JPH067807A - ピルガー成型機における管材装填用スリーブ - Google Patents

ピルガー成型機における管材装填用スリーブ

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JPH067807A
JPH067807A JP5021584A JP2158493A JPH067807A JP H067807 A JPH067807 A JP H067807A JP 5021584 A JP5021584 A JP 5021584A JP 2158493 A JP2158493 A JP 2158493A JP H067807 A JPH067807 A JP H067807A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピルガー成型機を用いてジルカロイ管材を、
核燃料被覆管寸法に減径加工するに際し、完成管の内面
上に発生する欠陥を最小限に抑える。 【構成】 マンドレルアセンブリ(14)上への自身の嵌装
を許容する如き内径と、自身上へのジルカロイ管(18)の
嵌装を許容する外径とを有する装填用スリーブ(20)であ
って、ピルガー加工に備えて上記マンドレル(14)上に上
記ジルカロイ管を装填する際に該ジルカロイ管の内面の
為の保護壁を提供し、装填されたジルカロイ管が被覆管
寸法に減径加工される前に抜去される装填用スリーブ(2
0)、を用いる。スリーブ(20)がマンドレル(14)上に嵌装
されてからスリーブ上にジルカロイ管(18)が嵌装され、
その後、成形ロール(10)による減径加工の為にジルカロ
イ管をマンドレル上に残し、スリーブは抜去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子核燃料棒の製造に
関し、特に、原子核燃料棒の為のジルカロイ（Ｚｉｒｃ
ａｌｏｙ）製の被覆板乃至被覆管の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子核燃料棒のジルカロイ製被覆管を製
造する際、例えば２．５インチの外径（ＯＤ）を有する
ジルカロイ管材をピルガー（pilger）成型機で多段階に
亙り冷間加工し、例えば０．０２５インチの壁厚及び
０．５インチ程度の外径を有する管を得る。勿論、これ
らの寸法は、燃料棒の製造設計内容に依存して変更され
る。又、完成した管の寸法は仕様を厳密に満足すべきで
あり、且つ、本質的に、欠陥を有してはならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この点、完成管の内面
上の欠陥が特に問題となる、と言うのも、其処には純粋
なジルコニウムの極めて薄肉のライナが存在するからで
ある。もし、この様に予め配備された均一なジルコニウ
ムライナがピルガー工程において破断されたとすれば、
軟質のジルコニウムの蓄積物が管壁内に捩（ね）じ込ま
れ、超音波試験で発見されて不合格となるべき欠陥が生
ずる。更に、この様に欠陥を有する管は廃棄され、歩留
り（労働、材料、処理能力の効率）が大幅に減少する。
【０００４】従って、本発明の課題は、ジルカロイ管を
ピルガー加工して原子核燃料棒を被覆するに適した寸法
に減径する間における該ジルカロイ管の内側表面での欠
陥発生を最小限に抑えることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成する上
で、本出願人は、上記の如き内面上の欠陥の殆どは、最
終のピルガー工程に備えてマンドレルロッドアセンブリ
にジルカロイ管材を嵌装する場合に於ける管の装填段階
の間に生ずる、ということを見出した。即ち、マンドレ
ルロッドアセンブリの表面に何等かの金属捲れ（めく
れ）(metal burr)が存在すると軟質のジルコニウムライ
ナに引掻傷が生ずるのである、と言うのも、ジルカロイ
管はその内面をマンドレルロッドアセンブリ上に接触し
て摺動装填されるからである。上記の如き金属捲れはラ
イナの均一性を損ない、且つ、引掻傷の終端にジルコニ
ウム蓄積物を生じせしめる。更に、このジルコニウム蓄
積物はピルガー工程に於いて管壁内に捩じ込まれて欠陥
となり、原子核燃料被覆としての完成管の効力を損なわ
せる。
【０００６】この様な欠陥に基づく問題を解決すべく、
本発明では、ジルカロイ管をマンドレルロッドアセンブ
リに装填するに先立ち、スリーブをマンドレルに嵌装す
る。このスリーブはＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタ
ジエンスチレン樹脂）の如き適宜な材料から形成され、
マンドレル表面とジルカロイ管の内面との間の保護壁(b
arrier) として機能する。又、該保護壁の滑らかな外面
は、装填時にジルカロイ管が該保護壁上を摺動すると
き、及び、引続いてピルガー加工に備えて保護壁が抜き
取られるとき、にジルコニウムライナの均一性を保護す
る。その結果、完成した被覆管の内面に於ける欠陥は、
劇的に減少する。
【０００７】
【実施例】本発明の特質及び目的の完全な理解の為に、
本発明のスリーブを装填するに適したピルガー成型機の
マンドレルアセンブリの長手断面を示す図１を参照され
たい。図１を参照するに、ピルガー成型機において相互
に逆回転する一対の成形ロール即ち成形型１０は、（不
図示の）習用手段により配設され、マンドレルアセンブ
リのテーパ付きマンドレル１２に対して軸心方向に往復
動を行う。該マンドレル１２は、一端に尾片１６を備え
たマンドレルロッド１４の他端に接続されている。その
長さが３０フィートを超えることもあるマンドレルアセ
ンブリは、上記尾片を把持する（不図示の）習用のチャ
ックにより片持ち支持される。一方、ジルカロイ管材１
８はマンドレルアセンブリ上に装填されるとともに、
（不図示の）習用のホルダにより把持され、その軸心方
向及び回転方向に段階的に送られる。
【０００８】本発明に依れば、装填段階に於いて上記ジ
ルカロイ管の内面の精巧なジルコニウムライナを保護す
べく、最初に、マンドレルアセンブリ上に装填用の長寸
スリーブ２０が緊密嵌装される。好適には、該スリーブ
の一端２０ａは、上記尾片１６の円錐型末端部と合致す
る様な円錐状に形成され、マンドレルアセンブリ上に於
けるスリーブの最右端位置が確立される。而る後、上記
ジルカロイ管はスリーブ上に緊密嵌装されることにより
マンドレルアセンブリに嵌装される。従って、ジルカロ
イ管が図中で左側から装填位置に向けて右側に嵌装され
るとき、ジルカロイ管の内面はスリーブの外面上を摺動
する。その後、スリーブ２０はジルカロイ管とマンドレ
ルアセンブリとの間から図中左方に向けて摺動的に抜去
される。スリーブが抜去された後、マンドレルアセンブ
リの尾片１６はマンドレルチャックにより把持され、且
つ、ジルカロイ管は自身の為のホルダにより把持され、
該ジルカロイ管を核燃料用の被覆管寸法まで減径するピ
ルガー成型機加工への準備が行われる。
【０００９】勿論、上記スリーブ２０上へのジルカロイ
管の緊密嵌装時の相対摺動及びスリーブ自身の抜去に際
する相対摺動のいずれにおいてもジルコニウムの内側ラ
イナに引掻傷を付けないように、スリーブ２０は滑らか
な外面を有している。又、取扱の便宜を図るべく、スリ
ーブ２０は、例えば１５フィートもの長寸と０．０２０
インチもの薄さにも拘らず剛性を保つべく、十分な強度
も有する必要がある。この点、ＡＢＳ樹脂が傑出して適
切なスリーブ材料であることが見出された。但し、必要
な構造的特性を有する高強度の合成樹脂であれば、他の
種類のものでもスリーブ材料として使用可能である。
又、製造されるべき被覆管の寸法に依存してスリーブの
内径及び外径が決定されることは言うまでも無い。但
し、装着及び抜去を容易化する為に、スリーブは、マン
ドレルロッドの外径より５〜１０ミル（０．１２７〜
０．２５４ミリ）だけ大きな内径、並びに、ジルカロイ
管の内径より５〜１０ミルだけ小さな外径を有する必要
がある。
【００１０】本発明を説明してきたが、新規なものとし
て記述されると共に特許証の付与が求められた範囲は、
上記特許請求の範囲により確定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスリーブを装填するに適したピルガー
成型機のマンドレルアセンブリの長手断面図である
【符号の説明】
１０ 成形用ロール １２ マンドレル １４ マンドレルロッド １６ マンドレルの尾片 １８ ジルカロイ管材 ２０ 装填用スリーブ ２０ａ スリーブ２０の一端

