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土谷 邦彦; 河村 弘; Kalinin, G.*
Journal of Nuclear Materials, 283-287(Part.2), p.1210 - 1214, 2000/12
被引用回数：27 パーセンタイル：82.67(Materials Science, Multidisciplinary)核融合炉真空容器の候補材としてSUS316LNが考えられている。一方、真空容器の補修等を行う際に、照射されたSU316LNの再溶接が必要となる。本研究では、中性子照射したSUS316LNをTIG溶接法により溶接し、溶接試料の引張試験、硬さ試験及び金相観察を行い、照射済SUS316LNの再溶接性に対する中性子効果を調べた。JMTRにおいて、照射温度150
で約2.0
10
n/cm
(E
1MeV)まで照射したSUS316LNを溶接し、引張試験片を製作した。引張試験の結果、未照射/未照射及び照射/未照射の組み合わせの溶接材は未照射母材部で破断し、中性子照射により生成したHeが溶接部の強度劣化に影響を及ぼさないことを明らかにした。そのほか、溶接部近傍の硬さ試験及び金相観察を行い、溶接性に関する考察を行った。
斎藤 滋; 深谷 清; 石山 新太郎; 衛藤 基邦; 佐藤 育男*; 楠橋 幹雄*; 畠山 剛*; 高橋 平七郎*; 菊池 満
Journal of Nuclear Materials, 283-287(Part1), p.593 - 596, 2000/12
被引用回数：1 パーセンタイル：12.1(Materials Science, Multidisciplinary)現在、日本原子力研究所(以下原研)では、JT-60UのITER高性能化試験の終了後に定常炉心試験装置(以下JT-60SU)の検討・評価作業を進めている。このJT-60SUの真空容器鋼としては高強度、低放射化かつ非磁性であることが求められており、原研と(株)日本製鋼所は共同でNi,Coが無添加で低Mn型の低放射化非磁性鋼の開発を進めてきた。現在までにVC9と呼ばれる鋼種が有望であるという結果を得ている。本研究ではVC9の機械的特性や溶接性などの特性評価を行った。機械的特性試験は高温引張り,シャルピー試験,疲労及び破壊靭性試験を行った。その結果、VC9の室温~500の引張り強度はSUS316Lを大きく上回り、真空容器鋼として十分な高温強度を持つ鋼種であることがわかった。また、疲労試験(室温)でもSUS316Lの約2倍の疲労寿命を持つことがわかった。溶接性評価としては組織観察、硬さ及びフェライト量測定などを行った。
斎藤 滋; 深谷 清; 石山 新太郎; 衛藤 基邦; 佐藤 育男*; 楠橋 幹雄*; 畠山 剛*; 高橋 平七郎*; 菊池 満
JAERI-Tech 99-076, p.53 - 0, 1999/10
現在、日本原子力研究所(以下原研)では、核融合炉の実現に向けて定常炉心試験装置(以下JT-60SU)の検討・評価作業を進めている。このJT-60SUの真空容器鋼としては、高強度、低放射化かつ非磁性であることが求められている。しかし既存の鋼種でこれらの要求を満たすものはないため、原研と(株)日本製鋼所は共同でNi,Coが無添加で低Mn型の低放射化非磁性鋼の開発を進めてきた。初めに合金と製造工程の検討を行い、平成9年までにVC9と名付けた鋼種が有望であるという結果を得た。平成10年度以降はこのVC9のJT-60SU真空容器鋼としての適性評価として、機械的特性・溶接性・耐食性・相安定性などさまざまな特性試験を行っている。本報告書はそれらの結果の中から機械的特性と溶接性についてまとめたものである。
沼田 和明; 大谷 誠二; 棚井 厚夫*; 豊田 裕昌*; 高橋 秀樹*; 後藤 達朗*
JNC TN8430 2000-001, 23 Pages, 1999/09
JNC-TN8430-2000-001.pdf:0.89MB
「もんじゅ」取替炉心燃料集合体用要素部材の購入(第3回購入)において、部材製作の契約メーカである(株)日立製作所より、生産性向上を目的とする合理化案として、下部端栓・上部端栓・プレナムスプリングの部分的寸法変更の提案がなされた。この寸法変更が燃料製造工程内の各種設備、装置等との取り合い上及び燃料要素の製品スペック上において、問題とならないかどうかを検討した。検討の結果、下部端栓及び上部端栓の溶接部寸法の変更提案は、容認できる可能性があると判断し、試作品の提供を受け溶接試験等の結果をもって、今回の提案の採用可否を判断することとしたものである。試験の結果としては、現行の下部端栓の溶接部規格であるR
0.03mm(嵌合部の曲率半径)・
