熱応力緩和構造モデル(1)熱過渡強度試験; 第1報,熱過渡強度試験と解体検査

Thermal transient test of thermal stress mitigation model 1; vol.1 thermal transient test and crack observasion

梅田 寿雄*

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本試験研究は熱応力暖和構造、各種溶施工法および合理化構造の熱過渡度試験を実施し、クリープ疲労破損データを得て、強度評価法を検討することにある。本報では一連の報告書の第1報として、供試体の設計・製作、熱過渡試験、超音波探傷検査および試験後の供試体の解体検査結果を述べる。フレキシブルなノズル構造、周方応力低減用のスリット入り円筒胴、セットイン型ノズル構造、スカート構造および4種類の溶接工法を盛り込んだ供試体を設計・製作し、構造物強度確性試験施設により熱過渡強度試験を実施して、試験後供試体の破壊検査を実施した。その結果、上述の試験対象部すべてにクリープ破損の破面に現れるロックキャンディ模様が主体となって、当初の狙い通りクリープ疲労破損データを得た。特に溶接施工法については、電子ビーム溶接と狭開先TIG溶接が他の溶接法に比べてき裂が深かった。また、供試体の解体前に実施した超音波探傷検査では、ヘアーラック状のき裂を探傷できており、使用方法に慎重さは要するものの同検査手法は有効であった。伝熱応力解析および破壊力学解析に供せられる温度データおよび強度データをうることが出来た。

This report describes the result of thermal creep-fatigue test conducted at the Thermal Transient Test Facility for Structures. The model, named 'Thermal stress mitigation model 1', is subjected to cyclic thermal transient of 250 C-620C by sodium. The cycle time of one thermal transient is 2hrs, on which 250 C sodium flows into the model in 40 min and-620C sodium on 80 min. The model has six portions to be tested until failure by creep-fatigue, namely two nozzles, slitted cilinder, skirt structure, and four sorts of weldment. The test was successfuly performed, and we observed expected creep-fatigue crackings at all portions of interest. The temperature data and failure data were obtained for subsequent thermal stress analysis and fracture mechanics analysis. Also ultrasonic examination during the test was effective for identification of crack initiation an the hair crack stage.