Manufacturing and maintenance technologies developed for a thick-wall structure of the ITER vacuum vessel

ITER真空容器の厚肉構造体の製造及び保守技術の開発

小野塚 正紀*; Alfile, J. P.*; Aubert, P.*; Dagenais, J.-F.*; Grebennikov, D.*; 伊尾木 公裕*; Jones, L.*; 小泉 興一; Krylov, V.*; Maslakowski, J.*; 中平 昌隆; Nelson, B.*; Punshon, C.*; Roy, O.*; Schreck, G.*

Onozuka, Masanori*; Alfile, J. P.*; Aubert, P.*; Dagenais, J.-F.*; Grebennikov, D.*; Ioki, Kimihiro*; Jones, L.*; Koizumi, Koichi; Krylov, V.*; Maslakowski, J.*; Nakahira, Masataka; Nelson, B.*; Punshon, C.*; Roy, O.*; Schreck, G.*

ITER真空容器厚肉(60mm)構造体の製造及び保守時に必要となる溶接技術、切断技術、非破壊検査方法及びそれらの遠隔操作機器を開発した。オーステナイトステンレス製厚板に対しては、TIG溶接、プラズマ切断、超音波検査などの従来技術を改良し、溶接速度の向上(.12m/min)、切断幅の極小化(0mm)、欠陥サイズの特定化(板厚の%)を図るなどの最適化を行った。またコスト及び技術的性能の観点より期待されている低圧力電子ビーム溶接(速度.2m/min)、多層パスYAGレーザ溶接(速度.5m/min)、YAGレーザ切断(mm切断幅)及び電磁超音波探触子(探傷に媒体不要)を用いた検査技術などの最新手法検討も行った。さらにこれらの溶接、切断、検査装置を保持し、遠隔操作に供する機器について、局所減圧容器を含む電子ビーム溶接機器などの重量機器(N)保持用とその他の軽量機器(00N)保持用の二種類の遠隔操作機器の検討を行った。その内、現時点では軽量機器保持用遠隔操作機器の製作が行われ、モックアップなどでの溶接試験などに適用し、その有効性が示された。

Development of welding, cutting and non-destructive testing (NDT) techniques, and development of remotized systems, have been conducted for on-site manufacturing and maintenance of the thick wall structure of the ITER vacuum vessel (VV). Conventional techniques, including TIG (tungsten inert gas) welding, plasma cutting and ultrasonic inspection, have been improved and optimized for the application to thick austenitic stainless steel plates. In addition, advanced methods have been investigated including reduced-pressure electron-beam and multi-pass NdYAG (neodymium-doped yttrium aluminum garnet) laser welding, NdYAG laser cutting, and EMAT (electro-magnetic acoustic transducer) inspection to improve cost and technical performance. Two types of remotized systems with different payloads have been investigated and one of them has been fabricated and demonstrated in field joint welding, cutting, and NDT tests on test mockups and full-scale ITER VV sector models. The progress and results of this development to date provide a high level of confidence that the manufacturing and maintenance of the ITER VV is feasible.