5.53+- 0.01mm(嵌合部の外径)をR0.05mm・5.53+-0.02mmに変更しても溶接性及び溶接部の健全性には問題ないことを確認した。本報告書は、提供を受けた中の下部端栓について、溶接及び各種試験を実施した結果を報告するものである。
竹内 正行; 大橋 和夫; 藤咲 和彦*; 石橋 祐三; 武田 誠一郎
PNC TN8410 98-060, 74 Pages, 1998/03
(目的)本件は、Tiより耐食性に優れ、かつTi-5Ta、Zr等よりも装置の製作コストが安価な材料を創製することを目的として実施した。(方法)機器材料開発室で行なった耐食性Ti系合金の試作結果に基づき、Tiの耐食性を向上させる元素としてNbを選定した。そしてNbの添加量を変化させたTi-Nb合金を4種類(Ti-3Nb,Ti-5Nb,Ti-10Nb,Ti-20Nb)試作した。試作した合金について機械的強度、熱間加工性、耐食性に関する評価を行なった。(結果)評価結果を以下に示す。(1)いずれのTi-Nb合金も、目標通りの組成に溶製できた。(2)TiにNbを添加することにより機械的強度は強化され、Nb量とともに強化の度合いは高くなる。なお、いずれの合金についても熱間加工性は良好であるといえる。(3)Ti-3NbおよびTi-5Nbの室温での曲げ加工性は良好であった。Ti-10Nbでは1枚は良好な結果であったが、1枚について部分的に肌荒れが観察された。なお、Ti-20Nbはまったく変形せずに破断した。(4)酸回収蒸発缶模擬液中において、Ti-Nb合金の腐食速度はNb添加量とともに低下し、いずれの合金についてもTiより優れた耐食性を示した。Ti-Nb合金の腐食形態は、いずれも全面腐食であった。(5)Ti-Nb合金の優れた耐食性は、表面に生成するTiO2皮膜に起因している。NbはNb2O5として材料表面に濃縮し、TiO2皮膜の保護性を向上させると考えられる。(結論)今回試作した4種類のTi-Nb合金のなかでは、Ti-10NbがTi-5Taより安価で、高い耐食性と良好な加工性を兼ね備えた合金であるといえる。より最適なNb量の決定に際しては、10wt%Nbを中心としてNb量をパラメータとしたTi-Nb合金を試作し、各種評価を実施する必要がある。また、機器材料としたときに要求される溶接性についての検討も必要である。
土谷 邦彦; 関村 直人*; 松田 福久*; G.Kalinin*; 清水 道雄; 河村 弘
Fusion Technology 1998, 2, p.1297 - 1300, 1998/00
核融合炉真空容器の候補材としてインコネル625が考えられている。一方、真空容器の補修等を行う際に、照射された構造材の再溶接が必要となる。本研究では、中性子照射したインコネル625をTIG溶接法により溶接し、溶接試料の引張試験、硬さ試験及び金相観察を行い、照射済インコネル625の再溶接性に対する中性子照射効果を調べた。JMTRにおいて、照射温度150
C及び200Cで約1.510m/cm(E1MeV)まで照射した試料を再溶接し、引張試験片を製作した。引張試験の結果、未照射/未照射及び照射/未照射の組合せの溶接材は、未照射母材部で破断し、溶接性が良好であることを明らかにした。また、溶接断面部の微視的観察結果から、熱影響部の粒界にHeと思われるバブルが、照射/照射の組合せの溶接材について観察された。以上の結果から、TIG溶接法による再溶接性に関する有望なデータを取得することができた。
渡辺 勝利; 浜田 省三; 古平 恒夫; 菱沼 章道
ASM Conference on Welding and Joining Science and Technology, p.615 - 619, 1997/03
中性子照射環境下で用いられたことにより劣化した炉材料の補修には溶接技術が必須であると考えられている。本研究では、高速炉「常陽」で照射を受けた316ステンレス鋼ラッパー管を用いて、溶接性に及ぼすヘリウムの効果を検討した。得られた結果は(1)照射した溶接継手は非照射の溶接継手に較べて著しい延性低下を生じた。(2)非照射の溶接継手では溶接金属部において延性破壊したのに対して、照射した溶接継手では熱影響部のボンド部近傍において粒界脆性破壊を生じた。(3)このような粒界脆性破壊は粒界におけるヘリウム気泡の形成と密接に関連しているものと考えられる。
渡辺 勝利
6WS-96: 6th Int. Welding Symp. on the Role of Welding Science and Technology in the 21st Century, 2, p.489 - 494, 1996/00
