A study on wear mechanism of tube fretting affected by support shapes

지지부 형상에 따른 튜브 프레팅 마멸기구의 연구

Fretting wear test in room temperature air was performed to evaluate the wear mechanism of fuel rod using a fretting wear tester, which has been developed for experimental study. The main focus was to compare the wear behaviors of fuel rod against support springs at different contact geometries (i.e. concave and convex) and slip directions (axial and transverse). The wear on the tube was examined by the surface roughness tester, which measures the volume. The result indicated that with change of contact geometry from 5N of normal load to 0.1mm gap, wear volume of tube Increased in the condition of concave spring, but slowly decreased in convex spring. From the results of SEM observation, wear mechanism of each test condition was also depend on the above contact parameters. The wear mechanism of each test condition in room temperature air is discussed.

상온 공기분위기에서 두 가지 형태의 스프링에 대한 연료봉 피복관의 마멸실험을 수행하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 가장 큰 마멸부피는 스프링 형상이 오목할 경우 틈이 존재할 때 발생하였으며, 형상이 볼록한 경우에는 접촉하중이 존재할 때 마멸부피가 크게 나타났다. (2) 접촉형상이 오목한 형태로 연료봉을 감싸고 있는 경우, 마멸입자의 방출은 다소 어렵게 되며 이에 따라 마열거동은 표면에서 생성되는 마멸입자가 외부로 방출되는 용이성에 따라 최종적으로 마멸부피는 결정된다. (3) 볼록한 형상의 스프링의 경우, 충격마모에 대하여 저항성을 보였으나, 접촉하중이 존재할 경우 높은 마멸량을 보이고 있다. (4) 오목한 형태의 스프링 조건에서 축 방향의 마멸보다는 횡 방향의 마멸량이 더 낮게 나타났다. 이것의 주된 원인은 오목한 형태의 스프링이 충격하중에 있어 가이드역할을 할 가능성이 있는 것으로 나타났다. 또한, 양 방향 모두 마멸입자의 고착 흔적이 나타났으나 횡 방향의 경우 연삭에 의한 경향이 보다 뚜렷이 나타났다.