JPH11173970A - 加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価システム - Google Patents
加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価システムInfo
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- JPH11173970A JPH11173970A JP9341040A JP34104097A JPH11173970A JP H11173970 A JPH11173970 A JP H11173970A JP 9341040 A JP9341040 A JP 9341040A JP 34104097 A JP34104097 A JP 34104097A JP H11173970 A JPH11173970 A JP H11173970A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】発電プラントなどの構造材料の健全性を評価す
るために、その構造物の鋭敏化度を迅速かつ高精度に評
価し、構造物の余寿命評価を行うことを目的としてい
る。 【解決手段】実機構造物の応力腐食割れ感受性（鋭敏化
度）を評価する方法において、材料の鋭敏化度から実機
環境中でのき裂進展量を評価することにある。
るために、その構造物の鋭敏化度を迅速かつ高精度に評
価し、構造物の余寿命評価を行うことを目的としてい
る。 【解決手段】実機構造物の応力腐食割れ感受性（鋭敏化
度）を評価する方法において、材料の鋭敏化度から実機
環境中でのき裂進展量を評価することにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電プラントなど
の構造材料の健全性を確保するために、炉内から採取し
てきた試験片を用いて材料の応力腐食割れの感受性を診
断する方法に関する。
の構造材料の健全性を確保するために、炉内から採取し
てきた試験片を用いて材料の応力腐食割れの感受性を診
断する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】構造材料の健全性を系統的に評価する手
法及びその装置については特開昭61−139743号公報に記
載されているように、構造材料の表面をビデオカメラで
観察し、その画像を画像解析システムにより演算処理す
る。その結果から最大き裂長さを求めて統計処理を行
い、その値に基づく余寿命評価を行う。また特開昭62−
245960号公報に記載されているように、余寿命評価の対
象部位を研磨等により前処理し、その部分について硬さ
測定やクリープキャビティの観察をすることによって余
寿命を評価する。また特開平1−248049 号公報，特開昭
63−114486号公報，特開平2−213764 号公報に記載され
ているように、電磁コイル，超音波，ＳＱＵＩＤ等によ
って欠陥を検出し材料の劣化度を評価する。
法及びその装置については特開昭61−139743号公報に記
載されているように、構造材料の表面をビデオカメラで
観察し、その画像を画像解析システムにより演算処理す
る。その結果から最大き裂長さを求めて統計処理を行
い、その値に基づく余寿命評価を行う。また特開昭62−
245960号公報に記載されているように、余寿命評価の対
象部位を研磨等により前処理し、その部分について硬さ
測定やクリープキャビティの観察をすることによって余
寿命を評価する。また特開平1−248049 号公報，特開昭
63−114486号公報，特開平2−213764 号公報に記載され
ているように、電磁コイル，超音波，ＳＱＵＩＤ等によ
って欠陥を検出し材料の劣化度を評価する。
【０００３】また、特開平4−290959 号公報，特開平6
−34624号公報に記載されているように、鋭敏化した材
料をエッチング処理後顕微鏡で観察される金属組織を画
像処理し、結晶粒界の幅，面積を測定して局所的な鋭敏
化度を測定することにより、材料の応力腐食割れ感受性
を評価する。またJIS G 0576に記載されているように、
沸騰塩化マグネシウム環境下での応力腐食割れ試験、JI
S G 0580に規定されているステンレス鋼の電気化学的再
活性化率の測定方法、ＡＳＴＭ Ｇ ３５−７３に規定
される応力腐食割れ試験技術がある。
−34624号公報に記載されているように、鋭敏化した材
料をエッチング処理後顕微鏡で観察される金属組織を画
像処理し、結晶粒界の幅，面積を測定して局所的な鋭敏
