Uncertainty analyses on fracture toughness of heat affected zone in an RPV steel

原子炉圧力容器鋼溶接熱影響部の破壊靭性及びそのばらつきの評価

河 侑成  ; 下平 昌樹 ; 勝山 仁哉  ; 端 邦樹 

Ha, Yoosung; Shimodaira, Masaki; Katsuyama, Jinya; Hata, Kuniki

原子炉圧力容器(RPV)の溶接継手熱影響部(継手HAZ)は非均質な金属組織により、破壊靭性等の機械的特性がばらつくと考えられる。継手HAZは監視試験対象部位であり、ばらつきを考慮した破壊靭性及び照射脆化感受性を踏まえて現行の健全性評価手法の妥当性を確認することが重要である。本研究では、未照射RPV鋼を用いて継手HAZからの試験片の採取位置による破壊靭性及びそのばらつきの程度を評価するとともに、破壊靭性参照温度とその標準偏差を求め、継手HAZの非均質組織による違いを確認した。試験温度を補正した破壊靭性を用いてワイブル分布を確認した結果から、溶接境界に近いほど継手HAZの破壊靭性のばらつきが大きく、非均質な組織の混在が破壊靭性に影響することが分かった。また、継手HAZの採取位置により破壊靭性参照温度が異なるものの、いずれも母材の参照温度より低く、破壊靭性値が高いことを明らかにした。なお、ばらつきを有する破壊靭性について、下限値を保守的に評価するSINTAP法を導入し、継手HAZの保守的な参照温度を母材の参照温度と比較した結果も発表する予定である。

The fracture toughness values of heat-affected zone (HAZ) may show a large scatter due to inhomogeneous metallurgical structures. The inhomogeneous microstructure in HAZ may influence on the sensitivity to irradiation embrittlement. To be clear the fracture toughness and its uncertainty of HAZ with harvesting positions, we investigated the fracture toughness in HAZ of unirradiated material with respect to its distance from the fusion line of welds. in all positions of HAZ were significantly lower than that of base metal. In the HAZ at 2 mm, where was close to base metal, the uncertainty of fracture toughness was largest and the reference temperature was higher among all positions of HAZ. It can be said that the weak metallurgical structures were distributed at 2 mm HAZ from the fusion line.