PNC-FMS鋼ラッパ管/SUS316鋼の異材溶接技術開発(II); 実機サイズラッパ管の溶接試験評価

Development of welding technique between PNC-FMS wrapper tube and SUS316 steel (II); Evaluation of welding technique for real size wrapper tube

畠山 耕一; 藤原 優行; 鵜飼 重治  

not registered; Fujiwara, Masayuki; not registered

オーステナイト鋼に比べて耐スエリング性が格段に優れている高強度フェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS鋼)ラッパ管を「常陽」「もんじゅ」に適用する場合は、ラッパ管上下部材(ハンドリングヘッド、エントランスノズル)を構成するオーステナイト系ステンレス鋼との異材溶接が必要となる。異材溶接部ではフェライト相が生成し、生成したフェライトによる靭性の低下が懸念される。本研究では、溶接部の熱処理によるフェライトの消失を検討し、熱処理条件を決定した。この方法は、ラッパ管製造メーカーでSUS316短尺ラッパ管との溶接接合が必要であるため、溶接継手構造を有するラッパ管製造の可能性・成立性について検討した。得られた結果は次のとおりである。 (1)溶接により生成したフェライト相は、溶接後熱処理として1050X10min以上の焼きならし処理を行うことで消失する。 (2)寸法仕様を満足し実用化の可能性が最も高い工程として、下記工程を選定した。PNC-FMS鋼とSUS316の丸管をTIG溶接後熱処理六角管に抽伸焼きならし・焼戻し熱処理寸法調整抽伸加工 (3)試作したラッパ管の異材溶接部について組織及び機械的性質を調査した結果、良好な継手性能を示すことを確認した。

It is necessary to carry out the welding with the austenitic stainless steel in order to apply the high strength ferritic/Martensitic steel(PNC-FMS) with superior resistance to swelling as wrapper tube in "Joyo" and "Monju". If the ferrite phase would be formed at heat affected zone(HAZ) in welding between PNC-FMS wrapper tube and SUS316 steel, toughness degradation would be suspected. In this study, as the method in which ferrite was not formed at the weld zone, the elimination of ferrite by the heat treatment was examined, and the heat treatment condition was optimized. The possibility and realization of manufacturing the PNC-FMS wrapper tube with joint structure to SUS316 short length tube were also evaluated. The results obtained are summarized as follows. (1) ferrite phase in welding part is successfully eliminated by carryjng out the normalizing processing over 1050C 10min as a post-welding heat treatment. (2)As a fabrication process, the following process was selected from the viewpoint of practical application. TIG welding of PNC-FMS round tube and SUS316 round tube Post-welding heat treatment Cold drawing(hexagonal tube) Normalizing, tempering The dimension adjustment by the cold drawing (3)As a result of investigation of microstructure and mechanical properties of the weld zone of produced wrapper tube, the satisfied performance of the joint was confirmed.