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Stress minimization procedure for stainless steel tube produced by phase transition of solidified lead-bismuth eutectic

固化した鉛ビスマスの相変化に伴いステンレス鋼管に加わる応力の最小化手順

大平 直也; 斎藤 滋   ; Wan, T.; 大林 寛生  ; 佐々 敏信   

Ohdaira, Naoya; Saito, Shigeru; Wan, T.; Obayashi, Hironari; Sasa, Toshinobu

J-PARCでは、鉛ビスマス共晶合金(LBE)の流動下における構造材料の照射効果研究のため、LBEを使用した核破砕ターゲットの設置を計画している。LBE循環システムでは、フリーズシールバルブが使われる予定である。LBEは固化後に膨張する材料として知られており、フリーズシールバルブ内の固化したLBEは変形し、その時の応力によって周辺の配管を破損する恐れがある。この応力を最小化するため、様々な条件で冷却したLBEの膨張に伴うステンレス鋼の変形について評価を行った。その結果、ある温度において24時間アニーリングすることが効果的であることが分かった。

J-PARC plans to install a lead-bismuth eutectic (LBE) spallation target to study the irradiation effects of structural materials in flowing LBE environment. A freeze seal valve is to be used for the LBE circulation system. LBE is known as a material which expands after solidification; hence the solidified LBE in freeze seal part will be deformed and tube in freeze seal part might be broken by the imposed stress consequently. To minimize the stress at freeze seal valve, deformation of stainless steel (SS) generated by LBE expansion in different cooling conditions were studied. It was found that annealing at a certain temperature for 24 hours is effective to reduce the stress.

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