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12005 안전기술정보회의

원전 NDE 기량검증 추진현황

2005. 4. 7

원자력연구실

비파괴평가센터 이희종


발표발표순서순서

I. I. 비파괴검사비파괴검사 기량검증기량검증 개요개요

II. II. 기량검증체계기량검증체계 개발개발 추진내역추진내역

IIIIII. . 국내국내 기량검증기량검증 시행시행 현황현황

IVIV. . 향후향후 일정일정

VV. . 결결 론론


I. NDE I. NDE 기량검증기량검증개요개요

<<원전원전비파괴검사비파괴검사기량검증기량검증(PD(PD**) ) 정의정의>>

비파괴검사자의 균열검출 및 크기측정 능력을 사전에 검증하기 위한 제도

비파괴검사 대상기기와 형상 및 재질이 동일한 용접시험편을 이용하여

비파괴검사 시스템 (절차서,장비,검사자)을 검증

주) PD (Performance Demonstration) : 비파괴검사기량검증



<<원전원전 NDE NDE 기량검증기량검증관련관련요건요건>>

•Piping, Bolt•Reactor Vessel•Dissimilar Piping Weld

UT PD

•QDA(Qualified Data Analyst)

•SSPD(Site Specific PD)

ECT PD

•PWR : ASME Sec. XI, App. VIII 2) or 전력기술기준(KEPIC MI)

• PHWR : CSA/CAN-N285.4 3)

•10CFR 50.55a 4)

과학기술부고시제2004-13호1)

제11조(비파괴검사기량검증)

주1) 고시제2004-13 : 원자로시설의가동중검사에관한규정

2) ASME Section XI, App. VIII : PD for Ultrasonic Exam. Systems3) CSA/CAN 285.4 : Periodic Inspection of CANDU NPP Components4) 10CFR50.55a : Codes & Standards



국내비파괴검사 기량검증 시행 일시(과학기술부 고시 제2004-13호)

분 야 시행시기 비 고

1. 배관, 볼트의 초음파탐상검사 기량검증

2. 증기발생기 세관에 대한 와전류탐상검사의 기량검증2004.7.1

3. 가압경수로형 원자로용기의 초음파탐상검사 2005.7.1

4. 원자로의 노즐용접부 초음파탐상검사

5. 원자로의 노즐 안쪽 반지름 부위 초음파탐상검사

6. 배관의 이종금속 용접부 초음파탐상검사

7. 오스테나이트계 배관의 구조적 오버레이 용접부의

초음파 탐상검사

2006.7.1


II. II. 국내국내기량검증기량검증추진내역추진내역

한국형 기량검증 분야 구성

Piping/Stud UTManual & Automated

UT for•Ferrite •Austenitic •Dissimilar Weld•Stud

Reactor VesselAutomated UT

SG ECTSSPD

SG ECTEPRI QDA in

accordance with EPRI SG ECT Guide

line 6

UT PD ECT PD



ASME Sec XI, App. VIII주1) 제정 배경

미국 EPRI 연구결과가동중검사적용 UT기술의신뢰도의문제기ASME Sec. XI & V에서새로발생되는기술적문제를해결하지못함

IGSCC, Nozzle Inner-Radius OD Surface 검사(복잡한형상)1983 NRC에서기량검증(Performance Demonstration) 수행요구산업위원회에서 NRC 규제요구를대체할수단개발합의1986 Code Task Group 구성(Proposal 개발)1989 : Winter Add. App. VIII 발행1991 : EPRI PDI 구성 (Appendix VIII 이행) 1995 : 최초 PDI/App. VIII 절차서적용 (운영자)2000.5 : 미국내 PD 시행착수

10CFR50.55a, ’99.11 : ’95 ed. ASME Sec.XI App. VIII에서 PD 적용을공시



미국기량검증 시행현황

COMPONENTS SUPPLEMENTS 적용시기

• Piping Welds- Wrought Austenitic 2 ’00.5.22- Ferrite 3 “- Dissimilar Metal 10 ’02.11.22- Overlay 11 ’01.11.22- Cooperated Implementation 12 ’02.11.22

