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報告書

報告書

燃料集合体パッド部材の選定試験(I)高温ナトリウム中における摩擦係数

溝淵 庄太郎*; 富永 康夫*; 小圷 亨; 厚母 栄夫

PNC TN941 75-55, 42 Pages, 1975/07

PNC-TN941-75-55.pdf:2.59MB

従来から,高速炉内の接触,摺動部材の選定試験を行っているが今回,6種類の燃料集合体パッド部候補材について,摸擬した条件で試験を行った。これによって,以下の事がわかった。▲1)SUS316材は摩擦係数が高く(0.8),悪い摩擦挙動を示した。又,硬質クロム・メッキ材も摩擦挙動が悪く,540$$^{circ}C$$ナトリウム試験後,硬度の低下が大きかった。▲2)クロム・カーバイト材は表面状態の粗い「B.F」仕上げのものか研磨した「G.F」より,安定な摩擦挙動を示し,摩擦係数値は0.5前後であった。又温度によって,この値は変化しなかった。▲3)コルモノイN-6は,今回試験した材料のうち最も低い摩擦係数値を示した(0.34)。又ステライトN-6材は280$$^{circ}C$$ナトリウム中でも,やや悪い摩擦挙動を示した。▲4)540$$^{circ}C$$のナトリゥム中で一定時間,加圧して保持した場合,すべての材料で摩擦係数の増加が認められた。▲これらの事から,この試験条件内では,コルモノイN-6とクロム・カーバイト材の田.F」のものがパッば部材として有望である事がわかった。▲

報告書

高温ナトリウム中における自己融着試験(V) パッド部候補材の各種環境下における摩擦挙動

溝淵 庄太郎*; 加納 茂機; 中山 紘一; 滑川 優; 厚母 栄夫

PNC TN941 75-49, 70 Pages, 1975/05

PNC-TN941-75-49.pdf:7.87MB

期間1974年10月15日$$sim$$1974年12月20日▲目的燃料集合体のパッド部材を選定するため,6種類の候補材について摩擦挙動からの材料評価を行う。▲要旨▲高速炉内の接触,摺動部材の選定のため,従来から一連の自己融着,摩擦試験を行っているが,今回は燃料集合体のパッド部の候補材6種類について,高温ナトリウム中,および不活性ガス中で摩擦試験を行い,材料評価をした。今回の試験で次の事がわかった。▲1)ステライトN-6材は280$$^{circ}C$$のNa中では安定な摩擦挙動を示したが,540$$^{circ}C$$の高温になると,摩擦係数が上昇し,ナトリウムのフラッシングの影響も大であった。▲2)コルモノイN-6材は高荷重下(500kg)でも,又,ナトリウム温度が上昇しても,摩擦係数は0.3$$sim$$0.4で安定していた。▲3)クロム・カーバイト材は表面の仕上げ状態によぅて異なる挙動を示し,特に,高温では表面を研磨したもので摩擦係数が1.0以上にもなり,又,フラッシングの影響も大きかった。▲4)硬質クロム・メッキは280$$^{circ}C$$のナトリウム中でも,摩擦係数が高く(0.8)悪い挙動を示した。▲5)インコネル718材はナトリウム中で比較的高い摩擦係数(0.3$$sim$$0.7)を示すが,摩擦挙動は安定していた。▲

