In this paper, it is attempted to understand the phenomena of iodine stress corrosion cracking of Zircaloy-4 tube, based on that Zircaloy cladding failures in reactor are similar to the results of out-of-pile test iodine vapour.
The main result of this experiment is the relation between the threshold stress which can lead to iodine stress corrosion cracking of Zircaloy-4 tube and the iodine concentration. The critical stress and the critical iodine concentration also obtained.
A model which relates failure time of Zircaloy-4 tube to failure stress and iodine concentration is suggested. The model is described as follows:
$t_F = 5.5 -(3/2)Log_{10}c-4 Log_{10}σ$
where
$t_F$ : failure time, minutes
c : iodine concentration , mg/㎤
σ : stress , 10^4 psi
원자로의 가동시, 정상상태에서 벗어나 갑작스럽게 출력이 바뀔때 발생하는 응력의 집중과 핵분열시 발생하는 요오드의 부식에 의해서 생기는 피복물질의 응력부식파괴현상을 이해하기 위하여, 이번 실험에서는 지르칼로이-4 (Zircaloy-4)를 사용 하여 요오드 응력부식 실험을 원자로 안의 상태에 가깝도록 300 ℃의 상태 아래서 하였다.
요오드의 농도에 따라서 지르칼로이-4, 관 (Tube) 의 응력부식에 의한 파괴시간을 구했고, 응력부식을 일으킬수 있는 임계요오드 농도 및 임계 접선방향의 응력을 구하였다.
요오드에 의한 응력부식이 화학적인 반응이라기보다는 기계적인 반응 성격을 갖기 때문에 응력부식을 파괴역학적인 관점에서 설명하고자 응력과 파괴시간을 함수관계로 표시해 보았다.
