Metallurgical study of failed specimen and piping under LWR severe accident conditions

軽水炉のシビアアクシデント条件下で破断した試験片及び配管の金相試験

原田 雄平; 丸山 結 ; 前田 章雄; 柴崎 博晶*; 工藤 保 ; 日高 昭秀   ; 橋本 和一郎; 杉本 純

Harada, Yuhei; Maruyama, Yu; Maeda, Akio; Shibazaki, Hiroaki*; Kudo, Tamotsu; Hidaka, Akihide; Hashimoto, Kazuichiro; Sugimoto, Jun

配管信頼性実証試験では、シビアアクシデント時における原子炉冷却系配管の耐性を明らかにするための配管高温付加試験を実施している。配管試験体から切り出した試験片を用いた引張り試験及びクリープ破断試験を行っている。引っ張り試験及びクリープ破断試験の結果に基づいて、316ステンレス鋼の降伏応力、引っ張り強さ及びクリープ破断時間の応力及び温度依存性に関する相関式を導出した。クリープ破断時間については、800C以下の温度領域ではNorton則、800Cを越える場合はNorton則を改良することにより試験結果を再現できることが明らかになった。内圧により発生する配管試験体外面における周方向応力と流動応力を比較した。流動応力と破損した配管試験体の外面周方向応力が同程度になった。このことは、原子炉冷却系配管破損の有無を評価する上では、流動応力が有効な指標になり得ることを示すものと考えられる。破断した試験片及び配管試験体の観察では、応力の増大により炭化物の析出及び成長が促進されること、960C程度の温度になると析出した炭化物が再固溶により消失すること、亀裂が金属組織の結晶粒界から発生していることが判明した。

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