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陳 振茂; 青砥 紀身; 加藤 章一; 永江 勇二
JNC TN9400 2000-022, 46 Pages, 2000/03
本研究では、SUS304ステンレス鋼における自然磁化と機械損傷の相関に関する試験研究を実施した。単純引張試験及び両振疲労試験を用いて試験片に機械損傷を与え、フラクスゲートセンサーで試験中及び除荷後の磁化特性を測定した。その結果外部磁場をかけなくても塑性変形や疲労損傷により自然磁化が発生し、損傷の増加と伴い飽和することが明らかにした。切欠試験片に疲労き裂を入れた試験から、自然磁化は特に疲労き裂の検査に有効であることが判った。更に疲労試験中測定した磁場信号の処理により、疲労損傷の検出に適用可能な信号の特微量(磁場・ひずみヒシテリシス曲線の面積)を提案した。最後に塑性変形を与えた試験片に対して永久磁石励磁による残留磁化の分布を測定し、残留磁化は塑性変形が十分大きくなると増加する傾向があると判った。上記内容から、損傷誘起自然磁化は絶対値が小さいものの、特微量の抽出やセンサーの工夫によって損傷状態の監視に十分適用可能であると考えられる。一方、自然磁化の測定は走査検査への適用のためにまた努力する必要があるが、これに対して残留磁化に基づいた手法は有効である可能性が高い。なお、提案手法を実機環境への応用に至るまでは、異なる試験条件下の挙動や実環境ノイズの影響の確認などさらなる研究を重ねる必要があると考えられる。
浅山 泰; 川上 朋広*
JNC TN9450 2000-002, 335 Pages, 1999/10
JNC-TN9450-2000-002.pdf:21.65MB
本報告書は、これまでに取得してきたSUS304鋼溶接部に対する材料試験データをまとめたものである記載したデータ点数は以下の通りである・引張試験 71点(照射有 39 無 32)・クリープ試験 77点(照射有 20 無 57)・疲労試験 50点(照射有 0)・クリープ疲労試験 14点(照射有 0)本データ集は「FBR構造材料データ処理システム(SMAT)」の帳票出力したものである。
浅山 泰; 川上 朋広*
JNC TN9450 2000-001, 1370 Pages, 1999/10
JNC-TN9450-2000-001.pdf:117.18MB
本報告書は、これまでに取得してきたSUS304鋼に対する材料試験データをまとめたものである記載したデータ点数は以下の通りである・引張試験 738点(照射有 250 無 488)・クリープ試験 434点(照射有 89 無 345)・疲労試験 612点(照射有 60 無 552)・クリープ疲労試験 200点(照射有 40 無 160)本データ集は「FBR構造材料データ処理システム(SMAT)」の帳票出力したものである。
西山 元邦; 関 正之; 飛田 典幸; 上村 勝一郎
PNC TN8420 93-001, 153 Pages, 1993/01
酸化物分散強化型鋼(ODS鋼)を溶接するための新手法として,加圧抵抗溶接(PRW)法が適していると考え,抵抗溶接の装置,溶接部挙動等に関する情報を取得し,その調査結果をまとめ,今後の開発に資する。ベルギーのベルゴニュークリア社(BN社)に,抵抗溶接装置及び溶接方法に関する技術情報の提供及び溶接試験片の製作を依頼しその調査を行った。I.抵抗溶接に関する技術コンサルテーション・装置の機能上重要となるのは,溶接ヘッドの軽量化,被覆管を確実に固定するためのコレットチャック,溶接後のバリを取るための方法等である。・抵抗溶接で溶接した試料の強度評価を行うためには,回転疲労試験が有効である。・BN社では,抵抗溶接装置により製作したODS鋼の燃料要素を,SNR300,PHENIX等で照射試験を行い,溶接部から破損することは無く,健全であることを実証している。II.試験片の製作・選定した溶接条件において,ODS鋼,高強度フェライト/マルテンサイト鋼を溶接した結果,金相試験及び回転疲労試験において良好な接合が得られていることが分かった。抵抗溶接法に関する詳細な情報が入手でき,国産の装置開発の実現の見通しが得られた。PNC支給のODS鋼試験片の溶接試験においては,良好な結果が得られ,抵抗溶接法はODS鋼を溶接するのに有望な手法であるとの実証データが得られた。
小峰 陲司; 川崎 弘嗣; 青砥 紀身; 吉田 英一; 一宮 正和; 和田 雄作
PNC TN9410 92-089, 61 Pages, 1992/03
