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芝間 祐介; 濱田 一弥; 高野 克敏; 中嶋 秀夫; 堤 史明; 奥野 清; 三浦 幸俊
no journal, ,
日本原子力研究開発機構(JAEA)は、国際協力により超伝導磁石を用いた核融合装置の建設を計画(JT-60SA)している。JT-60SAのコイル容器は、強大な電磁力に対向するため、その構造は高い剛性と強度を有する必要がある。また、溶接部では、運転期間中、18000回,400MPaの繰返し応力に対し健全であることが要求される。コイル容器側壁の肉厚は170mmであり、素材としてそれ以上の板厚が必要となる。このような素材の溶接継手の実績は少なく、機械特性データ収集は重要である。本研究では200mm板厚のSUS316LN板を構造部材として想定し、溶接継手の4Kにおける疲労強度を明確にすることを目的とした。SUS316LN母材を比較素材とし、TIG溶接継手と母材の両振り疲労特性を4Kで測定した。結果、溶接部は通常,介在物等を破断基点とし、母材より短寿命であるが、今回の母材と溶接部は破断に至る回数に大差なく、溶接継手はJT-60SAコイル容器として十分な疲労特性を有することを確認した。
中嶋 秀夫; 濱田 一弥; 高野 克敏; 堤 史明; 河野 勝己; 奥野 清; 山岡 弘人*; 角井 日出雄*; 中村 泰三*; 守永 康人*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構は、国際熱核融合実験炉(ITER)の建設においてトロイダル磁場コイル(TFコイル)の製作を分担する。TFコイルは高さ約14m,幅約9mの大型溶接構造物となり、コイル容器と支持構造物、及びラジアル・プレートの二つに大別される。前者では狭開先TIG及び電子ビーム溶接、後者ではレーザー・ビーム溶接を主として使用するが、両者において、溶接変形を抑え、かつ、極低温での強度・靱性を確保できる溶接技術の開発が必要不可欠となる。このため、製作メーカーと協力して、TFコイルで使用する316LN鋼を用いた溶接技術の開発を進めており、レーザー・ビーム溶接技術では、角変形を抑え、局所的な溶接変形(0.6mm以内)のみに抑えることが可能な溶接技術の開発に成功し、大型D型溶接構造物であるラジアル・プレートを精度よく製作する方法に見通しを得た。本講演では、これまでに得られたITER超伝導コイル用316LN溶接継手の溶接変形及び継手性能に関する成果について講演する。
宇田川 誠; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄
no journal, ,
本研究では、原子炉圧力容器内面におけるステンレス鋼の肉盛溶接,溶接後熱処理及び実際の運転状態を対象として、肉盛溶接部に生じる残留応力の影響について解析的に検討する。このため、肉盛溶接試験体を製作して残留応力を実測するとともに、有限要素法を用いた熱伝導解析及び熱弾塑性クリープ解析を行い、残留応力を詳細に評価検討し、肉盛溶接部に生じる残留応力の要因やその影響について検討を行った。また、原子炉圧力容器に加圧熱衝撃事象が発生した場合を想定した破壊力学に基づく健全性評価に関して、肉盛溶接部の残留応力が応力拡大係数に及ぼす影響について試解析を行った。この結果、残留応力を考慮することにより、応力拡大係数は若干高めの値を示すことが示された。このほか、残留応力の簡易解析手法についても言及する。