Comparison and assessment of the creep-fatigue evaluation methods with notched specimens made of Mod.9Cr-1Mo steel

改良9Cr-1Mo鋼切り欠き試験体によるクリープ疲労評価法の比較

安藤 勝訓 ; 廣瀬 悠一*; 唐戸 孝典*; 渡邊 壮太*; 井上 修*; 川崎 信史 ; 江沼 康弘*

Ando, Masanori; Hirose, Yuichi*; Karato, Takanori*; Watanabe, Sota*; Inoue, Osamu*; Kawasaki, Nobuchika; Enuma, Yasuhiro*

構造不連続部のクリープ疲労評価法の比較評価のため、改良9Cr-1Mo鋼切り欠き試験体によるクリープ疲労試験を実施した。試験は単軸の引張り-圧縮試験及びインダクションコイルを用いた熱荷重による試験を行った。応力集中部の応力は切り欠き半径により調整した。種々のクリープ疲労評価法により寿命評価を行うために有限要素法解析を実施するとともに、その予測寿命と試験寿命の比較検証を行った。クリープ疲労評価法としては応力再配分軌跡法(SRL法),弾性追従法,高速炉規格による方法等を採用した。これらの比較によりすべての試験結果に対してSRL法が最も適切な予測寿命を与えることが確認された。高速炉規格については繰り返し数で70倍以上安全側の評価を与えることが確認された。

To compare and assess the creep-fatigue life evaluation methods for stress concentration point, a series of creep-fatigue test was performed with notched specimens made of Mod.9Cr-1Mo steel. Mechanical creep-fatigue tests and thermal creep-fatigue test were performed. A series of Finite Element Analysis was also carried out to predict the number of cycles to failure by the several creep-fatigue life evaluation methods. Then these predictions were compared with the test results. Several types of evaluation methods such are stress redistribution locus (SRL) method, simple elastic follow-up method and the methods described in the JSME FRs code were applied. Through the comparisons, it was appeared that SRL method gave rational conservative prediction of the creep-fatigue life for all conditions tested in this study. The JSME FRs code gave an evaluation over 70 times conservative lives comparing with the test results.