小型ベローズ内圧座屈試験(II)成果報告書

Sub-scale bellows internal pressure buckling test (II) report

月森 和之*; 岩田 耕司; 今津 彰; 大岡 裕二*; 公江 茂樹*; 島川 貴司*

Tsukimori, Kazuyuki*; Iwata, Koji; Imazu, Akira; not registered; not registered; Shimakawa, T.*

FBR大型炉のコスト低減方策のひとつとして主冷却系にベローズ継手を適用することが考えられている。本試験はFBR配管用ベローズ継手の成立性を検討するうえでの課題のひとつであるベローズの内圧座屈強度についてその評価手法を確立するために必要なデータを得ることを目的とする。両端を固定した口径300㎜、730山のベローズの内部に空気を供給して内圧を漸増させ、座屈挙動及び座屈圧力を調べ、簡易評価法と比較検討を行った。 試験結果は7山10山ではルートバルジ、15山30山ではコラムスクワームとなり、前者については3点ヒンジ簡易式と、後者については弾塑性コラムスクワーム簡易評価式と良い対応が得られた。また、コラムスクワームの場合、初期曲げ変形により座屈圧は低下するが、ルートバルジの場合、ほとんど変化しない事を確認した。本試験により、ベローズの内圧座屈に関する有用なデータが得られるとともに、簡易手法により座屈強度を評価する見通しが得られた。なお、コラムスクワームに対する初期曲げ変形の影響については、今後評価法の検討が必要である。

There is an idea of the application of piping expansion joints to main piping systems of Large-scale FBRs as one of the cost reduction measures. The internal pressure buckling test of bellows is one of the important items of the FBR piping expansion joints feasibility study. In PNC the internal pressure buckling test is going on in order to establish the analytical method and rules for the internal pressure buckling of bellows. In this report the buckling test results of the series of the sub-scale bellows (12B, 730 convolutions) subjected to internal pressure are described, which were obtained during 1986 FY. The followings are the main results. (1)The root bulge occurred in the region between 7 and 10 convolutions and the column squirm occurred in the region between 15 and 30 convolutions. The simple plastic hinge mechanism predicts the critical pressure well in the former region and the simple column squirm analysis in the latter. (2)The initial bending angle of bellows affected the critical pressure badly only in the case of the column squirm. The buckling pressure of bellows must be estimated taking the bending deformation into consideration.