Development of probabilistic evaluation models of fracture toughness K and K for Japanese RPV steels

国内原子炉圧力容器鋼に対する破壊靭性K及びKの確率論的評価モデルの構築

勝山 仁哉  ; 勝又 源七郎; 鬼沢 邦雄 ; 小坂部 和也*; 吉本 賢太郎*

Katsuyama, Jinya; Katsumata, Genshichiro; Onizawa, Kunio; Osakabe, Kazuya*; Yoshimoto, Kentaro*

確率論的破壊力学(PFM)解析を国内の原子炉圧力容器(RPV)の健全性評価に適用するため、PFM解析コードPASCAL3の開発を進めている。本研究では、健全性評価に関連する影響因子の中で最も大きなばらつきを有する破壊靭性KとKについて、国内RPV鋼材のデータベースに基づく確率論的評価モデルについて述べる。K及びKの確率論的評価モデルを構築するにあたっては、収集したデータの有効性を確認して、それらのデータベース化を行った後、それぞれワイブル分布及び対数正規分布に基づきモデル化した。構築したモデルの有用性を確認するため、国内規格における下限包絡曲線及び米国のモデルとの比較を行った。その結果、本研究で構築したモデルの5%下限が国内規格の下限包絡曲線に相当していることが示された。また、米国のモデルと比較して、Kについては本モデルが高く、逆にKは低いことが示された。

Probabilistic fracture mechanics (PFM) analysis code PASCAL3 has been developed to apply the PFM analysis to the structural integrity assessment of domestic RPVs. In this paper, probabilistic evaluation models of fracture toughness KIc and KIa which have the largest scatter among the associated factors based on the database of Japanese RPV steels are presented. We developed probabilistic evaluation models for KIc and KIa based on the Weibull and lognormal distributions, respectively. The models are compared with the existing lower bound of fracture toughness in the Japanese code and probabilistic model in USA. As the results, the models established in present work satisfy lower bounds of fracture toughness in the Japanese code. The comparison in the models between present work and US showed significant differences that may have an influence on fracture probability of RPV.