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オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手の金属組織と残留応力に及ぼす実機での高温長時間使用及び補修溶接の影響

Influence of FBR plant service and repair welding on microstructure and residual stress of austenitic stainless steel weld joint

小原 智史; 高屋 茂; 若井 隆純; 浅山 泰; 鈴木 裕士; 齊藤 徹*; Martin, L.*

Obara, Satoshi; Takaya, Shigeru; Wakai, Takashi; Asayama, Tai; Suzuki, Hiroshi; Saito, Toru*; Martin, L.*

高速増殖炉(以下、FBR)の実用化に向けて、経済性向上の一方策として、プラントを長寿命化しトータルコストを低減することが検討されている。この観点から、FBRの溶接継手及び補修溶接継手の経年化評価手法の確立は重要である。本研究では、仏国の高速炉(Phenix)の二次系配管で526-545$$^{circ}$$Cで約88,000h使用された304SS-304SS溶接継手並びに上記条件で使用された304SSに新材の316LSSを溶接した補修溶接継手の金属組織変化を評価した。加えて、RESA及びRESA-IIを用いてそれら継手の残留応力を測定した。実験結果から、各継手の金属組織及び残留応力は高温使用環境下及び補修溶接によってそれぞれ変化し、この変化は硬さの分布と傾向が一致した。現在、各継手に対し幾つかのクリープ試験を継続しており、金属組織や機械的性質の長時間安定性について今後評価していく必要がある。

For the commercialization of fast breeder reactors (FBR), it is essential to enhance the economic competitiveness by reduction of total cost by elongation of plant service period. In this point of view, it is important to establish the assessment method of integrity of aged weld joint and repair welding for the components of future long life FBR. In the present study, evolution of microstructure is evaluated for the 304SS-304SS weld joint which was used for 88,000h at 526-545$$^{circ}$$C in the French proto-type fast reactor Phenix (secondary pipes), and for the repair weld joint made from the 304SS of Phenix and new 316LSS plate. In addition, residual stress of the joints were measured by means of RESA and RESA-II. As the results, the microstructure and the residual stress of the joints had changed in the high temperature-long service environment and by the repair welding, and those of the repair weld joint were correlated with its hardness.

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