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宮 健三; 出町 和之*; 青砥 紀身; 永江 勇二
JNC TN9400 2002-021, 22 Pages, 2002/04
JNC-TN9400-2002-021.pdf:1.08MB
機器の安全性をより一層高めるためには、き裂発生以前における劣化診断手法の確立が重要である。我々は磁気的手法に注目し、塑性変形と応力腐食割れ(以下SCC)について、劣化と磁気特性の関係を明らかにし、劣化診断手法を開発することを試みた、まず塑性変形について、SUS304に関して塑性変形と漏洩磁束密度の相関があることが報告されている。我々は劣化領域を特定するため磁化分布逆解析手法の開発を行った。さらに劣化程度の定量評価を可能にするため磁化率分布の逆解析を提案し、シミュレーションによりその可能性を示した。次にSCCに関して、模擬SCCき裂を導入したインコネル600の漏洩磁束密度測定を行い、通常、常磁性体であるインコネル600が強磁性を示していること、またき裂部分で磁束密度が大きく変化していることを明らかにした。さらに磁化分布逆解析により、き裂の位置を検出可能であることを示した。最後に、磁気力顕微鏡観察により、磁化の原因が結晶粒界近傍におけるクロム欠乏と関係していること、またき裂近傍で磁化が弱くなっていることがわかった。これらの結果から磁気的手法による劣化診断が有効であることが明らかになった。
中平 昌隆; 武田 信和; 羽田 一彦; 多田 栄介; 宮 健三*; 朝田 泰英*
Proceedings of 10th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 10) (CD-ROM), 7 Pages, 2002/04
国際熱核融合実験炉(ITER)の真空容器は、トリチウム及び放射化ダストの障壁を形成する主要機器である。超高真空を実現するため機能上の要求が大変厳しく、規格を考えるうえではむしろ機能要求が安全要求よりも影響が大きい。ITER真空容器の規格上の特殊性は、複雑な構造と電磁力である。形状はトーラス形状でリブ付二重壁構造であり、トーラスの断面はD型である。電磁力は一様でないため、構造も荷重も軸対称を前提とした従来の規格をそのまま適用するのは困難である。また、二重壁構造のためリブと外壁のT継手,現地溶接継手は片側からしかアクセスできない。リブと外壁のT継手は部分溶け込みの特殊な溶接となる。これらの特殊事情により、新しい規格の開発を開始した。R&D計画では特殊な継手の継手効率及び疲労強度減少係数の取得,片側からの超音波検査の適用性試験,すきま腐食感受性試験,検査フリー溶接の適用性等の試験検討を実施していく予定である。本論文では、ITER真空容器の規格上の特殊性,新規格の概念と新規格を適用するうえでのR&Dの成果と計画について述べる。
陳 振茂; 青砥 紀身; 加藤 章一; 永江 勇二; 宮 健三
International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 16(3-4), p.197 - 206, 2002/00
被引用回数：14 パーセンタイル：58.59(Engineering, Electrical & Electronic)筆頭著者がJNC博士研究員であったころの国際会議における報告が推薦を受けて海外学術詩に掲載される。内容は非磁性材であるSUS304の機械的損傷が磁束漏えい測定によって検知できることをフラックスゲ-トセンサ-を用いた実験並びに損傷組織観察により示したものである。引張(準静的塑性導入)及び疲労(塑性繰り返し)について実験及び分析を実施,材料中に磁性相であるマルテンサイト相が生成することが磁束漏えい変化を起こすことを指摘し,併せて疲労損傷進行評価パラメ-タの提案を行った。
出町 和之*; 宮 健三
JNC TN9400 2001-066, 21 Pages, 2001/03
JNC-TN9400-2001-066.pdf:0.55MB
機器の安全性を維持しその寿命を正しく推定するためには、構造物中に存在する欠陥を定量的に評価する必要がある。現在、き裂を対象として様々な非破壊検査手法が適用されているが、機器の安全性をより一層高めるためには、き裂発生前における材料劣化の診断技術の確立がぜひとも必要である。我々は、劣化程度のパラメータとして材料の磁気的物理量に注目した。なぜならば、き裂の発生は局所的な応力集中によって起こると考えられ、塑性変形に対してもっとも敏感な物理量のひとつが磁気的物理量であるからである。昨年度、陳らによって、応力の負荷による漏洩磁場変化に関する研究が行われた。対象はSUS304ステンレス鋼である。これらの実験などにより、塑性変形と漏洩磁場変化の間に関係が存在することが示された。漏洩磁場測定結果から試験片内部磁化分布を逆解析するために、新しくニューラルネットワークを用いた手法を開発した。測定結果から試験片内部の磁化分布を逆解析した結果、き裂先端付近で大きく磁化している。また、この逆解析結果から求めた磁束密度分布と測定結果は良く一致しており、逆解析結果が妥当であることがわかった。最後に、漏洩磁場から試験片内部の磁化率分布を逆解析する手法を開発した。先に述べた磁化分布逆解析手法により劣化部分の相対的評価は可能であるが、磁化は外部磁場の影響を受けるため、劣化量の絶対的評価は難しい。そこで初透磁率の逆解析を試みた。本文中に、シミュレーションデータについて行われた逆解析結果を示す。以上の研究により、漏洩磁場測定によるき裂発生以前における非破壊劣化診断の可能性が示された。
宮 健三*; 武藤 康; 高津 英幸; 羽田 一彦; 小泉 興一; 實川 資朗; 荒井 長利; 大川 慶直; 島川 貴司*; 青砥 紀身*; et al.
