軽水炉の応力腐食割れ(SCC)事象とその評価手法; 炉内構造物・配管の高経年化事象予測に向けたSCC評価手法技術資料集(受託研究)

Evaluating techniques and phenomena of Stress Corrosion Cracking (SCC) in Light Water Reactors (LWRs); SCC evaluating techniques for predicting core internal and pipe aging of LWRs, technical data collection (Contract research)

山本 正弘 ; 加藤 千明   ; 佐藤 智徳  ; 中野 純一; 宇賀地 弘和 ; 塚田 隆 ; 加治 芳行  ; 辻川 茂男*; 服部 成雄*; 吉井 紹泰*; 工藤 赳夫*; 根本 力男*; 明石 正恒*

Yamamoto, Masahiro; Kato, Chiaki; Sato, Tomonori; Nakano, Junichi; Ugachi, Hirokazu; Tsukada, Takashi; Kaji, Yoshiyuki; Tsujikawa, Shigeo*; Hattori, Shigeo*; Yoshii, Tsuguyasu*; Kudo, Takeo*; Nemoto, Rikio*; Akashi, Masatsune*

我が国の軽水炉は運転開始から20年以上経過したものが多くを占め、経年劣化に対応した技術を確立して安全に運転していくことが望まれている。特にSCCについては、これまでに幾つかのトラブル事象が報告されており、対応技術やメカニズムに関する数多くの研究例がある。今回、それらをできるだけ広く集めて整理し、体系的にレビューした。具体的には、軽水炉に発生したSCC事例とその評価の現状、SCC発生・進展因子に関する評価法の研究と知見の現状、SCC・腐食環境のモニタリング技術の現状等について調査を行った。調査した結果は、炉型(BWR, PWR),材料(ステンレス鋼,Ni基合金)及びSCC評価法(ラボと実機)について、横断的かつ総合的に検討を行い、それらの共通点,相違点を理解しやすい図表として整理し、相対的な比較を行いやすいようにまとめた。これらの整理した結果を元に、今後検討すべき課題を抽出し、また実機において留意していくべき事象に関してまとめた。ラボ試験における加速条件の評価においては、最新の解析技術を駆使したミクロな解析と統計的な手法を含めた計算機的な予測やモデル化技術が今後重要になることを示した。また、実機の状況を運転中に把握し、SCCが顕在化する以前の兆候をモニタリングする手法の重要性を示し、今後実用化を含めた検討が必要であることを示した。

There are many LWRs which have been operated for more than 20 years in Japan and it is expected that technique corresponding to aging plants are necessary established for safety operation in LWRs. A lot of troubles related to SCC are reported and many investigations are concerned with SCC mechanism and technical evaluation. In this paper, those research data were collected as possible widely and reviewed systematically. Current circumstances concerned with SCC in LWRs were reviewed specifically as follows: SCC incidents, SCC evaluation methods for crack initiation and propagation, the investigations concerned with SCC mechanism and monitoring technique for corrosive environment. Influences with reactor types (BWR, PWR), materials (stainless steels, Ni alloys) and SCC evaluating methods (laboratories and actual plants) were summarized as graphs and tables easy to understand in common/difference points concerned with SCC. From these arranged results, future themes were considered and remarked SCC phenomenon was summarized in actual plants. As for SCC evaluations under the accelerate conditions in the laboratory test, it was suggested that a computational prediction and modeling including statistical technique and microscopic analysis in crack initiation were important. Furthermore it was suggested that monitoring techniques predicting SCC initiation and grasping plant circumstance in operation and feasibility in actual plants were important.