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菖蒲 敬久; 城 鮎美*; 河野 史明*; 村松 壽晴; 山田 知典; 永沼 正行; 小澤 隆之
Quantum Beam Science (Internet), 5(2), p.17_1 - 17_9, 2021/06
自動車産業は、照射面の反対側に照射痕を発生させることなく高エネルギー密度を実現するため、レーザービーム溶接を採用している。ひずみゲージや管球X線などの一般的な測定手法では、接合部の溶接部での局所的なひずみを評価できない。本研究では、高エネルギー放射光X線回折を使用して、高温かつ荷重下でのレーザー重ね継手PNC-FMS鋼(厚さ2および5mm)の内部ひずみ分布を計測した。その結果、引張荷重が増加すると、局所的な引張ひずみと圧縮ひずみが界面近くで増加した。これらの分布は、有限要素解析の結果とよく一致した。ただし、当該分布はレーザー加工によって発生する欠陥に依存するため、X線透過イメージングによる内部欠陥観察を補完的に利用することが不可欠であることもわかった。
河野 史明; 十亀 求; 山田 知典; 菖蒲 敬久; 永沼 正行; 小澤 隆之; 村松 壽晴
JAEA-Technology 2015-004, 57 Pages, 2015/03
JAEA-Technology-2015-004.pdf:20.87MB
高速炉燃料集合体の内部ダクトとラッパ管の溶接技術開発に関し、レーザー溶接の適用性を確認するため、それらを模擬した厚さ2mmと5mmのフェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS)板材を用いてレーザー溶接試験を実施した。その結果、スポット溶接とビード溶接それぞれについて、溶接欠陥が少なくかつ十分な溶込み深さが得られる見通しを得た。スポット溶接については、溶接時の冷却速度を低下させることで、また、レーザーをパルス照射にすることで、溶接部の割れや空孔の発生を抑制できることが分かった。また、690
C
103minの溶接後熱処理により、溶接部のひずみはほぼ除去され、硬さも母材と同程度まで回復した。さらに、せん断試験の結果、溶接部は十分なせん断強度を有していることを確認した。これらの結果から、PNC-FMSラッパ管と内部ダクトの接合方法として、レーザー溶接は有望な手段と考えられる。
森平 正之; 小澤 隆之; 冨田 豊; 鈴木 政浩; 重留 義明; 木原 義之; 河野 秀作
JNC TN8400 2004-014, 193 Pages, 2004/07
JNC-TN8400-2004-014.pdf:24.52MB
サイクル機構が、スイスPSI 及びオランダNRGとの間で進めている振動充填燃料開発に関する共同研究は、5%Np-MOXを含むスフェアパック燃料(球状粒子充填燃料)について、ペレット燃料、バイパック燃料(非球形粒子充填燃料)とともに、オランダのHFR (High Flux Reactor)において比較照射を行う共同研究プロジェクトであり、照射試験を目指す過程で、PSIが長年に渡る研究実績を有するスフェアパック燃料に係る照射挙動評価モデリング、燃料設計、粒子燃料製造及び振動充填に係る技術を機構に導入することが一方の目的としている。PSIにおける照射試験ピンの製造は2003年5月に完了した。2004年1月から3月にかけてHFRにおける前半2回の照射試験を終了し、現在照射後試験を進めている。後半2回の照射は2004年秋までに実施される予定である。本報告書は、共同研究前半の燃料設計と照射ピン製造を中心にまとめたものである。
小沢 隆之; 安部 智之; 河野 秀作; Franz, I.*; Hannu Wall*
ANS annual meeting 2002, P. 279, 2002/00
スイスのポールシェラー研究所との共同研究の一環として、オランダHFR(High Flux Reactor)においてスフェアパック/バイパック/ペレット燃料を用いた照射試験の実施が計画されている。今回の照射試験では、これら各燃料間の照射挙動比較の目的で、異なった組成・形態を有する燃料を同一照射条件下で照射するため、本試験に供する照射燃料要素は従来と異なった設計に基づく構造を有する。また、取得したデータの高速炉燃料設計への適用を視野に入れた高速炉条件模擬の照射条件にも特徴がある。本発表では照射燃料要素の構造設計結果及び照射条件策定に係る検討結果について報告する。
小島 久雄; 林 正太郎; 河野 隆之
日本原子力学会誌, 31(11), 1273 Pages, 1989/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)None