• Vessels- Clad to Base Metal Interface Region 4 ’00.11.22- Nozzle Inside Radius Region 5 ’02.11.22- Reactor Vessel Welds other than 6 ’00.11.22

Clad/Base Metal Interface - Nozzle-to-Vessel Weld 7 ’02.11.22- Cooperated Implementation 13 ‘02.11.22

• Bolts and Studs 8 ’00.05.22



한국형 기량검증 체계 개발 추진 경위

‘00.8-’04.1 : 한국형원전비파괴검사기량검증체제개발연구과제수행UT : 오스테나이트/페라이트배관,스터드/볼트

ECT : QDA주1)// SSPD주2)기량검증체계개발

’02.9-’03.11 : 결함시험편설계/제작/인수

’04.4 : 특정기술주제보고서과학기술부제출및승인완료

’04.1-2 : Round-Robin Test 시행(국내 3개사대상)

’04.6 : 고시제2004-13호공포

’04.6 : 국내원전비파괴검사기량검증시행착수배관, 스터드, ECT 분야



한국형 기량검증 체계 개발 세부내용

원전주요기기용접부사양실사

Full-size Mock-up 결함시험편수량결정

결함시험편설계및제작

기량검증 품질보증및표준절차서개발

Round Robin Test 및프로그램시운전

ECT QDA 구축및 SSPD 개발

개선사항도출/보완및규제기관승인



NDE 자격인증체계NDE 자격인증체계

ECT DB 설계

UT 표준/ 기량검증절차서작성

기량검증시설설계

ECT 표준/ PD 절차서작성

ECT UT

ECT DB 요건작성

ECT 자격인증 Program 개발

ECT DB 완성

기량검증절차서작성 시험편제작

기량검증운영/품질보증절차서작성

기량검증요건개발

시험편사양및개수결정

시험편예비설계및제작

현장실사및분석 현장실사및분석

사전교육시스템사전교육시스템

기량검증 체계 개발 단계



원전주요기기 용접부 사양실사

대상 호기 : 고리1,2,3, 월성 1,2, 울진1,3호기

대상 기기 : 1,2등급 배관, 스터드/볼트

사양 조사 내용

1,2등급 배관 용접부, 스터브/볼트 형상 및 사양 조사

배관 Weld End (예)

37.5º±2.5º

0.062”+0.03”,-0

0.09”±0.015”

0.5”18ºmax

R=0.0625”+0, - 0.03

0.09”±0.015”

0.062”+0.03”,-0

0.5”18ºmax

0.75”

20º±2.5º

10º±2.5º

R=0.19”±0.03

t = over 3/8” thru 1” t = over 1”



결함용접시험편 설계

시험편 설계 조건 설정 (재질,두께, 용접부 형상 등)

연습용, 시험용 시편 수량 결정

Mockup Matrix 결정



결함시험편제작

Trial 시험편 파괴시험 (제작업체 능력평가)

Sectioned View Sectional view of flaw depth

Sectional view of flaw tipSectional view of flaw opening



기량검증시험편 제작 (가공)

<결함가공및삽입공정>

기량검증 시험편 제작 (품질검사)

<시험편소재> <시험편초음파탐상> <시험편액체침투탐상>



기량검증시험편품질검사

Finger Print 시험편 Grading

xxx 12

FLAW 1 FLAW 2 FLAW 3 FLAW 4 4 5Start(X1) 1.000 0.000 0.000 5.000 8.000Stop(X2) 3.000 0.000 0.000 8.000 11.000

Y1 -0.100 0.000 0.000Y2 0.000 0.000 0.000 # 1 # 2 # 3 # 4 # 5

Length 1.000 0.000 0.000 Start(X1)"T"@ Flaw 2.000 0.000 0.000 Stop(X2)

% TW 15.000% 0.000% 0.000% Y1RL 1.700 0.000 0.000 Y2

GU # 1 2 3GU Start 1.000 0.000 0.000GU Stop 3.000 0.000 0.000Length 2.000 0.000 0.000

KPD Piping Program Grading Sheet

Sample ID: Sample Length:

FLAWS Unflawed Grading Units

Extraneous Reflectors

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0

C.L.