報告書

高温ナトリウム中における自己融着試験(III) 自己融着現象の温度依存性

溝淵 庄太郎*; 加納 茂機; 中山 紘一; 滑川 優; 大和田 哲朗*; 厚母 栄夫

PNC TN941 75-12, 52 Pages, 1975/01

PNC-TN941-75-12.pdf:9.26MB

期間1974年4月1日$$sim$$1974年12月25日▲目的高温ナトリウム中における各種材料の自己融着性の比較と,自己融着現象の基礎的な知見を得る。▲要旨前報(SN941 73-12, N941 74-18)で600$$^{circ}C$$ナトリウム中における各種材料の自己融着性について調べたが,今回はナトリウム温度を650$$^{circ}C$$,700$$^{circ}C$$とし,又接触面積を変化させて各種材料の温度依存性,および形状効果について試験した。これによって次の結果が得られた。▲1.SUS316ステンレス同志では,1,100kgの融着力が生じた。又,この融着力は650$$^{circ}C$$,700$$^{circ}C$$でも同程度の値であった。▲2.650$$^{circ}C$$までのナトリウム温度では見掛上の接触面積に融着力は影響されるが,700$$^{circ}C$$になるとほとんど影響されなくなる。▲3.SUS316ステンレスとSUS420ステンレスの融着力は3,850kgにも達し,破断後20$$mu$$m以上の金属移行がみられた。又,この組合わせにおける融着挙動は境界域での合金元素の相互拡散によるものが大きい。▲4.クロム・カーバイト材は,含有しているニクロム材が融着性を非常に高めることがわかった。すなわち100%のクロム・カーバイト材は融着性を示さなかった。

報告書

高温ナトリウム中における自己融着試験(IV) 新型自己融着試験機の試作および機能試験

溝淵 庄太郎*; 加納 茂機; 中山 紘一; 滑川 優; 大和田 哲郎*; 厚母 栄夫

PNC TN941 75-13, 103 Pages, 1974/12

PNC-TN941-75-13.pdf:6.23MB

[期間] 1973年9月1日$$sim$$1974年11月30日、[目的]自己融着・摩耗試験ループに、今回、自己融着関係の試験装置を増設した。このうち、自己融着試験磯の構造とその機能試験結果について報告する。[要旨] 自己融着・摩耗試験ループのうち、摩耗試験部(SW-1)が昭和47年3月末に完成し、今まで多くの試験を行い成果をあげることが出来た。今回、新しく自己融着試験部(SW-2)とこれらに関連した設備が完成し、試験機の機能テストの1部として、高温不活性ガス中における試験を行った。自己融着試験機はこれまでに基準化されたものがなく、材料の判足も不十分であった。そこで、今回我々は新しい機能を含む試験機を開発した。この試験機の特長は次の通りである。(1)高温ナトリウム中で加圧、融着させ、引張りおよび捩り試験からの材料の自己融着性判定ができる。(2)捩り回転、引張りおよび圧縮荷重とも、油圧方式を採用し、試験機の操作、構造が簡単となり、又小型となった。(3)試験機を180$$^{circ}$$反転することによって、他の雰囲気(例えは不活性ガス中)中で試験することが容易となった。(4)低荷重(100kg以下)から高荷重(最大4000kg)までの摩擦試験が可能であり、高温不活性ガス中試験からも、十分満足できる試験機であることが確かめられた。

報告書

ナトリウム中における摩擦、摩耗および自己融着現象に関する諸外国の試験研究(I)

溝淵 庄太郎*; 加納 茂機; 富永 泰夫*

PNC TN942 74-08, 189 Pages, 1974/10

PNC-TN942-74-08.pdf:4.46MB

期間1974年7月日$$sim$$1974庄10月15日▲目的ナトリウム中における摩擦,摩耗,および自己融着現象に関する海外の試験研究状況を調査し,今後のPNCの試験計画に反映させる。▲要旨ナトリウム中における摩擦,摩耗および自己融着現象に関する試験開発状況を最近の海外交献,情報から各国別にまとめた。▲又,アメリカのFFTF炉心部で問題となる機器の摺動,接触条件と,最近の摩耗理論について,翻訳した。▲