中性子照射した316ステンレス鋼の溶接性が検討された。高速炉「常陽」においてラッパー管として用いられたものを供試材とし、照射条件は温度668-683Kにおいて最大損傷量及びHe量は各々22dpa、9appmであった。試験板はGTA法により溶接された。溶接継手照射材は非照射材に較べて著しい延性低下が見られた。この場合、非照射材では溶接金属部において延性破壊が生じたが、照射材ではHAZにおいて粒界破壊を生じた。照射材で見られた粒界割れはHe気泡の形成・成長と密接に関連しているものと考えられる。さらに、これらの結果は304鋼、HT-9鋼及びV-15Cr-5Ti合金の溶接性データと比較検討された。溶接したままの条件下での溶接欠陥に関して、中性子照射した材料の付き合せ溶接材の結果とT注入材のビードオンプレート材の結果との間での差異は溶接中に生じる引張残留応力によって主として解釈できることが分かった。
渡辺 勝利; 實川 資朗; 浜田 省三; 古平 恒夫; 菱沼 章道
Fusion Engineering and Design, 31, p.9 - 15, 1996/00
被引用回数：6 パーセンタイル：50.18(Nuclear Science & Technology)高速炉JOYOにおいて、668-683Kで最大損傷量22dpa、最大He量9appmまで照射された316オーステナイト鋼を用いて、TIG溶接法による照射後溶接性について検討を行った。得られた結果は、非照射材では溶接金属部破断に伴う延性破壊モードを示したのに対して、照射材では高温(773K)のみならず室温においても粒界脆性破壊モードを示し溶接熱影響部において破断した。照射材で見られたこのような挙動は溶接入熱による粒界He気泡形成と密接に関連しているものと考えられる。
森永 正彦*; 斉藤 淳一*; 村田 純教*; 加納 茂機; 古井 光明*; 舘 義昭; 井上 聡*
PNC TY9623 95-001, 165 Pages, 1995/03
次世代原子力システムの構造材料には、高温強度特性に優れ、しかも比重が他の高融点金属よりも小さいNbおよびMoが有望視されている。最近の高温液体金属技術の進歩に伴い、これら超耐熱合金の開発は、原子力プラントの高性能化のために不可欠であると思われる。これまでの共同研究によって耐熱合金の設計とその特性評価を行い、暫定的第1次選定合金を選択した。本研究では、暫定的第1次選定合金の加工性、液体Li耐食性ならびに溶接性を明らかにし、原子力システムの要求特性を満たす合金系ならびに添加量の最適選定を行うことを目的とする。(1)加工性:暫定的第1次選定合金を含む種々の実験合金を用いて3点曲げ試験を行い、加工性の予測法を検討した。(2)液体Li耐食性:最長500時間の液体Li腐食試験を実施し、変化重量,腐食解析ならびに成分分析を行った。また純金属の試験も併せて行った。(3)溶接性:暫定的第1次選定合金のTIG溶接を初めて行い、溶接の可否を調査した。(1)加工性:Nb基合金の曲げ降伏応力および曲がり角度は、硬さを介してd軌道エネルギーレベル差(
Md)によって予測できる。すなわちNb基合金の加工性に対する設計指針は、合金のデルタMdを0.05以下に設定することである。また、Mo基合金の加工性を良好に保つためには、Reの添加が有効であることを明らかにした。(2)液体Li耐食性:Nb基合金では長時間の腐食により深さ40ミューmの亀裂が観察された。Mo基合金はNb基合金に比べて優れた耐食性を示した。両合金の表面には試料カプセルからの元素移行による粒状晶出物が確認された。液体Li耐食性を向上させるためには、変化重量および1200度Cの液体Liに対する高融点金属の溶解度の観点から、酸化物生成自由エネルギーが大きい元素の添加が有効であることを見い出した。(3)溶接性:暫定的第1次合金は十分に溶接が可能であることを明らかにした。また、NbへのW添加は溶接性を向上させることを示した。対象合金中ではMo-15Re-0.5Zr合金が最も優れた溶接性を有することがわかった。得られた設計指針を用いて、トータルバランスに優れるMo基1次選定合金を以下のように決定した。・Mo基合金・・・・・・Mo-15Re-0.1Zr,Mo-15Re-0.5Zr Nb基合金については、液体Li腐食に伴う亀裂の発生の問題がある。今
not registered
PNC TJ1150 95-003, 155 Pages, 1995/03
放射性廃棄物地層処分のオーバーパックについて、チタンあるいは銅と炭素鋼を組み合わせる複合オーバーパックの仕様と製作方法を検討し、構造解析を行ってその概念をまとめた。また製作に関連する品質管理項目を調査した。さらに諸外国で研究中の複合オーバーパックについて仕様、機能等を調査して整理し、今回の検討と合わせて複合オーバーパックの製作に関する研究課題を整理した。一方、人工バリアの信頼性向上のための試験設備として、オーバーパックの耐圧性、オーバーパックの溶接性能、緩衝材の施工性、シーリング性能及び人工バリアの機械的安全性の5テーマについて、性能を確認する試験設備について概念を構築し、それぞれの設備の具体化に必要な技術開発課題を整理した。
not registered
