새로운 원자력 용접 기술로 1년에 걸친 작업을 24시간 만에 완료
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최초의 원자력 선박 실증기 조립 완료는 용접 기술의 '글로벌 도약'을 의미했습니다.
에 의해아미트 말레와르
2024년 2월 21일
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최초의 실물 크기 소형 모듈형 원자로(SMR) 핵 용기 실증기 조립 완료. 크레딧: 셰필드 포지마스터즈
영국 회사인 Sheffield Forgemasters는 국부 전자빔 용접(LEBW)을 사용하여 최초의 실물 크기 SMR(소형 모듈형 원자로) 원자로 실증기 조립을 완료함으로써 용접 기술 분야에서 중요한 이정표를 달성했습니다. 이 성과는 글로벌 용접 개발에 있어서 중요한 순간을 의미합니다.
용기의 완전한 용접 조립은 4개의 두꺼운 핵 등급 용접을 완료하는 데 24시간도 채 걸리지 않았습니다. 일반적으로 이러한 용접을 완료하려면 1년의 작업이 필요합니다.
모듈형 원자로는 원자력 발전소를 주요 토목 공학 프로젝트에서 공장 생산 원자재로 전환함으로써 원자력 산업에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이러한 원자로는 더 작고 확장 가능하며 표준화된 설계를 갖고 있으며 대규모 원자력 발전소 에 적합하지 않은 여러 위치에 설치할 수 있습니다 .
기존 원자로가 의존하는 엄청나게 비싼 건물이 필요하지 않기 때문에 모듈형 원자로와 관련된 비용 절감 효과가 상당할 수 있습니다.
그러나 모든 규모의 원자로 건설과 관련된 특정 과제가 있습니다. 주요 과제 중 하나는 원자로 노심을 담는 데 사용되는 용기를 용접하는 것입니다.
이 문제를 해결하기 위해 Sheffield Forgemasters는 하루 안에 4개의 두꺼운 핵 등급 용접을 완료할 수 있는 국소 전자빔 용접(LEBW)이라는 혁신적인 솔루션을 내놓았습니다. 이는 완료하는 데 1년 이상 걸릴 수 있는 기존 용접 기술 에 비해 상당한 개선입니다 .
LEBW는 고에너지 밀도 융합 공정을 사용하여 두 개의 금속 조각을 함께 용접하는 방법입니다. 여기에는 국부 진공에서 작동하는 고출력 전자총이 포함되며, 이는 높은 효율성과 깊은 침투력으로 구성 요소를 녹이고 융합할 수 있습니다.
이 기술을 통해 Sheffield Forgemasters는 직경 3미터, 벽 두께 200mm, 결함 제로의 용기를 저렴한 비용으로 완성할 수 있었습니다. 선박의 구조는 LEBW의 신뢰성과 기능을 보여주며, 두꺼운 벽 구성요소의 용접 결합에 대한 극적인 새로운 표준을 설정합니다.
또한 용접 기계는 혁신적인 경사진 및 경사진 기술을 사용하여 용접을 시작하고 마무리할 수 있어 깨끗하고 완전한 용접 결합을 보장합니다.
LEBW 기술의 잠재력이 입증되면 보다 효율적이고 저렴하며 시간 소모가 적은 핵 조립체가 탄생할 것으로 예상됩니다. 이 이정표를 달성한 회사는 영국에서 SMR에 필요한 대형 단조품을 제조할 수 있는 유일한 회사입니다. 이 시연은 두꺼운 벽의 용접 어셈블리가 필요한 다른 프로젝트에도 광범위한 영향을 미칩니다.
수석 개발 엔지니어이자 프로젝트 책임자인 Michael Blackmore 박사는 “원자력 산업 내에서 이 기술의 의미는 기념비적이며 잠재적으로 고비용의 용접 공정을 배제할 수 있습니다.”라고 말했습니다 . “이것은 용접 결합이 모재를 복제하기 때문에 용접 검사의 필요성을 줄일 뿐만 아니라 영국 전역과 그 외 지역에 걸쳐 SMR 원자로의 출시 속도를 극적으로 가속화할 수 있습니다. 이것이 바로 LEBW 혁신이 얼마나 파괴적인지입니다.”