化度を測定することにより、材料の応力腐食割れ感受性
を評価する。またJIS G 0576に記載されているように、
沸騰塩化マグネシウム環境下での応力腐食割れ試験、JI
S G 0580に規定されているステンレス鋼の電気化学的再
活性化率の測定方法、ＡＳＴＭ Ｇ ３５−７３に規定
される応力腐食割れ試験技術がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】炉内構造物の検査は、
予め規定された炉内構造物を超音波探傷試験によって検
査し、許容欠陥寸法以上の欠陥が発見された場合には補
修，取り替えが行われる。超音波探傷検査から得られる
情報は、現在のところき裂などの欠陥のサイズ，形状に
限られており、金属組織的なミクロな変化の情報，応力
−ひずみ曲線の変化等の機械的特性の情報は得られな
い。そのため許容欠陥寸法に到達した欠陥が存在すれ
ば、材料そのものが欠陥に耐えられるだけの強度を有し
ていても補修または交換が行われる。プラント機器の補
修により、検査期間が延長され、プラントの稼働率が下
がる。また、交換される材料は、放射線環境中に長時間
曝されていたので、取替え後も遮蔽された水中等に保管
される。
予め規定された炉内構造物を超音波探傷試験によって検
査し、許容欠陥寸法以上の欠陥が発見された場合には補
修，取り替えが行われる。超音波探傷検査から得られる
情報は、現在のところき裂などの欠陥のサイズ，形状に
限られており、金属組織的なミクロな変化の情報，応力
−ひずみ曲線の変化等の機械的特性の情報は得られな
い。そのため許容欠陥寸法に到達した欠陥が存在すれ
ば、材料そのものが欠陥に耐えられるだけの強度を有し
ていても補修または交換が行われる。プラント機器の補
修により、検査期間が延長され、プラントの稼働率が下
がる。また、交換される材料は、放射線環境中に長時間
曝されていたので、取替え後も遮蔽された水中等に保管
される。
【０００５】このように、経済性等を考慮すると、補修
・取替えは少ない方が良い。炉内構造材料のき裂進展診
断技術として上記、特開昭61−139743号公報による余寿
命診断方法があるが、き裂大きさの診断から余寿命を診
断しているため、材料のき裂進展に対する抵抗値が考慮
されていない。特開平4−290959 号公報，特開平6−346
24 号公報に示される、材料の応力腐食割れ感受性の診
断方法があるが、この方法では腐食によるき裂進展に対
しては対応できるが、応力に起因するき裂進展に関する
情報は得られない。
・取替えは少ない方が良い。炉内構造材料のき裂進展診
断技術として上記、特開昭61−139743号公報による余寿
命診断方法があるが、き裂大きさの診断から余寿命を診
断しているため、材料のき裂進展に対する抵抗値が考慮
されていない。特開平4−290959 号公報，特開平6−346
24 号公報に示される、材料の応力腐食割れ感受性の診
断方法があるが、この方法では腐食によるき裂進展に対
しては対応できるが、応力に起因するき裂進展に関する
情報は得られない。
【０００６】また、JIS G 0576，JIS G 0580，ＡＳＴＭ
Ｇ ３５−７３に規定される試験方法では、実際の環
境と大きく異なるため結果の判断が曖昧になってしま
う。また実環境と同じ環境での試験ではき裂が進展する
のに非常に時間を要するため、短期間での評価が困難で
ある。また、これらの試験は大がかりな装置を必要とす
るため、現場での測定が困難である。これらの問題を解
決するために、迅速かつ的確に炉内構造材料の劣化を診
断し、実機環境中でのき裂進展量を評価する技術が必要
である。
Ｇ ３５−７３に規定される試験方法では、実際の環
境と大きく異なるため結果の判断が曖昧になってしま
う。また実環境と同じ環境での試験ではき裂が進展する
のに非常に時間を要するため、短期間での評価が困難で
ある。また、これらの試験は大がかりな装置を必要とす
るため、現場での測定が困難である。これらの問題を解
決するために、迅速かつ的確に炉内構造材料の劣化を診
断し、実機環境中でのき裂進展量を評価する技術が必要
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、炉内からサンプリングした材料、または炉内材料の
劣化を監視するためのサーベランス試験片を用いて、直
接応力腐食試験することにより、応力腐食割れの感受
性、また、き裂の進展を直接評価可能である。また、実
機中の水質と同じ、または溶存酸素等に範囲を持たせて
加速試験することにより、実機環境と変わりなく、迅速