PNC TJ1150 95-002, 24 Pages, 1995/03
放射性廃棄物地層処分のオーバーパックについて、チタンあるいは銅と炭素鋼を組み合わせる複合オーバーパックの仕様と製作方法を検討し、構造解析を行ってその概念をまとめた。また製作に関連する品質管理項目を調査した。さらに諸外国で研究中の複合オーバーパックについて仕様、機能等を調査して整理し、今回の検討と合わせて複合オーバーパックの製作に関する研究課題を整理した。一方、人工バリアの信頼性向上のための試験設備として、オーバーパックの耐圧性、オーバーパックの溶接性能、緩衝材の施工性、シーリング性能及び人工バリアの機械的安全性の5テーマについて、性能を確認する試験設備について概念を構築し、それぞれの設備の具体化に必要な技術開発課題を整理した。
渡辺 勝利; 中島 甫; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 小池上 一*; 樋口 洵*; 仲西 恒雄*; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*
JAERI-Research 94-046, 50 Pages, 1994/12
JAERI-Research-94-046.pdf:2.23MB
HTTR実機用ハステロイXRと同一ヒートの母材および実機用溶加材を用いて、溶接部の化学分析、金属組織観察、硬さ試験、FISCO試験および曲げ試験を行い、総合特性評価の一環として溶接性を検討した。得られた結果はいづれの試験においても良好な特性を示した。特に最もcriticalなpassである曲げ試験においては溶加材中のB量およびC量の最適化を図ったことにより、溶接割れ感受性が充分に低いことが分った。これらのことにより、実機用溶加材の優れた性能および狭開先化の有効性を確認するとともに、実機適用上の工学的な問題はないことが結論された。
not registered
PNC TJ1150 93-001, 34 Pages, 1993/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分におけるオーバーパックの候補材料-炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金及び高ニッケル合金、チタン及び銅-について、地層処分環境下で腐食し破壊、貫通に至る劣化過程を、現時点での知見に基づいて検討し、そのシナリオを整理した。検討においてはまず腐食シナリオと深く関わる環境条件-温度、放射線、pH、Eh、各種イオン濃度、ベントナイト及び微生物-について調査を行って、オーバーパックが置かれる処分環境を整理した。一方、各候補材料に関連する各種の腐食モード-均一腐食、孔食/すきま腐食、粒界腐食、応力腐食割れ、大気腐食、微生物腐食-と各候補材料の腐食挙動についてそれぞれ知見を整理した。そしてこれらに基づいて各候補材料の処分環境における腐食シナリオを作成した。また合わせて今後の研究開発プランの検討を行った。
西山 元邦; 関 正之; 飛田 典幸; 上村 勝一郎
PNC TN8420 93-001, 153 Pages, 1993/01
酸化物分散強化型鋼(ODS鋼)を溶接するための新手法として,加圧抵抗溶接(PRW)法が適していると考え,抵抗溶接の装置,溶接部挙動等に関する情報を取得し,その調査結果をまとめ,今後の開発に資する。ベルギーのベルゴニュークリア社(BN社)に,抵抗溶接装置及び溶接方法に関する技術情報の提供及び溶接試験片の製作を依頼しその調査を行った。I.抵抗溶接に関する技術コンサルテーション・装置の機能上重要となるのは,溶接ヘッドの軽量化,被覆管を確実に固定するためのコレットチャック,溶接後のバリを取るための方法等である。・抵抗溶接で溶接した試料の強度評価を行うためには,回転疲労試験が有効である。・BN社では,抵抗溶接装置により製作したODS鋼の燃料要素を,SNR300,PHENIX等で照射試験を行い,溶接部から破損することは無く,健全であることを実証している。II.試験片の製作・選定した溶接条件において,ODS鋼,高強度フェライト/マルテンサイト鋼を溶接した結果,金相試験及び回転疲労試験において良好な接合が得られていることが分かった。抵抗溶接法に関する詳細な情報が入手でき,国産の装置開発の実現の見通しが得られた。PNC支給のODS鋼試験片の溶接試験においては,良好な結果が得られ,抵抗溶接法はODS鋼を溶接するのに有望な手法であるとの実証データが得られた。
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 小池上 一*; 樋口 洵*
Proc. of the 2nd JAERI Symp. on HTGR Technologies; Oct. 21
