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森永 正彦*; 野田 賢二*; 古井 光明*; 小田 雅章*
PNC TJ9603 97-001, 95 Pages, 1997/03
【目的】 高温液体アルカリ金属技術のフロンテイア領域を開拓するため、高温(最高1200
)液体金属リチウム中で優れた特性を有するNb基およびMo基合金の開発を行ってきた。本年度の研究ではMo基選定合金について、その強度特性および液体Li耐食性を評価することを目的とした。また本年度選定を行う予定のNb基合金については、液体Li耐食性を試験した。【実験方法】(1)高温引張試験:Mo基選定基合金の引張試験を、1473Kアルゴン雰囲気中において行った。比較材としてTZM合金を用いた。(2)高温クリープ試験:Mo基選定合金の高温クリープ試験を、1473Kアルゴン雰囲気中で行った。(3)加工性試験:Mo基選定基合金の加工性を評価するため、常温において3点曲げ試験を行った。(4)液体Li腐食評価:Nb基およびMo基選定合金の1473Kでの液体Li腐食試験の重量変化と表面分析結果を基に耐食性を評価した。【結果および考察】(1)高温引張試験:Mo基選定合金は実用TZM合金と比較して約1.5倍の引張強度、2.3倍の降伏強度を示した。また、2種類のMo基選定合金において顕著な強度の違いは見られなかった。(2)高温クリープ試験:Mo基選定合金のクリープひずみ速度は、他のMo基固溶強化型合金よりも小さかったが、析出強化型合金であるTZMに比べれば大きかった。(3)加工性試験:加工性の向上に有効であるTiの添加に関わらず、Mo基選定合金は最大曲がり角度まで破断することなく曲がった。(4)液体Li腐食評価:腐食試験後のNb-Hf合金の重量変化は添加したHf量の増加に伴って大きくなり、同時に亀裂の発生が著しくなる傾向が見られた。このため、Hf量が少ないNb-1Hf合金が最も優れていると思われた。Mo基選定合金ではTiを添加した合金が大きな重量変化を示したが、Tiを添加していない合金では粒界腐食が見られた。したがって、腐食表面が健全なMo-15Re-0.1Zr-0.1Ti合金がより優れた耐食性を有するものと考えられる。【結論】(1)引張強度:Mo基選定合金は実用TZM合金よりも優れた引張特性を示した。(2)高温クリープ強度:Mo基選定合金は優れた高温クリープ特性を有していた。(3)加工性:Mo基選定合金はTi添加の有無に関わらず、優れた加工性を示した。(4)液体Li耐食性:Nb基選定合金では、Nb-
小峰 龍司; 青砥 紀身; 加藤 章一
PNC TN9450 97-012, 75 Pages, 1996/11
本報告書は、高速増殖原型炉「もんじゅ」の2次冷却系関連室漏えいナトリウム貯留設備に用いられているライナ溶接継手材(SM400B)を対象に、高温側の引張およびクリープ試験の結果について取りまとめたものである。得られた主な結果は、以下の通りである。・溶接継手材の基礎的な高温強度特性データを取得した。・引張強度は、試験片採取方向ならびに熱処理の影響は認められず、母材の並であることを確認した。・破断延性は、破断伸びおよび絞りともに母材と比較して低下した。特に、800 以上の温度域では金属組織変化の影響から急激な低下が認められた。・クリープ強度特性は、母材並の特性を得た。・800 近傍の温度領域ではフェライト相とオーステナイト相の2相が混在する組織であり、900 近傍では、オ-ステナイト相に変態するAc3 点域にあることを確認した。また、900 以上では、HAZ部の粒径が粗大化し、粒界破壊となった。なお、本試験結果は2次冷却系関連室漏えいナトリウム貯留設備の健全性評価の基礎データとして反映される。
月森 和之
PNC TN9410 95-203, 17 Pages, 1995/08
