Oxidation damage evaluation by non-destructive method for graphite components in High Temperature Gas-cooled Reactor

高温ガス炉の炉内黒鉛構造物の酸化損傷の非破壊的評価

柴田 大受 ; 多田 竜也; 角田 淳弥 ; 沢 和弘

Shibata, Taiju; Tada, Tatsuya; Sumita, Junya; Sawa, Kazuhiro

高温ガス炉(HTGR)の黒鉛構造物の酸化を非破壊的に評価する手法を開発するため、超音波法とマイクロインデンテーション法の適用性を調べた。超高温ガス炉(VHTR)の候補黒鉛銘柄であるIG-110とIG-430を均一に酸化し実験に用いた。(1)超音波音速は酸化に伴い低下し、酸化質量損失を用いて指数関数の実験式で表すことができる。(2)超音波と気孔との相互作用モデルによる超音波伝播解析では、IG-110の酸化による音速の低下がやや過小評価された。酸化の非均一性の影響の可能性が考えられる。(3)マイクロインデンテーション特性は酸化劣化を示すように変化したが、酸化損傷を特定するためには今後統計的手法によりデータのばらつきを評価する必要がある。

To develop non-destructive evaluation methods for oxidation damage on graphite components in High Temperature Gas-cooled Reactors (HTGRs), the applicability of ultrasonic wave and micro-indentation methods were investigated. IG-110 and IG-430 graphites, candidates for Very High Temperature Reactor (VHTR), were uniformly oxidized for experiments. (1) Ultrasonic wave velocities were decreased with increasing the oxidation. It can be expressed empirically by exponential formulas to oxidation weight loss. (2) A wave propagation analysis with a wave-pore interaction model showed slightly less velocity reduction than experimental data of the oxidized IG-110. The possibility of the non-uniform oxidation effect was suggested. (3) Although micro-indentation characteristics were changed to show oxidation-induced degradation, it is necessary to assess the variation of the test data with statistic method to specify the oxidation damage in the next study.