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Lacroix, V.*; 長谷川 邦夫; Li, Y.; 山口 義仁
Proceedings of ASME 2022 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2022) (Internet), 7 Pages, 2022/07
The structural integrity assessment of pipes with circumferential surface flaw under the plastic collapse regime consists of net section collapse analysis. In recent years various researchers showed that this analysis, which has been developed based on classic beam theory, suffers from certain inaccuracies. As such, assessment purely based on net-section collapse and beam theory can reveal both conservative and unconservative results. To address those inaccuracies, in this paper authors introduced a correction factor which aims to mitigate the difference between the ASME B&PV Code Section XI equations and the experimental results. This correction factor is calculated using an empirical formula developed on the basis of a large experimental database of pipe collapse bending tests containing variety of diameter, thickness, flaw depth and flaw length values. Within this work, authors took a systematic approach to identify the most influencing factors on such a correction factor and showed that by applying this correction factor to the current solution of ASME B&PV Code Section XI, this solution becomes more accurate. This corrected approach also is in line with ASME B&PV Code Section XI Appendix C practice for axial flaw in pipes, where a semi-empirical correction factor has been considered as well.
山口 義仁; 長谷川 邦夫; Li, Y.; Lacroix, V.*
Proceedings of ASME 2022 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2022) (Internet), 4 Pages, 2022/07
Four-point bending tests without internal pressure were performed for Type 304 stainless steel pipes with circumferential flaws at room temperature. The specimens are 1-inch diameter (33.7 mm) Schedule 160 pipes (6.3 mm wall thickness). The flaws were part-through flaws located at the pipe external side. The flaw angles are from 120
to 240, and the flaw depths are two cases of 50% and 75% of the wall thickness. Plastic collapse stresses obtained from experiments were compared with those calculated using Limit Load Criteria from Appendix C of the American Society of Mechanical Engineers Code Section XI. Limit Load Criteria were developed using flow stress at flawed section of the pipe. The plastic collapse stress test results were larger than those of the calculation results. For flaws with flaw depths less than 50% of the wall thickness, the experimental stresses were significantly large. The Limit Load Criteria given by Section XI provide conservative collapse stresses and could be improved.
長谷川 邦夫; Li, Y.; Mare
, V.*; Lacroix, V.*
Proceedings of 2018 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2018), 5 Pages, 2018/07
