Development of probabilistic fracture mechanics analysis code for aged piping under stress corrosion cracking

応力腐食割れに対する経年配管の確率論的破壊力学解析コードの開発

鬼沢 邦雄 ; 伊藤 裕人

Onizawa, Kunio; Ito, Hiroto

確率論的破壊力学解析(PFM)手法は、構造健全性にかかわるばらつきや不確かさを考慮して、機器の破損確率を評価できる手法である。応力腐食割れ(SCC)はBWR型原子力発電所の配管溶接部で発生している。原子力機構では、このSCCを対象として、最新の知見に基づき配管溶接部の破損確率を評価するPFM解析コードPASCAL-SPを開発している。本解析コードは、国内における規制や規格類をもとに、モンテカルロ法により配管の破損確率を評価する。主として、配管溶接継手部における溶接残留応力分布の不確かさや、供用期間中検査における欠陥検出性等に関するモデルに着目している。このPASCAL-SPを用いて、溶接残留応力の不確かさ及び供用期間中検査の検査程度が配管の破損確率に及ぼす影響を評価した。

Since probabilistic fracture mechanics (PFM) analysis method treats the scatter and uncertainties of data related to aging degradation, it is, therefore, useful to apply the PFM analysis to the piping reliability evaluation. Stress corrosion cracking (SCC) has been observed at some piping joints made by Austenitic stainless steel in BWR plants. In JAEA, we have been developing PFM analysis code, PASCAL-SP, for aged piping based on the latest knowledge on SCC. The PASCAL-SP evaluates the failure probability of piping at aged welded joints under SCC by a Monte Carlo method. Although many factors have some influence on failure probabilities in the PFM analysis, we are mainly focusing on the effects of in-service inspection and welding residual stress distribution. Through parametric PFM analyses by the PASCAL-SP, the effects of in-service inspection and the uncertainties of residual stress distribution on the failure probability are studied.