に応力腐食割れ試験が可能になる。また、ループを持た
ない、荷重負荷装置を有する圧力容器を用いて応力腐食
割れ試験をすることにより、現場での試験を可能にす
る。また、加速応力腐食割れ試験による鋭敏化度評価結
果、炉内機器の設計データ，材料データ及び運転データ
から、各炉内機器の現在までの劣化累積の推定と今後の
運転に伴う劣化進行の予測をシミュレーションすること
により実機環境中におけるき裂進展挙動が評価可能にな
る。
に、炉内からサンプリングした材料、または炉内材料の
劣化を監視するためのサーベランス試験片を用いて、直
接応力腐食試験することにより、応力腐食割れの感受
性、また、き裂の進展を直接評価可能である。また、実
機中の水質と同じ、または溶存酸素等に範囲を持たせて
加速試験することにより、実機環境と変わりなく、迅速
に応力腐食割れ試験が可能になる。また、ループを持た
ない、荷重負荷装置を有する圧力容器を用いて応力腐食
割れ試験をすることにより、現場での試験を可能にす
る。また、加速応力腐食割れ試験による鋭敏化度評価結
果、炉内機器の設計データ，材料データ及び運転データ
から、各炉内機器の現在までの劣化累積の推定と今後の
運転に伴う劣化進行の予測をシミュレーションすること
により実機環境中におけるき裂進展挙動が評価可能にな
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】実機構造物の応力腐食割れ感受性
（鋭敏化度）を迅速かつ正確に評価するための作業シス
テムの一例として、加速応力腐食割れ試験法の考え方を
図１に示す。加速応力腐食割れ試験に供される試験片
は、実機構造物の一部、または監視試験片、または監視
試験片を用いた破壊試験後の残材、または取替え工事後
に廃棄用として保管されている構造部材、または事前に
評価用材料を実機に挿入していた材料を用いる。これら
の材料を採取し、試験片加工用のホットラボに転送す
る。試験片加工用ホットラボにおいて採取された試験片
はコンパクトテンション試験片（ＣＴ試験片）、または
中央切欠き入り試験片（ＣＣＴ試験片）、またはＵ字型
曲げ試験片、またはＣ字型曲げ試験片に加工される。
（鋭敏化度）を迅速かつ正確に評価するための作業シス
テムの一例として、加速応力腐食割れ試験法の考え方を
図１に示す。加速応力腐食割れ試験に供される試験片
は、実機構造物の一部、または監視試験片、または監視
試験片を用いた破壊試験後の残材、または取替え工事後
に廃棄用として保管されている構造部材、または事前に
評価用材料を実機に挿入していた材料を用いる。これら
の材料を採取し、試験片加工用のホットラボに転送す
る。試験片加工用ホットラボにおいて採取された試験片
はコンパクトテンション試験片（ＣＴ試験片）、または
中央切欠き入り試験片（ＣＣＴ試験片）、またはＵ字型
曲げ試験片、またはＣ字型曲げ試験片に加工される。
【０００９】これらの試験片は水質を実機環境より過酷
にした、例えば溶存酸素濃度を高くした、または電気伝
導度を高くした、または腐食電位を高くした高温高圧環
境中に一定荷重を負荷させた状態に曝される。その時の
き裂進展挙動を逐次モニタリング、または一定時間放置
後のき裂進展量，破面形態を観察、または加速高温高圧
環境下に試験片を曝したときのき裂先端近傍での腐食電
位を逐次モニタリングし、材料の鋭敏化度を評価する。
にした、例えば溶存酸素濃度を高くした、または電気伝
導度を高くした、または腐食電位を高くした高温高圧環
境中に一定荷重を負荷させた状態に曝される。その時の
き裂進展挙動を逐次モニタリング、または一定時間放置
後のき裂進展量，破面形態を観察、または加速高温高圧
環境下に試験片を曝したときのき裂先端近傍での腐食電
位を逐次モニタリングし、材料の鋭敏化度を評価する。
【００１０】一方、予め鋭敏化度を変化させた材料にお
いて、き裂進展速度の溶存酸素濃度，伝導度，腐食電
位，応力の依存性を検討し、基本曲線を確立する。加速
応力腐食割れ試験の条件と実機環境下の条件を突合せ、
加速応力腐食割れ試験の結果から実機でのき裂進展挙動
を評価する。最終的に、機械的評価試験または設計時の
許容寸法と加速応力腐食割れ試験から評価したき裂進展
予測とを突合せることにより機器構造物の余寿命を評価
する。
いて、き裂進展速度の溶存酸素濃度，伝導度，腐食電
位，応力の依存性を検討し、基本曲線を確立する。加速
応力腐食割れ試験の条件と実機環境下の条件を突合せ、
加速応力腐食割れ試験の結果から実機でのき裂進展挙動
を評価する。最終的に、機械的評価試験または設計時の
許容寸法と加速応力腐食割れ試験から評価したき裂進展
