超音波伝播特性を用いた高温ガス炉黒鉛材料の酸化評価手法の開発,1(受託研究)

Development of oxidation damage evaluation method for HTGR graphite component by ultrasonic-wave propagation characteristics, 1 (Contract research)

多田 竜也; 柴田 大受 ; 角田 淳弥 ; 沢 和弘

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

高温ガス炉の炉内構造物である黒鉛材料は、長期の運転期間中に冷却材ガス中に極微量含まれる水分等の不純物により徐々に酸化腐食され、表面及び内部の気孔状態が変化する。この酸化は黒鉛構造物の寿命を決める因子の一つであり、長寿命化のためには酸化による材料劣化を評価することが重要となる。黒鉛材料は多孔質材料であり、超音波は材質中に多数存在する気孔と相互作用しながら伝播するため、音速や減衰率などの伝播特性を調べることにより内部の気孔状態を評価することが可能である。そこで、先進的な評価手法として黒鉛材料中に生じた気孔状態を超音波伝播特性により非破壊的に評価する酸化評価手法の開発を進めている。本報告書では、IG-110及びIG-430黒鉛試験片の酸化度をパラメータとして超音波伝播特性データを取得し、均一酸化条件における超音波伝播特性から、酸化を評価する式を導出した。

Graphite materials used for in-core components of High Temperature Gas-cooled Reactor are gradually oxidized by quite small amount of impurities in primary coolant during long term operation. The oxidation damage is addressed one of crucial factors to determine their lifetime, and it is important to evaluate the damage for components lifetime extension. Since ultrasonic-waves are propagated through interactions with pores in porous ceramics including graphite, it is possible to evaluate the porous condition by propagation characteristics such as velocity and attenuation. We are now developing the oxidation damage evaluation method non-destructively by the wave propagation characteristics. This report shows evaluation formulas to evaluate uniform oxidation condition of graphite. They are obtained experimental data of wave propagation characteristics for parametrically oxidized IG-110 and IG-430 graphite specimens.