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報告書

FBR構造材料試験データバンキング用インプットデータ作成要領書

厚母 栄夫

PNC TN241 81-27, 148 Pages, 1981/10

PNC-TN241-81-27.pdf:18.92MB

本書はFBR構造材料試験データバンキングのためのインプットデータ作成要領を説明したものである。本書は昭和55年3月に発行された「FBR金属材料試験実施要領書(改訂版)」(N241 79-32)の中の「データコーディングシートの作成要領」を改訂したもので,今後のデータバンキングのためのインプットデータは本書に従って作成される。このインプットデータ作成要領は,今後関係各位のコメント等を参考にして,より使い易いものにしていきたいと考えている。

報告書

24インチエルボの熱過渡強度試験; 日米協力によるETECでの委託試験とその解析

武藤 猛*; 加納 巌*; 厚母 栄夫

PNC TN241 81-23, 232 Pages, 1981/08

PNC-TN241-81-23.pdf:7.66MB

高速炉に関する日米協力の一環として,SUS304製24インチエルボの熱過渡強度試験を米国のETEC(Energy Technology Engineering Center)へ委託して実施し,その結果を動燃事業団で解析,評価して次の結果を得た。(1) 熱過渡試験は機械荷重として面内曲げモーメントを,熱荷重としてチッ素ガスによる繰返し一定急速冷却を加えることにより行われた。機械荷重を階段状に増大させたときある荷重以下ではシェークダウン挙動が見られ,変形は進行しないが,それ以上ではラチェッティング挙動が生じ,くり返し熱応力によりエルボの曲げ変形が進行することが観察された。エルボ内外面の多くの点で高温ひずみゲージによりひずみが測定された。(2) FINASを用いて熱ラチェット解析を行なった。定性的なシェークダウンまたはラチェッティング挙動については解析と試験結果はほぼ一致したが,サイクル当りの変位およびひずみ増分については解析の方が試験結果よりかなり大き目の値となった。これはエルボの端部効果を無視しているためと考えられる。(3) クリープ効果を無視してよい今回の試験の場合,現行の高温構造設計基準(ASMEコードケースN‐47および高速原型炉高温第1種機器の構造設計指針(案))を用いて計算されたラチェッティング発生限界の機械的荷重は,試験で得られた限界の荷重に比べ,十分安全側である。(4) 面内荷重を受けるエルボの熱ラチェットの発生メカニズムは,横腹部で周方向曲げ変形が,横腹部から約20度外側および約30度内側で各々長手方向伸びおよび圧縮変形が進行することであることが試験および解析により確認された。

報告書

高速原型炉構造材料試験用の供試材料一覧

厚母 栄夫

PNC TN244 81-01, 118 Pages, 1981/07

PNC-TN244-81-01.pdf:2.8MB

これら材料は共通ヒートとして大洗工学センターおよびメーカー各社で同一ヒートのものが使用されることが多いため,試験実施関係者の便のために本資料をとりまとめた。これら材料の管理システムについては,現在検討開発中であり,本資料は未だ不十分な点もあるが,今後利用者のコメント等を参考にして改訂し,より使いやすいものにして行きたいと考えている。

報告書

高速増殖炉用構造材料試験昭和53年度成果報告書 (構造材料試験78-2$$sim$$4,78-6$$sim$$10)

