JP2000147182A - 原子炉容器支持構造物部材の靭性監視方法及び装置 - Google Patents
原子炉容器支持構造物部材の靭性監視方法及び装置Info
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- 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
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- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 原子炉容器支持構造物部材の靭性の変化を正
確にモニターする。 【解決手段】 原子炉容器の支持構造物の靭性監視装置
は、その支持構造物を製作した素材と同一の素材から製
作したコンパクトテンション試験片型破壊靭性試験片２
０がセットされたモニタリング装置１を有している。破
壊靭性試験片２０はＡＳＴＭ規格に倣っており、中央部
に切欠２１を有し、所定の応力拡大係数を持つように設
定されている。切欠２１を挟んで破壊靭性試験片２０の
側面に貼付された測定端子９ａ、９ｂは導線１３を介し
て微小電圧測定計１５に接続され、測定端子１１ａ、１
１ｂは導線１７を介して定電流電源１９に接続されてい
る。
確にモニターする。 【解決手段】 原子炉容器の支持構造物の靭性監視装置
は、その支持構造物を製作した素材と同一の素材から製
作したコンパクトテンション試験片型破壊靭性試験片２
０がセットされたモニタリング装置１を有している。破
壊靭性試験片２０はＡＳＴＭ規格に倣っており、中央部
に切欠２１を有し、所定の応力拡大係数を持つように設
定されている。切欠２１を挟んで破壊靭性試験片２０の
側面に貼付された測定端子９ａ、９ｂは導線１３を介し
て微小電圧測定計１５に接続され、測定端子１１ａ、１
１ｂは導線１７を介して定電流電源１９に接続されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉容器支持構
造物部材の材料特性の変化を監視する方法及び装置に関
し、特に原子炉容器支持構造物の靭性を監視する方法及
び装置に関する。
造物部材の材料特性の変化を監視する方法及び装置に関
し、特に原子炉容器支持構造物の靭性を監視する方法及
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉の安全運転を確保するには、その
構成部材の健全性を常にチェックして、確保することが
肝要である。このような観点から、原子炉の定期検査時
において、燃料集合体の燃料被覆管及びチャンネルボッ
クス等の構成部品には精密な検査が実施され、不具合な
ものがあれば供用から除外し、その健全性を確保してい
る。又、原子炉容器は原子炉の安全性を確保する部材と
して極めて重要であるが、多量の中性子の照射を受けて
脆化する虞があるので溶接部などは適宜供用中検査等が
行われている。又、材料の中性子脆化の傾向は、その含
有成分と極めて重要な関係を有するから、原子炉容器の
炉心領域材は、同じ材料素材を用いてサーベイランス試
験片を製作し、これを照射試験カプセルに入れて原子炉
容器内の所定場所に配置し、その試験片を定期的に取り
出して経年変化（劣化度）をモニタリングするようにし
ている。このようにして、主として中性子照射による原
子炉容器本体の炉心領域材の材質変化を把握し、危機的
な脆性破壊等を防止するようにしている。原子炉容器は
当初４０年程度の使用寿命を想定していたが、近年その
長寿命化が提案され、そのモニタリングの重要性が更に
増している。
構成部材の健全性を常にチェックして、確保することが
肝要である。このような観点から、原子炉の定期検査時
において、燃料集合体の燃料被覆管及びチャンネルボッ
クス等の構成部品には精密な検査が実施され、不具合な
ものがあれば供用から除外し、その健全性を確保してい
る。又、原子炉容器は原子炉の安全性を確保する部材と
して極めて重要であるが、多量の中性子の照射を受けて
脆化する虞があるので溶接部などは適宜供用中検査等が
行われている。又、材料の中性子脆化の傾向は、その含
有成分と極めて重要な関係を有するから、原子炉容器の
炉心領域材は、同じ材料素材を用いてサーベイランス試
験片を製作し、これを照射試験カプセルに入れて原子炉
容器内の所定場所に配置し、その試験片を定期的に取り
出して経年変化（劣化度）をモニタリングするようにし
