Assessment of Material Degradation of High-Temperature Components for Process Plant by Grain Boundary Etching Method

입계부식법에 의한 공정설비 고온요소의 재질열화 평가

The grain boundary etching method as a technique for assessing degradation of structural materials used at elevated temperature has received much attention since it is simple, inexpensive and easy to apply to real plant components. In this study, the technique is applied to some aged petroleum and chemical plant components such as reactors and drums. As a degradation parameter, intersection number ratio ($N_i/N_o$), is employed. The intersection number ratio ($N_i/N_o$) is defined as the ratio of intersection number ($N_i$) obtained from 5-minute picric acid etched surface to the number ($N_o$) obtained from Nital etched surface. In order to study degradation level, several relationships were measured such as the correlation between shift in ductile brittle transition temperature, $({\Delta}DBTT)_{sp}$ and intersection number ratio, ($N_i/N_o$) and the correlation between the measured ($N_i/N_o$) values and Larson-Miller Parameter values.

공정플랜트 설비 고온요소의 재질열화 정도를 평가하기 위해서 사용되는 방법 중 입계 부식법은 시험절차가 간단하고 실제 플랜트에서의 적용이 용이하여 안전 및 수명진단시에 많이 이용되어 왔다. 본 논문에서는 오랜 기간 고온에서 사용된 화학플랜트 및 정유플랜트의 실기 요소에 입계부식법을 적용하여 재질의 고온에서의 장시간 노출에 의한 인성열화도를 평가한 결과를 제시하였다. 실제 요소의 열화도 측정변수로서는 입계부식법으로 측정한 격자절단비 ($N_i/N_o$)를 사용했으며, 이로부터 인성열화도를 예측하였다. 인성열화도는 소형펀치 시험법으로 측정된 $({\Delta}DBTT)_{sp}$값으로 표현하였다. 격자절단비는 표면을 나이탈 부식했을 때의 격자수에 대한 피크린산으로 5분 부식했을 때의 격자수의 비율로 정의된다. 또한, 실험실에서 열처리된 시편으로부터 측정된 격자절단비와 Larson Miller Parameter와의 상관관계를 사용하여, 장시간 가동한 공정플랜트 요소에서 측정된 격자절단비로 잔여수명을 평가할 때의 고려사항에 대해 논의하였다.