予測とを突合せることにより機器構造物の余寿命を評価
する。
【００１１】図１の各項目についての実施例を以下に示
す。図２〜図４は取り替え前の炉内構造物から材料を採
取する装置の例として機械的に材料を採取する貫通式ド
リル採取装置１を示す。その他に採取装置の例としては
放電加工による採取装置，ワイヤ放電加工による採取装
置，機械的に材料表面からすくいとる装置，レーザー加
工による採取装置等が考えられる。
す。図２〜図４は取り替え前の炉内構造物から材料を採
取する装置の例として機械的に材料を採取する貫通式ド
リル採取装置１を示す。その他に採取装置の例としては
放電加工による採取装置，ワイヤ放電加工による採取装
置，機械的に材料表面からすくいとる装置，レーザー加
工による採取装置等が考えられる。
【００１２】図２において貫通式ドリル装置１は原子炉
１０内の材料採取対象炉内構造物１１、例えばシュラウ
ド，炉心支持板，上部格子板，シュラウドサポート，ジ
ェットポンプ，ジェットポンプラグ等にオペレータルー
ム１３より制御用ケーブル１５を介して遠隔操作によっ
て配置される。
１０内の材料採取対象炉内構造物１１、例えばシュラウ
ド，炉心支持板，上部格子板，シュラウドサポート，ジ
ェットポンプ，ジェットポンプラグ等にオペレータルー
ム１３より制御用ケーブル１５を介して遠隔操作によっ
て配置される。
【００１３】貫通式ドリル装置１は図３（ａ)，(ｂ）に
一例を示すようにｘステージ２，ｙステージ３，ｚステ
ージ４，支持脚５，移動・固定部６，採取用ドリル装置
７，ドリル駆動モーター８，監視カメラ９から構成され
る。オペレータルーム１３より制御用ケーブル１５を介
して貫通式ドリル装置１は支持脚５の先端に取付けられ
た移動・固定部６を駆動させ目的の位置まで移動後その
位置に固定される。監視カメラ９によって採取位置を確
認後、採取位置への微妙な位置合わせをｘステージ２，
ｙステージ３で行う。
一例を示すようにｘステージ２，ｙステージ３，ｚステ
ージ４，支持脚５，移動・固定部６，採取用ドリル装置
７，ドリル駆動モーター８，監視カメラ９から構成され
る。オペレータルーム１３より制御用ケーブル１５を介
して貫通式ドリル装置１は支持脚５の先端に取付けられ
た移動・固定部６を駆動させ目的の位置まで移動後その
位置に固定される。監視カメラ９によって採取位置を確
認後、採取位置への微妙な位置合わせをｘステージ２，
ｙステージ３で行う。
【００１４】次にドリル駆動モーター８を駆動させ採取
用ドリル装置７を回転または振動させる。採取用ドリル
装置８の深さ方向への送りはｚステージ４を用いて行
う。図４に示すように採取用ドリル装置８を板厚方向に
貫通させる。試験片は試験片転送用チューブ１４を介し
て試験片加工用ホットラボ１２へ送られる。
用ドリル装置７を回転または振動させる。採取用ドリル
装置８の深さ方向への送りはｚステージ４を用いて行
う。図４に示すように採取用ドリル装置８を板厚方向に
貫通させる。試験片は試験片転送用チューブ１４を介し
て試験片加工用ホットラボ１２へ送られる。
【００１５】図５（ａ)，(ｂ）に加速応力腐食割れ試験
用試験装置例を示す。加速応力腐食割れ試験用試験装置
は主に、高温高圧容器２０，荷重負荷装置２１，荷重付
加装置支持機構２２，き裂モニタリング電極２３，電位
モニタリング電極２４，荷重負荷軸２５，高圧保持コッ
ク２６から構成される。
用試験装置例を示す。加速応力腐食割れ試験用試験装置
は主に、高温高圧容器２０，荷重負荷装置２１，荷重付
加装置支持機構２２，き裂モニタリング電極２３，電位
モニタリング電極２４，荷重負荷軸２５，高圧保持コッ
ク２６から構成される。
【００１６】実機より採取された材料はコンパクトテン
ション試験片（ＣＴ試験片）２８や中央切欠き入り試験
片（ＣＣＴ試験片）等に加工され高温高圧容器２０内の
荷重負荷軸２５に支持される。その際に加速応力腐食割
れ試験中のき裂の進展速度をモニタリングする場合には
き裂モニタリング電極２３を各試験片に取り付ける。ま
た、腐食電位をモニタリングする場合は電位モニタリン
グ電極２４を取り付ける。また、き裂先端の電位場をモ
ニタリングする場合には、電位モニタリング電極２４の
代わりに走査型振動電極等を取り付ける。
ション試験片（ＣＴ試験片）２８や中央切欠き入り試験
片（ＣＣＴ試験片）等に加工され高温高圧容器２０内の
荷重負荷軸２５に支持される。その際に加速応力腐食割
れ試験中のき裂の進展速度をモニタリングする場合には
き裂モニタリング電極２３を各試験片に取り付ける。ま
た、腐食電位をモニタリングする場合は電位モニタリン