プラント工学室におけるリサイクル炉の概念検討の中で燃料集合体のホールドダウンについてメカニカルホールドダウン方式が検討されている。**この具体的な構造はコイルばねであり、クリープ温度域で所定の押付け力を維持することが必要となる。コイルばねのクリープ挙動の詳細数値解析を概念検討の段階で実施することはあまり得策ではない。本報告書は、このような背景からコイルばねのクリープ挙動解析手法について検討した結果をまとめたものである。コイルばねの断面の応力場として純せん断を仮定し、ひずみの径方向線形分布とクリープ特性式からトルクを求め、力の釣合いからばね力の時間的変化を評価する。この方法によれば、径方向応力分布が非線形になるため簡単なプログラムを作成する必要があるが、任意の形状・寸法および材料のコイルばねのクリープ挙動についての広範なパラメトリックサーベイが可能となる。
青木 昌典; 加藤 章一*; 小峰 龍司; 吉田 英一; 和田 雄作
PNC TN9410 94-261, 143 Pages, 1994/06
FBR大型炉の一体貫流型蒸気発生材料として適用が予定されているMOD.9CR-1MO 鋼の伝熱管相当板材(12MMT) ならびに伝熱管材について、高温引張試験、大気中クリープおよびリラクセーション試験を実施し、基本材料特性を把握した。また、9CR-2MO 鋼を用いて同様な試験を行い、MOD.9CR-1MO 鋼との比較を行った。得られた結果を要約すると以下の通りである。1.引張特性(1)MOD.9CR-1MO 鋼の伝熱管相当板材および伝熱管材の引張強さならびに0.2 %耐力は、材料強度基準暫定値のSu、Syを充分満足していた。ただし、Su値に関しては見直しの可能性が残っていることから、今後総合的な再評価を行う必要がある。(2)MOD.9CR-1MO 鋼の伝熱管相当板材及び伝熱管材の引張強さは、9CR-2MO 鋼の平均傾向より高い値を示した。(3)MOD.9-1MO 鋼の伝熱管相当板材と伝熱管材との比較では、引張強さ、0.2 %耐力はほぼ同じであり、素材による差異は認められなかった。2.クリープ特性(1)MOD.9CR-1MO 鋼の伝熱管相当板材および伝熱管材のクリープ破断強度は、 500
600 での材料強度基準暫定値の設計クリープ破断応力強さSR と比較し、全体的に大きく上回っていた。これは特に長時間側で顕著である。(2)定常クリープ速度と破断時間との関係において本試験の結果は、暫定的に定められた材料強度基準で示されている定常クリープひずみ速度
M と比較的良い一致を示した。(3)MOD.9C-MO 鋼のクリープ破断強度は板材および伝熱管材とも9CR-2MO 鋼よりも高い値を示し、MOD.9-1MO 鋼が優れたクリープ特性を有していることが明らかになった。3.リラクセーション特性(1)MOD.9CR-1MO 鋼のひずみ 0.1 0.5%の条件での応力は初期時から約50時間でほぼ緩和し、それ以降の応力緩和量は小さいものであった。これらの応力緩和量は高温、高ひずみ側ほど増大した。一方9CR-2MO 鋼は200 時間経過後も徐々に応力緩和が進展しておりM--.9C--1M- 鋼と異なった挙動を示した。(2)本試験範囲におけるリラクセーション挙動は、概ね従来のクリープひずみ式で記述できることが確認できた。本試験の結果は、今後の材料強度基準暫定値の見直しや強度評価法の高
笠原 直人
PNC TN9520 93-009, 223 Pages, 1993/04
STARシステムは、大洗工学センターで実施される熱過渡強度試験に関する試験条件・試験結果・解析結果等をデータベース化し、これらのデータに対して表計算処理ユーザプログラムによる損傷値計算処理・種々の検索処理に加え、ユーザの指定するグラフ出力を行なうことができるデータベースシステムツールである。本システムはMS-WINDOWSおよびMS-EXCELのもとで動作する。本システムは、EXCELの持つ豊富な機能を利用することによって、優れたインターフェイス・表計算機能・データベース機能・グラフ処理機能等をユーザに提供する。本システムは3度のバージョンアップを行っている。