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加治 芳行; 井岡 郁夫; 深谷 清
日本原子力学会誌, 38(10), p.47 - 56, 1996/10
高温工学試験研究炉(HTTR)の中間熱交換器(IHX)は、冷却系を構成する重要な高温機器であり、その健全性の確保が安全上重要である。特にIHXのマニホールド部及び下部連絡管部は、自重及び内外差圧による応力の他に、熱膨張による熱応力を受け、通常運転時には温度が900
C以上になるため、厳しい設計条件下にある。そこで、HTTRのIHXのマニホールド及び下部連絡管を模擬した同材質、実寸大の構造モデルにより、運転条件を加速した条件(950C、ヘリウム中、相対変位50mm)下での試験を実施した。その結果2本の伝熱管に貫通き裂が発生し、伝熱管コイル部、下部エルボー部の垂れ下がり及び下部連絡管立ち上がり部の傾きが認められた。Garofaloタイプのクリープ構成式を用いた弾性クリープ解析結果と時間損傷則を用いた破損寿命予測法では、非常に安全側の寿命予測を行うことがわかった。
加治 芳行; 菊地 賢司; 武藤 康
日本機械学会論文集,A, 61(586), p.1145 - 1152, 1995/06
空気中900Cで母材及び溶接部を有する試験体について、完全両張り変位制御の面内及び面外曲げ疲労試験を行い、破損サイクル数に及ぼす保持時間及び変位速度の影響について実験的に調べた。また有限要素法を用いた弾性クリープ解析を行い、破損寿命の予測を行った。その結果、以下の結論を得た。(1)最大変位で保持時間を挿入することにより破損サイクル数は急速に小さくなる。(2)溶接部の健全性は確保されている。(3)クリープ構成として2次クリープのみのNorton型の構成式を用いた方が、1次+2次クリープを考慮したGarofalo型の構成式を用いた場合に比べて安全側の破損寿命予測結果となる。(4)解析に用いる要素として、梁要素と厚肉シェル要素を用いた場合とでほぼ同等の破損寿命を予測する。
小川 文男*; 今川 裕也; 橋立 竜太; 旭吉 雅健*; 伊藤 隆基*
no journal, ,
近年、環境保護の要望が高くなっていることから火力プラントにおける起動及び停止間隔の短時間化が進められている。高速増殖炉においても、運転環境(温度,ナトリウム環境)をより厳しくすることが検討されている。改良9Cr-1Mo鋼は高温における機械的性質に優れていることから火力プラント、高速増殖炉などで使用されている。実機では、複雑な応力状態でのクリープ疲労型で使用されることから、単軸状態に比べてより損傷を受ける可能性があるため、多軸クリープ疲労寿命を測定するとともに、寿命評価法を確立する必要がある。本研究では550C大気中にて軸・ねじりの多軸クリープ疲労試験を行い、特性データを蓄積するとともに寿命評価を行った。結果については後述するが、ひずみ速度、保持時間依存性に従来とは異なる特異性が見られた。次に応力とひずみのヒステリシスループ面積に対応するひずみエネルギーを算出して寿命評価を行うとともに、同エネルギーの理論化を行い、実寿命と理論寿命の比較を行った。具体的には、比例負荷の試験で観察された特異なひずみ速度、保持時間依存性及び多軸状態を包括して評価可能な、新しいひずみエネルギーによる寿命評価法を検討した。