報告書

高速炉材料のナトリウム中摩耗試験(III) 硬質合金,カーバイドの金相試験

加納 茂機; 溝淵 庄太郎*; 滑川 優; 中山 紘一; 大和田 哲朗*; 厚母 栄夫

PNC TN941 74-80, 89 Pages, 1974/10

PNC-TN941-74-80.pdf:2.47MB

期間1974年6月$$sim$$1974年9月 ・目的 原子炉機器摺動部用耐摩耗材の選定 ・要旨 材料の耐摩耗性は摩擦係数および摩耗量ばかりでなく,摺動面の金相試験データからも評価するのが好ましい。本試験では主に前報2)にて報告した材料についての金相試験結果を報告する。また49年度前半に摩耗試験した材料組合せについての摩擦係数,摩耗量および金相試験結果も報告する。得られた結果は次のとおりである。(1)LC―11C同志およびLW―1N4D同志の組合せは最も高い$$mu$$k(0.6以上)を示したがLW―1N40(G/F)同志を除き摺動面近傍に変形および組織変化等が見られなかった。LW―1N40(G/F)はコーティング後の表面研摩により割れが生じこのため$$mu$$sおよび$$mu$$kの変動が大きくなった。(2)ステライトNo6同志,コルモノイNo5vs.No6およびテロロステライトSF―60Mvs,コルモノイNo6の組合せは最も低い$$mu$$k(=0.3)およびWS($$sim$$0)を示し,また摺動面近傍の組織変化等が全く見られず安定していた。(3)SUS304は$$mu$$sを高くする傾向がありSUS304同志が最も高い$$mu$$s(=0.6)を示した。また塑性変形しやすく摺動面が著しくあれていた。(4)インコネルX750およびLW―5は摩耗試験中に塑性変形し,摺動面近傍に著しい組織変化が見られた。またインコネルX750同志は最も高いWsを示した。

報告書

高温ナトリウム中における自己融着試験(II) 硬質合金,炭化物系材料の自己融着性

溝淵 庄太郎*; 加納 茂機; 滑川 優; 大和田 哲郎*; 厚母 栄夫

PNC TN941 74-18, 41 Pages, 1974/03

PNC-TN941-74-18.pdf:3.06MB

期間1973年10月1日$$sim$$1973年12月21日▲目的▲高温ナトリウム中における各種材料の自己融着性の比較と,自己融着現象の基礎的な知見を得る。▲要旨▲前報(SN―941―73―32)で,硬質CrメッキとSUS316材についての自己融着性を調べたが,今回は炭化物系材料,Mo,W,の高融点材料,ステライトNo6,およびNi,Ni―Cr材について試験した。これによって次の結果が得られた。▲1.クロムのカーバイトは良好な耐融着性を示したが,タングステンを含むカーバイトは融着傾向が強い。▲2W,Mo材は耐融着材として有効である。▲3.ステライトNo6は相手材がSUS316の場合,融着傾向がある。▲4Ni,およびNi―Cr材は,境界域に拡散層を形成して完全に自己融着した。▲高温ナトリウム中で接触している機器での自己融着現象は,おろそかに出来ない問題であり,一歩,これらの部品の材料選定を誤れば非常なリスクを招く可能性がある。今後,長時間の試験等によって,各機器にあった耐融着材の開発をおし進めなければならない。▲

報告書

高速炉材料のナトリウム中摩耗試験(I) 硬質合金の摩耗

加納 茂機; 溝淵 庄太郎*; 滑川 優; 柚原 俊一*; 厚母 栄夫; 大和田 哲郎*

PNC TN941 73-17, 99 Pages, 1973/06

PNC-TN941-73-17.pdf:3.57MB

期間1972年5月11日$$sim$$1972年10月5日目的原子炉機器摺動部用耐摩耗材の選定要旨ナトリウム冷却高速増殖炉用機器摺動部には使用限界および耐久性の見地から耐摩耗材が必要となり,これらの高温ナトリウム中における摩耗データを得ることが要請されている。本試験においては硬質合金(ステライトN-1とN-6およびコルモノイN-5とN-6)の各種組合わせについて摩耗試験を行なった。その結果つぎのようなことがわかった。本試験によりナトリウム中摩耗試験法を確立できた。硬質合金同志の組合わせ(コルモノイN-5とN-6)の方がSUS304との組合わせ(相手材ステライトN-1およびコルモノイN-6)より摩耗量が少なくかつ摩擦係数が低く安定している。SUS304との組合わせでは相手材がステライトN-1の方がコルモノイN-6より摩擦係数が低い。摩擦面に変質層がみとめられた。ナトリウム中とアルゴン中では摩擦表面状態が著しく異なる。

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