グ電極２４を取り付ける。また、き裂先端の電位場をモ
ニタリングする場合には、電位モニタリング電極２４の
代わりに走査型振動電極等を取り付ける。
【００１７】また、き裂先端近傍表面での滑りを観察す
る場合には原子間力顕微鏡，トンネル顕微鏡等を取り付
ける。これら装置は、高温高圧容器２０に専用の窓を設
けることによって可能になる。き裂進展速度に及ぼす水
質の影響を図６に模式的に示す。腐食電位，溶存酸素濃
度，電気伝導度はき裂進展速度を速める効果がある。そ
の中でも特に顕著なのは腐食電位である。腐食電位は溶
存酸素濃度とも対応する。溶存酸素は原子炉内の核反応
によって、また電気伝導度は不純物イオンなどの影響に
よって変化する。高圧保持コック２６より腐食電位，溶
存酸素濃度，電気伝導度，不純物イオン等の成分を図６
を基に加速条件に調整した水を導入し、圧力を所定の値
まで負荷し高圧保持コック２６を閉じた後、温度を上げ
る。
る場合には原子間力顕微鏡，トンネル顕微鏡等を取り付
ける。これら装置は、高温高圧容器２０に専用の窓を設
けることによって可能になる。き裂進展速度に及ぼす水
質の影響を図６に模式的に示す。腐食電位，溶存酸素濃
度，電気伝導度はき裂進展速度を速める効果がある。そ
の中でも特に顕著なのは腐食電位である。腐食電位は溶
存酸素濃度とも対応する。溶存酸素は原子炉内の核反応
によって、また電気伝導度は不純物イオンなどの影響に
よって変化する。高圧保持コック２６より腐食電位，溶
存酸素濃度，電気伝導度，不純物イオン等の成分を図６
を基に加速条件に調整した水を導入し、圧力を所定の値
まで負荷し高圧保持コック２６を閉じた後、温度を上げ
る。
【００１８】荷重付加装置２１を用いてＣＣＴ試験片２
７，ＣＴ試験片２８に荷重を負荷する。荷重を負荷する
方法としては、油圧式，バネ式，ボールネジ式等が考え
られる。一定時間加速応力腐食割れ試験した後、高温高
圧容器２０より試験片を取り出してき裂進展速度または
破面の観察を実施し、材料の鋭敏化度を評価する。
７，ＣＴ試験片２８に荷重を負荷する。荷重を負荷する
方法としては、油圧式，バネ式，ボールネジ式等が考え
られる。一定時間加速応力腐食割れ試験した後、高温高
圧容器２０より試験片を取り出してき裂進展速度または
破面の観察を実施し、材料の鋭敏化度を評価する。
【００１９】き裂進展速度から鋭敏化度を評価する場合
の例を以下に示す。鋭敏化度を評価する場合、予めき裂
進展速度に及ぼす影響因子について検討しておく必要が
ある。図７，図８にき裂進展速度に及ぼす影響因子につ
いて一例を示す。き裂進展速度に及ぼす応力の影響を示
したのが図７である。き裂進展速度は鋭敏化度に対して
勾配を変えることなく負荷応力の増加に伴って速くな
る。したがって、応力を加速因子として加速試験可能で
あることがわかる。
の例を以下に示す。鋭敏化度を評価する場合、予めき裂
進展速度に及ぼす影響因子について検討しておく必要が
ある。図７，図８にき裂進展速度に及ぼす影響因子につ
いて一例を示す。き裂進展速度に及ぼす応力の影響を示
したのが図７である。き裂進展速度は鋭敏化度に対して
勾配を変えることなく負荷応力の増加に伴って速くな
る。したがって、応力を加速因子として加速試験可能で
あることがわかる。
【００２０】しかし、応力拡大係数とき裂進展速度の関
係は直線的ではなく、ある応力拡大係数の範囲にプラト
ー領域を持つ。従って、応力を加速因子にする場合には
その点について注意する必要がある。き裂進展速度に及
ぼす溶存酸素濃度の影響を図８に示す。溶存酸素濃度の
上昇に伴ってき裂進展速度は速くなる。溶存酸素濃度は
腐食電位に影響を与えるので、濃度が高くなると腐食電
位の上昇も見られる。これらの基礎データを基に、加速
環境で得られたき裂進展速度から材料の鋭敏化度を求
め、実環境のき裂進展速度を評価する。
係は直線的ではなく、ある応力拡大係数の範囲にプラト
ー領域を持つ。従って、応力を加速因子にする場合には
その点について注意する必要がある。き裂進展速度に及
ぼす溶存酸素濃度の影響を図８に示す。溶存酸素濃度の
上昇に伴ってき裂進展速度は速くなる。溶存酸素濃度は
腐食電位に影響を与えるので、濃度が高くなると腐食電
位の上昇も見られる。これらの基礎データを基に、加速
環境で得られたき裂進展速度から材料の鋭敏化度を求
め、実環境のき裂進展速度を評価する。
【００２１】図９は応力は実機条件に合わせ、水質を加
速環境に設定した結果の例を示す。応力条件は一定であ
るので、応力拡大係数に対するき裂進展速度のグラフに
おいては応力拡大係数はそのままで、加速応力腐食割れ