Fusion Engineering and Design, 31, p.145 - 165, 1996/00
被引用回数：3 パーセンタイル：32.72(Nuclear Science & Technology)核融合実験炉ITERを我国に建設する際に構造設計基準上の観点から、どのような規制が必要となるかについて検討を行った。検討課題は、機器区分、運転状態分類、解析手法、破壊基準、簡易評価手法、材料特性、溶接及び検査などである。この結果、機器区分案及び運転状態分類案を作成し、また第1壁の316SS部分が中性子照射により脆化する際の破壊がティアリングモジュラス・クライテリオンで評価でき、更に現在用いられている応力ベースの許容基準が安全側であること、電磁力による振動及び破壊挙動に関する実験結果、真空容器が第3種機器に相当する場合に要求される溶接、検査、ISIの項目について記す。
近藤 育朗; 栗原 研一; 宮 健三*
核融合エネルギーのはなし, 0, 165 Pages, 1996/00
原子力の研究開発の中で「核融合」が重みを増し大規模化するなかで、関係する技術分野及び技術者の裾野が近年目立って広がりつつある。この状況を背景に、核融合開発の現状を見通せる読み物が求められている。本書はトカマクを中心に、現状での技術を基礎に置いた核融合炉の作り方マニュアルとでもいうべきものを試み、それを通じて読者に開発の現状と課題の理解を促すことを目的とするものである。
海老根 典也; 橘田 和泰*; A.Gilanyi*; 荒 克之; 上坂 充*; 宮 健三*
日本応用磁気学会誌, 20, p.665 - 668, 1996/00
原子炉圧力容器は、交換が極めて困難な機器であり、その中には劣化監視用試験片が設置されている。しかし、実機とは応力や照射量の異なる加速試験であり、またその数に限りがある。そのため、照射や圧力による材料劣化の非破壊評価の確立が重要となってきた。本報告では、磁気特性を用いた原子炉圧力容器構造材の非破壊評価法の可能性を調べるため、異なる焼き戻し温度で硬度の異なる試料を作成し、硬度と磁気特性(保磁力、残留磁束密度、ヒステリシス損)の関係を調べた。測定試料としては原子炉圧力容器に使用されているA533B鋼および参照用にSUS410鋼を用いた。測定の結果、A533B鋼およびSUS410鋼においても硬度と磁気特性の間によい相関があり、磁気特性を用いた非破壊的劣化評価の可能性があることがわかった。
海老根 典也; 橘田 和泰*; 荒 克之; 中島 伸也; A.Gilanyi*; 上坂 充*; 宮 健三*
MAG-95-138, 0, p.61 - 68, 1995/11
原子炉圧力容器の非破壊劣化計測法に関して、著者らは、中性子照射による材料の機械的特性の変化を磁気特性の変化との関連から求める「磁気問いかけ法」の研究を進めている。本稿では、材料の機械的特性と磁気的特性の関連について材質の変化からみた根拠をのべるとともに、磁気特性を用いた鋼材の非破壊評価の可能性を調べるため、熱処理により機械的特性の異なる試料を材性し、機械的特性と磁気特性の関係を調べた。測定試料としては、原子炉圧力容器鋼A533B鋼およびSUS410鋼を用いた。測定の結果両鋼材とも硬度と磁気特性には非常によい相関があり、磁気特性を用いた非破壊的劣化評価の可能性があることがわかった。
宮 健三*; 武藤 康; 高津 英幸
機械の研究, 47(1), p.179 - 184, 1995/00
核融合実験炉の設計例としてITERのCDA設計を選び、これを設計・製作・運転するにあたって準拠すべき構造設計基準が具備すべき内容についての検討を、日本溶接協会FSD小委員会への委託研究として過去4年間にわたって実施した。核融合の原理と実用化の1項目として研究の成果を紹介したものである。内容は、構造設計基準を構成する項目の説明、運転状態分類及び機器区分についての提案とその考え方の説明、強磁場下で導電性材料が振動する場合の磁気粘性効果や強磁性材料に作用する磁気剛性効果についての実験結果の紹介、中性子照射を受けて脆化した316SSを構造材料として使用する時に微小欠陥からの不安定破壊が危惧されるが、これに関する実験及び解析結果の紹介、電磁力による破壊実験結果の紹介、ならびに溶接・検査に関する課題の解説などである。
辻 宏和; 宮 健三*
Nucl. Eng. Des., 155, p.527 - 546, 1995/00