厚母 栄夫; 太田 芳夫*; 江端 誠*

PNC TN241 80-02, 1075 Pages, 1980/03

PNC-TN241-80-02.pdf:37.74MB

本報告書は,高速増殖炉用構造材料について,引張試験,高速引張試験,クリープ試験,疲労試験,リラクセーション試験等の材料試験を昭和53年度委託試験研究として実施した成果をとりまとめたものである。高速原型炉機器構造材料の通常運転中の最高使用温度は,オーステナイト系ステンレス鋼で529$$^{circ}C$$,21/4Cr-1Mo鋼で450$$^{circ}C$$が予定されている。このような温度域では,設計上新たにクリープ破断,クリープ疲労破壊,クリープ座屈などの破損様式を考慮する必要があり,それに関連する多くの材料試験,特にクリープ疲労やクリープ変形挙動などに関する材料データが必要となった。構造材料グループでは,昭和52年度から,主にFBR機器製造メーカーに委託して高速増殖炉用構造材料の材料試験を組織的に開始した。昭和53年度委託試験のテーマ及び分担は以下のとおりである。 (1) SUS304母材,予ひずみ材およびインコネル718母材の高温強度試験 (構造材料試験 78-2) 東京芝浦電気(株) (2) SUS304綱の母材及び溶接継手の高温強度試験 (構造材料試験 78-3) (株)日立製作所 (3) SUS304綱の疲れおよびリラクセーション試験 (構造材料試験 78-4) 富士電気製造(株) (4) SUS321綱,21/4Cr-1Mo綱のクリープ試験 (構造材料試験 78-6) 川崎重工業(株) (5) FBRS/G用SUS321管材及び鍛造材の高温強度 (構造材料試験 78-7) 三菱重工業(株) (6) SUS304の高温低サイクル疲労強度に及ぼす切欠効果に関する研究 (構造材料試験 78-8) 三菱重工業(株) (7) 21/4Cr-1Mo綱及びSUS316綱の高温強度試験 (構造材料試験 78-9) バプコック日立(株) (8) SUS316綱伝熱管,伝熱管-鍛造材溶接継手の高温強度試験および21/4Cr-1Mo綱伝熱菅のクリープ疲労試験 (構造材料試験 78-10) 石川島播磨重工業(株)

報告書

材料強度試験室建設計画書

厚母 栄夫

PNC TN244 80-01, 12 Pages, 1980/02

PNC-TN244-80-01.pdf:0.22MB

no abstracts

報告書

海外出張報告書;PNC-DEBENE-CEA協力協定Item2"大気中およびNa中の構造材料試験"に関する第3回専門家会議

厚母 栄夫; 江端 誠*

PNC TN260 79-05, 62 Pages, 1979/06

PNC-TN260-79-05.pdf:4.24MB

1976年4月,高速炉に関する日独(PNC-DEBENE)協定締結に伴って,Item2"大気中およびNa中の構造材料試験"に関する第1回専門家会議が東京で開催された。その後,双方の試験計画,試験施設等に関する情報交換,および,TNO(オランダ,アベルドーン)で開催されたItem2に関する専門家会議等を通じて,"大気中およびNa中の構造材料試験"に関する日独協力は大きく前進した。いっぽう,1978年5月,従来の日独協定が,フランスの加入によって,日独仏(PNC-DEBENE-CEA)協力協定に変更された。今回,CEAが参加した新体制のもとでのItem2"大気中およびNa中の構造材料試験"に関する協力方法を討議するため,厚母栄夫,江端誠の両名がKfK(ドイツ)を訪問した。本報告書は,PNC-DEBENE-CEA協力協定,Item2の第3回専門家会議の議事録,合意文書等,および会議訪問した施設の見学討議報告より成る。また,PNCとJRC(Ispra)の衝撃引張試験に関する共同研究の予備討議のため,江端がJRC(Ispra)を訪問したので,それについても報告する。

報告書

Low-Cycle Fatigue Properties of SUS304 Stainless Steel in High Temperature Sodium

