JPH0499255A - 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法 - Google Patents
耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法Info
- Publication number
- JPH0499255A JPH0499255A JP2212641A JP21264190A JPH0499255A JP H0499255 A JPH0499255 A JP H0499255A JP 2212641 A JP2212641 A JP 2212641A JP 21264190 A JP21264190 A JP 21264190A JP H0499255 A JPH0499255 A JP H0499255A
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- JP
- Japan
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- tube
- pilger rolling
- corrosion cracking
- stress corrosion
- recrystallization annealing
- Prior art date
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B21/00—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、原子炉燃料の被覆管として用いた場合に、
優れた耐応力腐食割れ性を示すジルコニウム（以下、Ｚ
ｒで示す。）合金被覆管の製造法に関するものである。
優れた耐応力腐食割れ性を示すジルコニウム（以下、Ｚ
ｒで示す。）合金被覆管の製造法に関するものである。
一般に、原子炉燃料の被覆管としてＺｒ合金被覆管が用
いられることはよく知られている。上記Ｚｒ合金被覆管
を製造するためのＺｒ合金は、ＪＩＳ規格のＨ４７５１
に規定されているジルカロイ２またはジルカロイ４が用
いられ、そのなかでも加圧水型原子炉の燃料用Ｚｒ合金
被覆管としては特にジルカロイ４が用いられている。
いられることはよく知られている。上記Ｚｒ合金被覆管
を製造するためのＺｒ合金は、ＪＩＳ規格のＨ４７５１
に規定されているジルカロイ２またはジルカロイ４が用
いられ、そのなかでも加圧水型原子炉の燃料用Ｚｒ合金
被覆管としては特にジルカロイ４が用いられている。
上記Ｚｒ合金被覆管は、押出し成形して得られた肉厚の
Ｚｒ合金素管をピルガ−圧延および再結晶焼鈍をそれぞ
れ１回または複数回繰返し施したのち、最終ピルガ−圧
延および歪取り焼鈍することにより製造され、上記ピル
ガ−圧延は冷間圧延で行われ、上記再結晶焼鈍は真空雰
囲気中、温度５３０〜７６０℃で行われ、最後の歪取り
焼鈍は４３０〜４９０℃で行われる。
Ｚｒ合金素管をピルガ−圧延および再結晶焼鈍をそれぞ
れ１回または複数回繰返し施したのち、最終ピルガ−圧
延および歪取り焼鈍することにより製造され、上記ピル
ガ−圧延は冷間圧延で行われ、上記再結晶焼鈍は真空雰
囲気中、温度５３０〜７６０℃で行われ、最後の歪取り
焼鈍は４３０〜４９０℃で行われる。
二のようにして得られたＺ「合金被覆管には、原子炉燃
料ベレットが充填され、原子炉燃料集合体に組立てられ
、炉心に挿入されて使用される〔これらの点については
、社団法人１日本金属学会編「改訂５版 金属便覧」平
成２年３月３１日。
料ベレットが充填され、原子炉燃料集合体に組立てられ
、炉心に挿入されて使用される〔これらの点については
、社団法人１日本金属学会編「改訂５版 金属便覧」平
成２年３月３１日。
丸善株式会社発行、８１２〜８１５参照〕。
しかし、最近、電力供給源として原子力発電の比重が高
まるにつれて原子力発電の高効率化が求められ、原子炉
燃料集合体の炉内滞在時間の長期化、原子炉燃料の高燃