Flow

Flaw UnFlwd. G.U. Extraneous Reflectors

Grading Notes:

<자동초음파검사> <초음파신호분석> <시험편 Grading Sheet(예)>



기량검증시험편인수검사

시험편전력연구원입고 (‘03 9,11)

<기량검증시험편입고> <기량검증시험편 >



기량검증품질보증시스템 개발

EPRI PD QA SYSTEM KPD QA SYSTEM

• QPI (Quality Project Instruction) : 21종

• QAP (QA Procedures) : 27종

• QPI (Quality Project Instruction) : 21종

• QAP (QA Procedures) : 27종KPD QAP

(품질보증절차서)KPD QAP

(품질보증절차서)

KPD QAM(품질보증계획서)

KPD QAM(품질보증계획서)

• QA Requirements• Project Quality Plan• EPRI QA Program Manual

• QA Requirements• Project Quality Plan• EPRI QA Program Manual



기량검증체계 품질 절차서 개발

기량검증 부문 (12종)

조직의 책임과 권한, 응시자 등록 자격요건 및 일정관리, 배관검사자

자격인정, 서류관리 및 정보 보안관리, 시험편의 보안관리 등

시험편 제작 부문 (9종)

시험편의 구매관리, 시험편의 서류관리, 시험편 및 정보 보안관리,

시험편 제작 품질기록 등

공통적인 관리부문 (9종)

절차서, 지침서 작성 및 관리, 부적합 사항관리 등



초음파검사기량검증표준절차서개발

KPD-UT-1 : 페라이트계배관용접부의초음파탐상검사일반절차서

KPD-UT-2 : 오스테나이트계배관용접부의초음파탐상검사일반절차서

KPD-UT-3 : 배관용접부의결점깊이측정을위한초음파탐상검사일반절차서

KPD-UT-4 : 스터드및볼트내경으로부터의초음파탐상검사일반절차서

KPD-UT-5 : 스터드및볼트의수직초음파탐상검사일반절차서



컴퓨터운영프로그램설계

기량검증체계 운영프로그램구성

KPD 프로그램PDQS주)프로그램

장비/탐촉자 Database 프로그램

Sample data PDQS-new

PDQS-App

PDQS

Procedure NoVB

VB

Transducer

KPD

Transducer

시험편 정보와채점결과 관리

주) PDQS : Performance Demonstration Qualification Summary


기량검증시험운영시설구축

EPRI 및미국내원전 Utility 보유시설 Bench-mark 활용

약 600평

기량검증실습실

기량검증시험실

기량검증시험편보관창고

기량검증자료실

기량검증강의실

와전류QDA/SSPD 시험실

기량검증시설입구 기량검증실습실

QDA/SSPD 시험실


기량검증시험실



ECT QDA/SSPD 시스템구축QDA/SSPD 운영컴퓨터국내 SSPD SG ECT 데이터 DB설계국내 SSPD SG DB입력

QDA Server 프린터

응시자 A 응시자 B 응시자 C 응시자 D 응시자 E

응시자 F 응시자 G 응시자 H 응시자 I 응시자 J

<QDA/SSPD 시험설비><QDA/SSPD User LAN 구성>



다자비교시험(Round Robin Test) 시행대상 :가동중검사 3개업체초음파탐상검사자일정 : 2004.1.5 ~ 2004.2.28목적

기존검사기법(DAC)과기량검증검사기법의비교기량검증시행대비사전점검 (프로그램등)검사업체기량검증시행대비의식고취

<가량검증사전실습교육> <Round Robin Test>



다자비교시험 결과분석

1 2 3 4 5 6

1

2

3

4

5

6

Team B Result

[PD] Y=1.02519 X - 0.32144

[DAC] Y=0.97395 X - 0.32144

Mea

sure

d Fl

aw L

engt

h(in

.)

Actual Flaw Length(in.)

