高速炉用燃料被覆管のクリープ試験(第12次クリープ試験)

Creep test for FBR fuel cladding tubes(XII)

田中 千秋*

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第12次試験では昭和55年度試作の成分仕様にもとづき昭和56年度に大量製作した「常陽」MK-II第2次取替用炉心燃料被覆管56JK、56JSについて引張試験、バースト試験、内圧クリープ破断試験、金属組織観察及び硬さ試験を行った。本試験結果に基づき、仕様の評価を行ない、また「もんじゅ」初装荷用炉心燃料被覆管の設計データを得た。さらに昭和55年度に試作された高速原型炉「もんじゅ」用炉心燃料被覆管のうち55MSについて、単軸クリープ破断試験、単軸クリープ試験、内圧クリープ試験を行った。試験結果をまとめると以下のとおりである。(1)引張試験及びバースト試験結果では、56JKと56JSの間に顕著な差は認められなかった。また56JK、56JSは55MK、55MSと同程度の強度及び伸びを示した。(2)内圧クリープ破断試験結果では、56JKと56JSは同程度の強度を有していることがわかった。今回の内圧クリープ破断試験結果と第1次から第11次までの結果とを比べると、56JKと56JSの破断強度の長時間推定値(650度Cx7,560h、675度Cx17,760h)は、昭和54年度及び昭和55年度試作材と同程度の値を示しており、大量製作された場合においても被覆管の内圧クリープ破断強度はR&D試作被覆管のそれと同程度の高い値を示すことが確認された。(3)内圧クリープ試験では、各試験機関の間にデータの差異がみられた。しかし外径の連続測定により得られたクリープ曲線は単軸クリープ曲線とほぼ対応し、外径の断続測定よりも良好であると考えられる。(4)試験温度750度Cでの単軸クリープ破断強度は、内圧クリープ破断強度より若干低い値を示した。単軸クリープ試験の結果、最小クリープ速度は55MSと55MKで同程度であった。(5)昭和55年度試作の仕様について、約9,000本という大量に製作された被覆管について、内圧クリープ破断試験を主とした各種試験を行った結果、量産化された被覆管の諸性質は、安定した品質のもとに供給され得るものと思われる。

In regard to "Joyo" MK-II reload fuel cladding tubes, 56JK and 56JS, which were domestically produced on a large scale with specifications set in fiscal year 1980, many kinds of test such as tensile test, burst test, creep rupture test under internal pressure, as well as metallurgical microstructure observation and hardness test, were conducted. From these test data, the specifications for fuel cladding tubes were evaluated and design data were obtained for "Monju" initial core fuel cladding tubes. In addition, as for "Monju" fuel cladding tube, 55MS, domestically trial-manufactured in fiscal year 1980, high temperature characteristic data were also obtained by conducting creep and creep rupture test under uniaxial tension and internal creep test. Results obtained are: (1)There are little differences in tensile and burst test results between 56JK and 56JS. They show almost same strengths and elongations as 55MK and 55MS. (2)There are little differences in creep rupture test results under internal pressure between 56JK and 56JS. Compared with cladding tube creep rupture test results under internal pressure, which were performed in the first to 11th test, the results of this time have the same level of creep rupture strength (650C 7,560h, 675C 17,760h) as both 54M and 55M. This result shows that creep rupture strength under internal pressure of cladding tubes in large scale production (56JK and 56JS) is the highest as the one in trial-manufacturing (54M and 55M). (3)There is scattering of data in creep rupture test under internal pressure among each one of the member insitutions. But there is little difference between creep curves obtained from continuous measurement of an outside diameter and creep test method under uniaxial tension. This means that continuous measurement of an outside diameter is better than off-and on-measurement of an outside diameter. (4)Creep rupture strength under uniaxial tension at test ...