The lifetime estimation of the nuclear reactor pressure vessel is studied on the basis of fracture mechanics. Since the recent interest in the plant life extension for the light water reactor has increased, it is important one to evaluate the engineering lifetime of major equipments or components used in nuclear power plants.
Major factors which have to be taken into consideration in plant lifetime estimation are : (a) the growth trend of potential defects in components due to subcritical crack growth caused by synergistic effects of environmental attack and operating loading. (b) materials degradation after long term operation in the thermal and/or radiation embrittlement.
The estimated lifetime is the cross cut point between applied stress intensity ($K_{APPLIED}$) caused by the crack growth and fracture toughness degradation ($K_{ICIRR}$) caused by the irradiation. It is the sensitive for lifetime of the each cases of initial crack length, frequency, stress intensity and stress variable, and has a example for HSST weld metal. The stress intensity variable is more important than others and the estimated liftime is between $1.117\times10^6$(2.13 years) and $1.056\times10^8$(200 years) minutes.
원자력 발전소의 압력 용기에 대한 수명예측에 접근 하는 데에 있어서 두가지의 기본개념을 가지고 접근을 시도하였다.
첫째로는 압력용기의 재료가 방사능을 받으면 재료상수인 파괴 인성치가 방사능을 받는 양에 비례하여 떨어지고 항복응력은 증가한다는 것과 두 번째로는 주위환경 등에 의하여 결함이 생성되고 일정한 형상을 가지고 반복적인 하중에 의하여 자라며 이는 적용된 파괴인성치를 증가 시킨다.
첫 번째 개념과 두 번째 개념이 서로 일치하는 값이 압력용기의 파괴역학적 수명시간이라고 생각하였으며 이와같은 사실로부터 수명에 크게 영향을 주는 인자로서 빈도수, 응력확대계수, 초기결함 그리고 응력 등의 변화에 따른 수명시간결정의 민감도에 대하여 살펴보았다.
결과적으로 파괴인성 값은 모재, 용접금속에 들어 있는 구리의 함량과 방사능의 조사량에 따라 변화함을 보였으며 결함의 성장속도는 ASME SEC. XI에 예시된 식을 사용 하였고 실제 데이타와 이론적 데이타를 서로 비교 하였다. 그리고 약 0.29% 의 구리를 포함한 용접금속에 대하여 수명예측의 예를 들었는데 우리가 일반적으로 말하는 수명시간이 예의 최대, 최소 수명시간 사이에 들어있어 좀 더 세밀히 여러 인자들을 보안한다면 실제 수명시간에 더욱 접근 할수 있다고 본다.
