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報告書

FBRプラントにおけるき裂進展評価手法の高度化に関する研究(Phase II) 共同研究報告書

飯井 俊行*; 渡士 克己; 土井 基尾; 橋本 貴司

JNC TY4400 2004-001, 90 Pages, 2004/03

JNC-TY4400-2004-001.pdf:10.67MB

本研究では平成12年度の同名研究で得られた成果をもとに、平成13-15年度の3年間の予定でFBRプラントの維持規格立案に向け具体的展開を図るべく、クリープ域にて想定すべきき裂の健全性評価手法の調査・開発および熱応力下疲労き裂進展挙動の評価(特に、評価不要欠陥選定の基礎となる低荷重域のき裂進展データ取得)を実施し、き裂進展評価手法の高度化を進めた。具体的な成果は次の通りである。(1)亀甲状欠陥の強度評価手法の開発モデル化した亀甲状き裂の強度評価を行う場合に、軸方向複数き裂、周方向複数き裂各々が独立に存在する場合と近似的に考えてよいことを破面調査により確認した。その後現状にて解が存在しない周方向複数き裂の軸対称曲げ荷重条件下内表面環状き裂K値解の簡易評価法を開発し、その妥当性を確認した。(2)クリープ疲労き裂進展評価手法の高度化 仏国規格A16、JNC作成欠陥評価指針の比較を行った。その結果、現在提案されている簡易クリープ疲労き裂進展評価手法の基本的な考え方には大差がなく、K値を用いて断塑性破壊力学パラメータを推定し、これによりき裂進展評価を行うものであることが確認できた。この方向については今後とも変わることがないと考えられる。そこで昨今の計算機能力の飛躍的な向上を背景に、任意構造中のき裂に対するK値を容易に評価可能とする「目標K値精度を指定しうる三次元き裂進展評価手法の高度化を提案した。(3)熱応力下疲労き裂進展挙動の評価 熱応力対策が十分に施されたFBRプラントを念頭におき、熱応力下疲労き裂進展挙動を精度よく推定するため、S55C,SUS304,HT60,SS400, 2.25Cr-1Mo, SUS316, SUS321, T91, Inconel718の低荷重域の疲労き裂進展データを取得した。今回得られたデータをASME pressure vessel code Sec.XI, JSME軽水炉プラント維持規格中の疲労き裂進展評価線図と比較した結果、今回のデータはS55C,HT60を除きこの線図の上限にほぼ対応していることが確認できた。またKmax増により⊿Kthが漸減する材料を予測する手法を提案し、その有用性を確認した。

報告書

FBRプラントにおけるき裂進展評価手法の高度化に関する研究(PHASEII)平成14年度(共同研究報告書)

飯井 俊行*; 渡士 克己; 土井 基尾; 橋本 貴司

JNC TY4400 2003-002, 63 Pages, 2003/03

JNC-TY4400-2003-002.pdf:3.95MB

今年度は昨年度に引き続きFBRプラントの維持規格立案に向け具体的展開を図るべく、クリープ域にて想定すべきき裂の健全性評価手法の調査・開発および熱応力下疲労き裂進展挙動の評価(特に評価不要欠陥選定の基礎となる低荷重域のき裂進展データ取得)を実施し、き裂進展評価手法の高度化を進めた。具体的な成果は次の通りである。(1)亀甲状欠陥の強度評価手法の開発 本年度はモデル化した亀甲状き裂が軸方向複数き裂、周方向複数き裂各々が独立に存在する場合と同じと考えてよいことを破面調査により確認し、その後現状にて解が存在しない周方向複数き裂の軸対称曲げ荷重条件下内表面環状き裂のK値解の簡易評価法を開発し、その妥当性を有限要素解析結果を用いて評価した数値解と比較することにより確認した。(2)クリープ疲労き裂進展評価手法の高度化 本年度は仏国規格A16(3RD DRAFT, 12/31/1995版)解説書を入手できたので、この全訳(ドラフト)を作成し、この内容をもとにA16とJNC作成欠陥評価指針(案)の比較を行った。(3)熱応力下疲労き裂進展挙動の評価 熱応力対策が十分に施されたFBRプラントを念頭におき、熱応力下疲労き裂進展挙動を精度よく推定するため、昨年度に引き続き低荷重域の疲労き裂進展データを取得した。き裂閉口が生じない結果、疲労き裂進展抵抗の上限値に近いデータが得られることを期待し、ASTM E467に準じKMAX=一定試験法により実験を行った。得られたデータをJSME軽水炉プラント維持規格の評価線図(大気中)と比較した結果、今年度のデータも昨年度同様この線図の上限にほぼ対応していることが確認できた。ただしS55C,SS400材についてはデータを精査した結果、一部のデータがJSME評価線図(大気中)と比較した結果、今年度のデータも昨年度同様この線図の上限にほぼ対応していることが確認できた。ただしS55C,SS400材についてはデータを精査した結果、一部のデータがJSME評価線図を超える場合があることがわかった。JSME評価線図は元来原子力プラントに使用されている材料を対象としているために直ちに問題となることは無いが、この評価線図の安全裕度については今後検討していく必要があると考える。また本年度は時間を要する低荷重域疲労き裂進展データの取得を促進すべく、高温試験にも対応可能な大容量高速

報告書

FBRプラントにおける亀裂進展評価手法の高度化に関する研究

飯井 俊行*

JNC TY4400 2001-001, 38 Pages, 2001/03

JNC-TY4400-2001-001.pdf:1.11MB

FBRプラント維持基準立案の一環として、(A)JSME規格をFBRプラントに適用した場合に今後必要となるき裂進展評価技術の抽出・情報収集(B)熱応力下疲労き裂進展(FCP)挙動の把握に資するべく高速FCP試験システムを開発、その後データ取得を行い、今後FBRプラント維持規格立案に向け具体的展開を図るために以下の研究が必要であるとの結果を得た。(1)亀甲状欠陥強度評価手法の開発 従来の欠陥評価手法(非クリープ域対象)ではクリープ域で発生することが考えられる亀甲状欠陥を想定していない。今後亀甲状欠陥をき裂としてモデル化する手法、およびモデル化後の健全性評価手法を開発する必要がある。(2)低荷重域FCP挙動の評価 熱応力対策が十分に施されたFBRプラントを念頭に置いた熱応力下FCP挙動を精度よく推定するためには、低荷重域のFCP特性が重要となる。ところが低荷重域のFCP進展データ取得には長時間を要するため、必ずしも十分なデータがない。本年度は大容量高速FCP試験機を自作し、また加速試験の可能性について検討したので、今後この成果を活用し各種材料に対する低荷重域FCPデータベースを構築する必要がある。

口頭

蒸気発生器内部の音響伝搬シミュレーションに関する研究

上田 雅司; Chai, L.*; 飯井 俊行*; 宮原 信哉; 岡本 久彦

no journal, , 

音響計の成立性について蒸気発生器内部で音響伝搬特性をシミュレートする軸対称弾性波動有限要素解析を行い、音響伝搬特性の評価を実施した。

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