平野 正敦; 小橋 一之*; Yuhara, Shinichi*; 中筋 孝; 厚母 栄夫

PNC TN951 77-03, 35 Pages, 1977/08

PNC-TN951-77-03.pdf:1.11MB

None

報告書

表面硬化材のナトリウム中試験(I) : 2000時間腐食試験

加納 茂機; 小圷 亨; 長谷川 成生; 中山 紘一; 中筋 孝; 厚母 栄夫

PNC TN941 77-111, 95 Pages, 1977/06

PNC-TN941-77-111.pdf:4.43MB

高速炉機器の接触摺動部に適用される表面硬化材の長時間使用におけるナトリウムとの共存性をしらべる目的で,600$$^{circ}C$$ナトリウム中に約2000時間浸せきし,材料間の腐食挙動を比較した。試験片はナトリウム中摩擦・自己融着試験に供されてきた各種Co基合金,Ni基合金,カーバイト材である。なお,比較のため従来腐食試験が行なわれてきたSUS304,SUS316,21/4Cr―1Mo鋼等手持ちの耐食耐熱材料も同時浸せきした。解析は摩擦,自己融着現象に影響のある表面あらさ,かたさ,表面観察,組織観察および腐食量の測定により行なった。得られた結果のうち,主なものを挙げると次のようである。▲1)ステライト合金‥腐食量はSUSとくらべてそれほど大きくはなく,一部の試験片は増量した。表面あらさの変化は小さく,かたさは増加する。ナトリウム接液面近傍組織にはナトリウム浸せきによる変化がみられない。▲2)コルモノイ合金等Ni基肉盛材‥大きな腐食量を示しかたさは低下する。コルモノイ合金表面には10$$sim$$40$$mu$$m厚さの変質層が生じ,表面あらさは増加する。▲3)インコネル合金‥腐食量はSUSの約2倍であり,表面に1$$sim$$4$$mu$$m厚さの変質層を生ずる。表面あらさの変化は小さい。▲4)耐食耐熱材料‥腐食量はSUSの1$$sim$$2倍である。表面あらさの変化は小さく,かたさは変化しない。表面にはっきりした変質層はみられないが,組織内に析出物が生成するものがある。▲5)カーバイト材‥LC―1Cは台金よりはく離した。LW-1N40は腐食量の変動が大きい。表面あらさはいずれも増加した。▲6)その他‥SUS316は粒界,特にナトリウム接液面側に$$sigma$$相が生成する。▲

報告書

渦電流式温度流速計の特性試験(II) :試作-IIのナトリウム中単体性能試験と実用化検討

中本 香一郎*; 大山 信美*; 池見 元祥*; 河野 耕司*; 厚母 栄夫

PNC TN941 77-51, 190 Pages, 1977/01

PNC-TN941-77-51.pdf:5.56MB

期間1975年5月$$sim$$1977年3月目的高速原型炉「もんじゅ」を対象に,炉心監視計装として研究開発を進めてきた渦電流式温度流速計(試作-2)のナトリウム中試験を行ない,単体としての性能を把握するとともに,実用化上の問題も検討する。要旨プローブ型の渦電流式温度流速計を主として直線性,感度,S/N比の面で改善した試作-2(MK-2,11.0mmO・D.$$times$$130mmL)をナトリウム中で性能試験し,次の結果を得た。1)流量計としての性能‥感度がほぼ最大で温度依存性が最少となる最適励磁周波数f/opは約75Hzとなり,この時の感度は検出器入力換算で1.34mV/m/s(400$$^{circ}C$$)を得,MK-1と較べて約20倍感度が大きくなった。流速検出の非直線性は1%FS以下で,特に0.5m/s以下の低流速域での直線性が大巾に改善された。温度補償をかけれは,400$$sim$$500$$^{circ}C$$でフルスケールの1%以内に温度依存性をおさえることができた。以上から本試作品は流速計として十分実用になることか確かめられた。2)温度計としての性能‥流速計と同じ励磁周波数(75Hz)を使用した場合,検出器入力換算で48.5$$mu$$V/$$^{circ}C$$を得,MK-1より約13倍大きくなっており,直線性も良好である。温度計としても実用性は十分あると判断された。3)ボイド計としての性能;ボイド計としての有用性も確認されたが,これについては今後なお詳細な実験が必要である。ボイドに対して流速信号のみならず温度信号にも有意の変化が生じ興味深い。プローブを挿入した案内管の先端形状の効果‥これは流速信号に対して支配的因子でないことがわかった。以上の単体としての性能に加えて,原子炉の炉内計装に適用していく上での問題点(流量低下の検出限界,装荷確認法,オンサイト校正法など)についても今後を見通すために簡単な検討を試みた。

報告書

In sodium tests of hard facing materials, 2; Test Result in room temperature argon