河野 隆之*; 杉野 伸*; 溝口 利幸*; 北原 種道*
PNC TN941 82-246VOL2, 154 Pages, 1982/11
PNC-TN941-82-246VOL2.pdf:18.1MB
「ふげん」の運転条件を模凝(温度,圧力,および流動条件)した試験を実施して来たコンポーネント・テストループは,炭素鋼配管で作られているため,配管材の防食を考慮して,循環水の水処理はオールボラタイル処理が適用されている。今後,部品機器試験室では「ふげん」および実証炉のための腐食耐久試験を実施して行くことからコンポーネント・テストループの水処理を「ふげん」および実証炉の一次冷却水と同じ中性処理にする必要がある。しかしながら,炭素鋼配管プラントヘの中性処理の適用経験が日本には全くないため,我々は,独自に若干の改造を加えながら,コンポーネント・テストループヘの中性処理適用試験を実施し,次のような結果を得ると同時に,今後の中性処理運転のために種々の検討を行なった。1.定常運転時におけるテストチャンネル入口の水質として,電導度0.3
s/cm,溶存酸素濃度150ppb,pH6.25,全鉄2.5ppb,全銅15
20ppb,UV値0.005を得た。この値は「ふげん」一次冷却水の水質にきわめて近いものであり,コンポーネント・テストループを用いて,「ふげん」水質の模擬運転が可能であることが明らかとなった。2.中性処理による炭素鋼配管の腐食は全鉄2.5ppbから判断すると非常に少ないことが明らかとなった。この値は,オールボラタイル処理の時の値に比べ1/41/2に減少しており,中性処理が炭素鋼配管の防食処理として,きわめてすぐれていることを示している。3.コンポーネント・テストループ内に銅,SiO/2および有機物の蓄積が確認された。これら蓄積物の除去方法を検討すると同時に有機物については有機物名の確認分析および混入ルートについて調査した。4.鉄,銅および銅合金の腐食試験を行なった結果,中性処理水中では鉄に比べ,銅および銅合金の腐食量は
河野 隆之*; 杉野 伸*; 溝口 利幸*; 北原 種道*
PNC TN941 82-246VOL1, 92 Pages, 1982/11
PNC-TN941-82-246VOL1.pdf:3.39MB
「ふげん」の運転条件を模凝(温度,圧力,および流動条件)した試験を実施して来たコンポーネント・テストループは,炭素鋼配管で作られているため,配管材の防食を考慮して,循環水の水処理はオールボラタイル処理が適用されている。今後,部品機器試験室では「ふげん」および実証炉のための腐食耐久試験を実施して行くことからコンポーネント・テストループの水処理を「ふげん」および実証炉の一次冷却水と同じ中性処理にする必要がある。しかしながら,炭素鋼配管プラントヘの中性処理の適用経験が日本には全くないため,我々は,独自に若干の改造を加えながら,コンポーネント・テストループヘの中性処理適用試験を実施し,次のような結果を得ると同時に,今後の中性処理運転のために種々の検討を行なった。1.定常運転時におけるテストチャンネル入口の水質として,電導度0.3s/cm,溶存酸素濃度150ppb,pH6.25,全鉄2.5ppb,全銅1520ppb,UV値0.005を得た。この値は「ふげん」一次冷却水の水質にきわめて近いものであり,コンポーネント・テストループを用いて,「ふげん」水質の模擬運転が可能であることが明らかとなった。2.中性処理による炭素鋼配管の腐食は全鉄2.5ppbから判断すると非常に少ないことが明らかとなった。この値は,オールボラタイル処理の時の値に比べ1/41/2に減少しており,中性処理が炭素鋼配管の防食処理として,きわめてすぐれていることを示している。3.コンポーネント・テストループ内に銅,SiO/2および有機物の蓄積が確認された。これら蓄積物の除去方法を検討すると同時に有機物については有機物名の確認分析および混入ルートについて調査した。4.鉄,銅および銅合金の腐食試験を行なった結果,中性処理水中では鉄に比べ,銅および銅合金の腐食量は,非常に大きいことが明らかとなった。またコンポーネント・テストループ配管表面の面分析を行なった結果,オールボラタイル処理 配管と中性処理配管では,表面状態に大きな差はなかった。5.今回の試験で得られたコンポーネント・テストループの中性処理特性を詳細に検討し中性処理で今後連転して行く場合の純水製造装置,脱気器などループ機器について改造・改良箇所および運転方法を示した。
河野 史明; 十亀 求; 山田 知典; 菖蒲 敬久; 小澤 隆之; 村松 壽晴
no journal, ,
