溶接容器型モデル供試体熱過渡強度試験 -第6報 熱過渡強度試験-

Thermal transient strength test of a welded vessel model, Vol.6; Thermal transient test

梅田 寿雄; 菊池 政之

Umeda, Hisao; not registered

(1)〔目的〕本試験の目的は、大型構造モデルの熱過渡下におけるクリープ疲労破損データを得て、安全裕度の適性化に必要な強度評価法を開発し、高速炉機器の耐熱応力設計法を確立することにある。本報では溶接容器型モデル供試体熱過渡強度試験に係る一連の報告書の第6報として、熱過渡強度試験結果について述べる。(2)〔供試体〕本溶接容器型モデル供試体は、大型高速炉の構造設計において課題となる典型的な形状および応力分布をモデル化した形状を有するとともに、一部に大型高速炉用候補材料の一つとされているSUS316FR鋼を採用している。(3)〔熱過渡条件〕試験は、構造物強度確性試験施設(TTS)を使用して実施した。供試体内を流動するナトリウムの温度条件は、低温側250/1時間、高温側600/2時間(3時間/サイクル)であり、温度変化速度は、40/秒とした。(4)〔試験結果〕試験対象部である上部Yピースでき裂が発生し、1055サイクルで熱過渡強度試験を終了した。これにより他の試験対象部においてもき裂発生データを取得できた可能性が高いと言える。(5)〔温度分析〕供試体に取付けた熱電対197点の温度データを分析して、ナトリウム流動下における構造物の温度変化挙動を得た。供試体設計時に実施した流動伝熱解析による温度変化挙動は、相対的に試験値側の温度応答が早い結果となった。(6)〔き裂観察〕試験の中間に実施したストロースコープを用いたき裂観察では、き裂を的確に捕らえることができた。供試体外表面の接近可能な部位であれば有効であり、次期供試体においても適用可能である。

(1)[0BJECT] The object of this test is to obtain structural failure data of a typical structural model representing FBR components subjected to thermal loadings in order to develop more rationalized structural strength evaluation methods. This report provides the experimental results. (2)[TEST MODEL] The Welded Vessel Model has noteworthy typical shapes and stress distributions as can be found in the structural design of Large Type Fast Breeder Reactor, and the modified austenitic stainless steel, SUS316FR, which is hopeful for LFBR is incorporated. (3)[THERMAL TRANSIENT TEST CONDITION] Thermal creep-fatigue test was conducted with the Thermal Transient Test Facility for Structures (TTS). The test model was subjected to cyclic thermal transient of 250 C - 600 C by sodium. The cycle time of one thermal transient was 3 hrs, in which 250C sodium flowed into the model for 1 hr and 600 C sodium for 2 hrs. The thermal transient was as severe as the by temperature change rate of 40 C/sec. (4)[TEST RESULTS] The Thermal Transient Test was completed at 1055 cycle due to crack observation on the upper Y-junction. (5)[TEMPERATURE TRANSIENT] The temperature data was obtained which was necessitated for the subsequest thermal stress analysis. The observed temperature transients were steeper than analyses. (6)[CRACK OBSERVASION] Observation method with use of "STRAW SCOPE" during the test was effective for identification of crack initiation.