถ(๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค ์ง์ ๋ฐฉ
ํฅ)์ ๋ด๋ฉด์์๋ ์๋์ ์ผ๋ก ์ฝํ ์ถ ๋ฐฉํฅ ์ธ์ฅ ์๋ ฅ
์ด, ์ธ๋ฉด์๋ ์๋์ ์ผ๋ก ์ฝํ ์ถ ๋ฐฉํฅ ์์ถ ์๋ ฅ์ด ๋ฐ
๋ฌํ ๊ฒ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ธ์ฅ ์๋ ฅ์ด ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์์น์ธ ๊ณก๋ฅ
๋ฐ๊ฒฝ์ด ์์ ๋ถ๋ถ์ ์ธ๋ฉด๊ณผ ๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ์ด ํฐ ๋ถ๋ถ์ ๋ด๋ฉด
์ ์์ฃผ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ฌ์ด ์์น์ด๋ค.
ํ์ง๋ง ๋ ์์น ์ค์ ๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ์ด ํฐ ๋ถ๋ถ์ ๋ด๋ฉด์ ๊ท
์ด์ด ๋ฐ์ํ ์ด์ ๋ ๋ณด์ผ๋ฌ ์์ ๋ง๋ฟ๋ ๋ฉด์์์ ๋ถ์
์ ์ํฅ์ด ๋ ์ปธ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ์๊ฐ๋๋ค.
5. ๊ฒฐ๋ก ๋ฐ ๋์ฑ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ฐฐ์ดํ์ ๋ณด์ผ๋ฌ ๋ด ๋ณต์์์ด๊ธฐ์ ์๋ถ ํค
๋์ ์ฉ์ ๋์ด ์๋ ํ๋ธ์ ๋์์ ๋ํ ์์ธ์ ๋ถ์ํ
์๋ค. ๋์๊ฐ ๋ฐ์ํ ์์น๋ ์ฉ์ ๊ณผ ์์ฐ ์ ๋ฐ์ํ ์
๋ฅ ์๋ ฅ์ ์ํด ์ทจ์ฝํ ์์น์ด๋ค. ๋ณด์ผ๋ฌ๋ฅผ ๊ฐ๋ํจ์ ๋ฐ
๋ผ ๋ชจ๋ ๋ด ์จ๋ ์ฐจ๋ก ์ธํ ๋ถ๊ท ํ์ด ๋ฐ์ํ์๊ณ , ์ด์
ํจ๊ป ์ง์ ํ์ค๊ณผ ์ด ํผ๋ก๋ก ์ธํ ๋ฐ๋ณต ํ์ค์ ๊ฒช์ผ๋ฉด
์ ํ๋ธ์ ์ธ์ฅ-์ธ์ฅ ํํ์ ํผ๋ก๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค. ๋ชจ๋
์ ์ธ์ฅ ์๋ ฅ์ด ๋ฐ์ํ๋ฉด์ ๊ณก๋ฅ ๊ฐ์ง ํ๋ธ์ ๊ตฌ์กฐ์
๊ฐ์ค๊ฐ ์ง์ ํ๋ ๋ฐฉํฅ์ธ ํฐ ๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ์ ๊ฐ์ง๋ ๋ถ๋ถ์
๋ด๋ฉด์ ์๋ ฅ์ด ์ง์ค๋๋ฉด์ ์ด ๋ถ๋ถ์ ์ฐํ๋ง์ด ๋ถ์์
ํด์ก์ผ๋ฉฐ, ํนํ ๋ถ์์ด ๋ง์ด ๋ฐ์ํ ์์น์์๋ถํฐ ์ดํ
๋ ๋ฏธ์ธ์กฐ์ง์ ๋ฐ๋ผ ํผ๋ก์ ์ํ ์ ๋ด ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ๋ฉด
์ ๋๊ป ๋ฐฉํฅ๊ณผ ์์ฃผ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ผ ๊ท ์ด์ด ์ง์ ํ์๋ค.