加納 茂機; 中山 紘一; 長谷川 成生; 小圷 亨; 滑川 優; 中筋 孝; 厚母 栄夫

PNC TN941 77-179TR, 48 Pages, 1977/01

PNC-TN941-77-179TR.pdf:2.29MB

A series of experiments have been carried out to develop and screen friction and wear resistant materials used for sliding components of a sodium cooled reactor. Preceding studies (1) $$sim$$ (5) clarified the short-term friction and wear characteristics of various materials in 450$$^{circ}$$C sodium. A present study relates to clarify friction and wear behavior in argon environment, where a part of sliding components are located, and compare test data in room temperature argon with those in 450$$^{circ}$$C sodium. The results obtained are as follows: (1)Static friction coefficients ($$mu$$s) in argon were almost lower than 0.2. They were apt to be lower than those in sodium. (2)Kinetic friction coefficients ($$mu$$k) in argon varied with load. The difference of $$mu$$k in argon and sodium depended on material combination. (3)Wear rates were remarkably high in argon. Wear rates of Colmonoy and Stellite were not detected in sodium, but were detected in argon. (4)Sliding surface was more roughened in argon, and hardness of sliding surface was almost lower in argon than in sodium. (5)There is the significant difference between friction and wear characteristics in argon and those in sodium. Then, it is difficult that in-sodium behavior is estimated with in-argon data. (6)The above-mentioned difference in room temperature argon and 450$$^{circ}$$C sodium will be greater when the test is carried out in higher temperature argon.

報告書

表面硬化材のナトリウム中試験(II); 常温アルゴン中試験

加納 茂機; 中山 紘一; 長谷川 成生; 小圷 亨; 中筋 孝; 滑川 優; 厚母 栄夫

PNC TN941 77-179, 48 Pages, 1977/01

PNC-TN941-77-179.pdf:2.55MB
PNC-TN941-77-179TR.pdf:2.29MB

ナトリウム冷却高速炉機器の摺動部材の開発研究として一連のナトリウム中試験が行なわれ,各種材料の短時間の摩擦,摩耗特性が明かにされている。本研究ではナトリウム中試験に供されてきた材料組合せを,一部の摺動部が位置するアルゴン雰囲気中で試験し,室温アルゴン中の摩擦,摩耗挙動を明かにするとともに450$$^{circ}C$$ナトリウム中データと比較した。その結果次のことが明かとなった。静摩擦係数($$mu$$s)はアルゴン中においてほとんどの材料組合せが0.2以下であり,ナトリウム中より小さい。動摩擦係数($$mu$$k)はアルゴン中において荷重とともに変動する。又,アルゴン中とナトリウム中の$$mu$$kの大小は材料組合せに依存する。摩耗量はアルゴン中において著しく,ナトリウム中で摩耗しないステライトおよびコルモノイもアルゴン中では摩耗する。摺動面はアルゴン中において塑性変形しやすく表面が粗くなり,摺動面のかたさはアルゴン中の方が小さくなる傾向がある。アルゴン中とナトリウム中の摩擦,摩耗特性には著しい差があり,アルゴン中データでナトリウム中挙動を推定することは困難である。高温アルゴン中の摩耗特性は常温アルゴン中のものより劣り,ナトリウム中との差がさらに大きくなると考えられる。

報告書

液体ナトリウム腐食質量移行現象と機械的性質に与える影響 : 1976年10月$$sim$$1976年12月

吉利 醇*; 中筋 孝; 厚母 栄夫; 小橋 一之*; 八木 茂二*

PNC TN951 76-15, , 1976/11

PNC-TN951-76-15.pdf:3.71MB

期日1976年10月$$sim$$1976年12月▲要旨▲本資料はAtomicEnergyReview(Vol13.N-1.1975)に掲載されたAREVIEWOFCORROSIONANDMASSTRANSPORTINLIQUIDSODIUMANDTHEEFFECTSONTHEMECHANICALPROPERTIESbyR.S.FIDLER,M.J.COLLTNS.の邦訳である。液体ナトリウムと材料の共存性に関する1973年までの研究結果が要約されており,ナトリウム環境効果研究の流れを知るために有益な参考資料となろう。▲大洗工学センターNa技術部Na技開室▲編集責任者吉利醇厚母栄夫▲編集中筋孝舟田敏雄▲訳者関口信忠山岡隆▲(訳順)武田邦雄森田明弘▲小橋一之河井雅史▲八木茂二飯沢克幸▲永田佐登司山崎均▲伊藤和元舟田敏雄▲加納茂機吉利醇▲