プロトタイプであるバージョン1の運用を通してバージョン2では、システムの構成、機能、取扱い方法などに多くの変更を加わえ、バージョン3では、ネットワーク(NetWare)への対応、ヘルプ機能の充実等を行った。ネットワークへの対応により、STARシステムおよび各データをサーバのハードディスク上に置くことで各ユーザから同時にSTARのデータを検索することが可能となった。そして、バージョン4では、EXCEL4.0の新機能であるツールバーやショートカットメニューをSTARシステムに導入し、大幅な操作性の向上を図った。また、マクロ等の見直しを行い処理速度の向上も行った。これによりSTARシステムは実用レベルに達したと考えられ、熱過渡強度データ処理を必要とする関係者に広く公開することとした。本取扱説明書は、バージョンアップされた諸機能を最大限に生かせるよう解説を述べるのもである。
石川 昌幸*; 笠原 直人
PNC TN9520 93-003, 57 Pages, 1993/03
高速炉特有の熱荷重である熱応力を主体とした構造物強度データを蓄積し、高速炉用構造設計基準の基礎となる強度評価法(クリープ疲労損傷等)開発を支援するために、構造物強度データベースシステム"STAR"を開発した。 本報告書は、構造物強度データベースシステム"STAR"において、損傷値とき裂長さ等の比較に使用するき裂データ、形状データに関する入力システムの取扱説明書である。 以下に主な機能を示す。 (1)デジタイザによる供試体形状データ(R部、溶接部位等)のオンライン入力 (2)デジタイザによるき裂位置、深さの正確な入力 (3)き裂データの属性(破面状態、母材、溶金等)も容易に入力 上記の機能により、構造物強度データベースシステム"STAR"で重要なき裂データ等が正確かつ容易に入力が出来、作業の効率が図られた。
蔦木 浩一; 関 正之; 飛田 典幸; 西山 元邦; 井坂 和彦*; 平子 一仁*
PNC TN8410 91-174, 40 Pages, 1991/02
MA957鋼被覆管を用いての溶接試験に先立ち,被覆管形状を模擬した溶接試験を行いその溶接特性,機械的性質等に関するデータを取得し,同材料の溶接特性評価の一助とする。MA957鋼の棒材を被覆管形状に機械加工し,端栓との溶接をレーザ溶接法により溶接試験を行った。1. 従来の端栓のツバ部をテーパ型に改良することにより,溶接金属部のアンダーカットは改善された。2. 溶接金属部全周に渡り,空孔が多数観察された。3. 引張強度については,常温で約82kg/mm2となりSUS316相当鋼と同等値を示したが,600を超えると急激な強度低下を示した。また内圧バースト試験についても同様な結果が観察された。4. 元素の分散状態としては,空孔部にチタン,イットリウムが凝集しクロムは若干減少した端栓形状を改良することによりアンダーカットは改善できたが,空孔の発生,イットリウムの凝集は解決されなかった。従って,MA957鋼の溶接は融接法であるレーザ溶接法では,健全な溶接ができないため融接法に変る溶接法を検討する必要がある。
揃 政敏*; 瀬下 一郎*; 宮川 俊一
PNC TN9430 90-003, 42 Pages, 1990/12
本報告は「常陽」IV型特殊燃料要素に用いられる高速炉用フェライト系ステンレス鋼被覆管の物性及び特性評価結果について記述するものである。標記高速炉用フェライト系ステンレス鋼は従来のオーステナイト系ステンレス鋼に比し良好な諸性質,例えば耐エスリング,耐クリープ性,熱伝導度,熱膨張率を有するため,「常陽」にてIV型特殊燃料要素用被覆管として燃焼度約13万MWd/tまでの照射に用いることが可能であることが判った。
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PNC TN241 81-25VOL2, 113 Pages, 1981/11
PNC-TN241-81-25VOL2.pdf:8.02MB
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