高クロム系SG伝熱管財溶接部のウェステージ特性 微小リーク,小リーク,ウェステージ試験

Wastage characteristics of welds of high-chrome steel heat transfer tube of steam generator; Micro-Leak and small leak sodium-mater reactions

下山 一仁 ; 小林 十思美; 宇佐美 正行; 田辺 裕美; 吉田 英一; 萩 茂樹*

Shimoyama, Kazuhito; not registered; Usami, Masayuki; Tanabe, Hiromi; Yoshida, Eiichi; not registered

高速増殖炉の設計を合理化する手段として、蒸気発生器を一体貫流型にする案が検討されている。それを採用するためには、耐応力腐食割れ性とい高温強度の両方の特性を満足する伝熱管材が必要で、現在高クロム系鋼が候補材として挙がっている。これまでその代表3鋼種(Mod.9Cr-1Mo鋼、9Cr-2Mo鋼、9Cr-1Mo-Nb-V鋼)の伝熱管母材部について、ナトリウム-水反応時の耐ウェステージ試験を実施し、上記の特性を十分満足することを既報で確認した。しかし、蒸気発生器としての総合的な評価を行うためには、母材部のみでなく伝熱管の中で初期次陥発生の可能性が最も高い溶接部についての耐ウェステージ性を把握しておく必要がある。そこで上記3鋼種を代表としてMod.9Cr-1Mo鋼を選定し、その溶接部に関する微小リーク領域と小リーク領域のナトリウム-水反応時のウェステージ試験を実施した。試験によって、以下に示すことが明らかになった。1)微小リーク領域において、伝熱管溶接部自身の耐ウェステージ性は、溶接部の初期リーク孔位置(溶接金属部、ボンド部、溶接熱影響部)に依存せず、母材部との間に有意な差はない。2)小リーク領域において、ターゲットとなる伝熱管溶接部の耐ウェステージ性は、母材部との間に有意な差はない。これらの結果から、一体貫流型蒸気発生器で9Cr系鋼の伝熱管材を採用する場合の微小小リーク・ナトリウム-水反応事象の評価には、9Cr系鋼母材部の試験で導いた実験式を溶接部も含めた全伝熱管部に適用できることが確認できた。

For the development of a once-through unit type steam generator for an FBR, materials having a high mechanical strength at elevated temperatures and high resistivity against stress corrosion cracking (scc) are needed as its heat transfer tubes. High-chrome ferritic steels such as Mod.9Cr-1Mo, 9cr-2Mo, and 9Cr-1Mo-Nb-V steel are considered to meet these requirements. As previously reported, there was not large difference of resistivity among these materials and it was confirmed that high-chrome ferritic steels were more wastage -resistant than the 2.25Cr-1Mo steel which is a representative ferritic steel as tube materials. Since wastage data of weld portion at which the initial leak is apt to occur had been insufficient in order to totally evaluate the wastage resistivity of the high-chrome ferritic steels wastage tests in the micro-leak and small leak ranges were conducted for the tube-tube weld point of Mod.9Cr-1Mo steel. Major results are as follows : (1)In the micro-leak tests, there are not large differences in the self-wastage resistivity between the weld and the base metal. And the wastage resistivity is independant of the location of the leak starting point (a weld metal, a bond of weld, or a heat affected zone). (2)In the small leak tests, there are not large differences in the wastage resistivity between the weld and the base material. In the results, the empirical formula of wastage rate that derived from the base materials of the high-chrome ferritic steel can also be applied to the heat transfer tubes including the weld materials.