報告書

Corrosion Behavior of the Cladding Tube (AISI-316SS) for FBR in High Temperature Sodium

Yuhara, Shinichi*; 加納 茂機; 大和田 哲郎*; 厚母 栄夫

PNC TN951 76-07, 76 Pages, 1976/07

PNC-TN951-76-07.pdf:4.45MB

None

報告書

高速炉材料のナトリウム中摩耗試験(V) コルモノイとステライトの比較

加納 茂機; 溝渕 庄太郎*; 中山 紘一; 長谷川 成生; 小圷 亨; 厚母 栄夫; 中筋 孝

PNC TN941 76-81, 25 Pages, 1976/07

PNC-TN941-76-81.pdf:0.88MB

期間1973年8月日$$sim$$1976年6月30日目的原子炉機器摺勤部用耐摩耗材の選定要旨ナトリウム冷却高速炉の機器摺動部に使用される耐摩擦・摩耗材の開発研究として一連のナトリウム中試験を行なっている。本研究ではニッケル基のコルモノイ合金とコバルト基のステライト合金の摩擦・摩耗特性を温度,荷重,摺速,摺動モードおよびナトリウムフラッシングに関して比較した。またアルゴン中および大気中でも試験しナトリウム中挙動と比較した。その結果次のことが明かとなった。1)ナトリウム温度が上昇するとステライトの$$mu$$/kは大きくなるが,コルモノイは同じか低下する。また540$$^{circ}C$$ナトリウムフラッシングによりコルモノイの$$mu$$/kは低下する。2)コルモノイとステライトの$$mu$$/sおよび$$mu$$/kを比較するとナトリウム中ではコルモノイの方が小さい。3)$$mu$$/sおよび$$mu$$/kの荷重依存性はナトリウム中では小さいが,アルゴン中では荷重に対し$$mu$$/kは著しく変動する。4)摺動モードが異なると摩擦挙動が異なる。連続一方向摺動より反復摺動の方が$$mu$$/kが大きく,また摺勤面が粗れやすい。本試験条件では低速域を除けばナトリウム中$$mu$$/kの摺速依存性は小さい。ナトリウム中とアルゴン中を比較すると$$mu$$/kはナトリウム中の方が小さくなる傾向がある。また摩耗量はアルゴン中の方が著しく多い。

報告書

永久磁石式小型ナトリウム電磁流量計の出力特性

伊藤 和元*; 和田 寿一*; 武田 邦雄*; 高荷 智*; 厚母 栄夫

PNC TN941 76-59, 24 Pages, 1976/06

PNC-TN941-76-59.pdf:0.94MB

期間:1971年6月4日$$sim$$1974年8月26日 目的:永久磁石式小型ナトリウム電磁流量計の出力特性を測定し設定値との比較および出力の経時変化を調べる。要旨:ナトリウム技術開発ループに設置されている永久磁石式小型電磁流量計3式は,既にナトリウム接液時間10,000時間を経過している。この期間中に得られたデータを整理し,流量計出力に対するナトリウム温度の影響,熱起電力による影響および出力の経時変化等を調べ下記結果がえられた。(1)流量と出力電圧は直線関係にある。(2)3式の流量計の単位流量当りの出力電圧は設計値の77$$sim$$92%であった。(3)単位流量当りの出力電圧はナトリウム温度上昇とともに小さくなる傾向があり,その変化は計算値(-0.009%/$$^{circ}C$$)と同程度であった。(4)使用期間中で出力の有意的な経時変化は最大8,2000時間では,認められなかった。

報告書

Sodium impurities measurement and control experiments (No.5); Determination of the solubility of oxygen in liquid sodium vacuum distillation

