Interpretation of TTS experiment : Comparison of creep fatigue evaluation methods of weldment

TTS熱過渡強度試験解析; 溶接部クリープ疲労強度評価法の比較

笠原 直人; Laurent LE BER*

kasahara, Naoto; Laurent LE BER*

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考慮するため設計評価法を整備してきている。本研究では両者の評価法をTTSによる溶接容器の熱過渡強度試験解析に適用し、材料データ、母材部評価、母材に対する溶接部の強度低減の観点から、評価手法と結果の相互比較を行った。この結果、CEAとJNCの評価法の主な違いは、母材部のひずみ集中評価法、緩和初期応力評価法および溶接部の疲労およびクリープ強度低減係数であることが分かった。さらに試験結果と強度評価結果を比較すると、316FR溶接継手に関しては両評価法ともに保守的であり、両者間ではCEAの評価法がJNCに比較して保守的であることが明らかになった。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およびサクレー研究所にて実施した業務の一部である。

For considering strength reduction of weldments in elevated temperature components, CEA and JNC have developed design evaluation procedures. Both procedures were applied to the same benchmark problems and their results were compared under EJCC contract. One of benchmarks that provided by JNC is creep-fatigue evaluation of a welded vessel subjected to cyclic thermal transient loading. The objective of this problem is comparison of total strength evaluation methods of base metal and welded joints against actual loading conditions. This report compared results of the JNC problem evaluated by both procedures from view points of material properties, strength evaluation of base metals, and strength reduction evaluation of welded joints. Main differences of procedures were found in strain concentration evaluation methods of base metal, initial stress evaluation methods of relaxation, fatigue strength reduction factors of weldments, and creeep strength reduction factor of weldments. Both of CEA and JNC procedures were confirmed to be conservative for weldments of 316FR.