焼度化、および原子炉の負荷追従運転等が実施され、そ
れに伴って、原子炉燃料ペレットとＺｒ合金被覆管との
相互作用による被覆管の応力腐食割れを起す可能性が高
くなるなどの課題があった。
まるにつれて原子力発電の高効率化が求められ、原子炉
燃料集合体の炉内滞在時間の長期化、原子炉燃料の高燃
焼度化、および原子炉の負荷追従運転等が実施され、そ
れに伴って、原子炉燃料ペレットとＺｒ合金被覆管との
相互作用による被覆管の応力腐食割れを起す可能性が高
くなるなどの課題があった。
そこで、本発明者らは、かかる課題を解決し、従来より
もさらに耐応力腐食割れ性に優れたＺｒ合金被覆管を製
造すべく研究を行った結果、上記ピルガ−圧延および再
結晶焼鈍をそれぞれ１回または複数回繰返すＺ「合金被
覆管の製造工程において、上記ピルガ−圧延に続いて外
径減少率：１〜ｌ５９６の引張り加工を施したのち再結
晶焼鈍する工程を少なくとも１回含むことにより従来よ
りもさらに耐応力腐食割れ性に優れたＺｒ合金被覆管を
得ることができるという知見を得たのである。
もさらに耐応力腐食割れ性に優れたＺｒ合金被覆管を製
造すべく研究を行った結果、上記ピルガ−圧延および再
結晶焼鈍をそれぞれ１回または複数回繰返すＺ「合金被
覆管の製造工程において、上記ピルガ−圧延に続いて外
径減少率：１〜ｌ５９６の引張り加工を施したのち再結
晶焼鈍する工程を少なくとも１回含むことにより従来よ
りもさらに耐応力腐食割れ性に優れたＺｒ合金被覆管を
得ることができるという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見に基づいて成されたものであっ
て、 Ｚｒ合金素管に、ピルガ−圧延および再結晶焼鈍をそれ
ぞれ１回または複数回繰返し施したのち、最終ピルガ−
圧延および歪取り焼鈍することによりＺｒ合金被覆管を
製造する工程において、上記ピルガ−圧延に続いて外径
減少率：１〜１５％の引張り加工を施したのち再結晶焼
鈍する工程を少なくとも１回含む、耐応力腐食割れ性に
優れたＺｒ合金被覆管の製造法に特徴を有するものであ
る。
て、 Ｚｒ合金素管に、ピルガ−圧延および再結晶焼鈍をそれ
ぞれ１回または複数回繰返し施したのち、最終ピルガ−
圧延および歪取り焼鈍することによりＺｒ合金被覆管を
製造する工程において、上記ピルガ−圧延に続いて外径
減少率：１〜１５％の引張り加工を施したのち再結晶焼
鈍する工程を少なくとも１回含む、耐応力腐食割れ性に
優れたＺｒ合金被覆管の製造法に特徴を有するものであ
る。
この発明の耐応力腐食割れ性に優れたＺｒ合金被覆管の
製造法において、上記引張り加工による外径減少率を１
〜１５％に限定した理由は、外径減少率が１％未満では
耐応力腐食割れ性向上に効果がなく、一方、外径減少率
が１５％を越えると局部変形を起こすので好ましくない
ことによるものである。
製造法において、上記引張り加工による外径減少率を１
〜１５％に限定した理由は、外径減少率が１％未満では
耐応力腐食割れ性向上に効果がなく、一方、外径減少率
が１５％を越えると局部変形を起こすので好ましくない
ことによるものである。
つぎに、この発明を、実施例にもとづいて具体的に説明
する。
する。
外径＝３．４インチ（８６，４關）、肉厚１０９６イン
チ（１５，２＋ａｍ）の寸法を有し、 Ｓｎ：１．５重量％、 Ｆｅ：０．２重量％、Ｃｒ：
Ｏ，１重量％、 を含有し、残りがＺｒおよび不可避不純物からなる組成
のＺｒ合金押出し素管を用意した。
チ（１５，２＋ａｍ）の寸法を有し、 Ｓｎ：１．５重量％、 Ｆｅ：０．２重量％、Ｃｒ：
Ｏ，１重量％、 を含有し、残りがＺｒおよび不可避不純物からなる組成
のＺｒ合金押出し素管を用意した。
実施例１〜４および比較例１〜２
上記押出し素管を第１ピルガ−圧延し、続いて第１表に
示される外径減少率となるように引張り加工したのち、
真空雰囲気中で第１再結晶焼鈍を施し、ついで、第２ピ
ルガ−圧延および真空雰囲気中で第２再結晶焼鈍、並び
に第３ピルガ−圧延および真空雰囲気中で第３再結晶焼