被引用回数：1 パーセンタイル：16.76(Nuclear Science & Technology)アルミニウム合金は、試験研究用原子炉の構造材料としてよく用いられているものの、「解析による設計」を行うために必要な設計降伏点Sy、設計引張強さSu、設計疲労線図といった材料強度基準は整備されていなかった。そこで、アルミニウム合金の材料強度基準を策定するために必要な材料データの整備及びその材料データを基にした解析評価等を行った。本報(第1報)では、Sy及びSuを策定するために行った一連の引張試験の経緯(材料選定、試験マトリクス、試験方法等の基本的考え方)、試験の結果及び解析評価の過程を述べるとともに、その結果得られたSy及びSuを紹介した。また、熱処理型合金における時効の影響等の留意すべき点についても言及した。
辻 宏和; 宮 健三*
Nucl. Eng. Des., 155, p.547 - 557, 1995/00
被引用回数：2 パーセンタイル：28.65(Nuclear Science & Technology)アルミニウム合金は、試験研究用原子炉の構造材料としてよく用いられているものの、「解析による設計」を行うために必要な設計降伏点Sy、設計引張強さSu、設計疲労線図といった材料強度基準は整備されていなかった。そこで、アルミニウム合金の材料強度基準を策定するために必要な材料データの整備及びその材料データを基にした解析評価等を行った。本報(第2報)では、設計疲労線図を策定するために行った一連の疲労試験の経緯(材料選定、試験マトリクス、試験方法等の基本的考え方)、試験の結果及び解析評価の過程を述べるとともに、その結果得られた設計疲労線図を紹介した。また、設計疲労線図適用上のクリープ効果の排除法、平均応力効果の評価法等の留意すべき点についても言及した。
武田 哲明; 関 昌弘; 河村 洋; 橋爪 秀利*; 宮 健三*
Fusion Engineering and Design, 15, p.245 - 253, 1992/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)核融合炉第一壁の熱構造設計においては、第一壁内の熱応力や最高温度が壁の厚さを制限する要因となることが多い。そこで固体内での熱電導方程式と流体のエネルギー方程式とを同時に解き、冷却流路断面における熱伝達率分布及び温度分布をもとめ、さらに熱応力分布を計算して熱伝達率一様とした場合の結果を比較した。
辻 宏和; 宮 健三*
Preprints of the Post SMiRT Seminar No. ll on Construction Codes and Engineering, p.3.4-1 - 3.4-19, 1991/08
アルミニウム合金は、試験研究用原子炉の構造材料としてよく用いられているものの、「解析による設計」を行うために必要な設計降伏点Sy、設計引張強さSu、設計疲労線図といった材料強度基準は、整備されていなかった。そこで、アルミニウム合金の材料強度基準を策定するために必要な材料データの整備及びその材料データを基にした解析評価等を行った。本報(第1報)では、Sy及びSuを策定するために行った一連の引張試験の経緯(材料選定、試験マトリクス、試験方法等の基本的考え方)、試験の結果及び解析評価の過程を述べるとともに、その結果得られたSy及びSuを紹介した。また、熱処理型合金における時効の影響等の留意すべき点についても言及した。
辻 宏和; 宮 健三*
Preprints of the Post SMiRT Seminar No. ll on Construction Codes and Engineering, p.3.4-20 - 3.4-39, 1991/08
アルミニウム合金は、試験研究用原子炉の構造材料としてよく用いられているものの、「解析による設計」を行うために必要な設計降伏点Sy、設計引張強さSu、設計疲労線図といった材料強度基準は整備されていなかった。そこで、アルミニウム合金の材料強度基準を測定するために必要な材料がデータの整備及びその材料データを基にした解析評価等を行った。本報(第2報)では、設計疲労線図を策定するために行った一連の疲労試験の経緯(材料選定、試験マトリクス、試験方法等の基本的考え方)、試験の結果及び解析評価の過程を述べるとともに、その結果得られた設計疲労線図を紹介した。また、設計疲労線図適用上のクリープ効果の排除法、平均応力効果の評価法等の留意すべき点についても言及した。