Takeda, Kunio*; Ito, Kazumoto*; Mizutani, Tomonori*; Wada, Juichi*; Takani, Satoru*; Atsumo, Hideo*

PNC TN951 76-04, 64 Pages, 1976/03

PNC-TN951-76-04.pdf:1.55MB

None

報告書

報告書

高温ナトリウム中における自己融着試験(VI) 各種ステライト,コルモノイ材の摩擦,自己融着性

溝渕 庄太郎*; 中山 紘一; 加納 茂機; 中筋 孝; 厚母 栄夫

PNC TN941 76-32, 79 Pages, 1976/02

PNC-TN941-76-32.pdf:1.76MB

期間1975年2月$$sim$$1976年2月▲目的各種材料の摩擦・自己融着挙動を明らかにし,高速炉設計のための基礎データを得ること。▲要旨▲高速増殖炉内では,多くの接触,摺動部を有する機器があり,これら部材を選定するため,従来から一連の摩擦,自己融着試験を行っているが,今回は各種コルモノイ合金(N-2,4,6),ステライト合金(N-1,6,12.)の試験を行い,これらの主成分であるニッケルとコバルトの違いによる摩擦挙動の変化を調べた。又,Type316SSとの組合せについても,摩擦,自己融着性の評価を行なった。これらの試験から,次の事が明らかになった。▲1)主成分がニッケルとコバルトでは,ナトリウム中の摩擦挙動が異なり,コバルト基材料で温度の依存性が認められ,ニッケル基のものは安定な摩擦挙動を示した。▲2)相手材がステンレスの異種組合せでは,硬質材同志と比べて,ナトリウム中の摩擦係数が高くなり,「カジリ」付き易いことがわかった。▲3)ニッケル基のコルモノイN-2,N-4はナトリウム中で非常に安定で,低い摩擦係数を示したが($$mu$$=0.3),静摩擦係数の上昇から判断し,耐自己融着性は悪かった。又,融着傾向を示さない硬質材料でも,相手材がステンレスの場合,融着性が認められた。▲

報告書

高速炉燃料被覆管(AISI Type-316 SS)の高温ナトリウム中での腐食挙動(2)材質および温度勾配の影響

加納 茂機; 柚原 俊一*; 滑川 優; 中筋 孝; 厚母 栄夫

PNC TN941 76-17, 124 Pages, 1976/01

PNC-TN941-76-17.pdf:6.05MB

期間1973年8月15日$$sim$$1976年1月20日目的JOYO用燃料被覆管の高温ナトリウム中での腐食挙動を明かにする。要旨ナトリウム冷却高速炉の燃料被覆管(AISIType316SS)のナトリウム腐食は種々の因子に依存すると考えられるが、ナトリウム純度に関しては前報で報告されている。本試験ではJOYO用2次試作材(S-2およびK-2)およびMK-1炉心材(S-3, K-3およびC)の5種類の被覆管を5000時間ナトリウム中に浸漬し、材質および連続的温度変化(425$$sim$$660$$^{circ}$$C)の影響を調べた。その結果次のことが明らかとなった。被覆管材質によりナトリウム腐食挙動が異なる。腐食量はS-3材が最も多い。650$$^{circ}$$Cでナトリウム接液面近傍にキャビティが生成するがS-3材では厚み全体に分布する。S-2およびS-3材表面に$$alpha$$相が生成するがC材では生成しない。連続的な温度上昇(熱流束下)でのナトリウム流方向の腐食量プロフィルは特異な傾向を示し熱交換器出口の等温部に試験部を設けた従来の試験と著しく異なる事が明らかとなった。連続的温度上昇での試験により脱炭及び脱窒開始温度がわかった。脱炭開始温度はヒートに、脱窒開始温度は初期窒素含有量に依存する。短時間引張強さおよびかたさの浸漬温度依存性を室温で調べるとS-3およびK-3材は高いレベルを示しC材は低い。これは$$sigma$$相生成のためで、$$sigma$$相生成はナトリウム腐食の影響をうけると考えられる。被覆管のナトリウム腐食により高速炉にもたらされる問題点が文献調査により明らかになった。

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