Ideal DAC Method PD Method Ideal Line DAC Line PD Line

1 2 3 4 5 60

1

2

3

4

5

6

Team C Result

[DAC] Y=1.01678 X - 0.47741

[PD] Y=1.00552 X + 0.05418

Mea

sure

d Fl

aw L

engt

h(in

.)


Ideal DAC Method PD Method Ideal Line DAC Line PD Line

1 2 3 4 5 60

1

2

3

4

5

6

7 Team A Result

[DAC] Y=0.8223 X + 0.14317

[PD] Y=1.06097 X - 0.02306

Mea

sure

d Fl

aw L

engt

h(in

.)


Ideal DAC Method PD Method Ideal Line DAC Line PD Method

<결함 길이 측정값과 실제값의 비교-각 팀별>



초음파기량검증시험분야

수동배관결함검출및길이측정

수동배관깊이측정

스터드 Straight 검사

스터드 Bore 검사

자동배관결함검출및길이/깊이측정 <수동배관기량검증시험 >

<자동배관기량검증시험 > <스터드기량검증시험 > <스터드기량검증시험 >


III. III. 국내국내기량검증기량검증시행현황시행현황

수동초음파 기량검증 시험 시행현황 (04.12월 기준)

회 차 일 자 응시 분야 응시 인원 결 과

검출 및 길이 측정 4 1차 : 3명 합격, 2차 : 1명 합격


3차 : 1명 합격

깊이 측정 8 1차 : 4명 합격, 2차 : 2명 합격

스터드(Straight) 2 1차 : 2명 합격

스터드(Bore) 2 1차 : 2명 합격

검출 및 길이 측정 8 1차 : 4명 합격, 2차 : 3명 합격6 11.8 - 12.3

깊이 측정 4 1차 : 4명 합격

합계 57

스터드(Straight) 3 1차 : 2명 합격4 8.24 - 9.1

스터드(Bore) 3 1차 : 3명 합격

스터드(Straight) 2 1차 : 2명 합격5 9.20 - 9.24

36.21 - 7.16

1 4.19 - 5.7깊이 측정 4 1차 : 4명 합격


깊이 측정 4 1차 : 2명 합격, 2차 : 2명 합격

26.14 - 7.13



수동초음파 기량검증 시험횟수 대 합격비율

구 분 분 야 1차 2차 3차

검출 및 길이 측정 11/25(44%)

14/22(64%)

5/5(100%)

수동 배관

6/7(86%)

깊이 측정

24/25(96%)23/25(92%)

18/22(82%)

Straight수동 스터드

Bore

5명Bore

6명Straight수동 스터드

24명

18명깊이 측정

검출 및 길이 측정수동 배관

KPD 기량검증 자격자 수분 야구 분

수동초음파 기량검증 국내 자격자 현황



와전류탐상검사자 기량검증

Site Specific PDQualified Data Analyst 일 자 응시구분 응시인원 합격자

’04.8 초기 2 1

’05.2 초기 8 7

합 계 26 22 (85%)

’04.8 재 1 1

’04.5 재 2 2

’04.12 초기 13 11

32CANDU

224합계

48W-F

29Framatome

응시인원해당모델

30W-DELTA 60

85KSNP


IV. IV. 향후향후일정일정

Annual Hand On Practice 시행고시제2004-13호요건에따라초음파검사자 Hand On Practice 시행

탐촉자및장비기량검증시행

신규탐촉자/장비기량검증

원자로기량검증시행

고시제2004-13호요건에따라 ‘05.7.1부터원자로기량검증 시행

이종금속기량검증시행준비

‘06.7.1 시행예정인이종금속기량검증준비

중수로비파괴검사기량검증추진

카나다 COG joint project 가입


V. V. 결결 론론

비파괴검사기량검증체계개발완료

과학기술부고시제2004-13호, ASME Sec XI, App. VIII요건만족

국내기량검증시행착수완료

시행중도출된개선사항을반영하여 최선의기량검증체계완성예정

향후국내비파괴검사신뢰성향상및기술선진화에기여예상

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