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論文

Evaluation of high temperature tensile and greep properties of light water reactor coolant piping materials for severe accident analyses

原田雄平; 丸山結; 前田章雄*; 茅野栄一; 柴崎博晶*; 工藤保; 日高昭秀; 橋本和一郎; 杉本純

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(6), p.518 - 529, 2000/06

https://doi.org/10.3327/jnst.37.518

シビアアクシデントに関する解析的研究によれば、PWRの1次系高圧シーケンス時には、原子炉冷却系配管が原子炉圧力容器よりも先に破損する可能性が指摘されている。このため、事故進展を予測するためには実機の配管挙動を精度良く評価する必要があり、実機配管材料の高温強度のモデル式が重要となる。そのために配管材料であるSUS316ステンレス鋼、原子力用SUS316ステンレス鋼、CF8M鋳造二相ステンレス鋼及びSTS410炭素鋼の800 $^{circ}C$ 以上の高温領域の0.2%耐力と引張強さに対して、金相試験などに基づき、微小な析出物の形成による強度の増加を考慮した絶対温度逆数の2次式を作成した。また、本配管材料の高温下の短時間クリープ破断時間と最小クリープ速度に対して、析出物の形成とこれらの再固溶のクリープ強度への影響を考慮した修正Norton則を適用して、従来のLarson-Miller法よりも精度の向上したモデル式を作成した。さらに、最小クリープ速度と応力の関係及び歪み速度と0.2%耐力ならびに引張強さの関係から、動的再結晶効果の生じる温度領域を明らかにした。

報告書

改良9Cr-1Mo鋼の超高温強度特性

加藤章一; 吉田英一; 青砥紀身

JNC TN9400 2000-042, 112 Pages, 2000/03

JNC-TN9400-2000-042.pdf:8.55MB

FBR蒸気発生器の伝熱管破損に起因する隣接伝熱管への破損メカニズムのひとつとして、ナトリウム-水反応により急速に伝熱管壁が加熱され破断に至るいわゆる高温ラプチャ現象が考えられる。本研究では、改良9Cr-1Mo鋼に関する高温ラプチャ評価の基礎データとして反映するため、超高温領域における引張及びクリープ試験を実施した。引張試験におけるひずみ速度は10%/min10%/sec、クリープ破断時間は最長277secである。また、試験温度は700 $^{circ}C$ 1300 $^{circ}C$ である。本試験において得られた結果を要約すると、以下のとおりである。(1)改良9Cr-1Mo鋼について、ひずみ速度と引張強度との関係及び数分以内の極端時間のクリープ破断強度に関する評価データを取得した。(2)上記取得データに基づき、Mod.9Cr-1Mo鋼伝熱管の構造健全性評価に必要なクリープ破断式を提案した。(3)改良9Cr-1Mo鋼の超高温域における引張強度及びクリープ強度は、「もんじゅ」伝熱管材料の2・1/4Cr-1Mo鋼よりも高い値を示し、優れた強度特性を有していることがわかった。

論文

Failure time for Hastelloy XR under various loading at high temperatures

菊地賢司; 加治芳行; 倉田有司

Proc. of Int. Conf. on Materials and Mechanics'97 (ICM&M'97), p.607 - 612, 1997/00

Ni基耐熱合金ハステロイXRを用いて、高温クリープ変形及びクリープ亀裂進展試験を行い、試験片の形や荷重負荷形式間における破断時間の相違を、温度、応力パラメータで特性化した。用いた試験片は両側切欠き付き平板、中心孔付き平板、内圧円筒、切欠き付内圧円筒、CT、丸棒である。両側切欠き付き平板の高温クリープ試験(850-950 $^{circ}$ C)よりクリープ亀裂成長速度より定式化したQ $^{ast}$ パラメータを積分して得られる破断までの時間は、形式的に平滑材のラーソンミラーパラメータと同じ形に表現できるので、これを用いて、各試験片の破断時間を比較できる。このとき定数Cはそれぞれの荷重負荷形式によって異なる値をとるため、最適化する必要がある。その結果、C=18.5を得た。すなわち、ハステロイXRの場合には、T(log $_{10}$ t $_{f}$ +18.5)を用いれば破断時間特性を比較できることがわかった。Tは温度、t $_{f}$ は破断時間である。

報告書

材料特性データ集; 高強度フェライト/マルテンサイト鋼の大気中およびナトリウム中内圧クリープ特性, No.Q01

木村重人; 青木昌典; 桜井方*; 柳林清司*; 吉田英一; 和田雄作

PNC TN9450 92-004, 37 Pages, 1992/06

PNC-TN9450-92-004.pdf:0.78MB

本報告書は、耐照射スエリング特性に優れ、FBR大型炉用炉心材料として適用が予定されている高強度フェライト/マルテンサイト網について、材料開発室で収得した大気中およびナトリウム中内圧クリープ特性データをまとめたものである。1材料:高強度フェライト/マルテンサイト網燃料被覆管形状(6.50.47MMT)2試験環境:大気中およびナトリウム中3試験温度:600、650 $^{circ}C$ )4フープ応力:9.4832.43KGF/MM2、5データ点数:13点、なお、材料特性データは、「FBR構造材料データ処理システムSMAT」のデータ様式に従い作成したものである。