JPS6064778A - 被覆管と端栓の溶接方法 - Google Patents
被覆管と端栓の溶接方法Info
- Publication number
- JPS6064778A JPS6064778A JP16023584A JP16023584A JPS6064778A JP S6064778 A JPS6064778 A JP S6064778A JP 16023584 A JP16023584 A JP 16023584A JP 16023584 A JP16023584 A JP 16023584A JP S6064778 A JPS6064778 A JP S6064778A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cladding tube
- end plug
- alloy
- zirconium
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は被覆管と端栓の溶接方法に係り、特にジルコニ
ウム合金管の内壁面上にジルコニウム層を設けた被覆管
と端栓の溶接方法に関する。
ウム合金管の内壁面上にジルコニウム層を設けた被覆管
と端栓の溶接方法に関する。
現在、原子炉の核燃料は管また棒のような種々の容器に
充填されている。一般にこれら容器は原子炉内での使用
状況から、（１）耐食性が優れていること、（２）非反
応性であること、（３）熱伝導性が良好なこと、（４）
ある程度まで強靭で延性が良好であること、（５）中性
子吸収断面積が小さいこと等が要求される。以下、これ
らの容器を核燃料被覆管と呼ぶ。ジルコニウム合金は中
性子吸収断面積が小さく、かつ強靭で延性も良好である
。また、この合金は原子炉冷却材として用いられる脱塩
水に対する耐食性が比較的良好であることから、核燃料
被覆管として広く使用されている。しかし、原子炉の負
荷変動が大きい場合、核燃料から放出される核分裂生成
物（ヨウ素ガス等）によって、ジルコニウム合金は腐食
される。このため被覆管内に充填されている核燃料ペレ
ットからの応力が作用して被覆管に応力腐食割れを生じ
る。
充填されている。一般にこれら容器は原子炉内での使用
状況から、（１）耐食性が優れていること、（２）非反
応性であること、（３）熱伝導性が良好なこと、（４）
ある程度まで強靭で延性が良好であること、（５）中性
子吸収断面積が小さいこと等が要求される。以下、これ
らの容器を核燃料被覆管と呼ぶ。ジルコニウム合金は中
性子吸収断面積が小さく、かつ強靭で延性も良好である
。また、この合金は原子炉冷却材として用いられる脱塩
水に対する耐食性が比較的良好であることから、核燃料
被覆管として広く使用されている。しかし、原子炉の負
荷変動が大きい場合、核燃料から放出される核分裂生成
物（ヨウ素ガス等）によって、ジルコニウム合金は腐食
される。このため被覆管内に充填されている核燃料ペレ
ットからの応力が作用して被覆管に応力腐食割れを生じ
る。
かかる障害を防止する方策として、燃料と被覆管との間
に各種の金属障壁を設けることが試みられている。これ
らの中で、適度な純度のジルコニウムをジルコニウム合
金管に内張すした複合型被覆管が最も有望視されている
。ジルコニウム障壁の厚さは被覆管厚さの約５〜３０％
である。ジルコニウムはジルコニウム合金に比べて照射
中軟かさを維持するので、核燃料要素内の局部応力を減
じ、応力腐食割れを防止する。また重大な中性子捕獲ペ
ナルティ、熱伝達ペナルティ又は材料の非両立問題を惹
起しない点も優れた特徴である。
に各種の金属障壁を設けることが試みられている。これ
らの中で、適度な純度のジルコニウムをジルコニウム合
金管に内張すした複合型被覆管が最も有望視されている
。ジルコニウム障壁の厚さは被覆管厚さの約５〜３０％
である。ジルコニウムはジルコニウム合金に比べて照射
中軟かさを維持するので、核燃料要素内の局部応力を減
じ、応力腐食割れを防止する。また重大な中性子捕獲ペ
ナルティ、熱伝達ペナルティ又は材料の非両立問題を惹
起しない点も優れた特徴である。
このように複合型被覆管は、ジルコニウム障壁の厚さが
所望の寸法に形成されていることが重要である。また、
原子炉用核燃料要素として組立てるためには、被覆管内
に核燃料ペレットを充填したのち、Ｈｅガス中で両端に
端栓を溶接し密封する必要がある。しかし、複合型被覆
管をジルコニウム合金製の端栓に溶接した場合、純ジル
コニウムがジルコニウム合金と一緒に溶接し一体化する
ので、溶融同化部における合金成分が若干変化すると考
えられる。すなわち、ジルコニウム合金としてジルカロ
イ−２を考えた場合、合金成分であるＳｎ、Ｆｅ、Ｎｉ
等の組成比が低くなる傾向にある。これにより、端栓溶
接部における強度変化、耐食性の変化等が懸念される。
所望の寸法に形成されていることが重要である。また、
原子炉用核燃料要素として組立てるためには、被覆管内
に核燃料ペレットを充填したのち、Ｈｅガス中で両端に
端栓を溶接し密封する必要がある。しかし、複合型被覆
管をジルコニウム合金製の端栓に溶接した場合、純ジル
コニウムがジルコニウム合金と一緒に溶接し一体化する
ので、溶融同化部における合金成分が若干変化すると考
えられる。すなわち、ジルコニウム合金としてジルカロ
イ−２を考えた場合、合金成分であるＳｎ、Ｆｅ、Ｎｉ
等の組成比が低くなる傾向にある。これにより、端栓溶
接部における強度変化、耐食性の変化等が懸念される。
したがって、複合型燃料被覆管の使用に当っては、端栓
溶接部の特性が従来のものより劣化しない等の対策を講
じておくことが望まれる。
溶接部の特性が従来のものより劣化しない等の対策を講
じておくことが望まれる。
本発明の目的は、被覆管の端栓溶接部における合金組成
を不変とするような被覆管と端栓の溶接方法を提供する
にある。
を不変とするような被覆管と端栓の溶接方法を提供する
にある。