試験の結果から実機の水環境におけるき裂進展速度を評
価する。加速応力腐食割れ試験による鋭敏化度評価結果
に、炉内機器の設計データ，材料データ及び運転データ
等を反映させることにより、加速応力腐食割れ試験によ
る鋭敏化度評価結果を各炉内機器の現在までの劣化累積
とし、今後の運転に伴う劣化進行の予測をシミュレーシ
ョンすることが可能になる。
速環境に設定した結果の例を示す。応力条件は一定であ
るので、応力拡大係数に対するき裂進展速度のグラフに
おいては応力拡大係数はそのままで、加速応力腐食割れ
試験の結果から実機の水環境におけるき裂進展速度を評
価する。加速応力腐食割れ試験による鋭敏化度評価結果
に、炉内機器の設計データ，材料データ及び運転データ
等を反映させることにより、加速応力腐食割れ試験によ
る鋭敏化度評価結果を各炉内機器の現在までの劣化累積
とし、今後の運転に伴う劣化進行の予測をシミュレーシ
ョンすることが可能になる。
【００２２】加速応力腐食割れ試験による鋭敏化度評価
結果と、診断対象機器及び部位あるいは、その近傍の材
料強度特性を非破壊的または未破壊的に測定した結果か
ら、実機構造物の余寿命を評価する一例を図１０に示
す。実機構造物の材料強度データとしては、実機から採
取した試験片より評価した場合、または炉内機器の設計
データ，材料データ及び運転データ等からシミュレーシ
ョンによって評価した場合が考えられる。それらの強度
データから構造物の許容欠陥寸法を計算し、加速応力腐
食割れ試験によるき裂進展評価結果から予想されるき裂
進展量を比較することにより、今後の構造物の余寿命が
評価可能になる。
結果と、診断対象機器及び部位あるいは、その近傍の材
料強度特性を非破壊的または未破壊的に測定した結果か
ら、実機構造物の余寿命を評価する一例を図１０に示
す。実機構造物の材料強度データとしては、実機から採
取した試験片より評価した場合、または炉内機器の設計
データ，材料データ及び運転データ等からシミュレーシ
ョンによって評価した場合が考えられる。それらの強度
データから構造物の許容欠陥寸法を計算し、加速応力腐
食割れ試験によるき裂進展評価結果から予想されるき裂
進展量を比較することにより、今後の構造物の余寿命が
評価可能になる。
【００２３】
【発明の効果】本発明を用いることにより、構造物の健
全性評価及び余寿命評価を迅速かつ高精度に実施するこ
とが可能になる。
全性評価及び余寿命評価を迅速かつ高精度に実施するこ
とが可能になる。
【図１】本発明の実施例で材料鋭敏化度評価システムの
フローチャート。
フローチャート。
【図２】本発明の炉内構造物の採取状況を説明する図。
【図３】本発明の（ａ）及び（ｂ）は実機試験片採取装
置の側断面図及び平面図。
置の側断面図及び平面図。
【図４】本発明の構造物採取状況の拡大図。
【図５】本発明の（ａ）及び（ｂ）は加速応力腐食割れ
試験用試験装置の側断面図及び断面図。
試験用試験装置の側断面図及び断面図。
【図６】本発明のき裂進展速度に及ぼす水質の影響例を
示す特性図。
示す特性図。
【図７】本発明のき裂進展速度に及ぼす鋭敏化度の影響
（応力変化の影響）を示す特性図。
（応力変化の影響）を示す特性図。
【図８】本発明のき裂進展速度に及ぼす鋭敏化度の影響
（溶存酸素濃度変化の影響）を示す特性図。
（溶存酸素濃度変化の影響）を示す特性図。
【図９】本発明の実機環境中き裂進展速度評価例を示す
特性図。
特性図。
【図１０】本発明の余寿命評価例を示す特性図。
１…貫通式ドリル装置、２…ｘステージ、３…ｙステー
ジ、４…ｚステージ、５…支持脚、６…移動・固定部、
７…採取用ドリル装置、８…ドリル駆動モーター、９…
監視カメラ、１０…原子炉、１１…材料採取対象炉内構
造物、１２…試験片加工用ホットラボ、１３…オペレー
タルーム、１４…採取試験片転送用チューブ、１５…制
御用ケーブル、２０…高温高圧容器、２１…荷重負荷装
置、２２…荷重付加装置支持機構、２３…き裂モニタリ
ング電極、２４…電位モニタリング電極、２５…荷重負
荷軸、２６…高圧保持コック、２７…中央切欠き入り試
験片（ＣＣＴ試験片）、２８…コンパクトテンション試
験片（ＣＴ試験片）。
ジ、４…ｚステージ、５…支持脚、６…移動・固定部、
７…採取用ドリル装置、８…ドリル駆動モーター、９…
監視カメラ、１０…原子炉、１１…材料採取対象炉内構
造物、１２…試験片加工用ホットラボ、１３…オペレー
タルーム、１４…採取試験片転送用チューブ、１５…制
御用ケーブル、２０…高温高圧容器、２１…荷重負荷装
置、２２…荷重付加装置支持機構、２３…き裂モニタリ
ング電極、２４…電位モニタリング電極、２５…荷重負