鈍を施したのち、最終ピルガ−圧延および真空雰囲気中
で歪取り焼鈍を施すことにより外径：０．３７４インチ
（９，５關）、肉厚：０．０２２インチ（（１，５７ｍ
ｍ）の寸法を有する実施例１〜４および比較例１〜２の
Ｚｒ合金被覆管を製造した。
示される外径減少率となるように引張り加工したのち、
真空雰囲気中で第１再結晶焼鈍を施し、ついで、第２ピ
ルガ−圧延および真空雰囲気中で第２再結晶焼鈍、並び
に第３ピルガ−圧延および真空雰囲気中で第３再結晶焼
鈍を施したのち、最終ピルガ−圧延および真空雰囲気中
で歪取り焼鈍を施すことにより外径：０．３７４インチ
（９，５關）、肉厚：０．０２２インチ（（１，５７ｍ
ｍ）の寸法を有する実施例１〜４および比較例１〜２の
Ｚｒ合金被覆管を製造した。
実施例５〜８および比較例３〜４
上記押出し素管を第１ピルガ−圧延したのち、真空雰囲
気中で第１再結晶焼鈍して外径、２．５インチ（６３，
５ｍｍ） 、肉厚： ０．４３インチ（１０，９關）の
寸法を有する中間素管を製造し、この中間素管を第２ピ
ルガ−圧延し、続いて第２表に示される外径減少率とな
るように引張り加工したのち、真空雰囲気中で第２再結
晶焼鈍し、さらに第３ピルガ−圧延および真空雰囲気中
で第３再結晶焼鈍を施したのち、最終ピルガ−圧延およ
び真空雰囲気中で歪取り焼鈍することにより外径＋［１
，３７４インチ（９，５ｍｍ）、肉厚：（１，０２２イ
ンチ（０，５７ｉｍ）の寸法を有する実施例５〜８およ
び比較例３〜４のＺｒ合金被覆管を製造した。
気中で第１再結晶焼鈍して外径、２．５インチ（６３，
５ｍｍ） 、肉厚： ０．４３インチ（１０，９關）の
寸法を有する中間素管を製造し、この中間素管を第２ピ
ルガ−圧延し、続いて第２表に示される外径減少率とな
るように引張り加工したのち、真空雰囲気中で第２再結
晶焼鈍し、さらに第３ピルガ−圧延および真空雰囲気中
で第３再結晶焼鈍を施したのち、最終ピルガ−圧延およ
び真空雰囲気中で歪取り焼鈍することにより外径＋［１
，３７４インチ（９，５ｍｍ）、肉厚：（１，０２２イ
ンチ（０，５７ｉｍ）の寸法を有する実施例５〜８およ
び比較例３〜４のＺｒ合金被覆管を製造した。
従来例
上記押出し素管を、先ず第１ピルガ−圧延したのち真空
雰囲気中の第１再結晶焼鈍を施し、さらにピルガ−圧延
および真空雰囲気中で再結晶焼鈍をそれぞれ２回づつ施
したのち、最終ピルガ−圧延および真空雰囲気中で歪取
り焼鈍することにより、外径＋０．３７４インチ（９，
５ｍｍ） 、肉厚：０．０２２インチ（０，５７ｍｍ）
の寸法を有する従来例のＺｒ合金被覆管を製造した。
雰囲気中の第１再結晶焼鈍を施し、さらにピルガ−圧延
および真空雰囲気中で再結晶焼鈍をそれぞれ２回づつ施
したのち、最終ピルガ−圧延および真空雰囲気中で歪取
り焼鈍することにより、外径＋０．３７４インチ（９，
５ｍｍ） 、肉厚：０．０２２インチ（０，５７ｍｍ）
の寸法を有する従来例のＺｒ合金被覆管を製造した。
上記実施例１〜８、比較例１〜４および従来例の製造工
程を第１表に示す。第１表に示された上記実施例１〜８
、比較例１〜４および従来例の製造方法で作製されたＺ
ｒ合金被覆管を３６０℃に保持し、腐食性ガスとしてヨ
ウ素ガスを濃度二６．０ｇ ／ ｃｄとなるように充填
し、さらにアルゴンガスにより内側から応カニ ２８．
１ｋｉ／−で加圧した状態に保持し、破損に至るまでの
時間を測定する耐応力腐食割れ試験を実施し、それらの
測定結果をそれぞれ第１表に示した。
程を第１表に示す。第１表に示された上記実施例１〜８
、比較例１〜４および従来例の製造方法で作製されたＺ
ｒ合金被覆管を３６０℃に保持し、腐食性ガスとしてヨ
ウ素ガスを濃度二６．０ｇ ／ ｃｄとなるように充填
し、さらにアルゴンガスにより内側から応カニ ２８．
１ｋｉ／−で加圧した状態に保持し、破損に至るまでの
時間を測定する耐応力腐食割れ試験を実施し、それらの
測定結果をそれぞれ第１表に示した。
第１表に示される結果から、実施例１〜８の製造方法で
作製されたＺ「合金被覆管は、いずれも従来例の製造方