本発明の特徴は、被覆管と端栓とを溶接する場合に、溶
接部における合金組成が変化しないように、被覆管と端
栓との間に異種成分比を有した金属を配置したのち溶接
することにある。
接部における合金組成が変化しないように、被覆管と端
栓との間に異種成分比を有した金属を配置したのち溶接
することにある。
図は本発明の実施例を示す。図において、１は複合型燃
料被覆管、２は複合型燃料被覆管障壁、３は被覆管と同
材質の端栓、４は被覆管と同成分合金で異種成分比を有
するリングである。複合型燃料被覆管１と障壁２とは冶
金的に結合しており、本実施例で使用したものは、内径
１０．５ｍｍ、外径１２．３ｍｍ、長さ約４ｍの被覆管
である。被覆管１はジルカロイ−２、障壁２は純ジルコ
ニウムである。
料被覆管、２は複合型燃料被覆管障壁、３は被覆管と同
材質の端栓、４は被覆管と同成分合金で異種成分比を有
するリングである。複合型燃料被覆管１と障壁２とは冶
金的に結合しており、本実施例で使用したものは、内径
１０．５ｍｍ、外径１２．３ｍｍ、長さ約４ｍの被覆管
である。被覆管１はジルカロイ−２、障壁２は純ジルコ
ニウムである。
障壁２のジルコニウムの厚さは約１００ミクロンである
。端栓３はジルカロイ−２製であり、この端栓３と被覆
管１との間にリング状の異種成分比合金４をはめ込み、
１気圧のヘリウムガム中でＴＩＧ溶接法により溶接する
。異種成分比合金４中に含まれる元素は、被覆管１及び
端栓３のジルカロイ−２と同じものである。しかし異種
成分比合金４中の成分比すなわちＳｎ、Ｆｅ、Ｎｉ等の
成分比を被覆管１及び端栓３よりも高くしである。
。端栓３はジルカロイ−２製であり、この端栓３と被覆
管１との間にリング状の異種成分比合金４をはめ込み、
１気圧のヘリウムガム中でＴＩＧ溶接法により溶接する
。異種成分比合金４中に含まれる元素は、被覆管１及び
端栓３のジルカロイ−２と同じものである。しかし異種
成分比合金４中の成分比すなわちＳｎ、Ｆｅ、Ｎｉ等の
成分比を被覆管１及び端栓３よりも高くしである。
この成分比はＴＩＧ溶接条件によって変える必要がある
。すなわち、溶接時に溶融する合金の量又は体質をあら
かじめ確認し、その値に合わせて合金元素の量を決定す
る。このような構成からなる溶接ケ所をＴＩＧ溶接した
後、成分分析を行った結果、ジルカロイ−２の成分比と
同じ値が得られた。また、耐食性試験では従来型燃料被
覆管溶接部と本案を適用した複合型燃料被覆管溶接部と
の間に有意差はなかった。
。すなわち、溶接時に溶融する合金の量又は体質をあら
かじめ確認し、その値に合わせて合金元素の量を決定す
る。このような構成からなる溶接ケ所をＴＩＧ溶接した
後、成分分析を行った結果、ジルカロイ−２の成分比と
同じ値が得られた。また、耐食性試験では従来型燃料被
覆管溶接部と本案を適用した複合型燃料被覆管溶接部と
の間に有意差はなかった。
したがって、本発明を適用することにより複合型燃料被
覆管を実機に適用でき、かつ、燃料要素全体としての性
能は従来の燃料要素に比較して大幅に優れたものとなる
。
覆管を実機に適用でき、かつ、燃料要素全体としての性
能は従来の燃料要素に比較して大幅に優れたものとなる
。
従って、ジルコニウム合金製の被覆管とその内壁面上に
設けた純ジルコニウム障壁とからなる複合型燃料被覆管
をジルカロイ−２製端栓に溶接する場合、本案を適用す
ることにより溶接部における合金組成の変化による特性
の低下を防止できる。
設けた純ジルコニウム障壁とからなる複合型燃料被覆管
をジルカロイ−２製端栓に溶接する場合、本案を適用す
ることにより溶接部における合金組成の変化による特性
の低下を防止できる。
図は本発明の実施例を示す図である。
１・・・複合型燃料被覆管、２・・・複合型燃料被覆管
障壁、３・・・端栓、４・・・異種成分比合金リング。 ゛＼ノパ
障壁、３・・・端栓、４・・・異種成分比合金リング。 ゛＼ノパ
Claims (1)
- １、内面に障壁を有するジルコニウム合金製の被覆管と
をジルコニウム合金製の端栓を溶接する方法において、
前記被覆管の溶接部と前記端栓の溶接部との間にあらか
じめそれらと同一の合金成分からなるが組成比の異なる
金属材料を介在させて前記被覆管と前記端栓を溶接にて
接合することを特徴とする被覆管と端栓の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16023584A JPS6064778A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 被覆管と端栓の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16023584A JPS6064778A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 被覆管と端栓の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064778A true JPS6064778A (ja) | 1985-04-13 |
Family
ID=15710621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16023584A Pending JPS6064778A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 被覆管と端栓の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6064778A (ja) |
-
1984
- 1984-08-01 JP JP16023584A patent/JPS6064778A/ja active Pending
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