荷軸、２６…高圧保持コック、２７…中央切欠き入り試
験片（ＣＣＴ試験片）、２８…コンパクトテンション試
験片（ＣＴ試験片）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大高 正廣 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (12)
- 【請求項１】実機構造物の応力腐食割れ感受性（鋭敏化
度）を評価する方法において、実機構造物から材料を採
取する装置と、該材料を応力腐食割れ試験用の試験片に
加工後、材料の鋭敏化度を加速環境下で応力腐食割れ試
験する装置と、該環境下での応力腐食割れ試験のき裂進
展量から鋭敏化度を評価する装置と、該材料の鋭敏化度
から実機環境中でのき裂進展量を評価する装置から構成
されることを特徴とする加速応力腐食割れ試験による材
料の鋭敏化度評価システム。 - 【請求項２】請求項１における実機構造物から材料を採
取する装置において、採取する材料が実機構造物の一
部、または監視試験片、または取替え工事後に廃棄用と
して保管されている構造部材、または事前に評価用材料
を実機に挿入した材料採取方法であることを特徴とする
加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価システ
ム。 - 【請求項３】請求項１における実機構造物から材料を採
取する装置において、採取する方法が切削、または放電
加工、またはレーザー加工である材料採取方法であるこ
とを特徴とする加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏
化度評価システム。 - 【請求項４】請求項１における加速環境下で応力腐食割
れを試験する装置において、試験に用いる試験片の形状
がＣＴ（Compact Tension）試験片、またはＣＣＴ（Cen
terCracked Tension）試験片、またはＲＮ（Round Notc
hed）試験片である試験方法であることを特徴とする加
速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価システ
ム。 - 【請求項５】請求項１における加速環境下で応力腐食割
れを試験する装置において、試験に用いる試験装置が、
少なくとも高温高圧環境を形成可能である試験装置であ
ることを特徴とする加速応力腐食割れ試験による材料の
鋭敏化度評価システム。 - 【請求項６】請求項５における試験装置において、荷重
を負荷する機能を有する試験装置であることを特徴とす
る加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価シス
テム。 - 【請求項７】請求項５における試験装置において、水質
を調整する機能を有する試験装置であることを特徴とす
る加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価シス
テム。 - 【請求項８】請求項１における鋭敏化度を評価する装置
において、応力腐食割れ試験片のき裂進展量をモニタリ
ングする鋭敏化度評価装置であることを特徴とする加速
応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価システム。 - 【請求項９】請求項１における鋭敏化度を評価する装置
において、応力腐食割れ試験片のき裂近傍の腐食電位を
モニタリングする鋭敏化度評価装置であることを特徴と
する加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価シ
ステム。 - 【請求項１０】請求項１における鋭敏化度を評価する装
置において、応力腐食割れ試験後の試験片の破面形状の
観察、および組成を検出する鋭敏化度評価装置であるこ
とを特徴とする加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏
化度評価システム。 - 【請求項１１】請求項１における実機環境中のき裂進展
量を評価する装置において、加速応力腐食割れ試験によ
る鋭敏化度評価結果、炉内機器の設計データ，材料デー
タ及び運転データから、各炉内機器の現在までの劣化累
積の推定と今後の運転に伴う劣化進行の予測をシミュレ
ーションする実機材料き裂進展評価装置であることを特
徴とする加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評
価システム。 - 【請求項１２】請求項１における実機環境中のき裂進展
