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中平 昌隆
JAERI-Research 2005-030, 182 Pages, 2005/09
JAERI-Research-2005-030.pdf:12.57MB
ITERの真空容器は供用中非破壊検査が困難なため、全く新しい安全確保の考え方を構築する必要がある。また、二重壁構造の閉止溶接の裏側へのアクセスが不可能であるため、従来の構造技術基準では対応できない。さらに高さ10m以上の大型構造体であるが
5mm以下の高精度で製作する必要があり、複雑形状で大型なため合理的な溶接変形予測手法を構築する必要がある。本研究では、微小な水リークによる核融合反応停止という性質に着目し、トカマク型の核融合装置が反応停止にかかわる固有の安全性を有することを証明した。これにより、安全性を損なわず供用中非破壊検査が不要とする大幅な合理化の提案ができた。また、二重壁構造を合理的に構築する部分溶込みT字溶接継手を提案し、継手強度並びにすきま腐食感受性を定量的に把握し受容性を確認した。さらに、合理的な溶接変形予測手法を提案するとともに、実大での溶接試験結果と比較してその有効性を確認し、大型の複雑形状を持つ溶接構造物の溶接変形を簡易的に、かつ十分な精度で評価できる手法を提案した。
鈴木 隆之*; 宇佐美 三郎*; 木村 孝江*; 小泉 興一; 中平 昌隆; 高橋 弘行*
Proceedings of 55th Annual Assembly of International Institute of Welding (IIW2002), 16 Pages, 2002/06
二重壁構造の核融合装置真空容器の外壁とリブ間を溶接するために新しい溶接継手を開発した。本継手は、外壁の外側より電子ビーム溶接を行う板厚貫通電子ビーム溶接(TW-EBW; Through-Wall Electron Beam Welding)で製造される。単軸負荷下の1本ビード試験片と曲げ負荷下の2本ビード試験片において静的及び疲労試験を行い、実験結果は有限要素法により解析的に検討した。本継手は不溶着部を有するけれども、溶着部の応力が3軸引張状態となる塑性拘束効果により継手の降伏応力が上昇する。この3軸引張状態が平均塑性相当応力を低下させ、継手母材断面あたりの強度を完全溶接継手の強度に近づける。本継手の低サイクル破断寿命における疲労強度減少係数は4より幾分大きい。また、継手部き裂の最大主応力拡大係数とASME Code XIで与えられている疲労き裂進展抵抗値より計算した継手部の疲労き裂進展速度は、実験結果を保守側に評価する。
倉田 有司; 斉藤 貞一郎*; 辻 宏和; 高津 玉男*; 新藤 雅美; 中島 甫
JAERI-Research 97-032, 20 Pages, 1997/05
JAERI-Research-97-032.pdf:1.78MB
Ni-Cr-W系超耐熱合金を実用化する上で、残された課題である溶接用溶加材を開発するため、微量添加元素の量を調整して溶接割れ感受性を低下させ、手動TIG溶接により試作した3種類の溶接継手F,P5,P6の900~1050
Cにおけるクリープ破断特性の評価を行った。試作継手のクリープ破断時間は、母材(1000C,10万時間のクリープ破断強度10.8MPa)と同程度かわずかに短く、高温で使用する溶接継手としてはかなり優れたクリープ破断強度を示した。溶接継手の破断位置は900Cでは母材、1000C,1050Cと高温になるに従い、溶接金属となった。ボイド、クラックは、母材あるいは溶接金属の結晶粒界に形成した。今後、自動TIG溶接用の溶接ワイヤの開発を行い、溶接性、クリープ特性、耐食性等に優れたNi-Cr-W系超耐熱合金用の溶加材を開発していく予定である。
中平 昌隆; 岡 潔; 田口 浩*; 伊藤 彰*; 深津 誠一*; 小田 泰嗣*; 梶浦 宗次*; 山崎 誠一郎*; 青山 和夫*
プラズマ・核融合学会誌, 73(1), p.54 - 68, 1997/01
核融合炉炉内機器の遠隔保守では、ブランケット・モジュール及びダイバータ・カセットの保守・交換に伴い、厚板及び冷却配管の溶接、切断及び溶接部検査、炉内機器及び遠隔機器輸送時の放射化物飛散を防止するための二重シール扉などが要求され、遠隔操作に対応したこれらのツール/機器の開発が急務である。本件は、国際熱核融合実験炉(ITER)におけるダイバータ及びブランケット等の炉内機器の保守に関して、主に日本ホームチームが分担して設計・開発を進めてきたこれらの遠隔保守ツール/機器の現状と今後の計画について述べる。
石井 忠彦; 田中 勲
JAERI-M 7152, 31 Pages, 1977/07
ジルコニウム合金とステンレス鋼を摩擦圧接によって接合する方法を開発した。圧接は60トン摩擦圧接機によって行なった。供試材は直径15mm、長さ100mmのジルカロイ-4およびSUS304ステンレス鋼であった。この接合継手について、機械的および金属組織的な試験を実施し、さらに、JMTRの加圧水ループにおいて照射試験を実施した。その結果、この接合継手は中心温度測定を行なう軽水炉燃料ピンの端栓材として使用できることが判った。この報告書には、摩擦圧接の方法およひ各種試験の結果の詳細が述べられている。
田中 勲; 伊藤 治彦; 青山 芳夫*; 二松 敬治*
JAERI-M 6799, 37 Pages, 1976/11
アルミニウム外筒計器キャプセルを実用化するにあたって、アルミニウムとステンレス鋼の接合部の強度評価を行なった。今回の試験は、「アルミニウム外筒計器キャプセルの開発」(JAERI-M5899)に引き続くものである。A1100-0とSUS-304の摩擦圧接管の接合部に、原子炉内の状態を模擬した温度勾配を与え、50回の熱サイクル試験を実施した。温度勾配は接合管をガンマ発熱率約10w/gの原子炉内に装荷した時、管の自己発熱によって生ずる値を、管の内側に電気ヒ-タを装荷して与えた。熱サイクルを実施したサンプルについて寸法検査、ヘリウムリーク試験、引張試験、水圧バースト試験および金相試験を実施し、熱サイクル試験を 実施しないサンプルと比較した。その結果、両者で特に有意な差は見られなかった。本実験により、アルミニウムをJMTRの計測キャプセルの外筒に使用できるとの結論が得られた。本報告書は、この試験結果を纏めたものである。