์ง์์ ์ธ ์ด ํผ๋ก๋ก ์ธํด ๊ท ์ด์ ์ง์ ๊ณผ ๋ถ์์ด ๋ฐ๋ณต๋
๋ ์๋ ฅ ๋ถ์ ๊ท ์ด์ ์ฑ์ฅ์ด ๊ฒฐ๊ตญ ๊ดํต ๊ท ์ด์ ๋ง๋ค์ด
๋์๋ฅผ ๋ฐ์์์ผฐ๋ค.
์ด์ ๋ํ ๋์ฑ ์ผ๋ก๋ 1) ํค๋-์ฉ์ ๊ฐ ์ฉ์ ์ ์๋ฅ์
๋ ฅ ์ํ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ ์ฉ์ ๋ฒ ์ฌ์ฉ ๋๋ ๊ฐ๋ฐ, 2) ์์ฐ๋ ๊ณก
๊ด์ ๋ํ ์๋ฅ์๋ ฅ ๊ด๋ฆฌ, 3) ์ด์ ์ค ๋ชจ๋ ๋ด ๋ถ๊ท ํ
ํด์ ๋ฐฉ์ ์๋ฆฝ, 4) ์๋ถ ํค๋ ํ๋ธ์ ๊ฐ์ ์ทจ์ฝ ๋ถ์
์ ๋๊ป ์ฆ๊ฐ, 5) ํ๋ธ์ ๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ ๊ฒํ , 6) ์๋ ฅ ๋ถ์
๊ท ์ด ์ ํญ์ฑ ์์ฌ ์ฌ์ฉ, 7) ์น๋ฐํ ์ฐํ๋ง์ ํ์ฑํ ์
์๋ ์์ฌ์ ๊ฒํ ๋ก ๊ณ ๋ คํด ๋ณผ ์ ์๋ค.
Acknowledgements
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ํ๊ตญ์ง์ญ๋๋ฐฉ๊ณต์ฌ์ ์ง์์ ์ํด ์ํ๋
์ฐ๊ตฌ์ ๋๋ค. ๊น์ฐ์ฒ , ๊น๊ฒฝ๋ฏผ์ 2017๋ ๋ ์ฐ์ ํต์์์
๋ถ์ ์ฌ์์ผ๋ก ํ๊ตญ์๋์ง๊ธฐ์ ํ๊ฐ์(KETEP)์ ์ง์์
๋ฐ์ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ํํ์์ต๋๋ค (No. 2017010000190).
76 CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.20 No.2, 2021
HOBYUNG CHAE, WOO CHEOL KIM, HEESAN KIM, JUNG-GU KIM, KYUNG MIN KIM, AND SOO YEOL LEE
References
1. M. Hong, H. Chae, W. C. Kim, J.-G. Kim, H. Kim, and S. Y.
Lee, Failure Analysis of a Water Wall Boiler Tube for Power
Generation in a District Heating System, Metals Materials
International, 25, 1191 (2019). Doi: https://doi.org/10.1007/
s12540-019-00267-6
2. M. Hong, H. Chae, Y. Kim, M. J. Song, J. Cho, W. C. Kim, T.
B. Ha, and S. Y. Lee, Flow-Accelerated Corrosion Analysis
for Heat Recovery Steam Generator in District Heating Sys-
tem, Korean Journal of Materials Research, 29, 11 (2019).
