圧子押込み特性測定による高温ガス炉黒鉛構造物の残留応力評価手法の開発,1(受託研究)

Development of evaluation method of residual stress for graphite component of HTGR by micro-indentation method, 1 (Contract research)

角田 淳弥 ; 柴田 大受 ; 多田 竜也; 沢 和弘

Sumita, Junya; Shibata, Taiju; Tada, Tatsuya; Sawa, Kazuhiro

高温ガス炉の炉内構造物である黒鉛構造物には、長期の運転期間中に熱や照射によって残留応力が生じる。これは黒鉛構造物の寿命を決める重要な因子なので、黒鉛構造物の長寿命化のためには残留応力を測定・評価することが重要である。微小硬度計による圧子の押込み特性は応力状態によって変化するので、圧子押込み深さの測定結果から残留応力を評価することが可能である。そこで、黒鉛構造物中に生じた残留応力の変化を非破壊的に評価するために、圧子押込み特性測定による残留応力評価手法の開発を進めている。本報では、黒鉛試験片に加わる応力条件をパラメータとして圧子の押込み特性データを取得し、圧子押込み深さと残留応力との関係式を示した。

In High Temperature Gas-cooled Reactor (HTGR), graphite materials are used as core internal structural components. The neutron irradiation and thermal gradient induce residual stress of graphite components which is a crucial factor to determine the lifetime of them. It is hence important to measure and assess the stress for lifetime extension of the components. Since the residual stress gives characteristics change to the micro-indentation behavior, it is possible to evaluate the residual stress to measure indentation depth. Therefore, in order to evaluate the change of residual stress of graphite components non-destructively, we are now developing the indentation method to evaluate it. This report showed the relationship between indentation depth and residual stress based on experimental data obtained by changing the stress condition of graphite specimen parametrically.