Mod.9Cr-1Mo鋼(NT)の許容ひずみ範囲は、平成元年度に材料強度基準等の高度化の中で、2・1/4Cr-1Mo鋼(NT)の値を代用して暫定値として与えてきた。これは、最適疲労破損式を定式化するためのMod.9Cr-1Mo鋼に対する疲労試験データが少なかったことと、2・1/4Cr-1Mo鋼(NT)の値を用いれば保守的に評価できるとの考え方からである。そこでMod.9Cr-1Mo鋼(NT)について、クリープ疲労評価法の高度化の一環として、低サイクル疲労試験ならびに低ひずみ速度疲労試験や高サイクル疲労試験を実施し、本鋼における最適疲労破損式の策定と許容ひずみ範囲
lの暫定値を新たに提案した。(1)最適疲労破損式の策定は、温度依存性やひずみ速度依存性を考慮するため、Mod.9Cr-1Mo鋼と類似鋼種である2・1/4Cr-1Mo鋼の疲労特性が有効であると判断し、同鋼の最適疲労破損式をベースに、汎用回帰解析により当てはめ性や温度・速度依存性の記述性等の検討を行った。その結果、高サイクル側に到るまでMod.9Cr-1Mo鋼の疲労特性を適切に評価する最適疲労破損式が得られた。(2)Mod.9Cr-1Mo鋼に対する許容ひずみ範囲A,B,C線図(暫定値)を、新しい最適疲労破損式によって提案した。(3)今回提案する375
のMod.9Cr-1Mo鋼の許容ひずみ範囲に対し、従来暫定的に用いられてきた低合金鋼に対する通商産業省告示の設計基準線は非常に控え目で、Mod.9Cr-1Mo鋼の疲労特性はこの基準線を大きく上回っていることがわかった。また、Mod.9Cr-1Mo鋼の設計疲労線図を告示で新たに規定する場合には、現在の低合金鋼に対する許容値よりもかなり高い値(10の6乗サイクルひずみ範囲にして約2倍)に改定できるものと考える。
木村 英隆; 菅谷 全*; 加藤 猛彦*; 川崎 弘嗣; 青砥 紀身; 和田 雄作
PNC TN9450 91-003, 28 Pages, 1991/03
高速炉構造用SUS316の高温強度特性やNa環境効果および中性子線照射効果等の試験が進展している。この結果,本鋼は優れた各種特性を有することが確認されてきており現在実証炉以降の炉容器,配管,中間熱交換器等の構造材料として採用される方向で作業が進んでいる。今後,本鋼を採用したプラントの検討や実際の設計では,本鋼のクリープ破断式とクリープひずみ式,および材料の損傷等を見積もるのに用いる材料評価法が必要となる。現在これらの特性式や評価法の策定に関して検討が行われており,暫定基準が策定されてきている。本報告では,今後必要となる本鋼の特性式や評価法の再検討・再策定に資するように,昨年クリープ破断式とクリープひずみ式の暫定基準策定に用いたクリープ破断データと,現在までに入手できた高温疲労およびクリープ疲労試験データをまとめた。
小峰 陲司; 吉田 英一; 和田 雄作; 松本 好市*; 川島 成一*; 石上 勝夫*
PNC TN9440 91-004, 60 Pages, 1991/02
従来疲労試験方法は,国内外において現状追認による規格化あるいは標準化が進められたため,ある程度の方法差を許容する結果,試験方法の違いによる疲労データの差が懸念されてきた。このような状況の中で近年国際的に疲労試験方法の詳細についても標準化しようとする動向があり,高速炉構造材料の疲労試験方法についても,その詳細な方法,条件を絞り,信頼性の高いデータを取得する必要が生じている。本報告書は,これらの疲労試験方法の標準化の動向を踏まえ,当室に設置されている大気中並びにナトリウム中疲労試験装置における今までに培われてきた試験技術をまとめ,材料開発室としての標準的な疲労試験方法を定めたものであり,また,本成果は国際的な標準化の動きに対し,十分貢献できるものと期待される。
浅山 泰*
PNC TN9410 90-093, 68 Pages, 1990/01
著者らは前報において、高温構造材料の多軸負荷下における疲労およびクリープ疲労挙動の把握と解明の第一段階として、550においてSUS304の軸力-ねじり重畳負荷による高温多軸疲労試験をおこない、(1)非比例負荷下では比例負荷に比較して疲労寿命が1/2