23,1992,Oarai,Japan (JAERI-M 92-215), p.560 - 574, 1993/01
ハステロイXR系合金の厚肉構造物用溶加材の開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った溶加材を用いてハステロイXR系合金の溶接性およびTIG溶接部の高温強度特性を検討した。即ち、溶接性に関しては、溶着金属の化学分析、曲げ試験、フィスコ割れ試験、金属組織観察および硬さ測定、高温強度特性に関しては引張試験およびクリープ試験を行った。得られた結果は高温強度特性を損うことなく、溶接部の割れ感受性を溶加材中のB量およびC量を最適化することにより低減できたことから本溶加材がHTTR厚肉構造物用として優れた適性を有していることが分った。
渡辺 勝利; 佐平 健彰*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 樋口 洵*; 中島 甫
Computer Aided Innovation of New Materials,II, p.1491 - 1494, 1993/00
ハステロイXR系合金用溶加材の開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った12種の溶加材を用いて、溶接性および溶接部の高温強度特性を調べた。得られた結果より(1)溶加材中のC量およびB量を最適化することにより高温強度特性を損うことなく、溶接部の割れ感受性を低減できること見い出すとともに(2)クリープ破断時間に関する重回帰分析による予測値と実験とが比較的よく一致したことから本合金設計法の妥当性を明らかにした。
橋本 修; 三宮 都一; 大山 康昌; 岩田 昇; 川上 一善; 西山 守
PNC TN8470 92-006, 224 Pages, 1992/09
建設工務管理室及び再処理工場が再処理施設の設計・建設や改造を行う場合,両者において品質管理基準が整備されていると共にその整合性が不可欠であるが,内容的に実態と合わなかったり,スペック等に若干の食違いがあったため検討・修正することにした。その基本方針は,技術の進歩及び社会的ニーズの変化による見直し,建設段階において得られた技術的ノウハウの追加,及び法令の改正を取り込み現時点で最新のものを作成することとした。全体を11の章から構成し,主な内容は次のとおりである。1,品質管理の基本となる機器区分を,法令上の分類,解説及びTVFの例を挙げて説明するとともに,動燃独自の基準も示した。2,溶接士及び溶接施行法の確認要領及び更新方法を図解し,理解し易くした。3,材質材料は,使用機器区分及び検査等が細かく定められているため,それらの情報が正確かつ容易に得られるように一覧表化した。4,各種試験検査の要領を実態にあったものに修正すると共に,法令で定められた検査や動燃独自の検査を表に整理し,体系化を計った。
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 小池上 一*; 樋口 洵*
耐熱金属材料第123委員会研究報告, 33(2), p.227 - 242, 1992/00
ハステロイXR系合金の高温構造物用溶加材の開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った7種の溶加材を用いてハステロイXR系合金の溶接性およびTIG溶接部の高温強度特性を検討した。すなわち、溶接性に関しては溶着金属の化学分析、曲げ試験、フィスコ割れ試験、金属組織観察および硬さ測定、高温強度特性に関しては、引張試験およびクリープ試験を行った。得られた結果は、溶加材中のB量およびC量の最適化を図ることにより高温強度特性を損うことなく、溶接部の割れ感受性を低減できることが分った。また、クリープ破断時間に関して、実測値と重回帰分析により求めた予測値とが、比較的よく一致することから、提案した合金設計法の妥当性が明らかになった。
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 小池上 一*; 樋口 洵*
JAERI-M 91-189, 67 Pages, 1991/11
ハステロイXR系合金の厚肉構造物用溶加材開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った溶加材を用いてハステロイXR系合金の溶接性およびTIG溶接部の高温強度特性を検討した。即ち、溶接性に関しては溶着金属の化学分析、曲げ試験、フィスコ割れ試験、金属組織観察および硬さ測定、高温強度特性に関しては引張試験およびクリープ試験を行った。得られた結果は高温強度特性を損うことなく溶接部の割れ感受性を低域できたことから本溶加材が厚肉構造物用として優れた適性を有していることが分った。