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ジルカロイ管材を、核燃料の被覆管寸法
    に減径加工する為のピルガー成型機において、 上記ピルガー成型機のマンドレルアセンブリ（１４）上
    への自身の緊密嵌装を許容する如き内径と、自身上への
    ジルカロイ管（１８）の緊密嵌装を許容する外径とを有
    するとともに、 ピルガー加工に備えて上記マンドレルアセンブリ上に上
    記ジルカロイ管を装填する際に該ジルカロイ管の内面の
    為の保護壁を提供し、且つ、 而る後、装填された上記ジルカロイ管を被覆管寸法に減
    径加工するに先立ち抜去される、 装填用の長寸スリーブ（２０）。
  2. 【請求項２】 壁厚が０．０２０インチ程度である、請
    求項１の装填用スリーブ。
  3. 【請求項３】 前記スリーブの端部（２０ａ）は、前記
    マンドレルアセンブリの末端部と係合することにより該
    スリーブの装填位置を確立する為に減径されている、請
    求項１の装填用スリーブ。
  4. 【請求項４】 高強度の合成樹脂で形成されている、請
    求項１の装填用スリーブ。
  5. 【請求項５】 前記スリーブはＡＢＳ樹脂で形成されて
    いる、請求項４の装填用スリーブ。
  6. 【請求項６】 壁厚が０．０２０インチ程度である、請
    求項５の装填用スリーブ。
  7. 【請求項７】 前記スリーブの端部は、前記マンドレル
    アセンブリの末端部と係合することにより該スリーブの
    装填位置を確立する為に減径されている、請求項６の装
    填用スリーブ。
  8. 【請求項８】 （Ａ）長寸のスリーブ（２０）をマンド
    レル（１４）上に嵌装する段階と、 （Ｂ）上記スリーブ上にジルカロイ管（１８）を嵌装す
    る段階と、 （Ｃ）ピルガー成型機の成形ロール（１０）による減径
    加工の為に上記ジルカロイ管を上記マンドレル上に残し
    乍ら、上記スリーブを抜去する段階とから成る、 核燃料の被覆管寸法へ減径加工するに備えて、ピルガー
    成型機のマンドレル（１４）上にジルカロイ管を装填す
    る方法。
  9. 【請求項９】 高強度の合成樹脂で形成されている、請
    求項８の方法。
  10. 【請求項１０】 前記スリーブはＡＢＳ樹脂で形成され
    ている、請求項９の方法。
  11. 【請求項１１】 壁厚が０．０２０インチ程度である、
    請求項１０の方法。
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