周方向の表面欠陥を有する管の曲げによる塑性崩壊応力はASME Code Section X Appendix C-5320の式により推定される。この式は、管の内外表面欠陥に適用される。著者らは欠陥部分の管の平均半径を考慮し、内外表面欠陥を有する管の塑性崩壊応力式を導いた。その結果、外表面欠陥を有する管の塑性崩壊応力はAppendix Cの式から得られる応力より小さく、内表面欠陥の応力はAppendix Cの応力より大きいことを見出した。
鈴木 良祐*; 松原 雅昭*; 柳原 星児*; 森尻 貢*; 大森 敦*; 若井 隆純
Procedia Materials Science, 12, p.24 - 29, 2016/00
被引用回数：2 パーセンタイル：74.36(Engineering, Mechanical)二つの亀裂を有するステンレス鋼管の構造健全性評価を単純化するため、引張と曲げを組み合わせた非対称な二つの切欠きを有する管の塑性崩壊応力を調べた。非対称の二つの切欠きを有する管の実験的塑性崩壊応力を、単一切欠きを有する管の理論的塑性崩壊応力と比較した。実験的塑性崩壊点は理論的崩壊限界曲線よりも大きかった。単一の切欠きを有する管の理論的塑性崩壊応力を使用して、引張と曲げを組み合わせた非対称の二つの亀裂を有するステンレス鋼管の健全性を簡単かつ控えめに評価することができることを示した。
栗原 良一; 宮園 昭八郎
圧力技術, 23(5), p.255 - 267, 1985/00
日本原子力研究所では原子炉1時冷却系配管の瞬時破断を想定して一連の配管破断試験が実施されている。BWRおよびPWR・LOCA条件でジェット放出試験ならびにパイプホイップ試験が行われている。本報は4,6および8口径の配管試験体を用いて、PWR・LOCA条件下で実施したパイプホイップ試験の結果をまとめたものである。2種類の試験体系が実施され、一つはU字型レストレントを1本ないし2本用いて3000mm長の片持はり型配管試験体のパイプホイップ試験であり、他の一つはPWRの1次冷却系ループのうちポンプと蒸気発生器を連結するクロスオーバレグ配管の1/6モデル試験体を用いたパイプホイップ試験である。有限要素法コードADINAを用いてパイプホイップ試験の動的構造解析を行い、解析で得られたレストレント反力の時間変化を試験結果した結果、レストレント反力の過渡的な応答を改善することができた。
宮崎 則幸*; 植田 脩三; 磯崎 敏邦; 栗原 良一; 矢野 歳和; 加藤 六郎; 宮園 昭八郎
Int.J.Press.Vessels Piping, 15, p.125 - 150, 1984/00
被引用回数：9 パーセンタイル：89.78(Engineering, Multidisciplinary)本論分は7th International Confrence on Structural Mechanics in Reactor Technology(1983年8月、シカゴ、USA)において発表する内容を論文の形にまとめたものである。パイプホイップ現象に及ぼすオーバハングの効果を明らかにするために、配管試験体とレストレントとのギャップを一定とし、オーバハング長さを250mm、400mm、650mmと変えて、PWR LOCA条件でパイプホイップ試験を行った。この試験で用いた配管試験体の口径は4インチ、レストレントはU型である。試験から得られた主要な結論は以下の通りである。(1)オーバハングが短いほど、レストレントは配管のホイップ運動を有効に拘束する。(2)オーバハングが短いほどレストレント支持構造物に作用する荷重は大きくなる。(3)Gerberの塑性崩壊条件を用いて、ホイップ運動をしている配管の塑性崩壊オーバハング長さを予測できる。更に有限要素法解析プログラムADINAを用いて、パイプホイップ試験の解析を行い、試験結果と解析結果とを比較した。
宮崎 則幸; 植田 脩三; 磯崎 敏邦; 加藤 六郎; 栗原 良一; 矢野 歳和; 宮園 昭八郎
JAERI-M 82-125, 200 Pages, 1982/09
本報は4インチ口径試験配管を用いてPWR・LOCA条件で実施した4回のパイプホイップ試験(RUN No.5506、5507、5508、5604)についてまとめたものである。これらの試験では、試験配管とレストレントとの間のギャップは8.85mm一定とし、オーバハング長さを250mmから650mmの間で変えた。ひずみゲージ出力、及び残留変形計測の結果より試験配管及びレストレントの動的挙動を明らかにした。本試験から得られた主要な結果は次の通りである。(1)オーバハングが短いほど配管のパイプホイップ運動は効果的に抑制される。(2)レストレント支持構造物に加わる荷重は、オーバハングが短いほど大きくなる。(3)配管のレストレント設置位置での極限モーメントMuを用いることにより、配管が塑性崩壊を起こす条件を定めることができる。
月森 和之; 森泉 真; 阿部 真人; 定廣 大輔*; 石垣 嘉信*
no journal, ,
構造物に複数のタイプの荷重が作用する場合、それらの相互作用により、単独の荷重が作用する場合よりも強度が低下する可能性がある。ここでは、曲げモーメントとせん断荷重を受ける梁の塑性による相互作用を取り上げ、塑性に由来する曲げモーメントとせん断荷重の相互作用に着目する。個別のケースについては、詳細な数値解析によって評価は可能であるが、設計上成立する形状・寸法、材料をおよそ絞り込む場合などは、簡便な評価式は有効であると考えられる。本研究においては、矩形断面および円断面の梁を対象に、一部近似や既往の研究の知見をモデル化に適用するなどして、曲げモーメントとせん断荷重の相互作用関係の導出を試みた。さらに、例題解析を通じて、FEM詳細解析結果との比較により、その妥当性を検討した。
阿部 真人; 渡壁 智祥; 森泉 真*; 月森 和之
no journal, ,
原子力発電施設において、地震時に機器・配管系に発生する荷重には様々な条件が考えられる。荷重方向の観点から見た場合、配管系は慣性力もしくは支持点間の相対変位により複雑な3次元挙動を示す。しかし、高速炉で想定する薄肉配管に関して各方向の荷重が構造強度に与える影響について定量的に整理した例は少ない。本件では、地震荷重に対する薄肉配管の健全性評価に資することを目的として、配管の中でも応力集中が顕著な薄肉エルボに着目し、荷重方向が構造強度に与える影響を解析的に評価した。