高速炉燃料の高燃焼度を達成するには、照射耐性に優れる炉心材料が必要であり、ラッパ管には耐スエリング性の観点からフェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS)の適用が有望である。PNC-FMSラッパ管の溶接技術開発に関し、従来から検討している抵抗溶接では、溶接面の密着状況が電気抵抗に大きく影響するため、ラッパ管寸法に高い精度が要求される。一方、レーザー溶接は材料を圧着させる必要がなく、また高出力密度であるため、密着条件に対する要求の緩和が期待できる。そこで、抵抗溶接の代替技術としてレーザー溶接の適用性を検討するため、PNC-FMS板材を用いて溶接試験を行った。その結果、レーザー出力と入熱量を調節することで、溶接欠陥が少なく、適切な溶融形状が得られる見通しを得た。また、熱処理により溶接部の歪みが低減されること、及び溶接部のせん断強度はPNC-FMSラッパ管の(設計降伏応力から求まる)せん断降伏応力を十分上回っており、抵抗溶接と同等の強度を有していることを確認した。
菖蒲 敬久; Zhang, S.; 城 鮎美; 山田 知典; 村松 壽晴; 河野 史明; 小澤 隆之
no journal, ,
溶接は構造物を接合する技術としてさまざまな箇所で用いられている手法である。その中でレーザ溶接は母材を直接溶かして接合できること、溶接範囲を小さくすることができることなどから、重ねあわせ溶接や薄板の溶接などに用いられている。本研究では、構造,機械的性質の異なるフェライト材とオーステナイト材をレーザ溶接により接合した溶接材に対して、高エネルギー放射光白色X線を照射し、内部ひずみや弾塑性変形領域を明らかにするとともに、その後熱処理によりどこまでそれらが改善できるかを調べた。その結果、レーザ溶接直後では
相側に急激な引張ひずみ勾配が発生し、溶接内部は大きく塑性変形しているが、熱処理を行うことで前述したひずみ勾配は大きく減少することを明らかにした。
菖蒲 敬久; Zhang, S.; 城 鮎美; 村松 壽晴; 山田 知典; 河野 史明; 小澤 隆之
no journal, ,
レーザ溶接は近年最も注目されている溶接技術であるが、レーザ溶接を施した材料においては、急激な熱履歴に伴い、凝固割れやポリシティなどの内部欠陥や隣接部に残留応力が発生し、これが産業利用への課題となっている。本研究では、上述のうち、残留応力に注目し、重合せ溶接した鉄鋼材料中の内部ひずみを高エネルギー放射光により明らかにし、それが熱処理に伴いどこまで改善するかを検討した。SPring-8, BL22XUで高エネルギー放射光X線を利用したひずみスキャンニング法の測定結果から、溶接のままでは内部ひずみが複雑に存在しているが、熱処理を施すことで劇的に軽減すること、測定結果の1つである回折プロファイルの幅と材料内部の硬さに相関があり、硬さ評価がX線回折法で非破壊で実施できる可能性を見いだした。
菖蒲 敬久; Zhang, S.; 城 鮎美; 村松 壽晴; 山田 知典; 河野 史明; 小澤 隆之
no journal, ,
溶接は構造物を接合する技術としてさまざまな箇所で用いられている手法である。その中でレーザ溶接は母材を直接溶かして接合できること、溶接範囲を小さくすることができることなどから、重ね合わせ溶接や薄板の溶接などに用いられている。本研究では、構造,機械的性質の異なるフェライト材とオーステナイト材をレーザ溶接により接合した溶接材に対して、高エネルギー放射光白色X線を照射し、内部ひずみや弾塑性変形領域を明らかにするとともに、その後熱処理によりどこまでそれらが改善できるかを調べた。その結果、レーザ溶接直後では相側に急激な引張ひずみ勾配が発生し、溶接内部は大きく塑性変形しているが、熱処理を行うことで前述したひずみ勾配は大きく減少することを明らかにした。
菖蒲 敬久; Zhang, S.*; 城 鮎美; 山田 知典; 村松 壽晴; 河野 史明; 小澤 隆之
no journal, ,
熱処理による応力除去等は鉄鋼材料で一般的に利用されている手法である。一方で熱処理最適条件は人海戦術により実施されているのが現状である。本研究では高エネルギー放射光を利用し、熱処理中の溶接材内部の回折プロファイルを時分割で測定し、半値幅の変化よりその最適条件の導出に成功したので紹介する。
菖蒲 敬久; 城 鮎美; Zhang, S.*; 山田 知典; 村松 壽晴; 河野 史明; 小澤 隆之
no journal, ,
FBRにおける配管溶接の一部にレーザー溶接が適用されることが検討されている。本研究では安全性評価の1つとして、溶接後に実施する残留応力除去のための最適熱処理条件の導出を高エネルギー放射光X線により実施した。その結果、回折プロファイルの幅が高温中で減少し、その減少が落ち着く時間とこれまでにビッカース硬さ測定により明らかにしている熱処理最適条件とが一致することを明らかにし、最適熱処理条件の温度と時間の関係を表す相図の作製に成功した。