Doi: https://doi.org/10.3740/MRSK.2019.29.1.11
3. Y. Kim, H. Chae, M. Hong, M. J. Song, J. Cho, S. Y. Lee, W.
C. Kim, and T. B. Ha, Corrosion Failure Analysis of the Con-
vection Part of District Heating Peak Load Boiler, Corrosion
Science and Technolgy, 18, 55 (2019). Doi: https://doi.org/
10.14773/cst.2019.18.2.55
4. H. Lee, H. Chae, J. Cho, W. C. Kim, J. C. Jeong, H. Kim, J. G.
Kim, and S. Y. Lee, Corrosion Failure Analysis of Air Vents
Installed at Heat Transport Pipe in District Heating System,
Corrosion Science and Technolgy, 19, 189 (2020). Doi: https://
doi.org/10.14773/CST.2020.19.4.189
5. J. Cho, H. Chae, H. Kim, J.-G. Kim, W. C. Kim, J. C. Jeong,
and S. Y. Lee, Failure Analysis of Air Vent Connected with
Heat Supply Pipeline Under Manhole, Corrosion Science and
Technolgy, 19, 196 (2020). Doi: https://doi.org/10.14773/
CST.2020.19.4.196
6. Y. S. Kim, H. Chae, W. C. Kim, J. C. Jeong, H. Kim, J.-G.
Kim, and S. Y. Lee, Failure Analysis on Localized Corrosion
of Heat Transport Pipe in District Heating System, Corrosion
Science and Technolgy, 19, 122 (2020). Doi: https://doi.org/
10.14773/cst.2020.19.3.122
7. H. Chae, H. Wang, M. Hong, W. C. Kim, J.-G. Kim, H. Kim,
and S. Y. Lee, Stress Corrosion Cracking of a Copper Pipe in a
Heating Water Supply System, Metals Materials Interna-
tional, 26, 989 (2019). Doi: https://doi.org/10.1007/s12540-
019-00386-0
8. H. J. Kwon, Master Thesis, Yonsei Univeristy, Seoul, (2017).
9. T. Shyju, C. Saravanan, T. Senthil Kumar, and B. Kumaraguruba-
ran, Static Analysis of Tube to Header Weld Joint Configurations,
International Journal of Engineering Research & Technology, 5,
440 (2016). Doi: https://doi.org/10.17577/ijertv5is050631
10. M. Karthikeyan, M. P. Jenarthanan, R. Giridharan, and S. J.
Anirudh, Effects of Wall Thinning Behaviour During Pipe
Bending ProcessโAn Experimental Study, Innovative Design
Analysis and Development Practices In Aerospace and Auto-
motive Engineering (I-DAD 2018), pp. 315-324 (2019). Doi:
https://doi.org/10.1007/978-981-13-2697-4_35
11. H. Jin, D. Lee, S. Shin, and D. Park, A Study on Welding Dis-
tortion and Residual Stress for Tubular Welded Joint, Journal
of Welding and Joining, 30, 51 (2012). Doi: https://doi.org/
10.5781/KWJS.2012.30.5.445
12. J. M. Pearson and R. W. Anderson, ETD: International Sem-
inar on Cyclic Operation of Heat Recovery Steam Generators
(HRSGs), (2005).
13. C.-H. Chong and Jung-Il Song, Stress Behaviors of Super-
heater Tubes under Load Change Operation in HRSG, Journal
of the Korean Solar Energy Society, 28, 33 (2008). Doi: https://
www.koreascience.or.kr/article/JAKO200819463917983.page
14. B. Y. Lee, Evaluation of Stress and Fatigue Life of a Tube
Bundle and Header for the High-Pressure Evaporator of a
Heat Recovery Steam Generator, Transactions of the Korean
Society of Mechanical Engineers - A, 42, 1087 (2018). Doi:
https://doi.org/10.3795/KSME-A.2018.42.12.1087
15. H. W. Jang, J.-W. Jung, and J.-W. Hong, Fatigue Fracture Anal-
ysis of Curved Pipes Under Cyclic Loading, Journal of the Com-
puttational Structural Engineering Institute of Korea, 29, 363
(2016). Doi: https://doi.org/10.7734/COSEIK.2016.29.4.363
16. Kusmono and Khasani, Analysis of a failed pipe elbow in
geothermal production facility, Case Studies In Engineering
Failure Analysis, 9, 71 (2017). Doi: https://doi.org/10.1016/
j.csefa.2017.08.001