量を評価する装置において、加速応力腐食割れ試験によ
る鋭敏化度評価結果と、診断対象機器及び部位あるい
は、その近傍の材料強度特性を非破壊的または未破壊的
に測定した結果から、実機構造物の余寿命を評価する実
機材料き裂進展評価装置であることを特徴とする加速応
力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9341040A JPH11173970A (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9341040A JPH11173970A (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11173970A true JPH11173970A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=18342684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9341040A Pending JPH11173970A (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 加速応力腐食割れ試験による材料の鋭敏化度評価システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11173970A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1826777A1 (de) * | 2006-02-27 | 2007-08-29 | AREVA NP GmbH | Verfahren zur Prüfung eines Brennstabhüllrohres sowie zugehörige Vorrichtung |
| CN102621058A (zh) * | 2012-04-17 | 2012-08-01 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种船用紧固件及防护涂层的模拟加速腐蚀试验方法 |
| CN103969413A (zh) * | 2014-05-04 | 2014-08-06 | 中国计量学院 | 用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统 |
| CN104198672A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-12-10 | 北京科技大学 | 基于平面应力状态应力集中的桥梁缆索锈蚀监测方法 |
| CN115901528A (zh) * | 2022-10-27 | 2023-04-04 | 海南电网有限责任公司海口供电局 | 一种复合芯寿命评估方法 |
| JP2024165864A (ja) * | 2023-05-18 | 2024-11-28 | 日本製鉄株式会社 | 液体アンモニア中応力腐食割れ特性の評価方法 |
-
1997
- 1997-12-11 JP JP9341040A patent/JPH11173970A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN103969413B (zh) * | 2014-05-04 | 2015-12-30 | 中国计量学院 | 用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统 |
| CN104198672A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-12-10 | 北京科技大学 | 基于平面应力状态应力集中的桥梁缆索锈蚀监测方法 |
| CN104198672B (zh) * | 2014-09-01 | 2016-03-02 | 北京科技大学 | 基于平面应力状态应力集中的桥梁缆索锈蚀监测方法 |
| CN115901528A (zh) * | 2022-10-27 | 2023-04-04 | 海南电网有限责任公司海口供电局 | 一种复合芯寿命评估方法 |
| JP2024165864A (ja) * | 2023-05-18 | 2024-11-28 | 日本製鉄株式会社 | 液体アンモニア中応力腐食割れ特性の評価方法 |
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