1/3程度に低下すること、(2)この寿命低下はひずみ経路を考慮したMises型の相当ひずみ範囲によりほぼ合理的に評価できることを明らかにした。本報ではこの第二段階として、比例および非比例負荷下でクリープ疲労試験を行い、次の知見を得た。(1)非比例クリープ疲労下でも比例クリープ疲労に比較してさらに1/21/5程度に寿命の低下が生じる。(2)非比例クリープ疲労においても応力緩は軸力0,せん断応力0の原点に向かって比例的に生じる。(3)非比例クリープ疲労寿命は、相当ひずみ範囲としてひずみ経路を考慮したMises型相当ひずみを用い、ひずみ保持中の応力緩和をMises型の相当応力で評価し、これらに基づき単軸疲労特性,単軸クリープひずみ特性及び単軸クリープ破断特性から疲労損傷,クリープ損傷を求め、これらを線型損傷則に用いることにより工学的にほぼ合理的な評価を行える。
岩崎 良一*; 菊地 和明*; 月森 和之*
PNC TN9410 87-073, 206 Pages, 1987/03
FBR大型炉の合理化方策のひとつとして配管用ベローズ継手の開発が昭和58年度より進められているが、ベローズの疲労及びクリープ疲労試験もこの中の重要なR&D項目のひとつとして位置付けられる。本報告書はその第1報として、室温及び高温(600)雰囲気で行ったベローズの疲労試験の成果をとりまとめたものである。試験体としては呼び径42in、7山のSUS316液圧成型ベローズを用いている。主な成果を以下に掲げる。(1)疲労き裂は大旨ベローズ両端に近い谷外表面に発生し、大部分は粒内破壊である。(2)ベローズのバネ定数、ひずみ応答等の弾性域でのベローズの基本的な挙動は、EJMAスタンダードの評価式あるいはFEM解析によって妥当な評価が得られる。(3)ベローズの疲労寿命は、実測ひずみに基づき、材料ベースの疲労度評価によって十分予測できる。(4)ベローズに発生する最大の全ひずみ範囲は、弾性公称ひずみ範囲にベローズ1山の非弾性による割増係数(f1・f2)と各山の鋼性のばらつきによる割増係数(f3)を乗じることにより、妥当な評価が得られる。以上により、ベローズ発生ひずみ及び疲労寿命を適切に評価できる見通しを得た。
菊地 和明*; 月森 和之*; 岩田 耕司
PNC TN9410 87-053, 74 Pages, 1987/03
事業団では、FBR大型炉の合理化の一方策として配管用ベローズ継手のフィージビリティスタディを進めており、ベローズの疲労及びクリープ疲労試験はそのためのR&D試験のひとつである。本報告書はベローズコンボリューションの疲労、クリープ疲労試験と併行して、基本的なベローズ1山についての特性を検討する目的で実施したベローズ1山モデル(波板試験片)の室温疲労試験の結果を検討したものである。主な成果は、下記の通りである。(1)1山モデルの疲労試験データは材料試験ベースの疲労カーブと良く一致する。(2)1山モデルのひずみ挙動は理論及び数値解析によって把握できる。(3)薄肉はり理論とEJMAスタンダード及び数値解析から、試験に用いた1山モデルと42Bベローズ対応を評価したひずみ挙動について大きな差異はなかった。(4)ベローズ1山単位の塑性によるひずみ集中は、1山モデルの試験と解析を包含するKe´(q=2.0)で安全側に評価できる。
大野 博教*; 仲佐 博裕*; 草難 秀雄*; 木村 英夫*; 永田 敬*; 小林 和裕*; 今津 彰
PNC TN941 77-172, 44 Pages, 1977/10
期間1975年12月1977年8月▲目的動燃事業団と電力中央研究所との共同研究において,ステンレス鋼ベンド管のクリープ疲れ試験こ対して,発音検出法によるクリープ疲れ損傷の追跡を行なった結果を報告する。▲要旨▲高速原型炉「もんじゅ」を対象とした一次冷却系配管諸要素の各種損傷モードの加速損傷試験に対してAE法を適用し評価するための一環として,動燃事業団と電力中央研究所は共同研究体制下において昭和51年3月に実施されたSUS304ステンレス鋼ベンド管の高温クリープ疲れ試験にAE計測を行なった。本報告はそのクリープ疲れ試験およびAE適用評価試験の結果を取りまとめたものであり,定常クリープ疲れ試験過程におけるAE諸特性の解析およびその試験過程の数段階で行なったAE評価試験から得られたAE法の欠陥検知能の評価の結果を述べている。▲
柴田 勝之; 川村 隆一
日本機械学会講演論文集, (710-9), p.93 - 96, 1971/00
現在・動燃事業団が建設に着手している高速実験炉の一次系構造材料はステンレス鋼が主として使用される。高速増殖炉においては,周知のごとく,液体ナトリウム冷却,中性子照射という特殊条件のもとに設計がなされねばならず,さらに,600に近い温度で使用される。このように非常に厳しい使用条件のもとに設計がなざれるいっぽう,原子炉という特殊装置としての高い安全性が要求されるため,安全性の評価もさまざまな観点からなされなけねぱならない。