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Development of stress intensity factors for deep surface cracks in pipes and plates

配管及び平板に存在する高アスペクト比表面き裂に対する応力拡大係数の開発

長谷川 邦夫; Li, Y. 

Hasegawa, Kunio; Li, Y.

近年国内外の複数軽水炉プラントで確認された応力腐食割れによるき裂は高アスペクト比き裂である。しかし、これらのき裂を有する構造物の健全性評価に必要な応力拡大係数の解は提案されていない。この背景を踏まえ、配管の内表面に存在する周方向及び軸方向高アスペクト比き裂の応力拡大係数を有限要素解析により求め、薄肉配管に存在する高アスペクト比き裂の応力拡大係数は平板のそれとほぼ同じであることを確認した。その結果、これらの応力拡大係数の解を維持規格に反映する場合は、平板の解を使用することで必要な応力拡大係数の係数表を約1/3に低減できることが分かった。

Stress intensity factors (SIFs) for pipes with semi-elliptical cracks containing large aspect ratios were calculated by finite element analysis. The cracks were circumferential and axial surface cracks inside the pipes. The parameters of the SIFs are crack aspect ratio, crack depth and the ratio of pipe radius to wall thickness. In comparing SIFs for plates and pipes, it can be clarified that SIFs for both plates and thin pipes are almost the same, and the SIFs for plates are used as a substitute for pipes. This means that it is not necessary to provide SIF solutions for thin wall pipes, and it is suggested that tables for influence coefficients G values for pipes might reduce to one third.

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