法で作製されたＺ「合金被覆管と比べて、耐応力腐食割
れ性が優れており、またこの発明の条件から外れた条件
で行われる比較例１〜４の製造方法で製造されたＺｒ合
金被覆管（第１表において、この発明の条件から外れた
条件には、※印を付して示した。）は、耐応力腐食割れ
性が劣ることがわかる。
作製されたＺ「合金被覆管は、いずれも従来例の製造方
法で作製されたＺ「合金被覆管と比べて、耐応力腐食割
れ性が優れており、またこの発明の条件から外れた条件
で行われる比較例１〜４の製造方法で製造されたＺｒ合
金被覆管（第１表において、この発明の条件から外れた
条件には、※印を付して示した。）は、耐応力腐食割れ
性が劣ることがわかる。
上述のように、この発明によると、最近の原子力発電の
効率化による原子炉燃料集合体の炉内滞在時間の長期化
、原子炉燃料の高燃焼度化、および原子炉の負荷追従運
転等に対して、応力腐食割れを起す可能性が少なく、長
期にわたって続けて運転操業できることができるＺ「合
金被覆管を提供することができる。
効率化による原子炉燃料集合体の炉内滞在時間の長期化
、原子炉燃料の高燃焼度化、および原子炉の負荷追従運
転等に対して、応力腐食割れを起す可能性が少なく、長
期にわたって続けて運転操業できることができるＺ「合
金被覆管を提供することができる。
Claims (1)
- （１）ジルコニウム合金素管に、ピルガー圧延および再
結晶焼鈍をそれぞれ１回または複数回繰返し施したのち
、最終ピルガー圧延および歪取り焼鈍することによりジ
ルコニウム合金被覆管を製造する工程において、 上記ピルガー圧延に続いて外径減少率：１〜１５％の引
張り加工を施したのち再結晶焼鈍する工程を少なくとも
１回含む ことを特徴とする耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウ
ム合金被覆管の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2212641A JPH0499255A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2212641A JPH0499255A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499255A true JPH0499255A (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16626007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2212641A Pending JPH0499255A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0499255A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8257518B2 (en) | 2003-01-08 | 2012-09-04 | Westinghouse Electric Sweden Ab | Method, use and device relating to nuclear light water reactors |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP2212641A patent/JPH0499255A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8257518B2 (en) | 2003-01-08 | 2012-09-04 | Westinghouse Electric Sweden Ab | Method, use and device relating to nuclear light water reactors |
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