Benchmark analysis on probabilistic fracture mechanics analysis codes concerning multiple cracks and crack initiation in aged piping of nuclear power plants

原子力プラントの経年配管における複数き裂及びき裂発生を考慮した確率論的破壊力学解析コードによるベンチマーク解析

Li, Y. ; 小坂部 和也*; 勝又 源七郎; 勝山 仁哉  ; 鬼沢 邦雄 ; 吉村 忍*

Li, Y.; Osakabe, Kazuya*; Katsumata, Genshichiro; Katsuyama, Jinya; Onizawa, Kunio; Yoshimura, Shinobu*

近年、原子力プラントの配管系において、同一溶接線に複数の欠陥が検出されている。このため、経年配管の健全性評価においては、複数のき裂の存在やその発生を考慮することが重要となっている。確率論的破壊力学(PFM)は、原子力プラントの経年配管の健全性評価を行う上で合理的な手法であり、国内では、関連する劣化機構を考慮した2つのPFM解析コード、PASCAL-SPとPRAISE-JNESの開発・改良が行われている。本研究では、これらの信頼性や適用性を確認するため、複数き裂やその発生を考慮したベンチマーク解析を行った。き裂の数、位置、分布、並びに供用期間中検査によるき裂の検出確率等の重要な影響因子について分析を行い、両解析コードは概ね一致すると結論付けられた。

Multiple cracks in the same welded joints have been detected in piping systems of nuclear power plants. Therefore, structural integrity assessments considering multiple cracks and crack initiation in aged piping have been important. Probabilistic fracture mechanics (PFM) is a rational methodology in structural integrity assessment of aged piping in nuclear power plants. Two PFM codes, PASCAL-SP and PRAISE-JNES, have been improved or developed in Japan for the structural integrity assessment considering the age related degradation mechanisms of pipes. In this paper, a benchmark analysis was conducted considering multiple cracks and crack initiation, in order to confirm their reliability and applicability. Based on the numerical investigation in consideration of important influence factors such as crack number, crack location, crack distribution and crack detection probability of in-service inspection, it was concluded that the analysis results of these two codes are in good agreement.