Current fusion standards and other related activities in Japan

中曽根 祐司*; 佐藤 和義; 高橋 由紀夫*

Proceedings of 2010 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2010) (CD-ROM), 5 Pages, 2010/07

https://doi.org/10.1115/PVP2010-26116

本講演は、日本機械学会より2008年に発行された「核融合設備規格超伝導マグネット構造規格」の内容及び2010年6月に発行予定の英訳版の準備状況について報告するものである。同規格は、ITER計画において日本が調達する超伝導マグネット(トロイダル磁場コイル)の材料,設計,製作・据付け,非破壊検査,耐圧・漏洩試験について定めたものである。また、講演では、同規格の上記コイルの設計への適用状況を報告するとともに、コイルの製作に関連する研究開発の現状、特に溶接部の機械強度について最新の試験結果を報告する。

Creep properties with short period excessive loadings on a nickel-base heat-resistant alloy hastelloy XR

辻 宏和; 田辺 龍彦*; 中曽根 祐司*; 中島 甫

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(4), p.274 - 278, 1994/04

https://doi.org/10.3327/jnst.31.274

高温工学試験研究炉の高温構造用部材として開発したハステロイXRを供試材料として、一連の荷重一定クリープ試験、短期過大荷重を伴うクリープ試験を900~1000C域の高温ガス炉1次冷却材模擬ヘリウムガス中で行った。短期過大荷重の水準は、高温工学試験研究炉高温構造設計方針に定められたハステロイXRの設計応力強さSmとした。10回程度の過大負荷は、最小クリープ速度、3次クリープ開始点、クリープ破断時間及びクリープ破断伸びのいずれにも本質的な変化を与えなかった。これは、設計応力強さSmの設定が妥当であったことを示唆している。

Creep properties under varying stress/temperature conditions on nickel-base heat-resistant alloy Hastelloy XR

辻 宏和; 田辺 龍彦*; 中曽根 祐司*; 中島 甫

Journal of Nuclear Science and Technology, 30(8), p.768 - 776, 1993/08

https://doi.org/10.3327/jnst.30.768

高温工学試験研究炉の高温構造用部材として開発したハステロイXRを供試材料として、一連の荷重一定クリープ試験、応力変動/温度変動を伴うクリープ試験を850~1000C域の高温ガス炉1次冷却材模擬ヘリウムガス中で行い、応力変動/温度変動後の最小クリープ速度の挙動並びにこの合金に対する各種クリープ損傷則、即ち、累積損傷和則ひずみ消費率則及びそれらの混合則の適用性を調べた。応力変動/温度変動後の最小クリープ速度は、変動前の履歴の影響をほとんど受けていなかった。また、3種類のクリープ損傷則の中で、累積損傷和則の適用性が最も優れていた。これらのことは、ハステロイXRを高温ガス炉の1次冷却材を模擬した不純ヘリウムガス中で加熱した時に生じる化学組成や金属組織の変化が、この合金のクリープ強度に強い影響を及ぼさなかったという事実に起因していると考えられる。

ニッケル基耐熱合金ハステロイXRの温度/応力変動を伴うクリープ破断特性

辻 宏和; 田辺 龍彦*; 中曽根 祐司*; 中島 甫

JAERI-M 93-105, 22 Pages, 1993/05

JAERI-M-93-105.pdf:0.64MB

HTTRの高温構造用部材として開発したハステロイXRを供試材料として、一連の温度/応力変動を伴う2段クリープ破断試験を850~1000C域の高温ガス炉模擬ヘリウム中で行った。本報では、温度と応力の両方を変動させた場合のデータを、先に報告した温度が一定で応力のみを変動させた場合のデータと併せて解析し、この合金に対する各種クリープ損傷則の適用性を調べた結果について述べている。各種クリープ損傷則の中で、累積損傷和則の適用性が最も優れていた。これは、この合金を高温ガス炉模擬ヘリウム中で加熱した時に生じる化学組成や金属組織の変化が、クリープ強度に強い影響を及ぼさなかったからであると考えられる。同一温度で応力のみを変化させた条件下よりも温度及び応力の両方を変化させた条件下の方が、その適用性がわずかに劣っていたものの、累積損傷和則は、ハステロイXR製高温構造物の設計に適用可能である。

Effects of product form and boron addition on the creep damage in the modified Hastelloy X alloys in a simulated HTGR helium gas environment

中曽根 祐司*; 辻 宏和; 中島 甫; 田辺 龍彦*

Proc. of the 4th Int. Symp. on Advanced Nuclear Energy Research (JAERI-CONF 1/JAERI-M 92-207), p.561 - 566, 1992/12

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-M-92-207.pdf

高温ガス炉用Ni基合金ハステロイXR(ボロン(B)含有量≦10ppm)及びハステロイXR-II(B含有量=約50ppm)を供試材料として、1123~1273Kの温度域で高温ガス炉近似ヘリウムガス中のクリープ中断試験を行い、初期クリープ過程における微小ボイドの寸法及びAパラメータを統計的に解析することによって、クリープ損傷に及ぼすB添加及び製品形態(管材と鍛造材)の影響を調べた。その結果、以下の知見を得た。(1)同一ひずみ到達時間は、XR管材XR鍛造材XR-II管材の順であった。(2)最大ボイド寸法及びパラメータの平均値は、XR-II管財XR管財XR鍛造材の順であり、B添加によってボイドの発生・成長が抑制されていた。(3)XR鍛造材の方がXR管材よりも損傷度が大きかったにもかかわらず、同一ひずみ到達時間が長かったのは、鍛造材における方が結晶粒が変形しにくかったことによると推察された。

Creep damage of Hastelloy XR at very high temperatures in simulated HTGR helium gas

中曽根 祐司*; 辻 宏和; 大場 敏夫*; 田辺 龍彦*; 八木 晃一*; 中島 甫

Creep: Characterization,Damage and Life Assessments, p.551 - 555, 1992/00

高温ガス炉高温部構造用ハステロイXR系合金を供試材料として、1次冷却材を模擬したヘリウムガス中で、1123~1273Kの4温度水準において、クリープ中断試験を行い、クリープひずみが5%までの初期クリープ損傷過程における微小粒界ボイドの統計的特性を調べた。ボイド寸法は対数正規分布、Aパラメータ(クリープ損傷の認められる結晶粒界の存在割合)はワイブル分布にそれぞれ従っていた。最大ボイド寸法及びAパラメータとクリープ中断ひずみの関係から、ボロン添加によって粒界ボイドの発生と成長が抑制されていることを確認するとともに、鍛造材の方が管財よりも同一クリープひずみへの到達時間は長いもののクリープ損傷は逆に大きくなっている等の知見を得た。これは、鍛造材の方が管材よりも結晶粒の変形が生じにくいことに起因していると考えられた。

日本機械学会核融合炉用超伝導マグネット構造規格の概要

中曽根 祐司*; 高橋 由紀夫*; 佐藤 和義; 西村 新*; 鈴木 哲也*; 入江 宏定*; 中平 昌隆*

no journal, , 

本講演は、社団法人日本機械学会より発行された「核融合設備規格超伝導マグネット構造規格(2008年版)」の内容及び2010年9月に発行予定の英訳版の概要について報告するものである。同規格は、ITER計画において日本が調達する超伝導マグネット(トロイダル磁場コイル)の材料,設計,製作・据付け,非破壊検査,耐圧・漏洩試験について定めたもので、世界で初めて成文化された核融合設備に関する設計規格である。