JNC contribution to the Benchmark Problem on thermal transient strength evaluation of a welded vessel

溶接容器の熱過渡強度評価に関するJNCベンチマーク問題

笠原 直人

kasahara, Naoto

高温構造設計ではクリープ疲労損傷が主要破損モードとして想定される。特に溶接部は、繰り返し熱過渡荷重が加わる実機条件下において母材より強度が低下するため留意が必要である。このため、CEAとJNCは高温機器における溶接部の強度低減を設計で考慮するための評価法を整備してきている。両者の評価法を相互比較するため、日欧高速炉協定に基づく国際協力によりベンチマーク問題を設定した。一つはCEAから出題されたもので、550の温度で繰り返し曲げ荷重を受ける溶接平板の疲労およびクリープ疲労強度評価に関するものである。もう一つはJNCから出題したもので、繰り返し熱過渡荷重を受ける溶接容器のクリープ疲労強度評価に関するものである。後者は大洗のTTS試験装置で実施された試験に関するものであり、着眼点は実機荷重に対する母材と溶接部の総合強度評価に関する裕度と適用性の確認にある。本報告書ではTTSによる試験概要の説明を行うと共にベンチマーク問題を定義する。尚、本内容は1999年9月から2000年8月までの期間にCEAカダラッシュ研究所にて実施した業務の一部である。

Fatigue and creep-fatigue strength of welded joints are lower than base metals, when applied to elevated temperature components subjected to cyclic thermal transient loading. CEA and JNC have developed design evaluation procedures for considering strength reduction of weldments in elevated temperature components. It was planned to compare both procedures based on the same benchmark problems under EJCC contract. One of benchmarks provided by CEA is fatigue and creep-fatigue evaluation of welded plates due to reverse bending at 550C. Another problem by JNC is creep-fatigue evaluation of a welded vessel due to cyclic thermal transient loading. Point of view of the later problem is comparison of total strength evaluation of base metal and welded joints against actual loading conditions. This report describes details of the TTS experiments and defines the JNC benchmark problem.