ている。このようにして、主として中性子照射による原
子炉容器本体の炉心領域材の材質変化を把握し、危機的
な脆性破壊等を防止するようにしている。原子炉容器は
当初４０年程度の使用寿命を想定していたが、近年その
長寿命化が提案され、そのモニタリングの重要性が更に
増している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】原子炉容器例えば、加
圧水型原子炉の原子炉容器は、原子炉容器の側部上方に
冷却材出入口ノズルが一体的に溶接接合され、これに冷
却材配管が継合されている。そして、その出入口ノズル
の外側において支持構造物を介しコンクリート遮蔽壁に
上下方向に支持されている。この支持構造物は、原子炉
炉心には相対的に遠いので、炉心領域材に比し中性子照
射量は少ないのであるが、相対的に低温の使用環境にあ
り、原子炉の長寿命化等を考慮した場合、その脆化が問
題になり易い。従って、本発明の目的は、原子炉容器支
持構造物の構成部材の靭性を精確に監視できる方法及び
装置を提供することを目的とする。
圧水型原子炉の原子炉容器は、原子炉容器の側部上方に
冷却材出入口ノズルが一体的に溶接接合され、これに冷
却材配管が継合されている。そして、その出入口ノズル
の外側において支持構造物を介しコンクリート遮蔽壁に
上下方向に支持されている。この支持構造物は、原子炉
炉心には相対的に遠いので、炉心領域材に比し中性子照
射量は少ないのであるが、相対的に低温の使用環境にあ
り、原子炉の長寿命化等を考慮した場合、その脆化が問
題になり易い。従って、本発明の目的は、原子炉容器支
持構造物の構成部材の靭性を精確に監視できる方法及び
装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】如上の目的を達成するた
め本発明によれば、監視対象の原子炉容器支持構造物部
材を製作した素材と同一の素材から破壊靭性試験片を製
作して、これに所定の応力拡大係数を付与して、監視対
象構成部材と同一の使用環境に置いて、脆化の状況を監
視する。原子炉容器支持構造物部材の材料としては、所
定の材料規格に合致するものが選択されるのであるが、
含有元素が所定の範囲に入っていても、素材例えばイン
ゴット毎に含有成分の実際値が異なり、これが靭性に影
響を及ぼすことがあることを考慮し、同一の素材から破
壊靭性試験片を製作し、これを用いる。本発明の方法の
実施に用いるモニタリング装置の破壊靭性試験片として
は、ＡＳＴＭ（アメリカ材料試験協会）規格のＥ３９９
或いはＥ１７３７に記載されているようなコンパクトテ
ンション試験片型のものを使用しても、３点曲げ試験片
型のものを使用しても良い。それぞれの試験片には、予
亀裂が付与され、所定の応力拡大係数が付与されるよう
に荷重乃至変位がかけられる。そしてその予亀裂を挟ん
で電気ポテンシャル計測用端子が取り付けられ、計測器
に接続される。そしてこのようなモニタリング装置が、
監視対象の構成部材に隣接して配置され、同様な使用環
境（温度や中性子照射量等に関し）に置かれる。
め本発明によれば、監視対象の原子炉容器支持構造物部
材を製作した素材と同一の素材から破壊靭性試験片を製
作して、これに所定の応力拡大係数を付与して、監視対
象構成部材と同一の使用環境に置いて、脆化の状況を監
視する。原子炉容器支持構造物部材の材料としては、所
定の材料規格に合致するものが選択されるのであるが、
含有元素が所定の範囲に入っていても、素材例えばイン
ゴット毎に含有成分の実際値が異なり、これが靭性に影
響を及ぼすことがあることを考慮し、同一の素材から破
壊靭性試験片を製作し、これを用いる。本発明の方法の
実施に用いるモニタリング装置の破壊靭性試験片として
は、ＡＳＴＭ（アメリカ材料試験協会）規格のＥ３９９
或いはＥ１７３７に記載されているようなコンパクトテ
ンション試験片型のものを使用しても、３点曲げ試験片
型のものを使用しても良い。それぞれの試験片には、予
亀裂が付与され、所定の応力拡大係数が付与されるよう
に荷重乃至変位がかけられる。そしてその予亀裂を挟ん
で電気ポテンシャル計測用端子が取り付けられ、計測器
に接続される。そしてこのようなモニタリング装置が、
監視対象の構成部材に隣接して配置され、同様な使用環
境（温度や中性子照射量等に関し）に置かれる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
発明の実施形態を添付の図面を参照して説明する。尚、
全図に亙り同一部分には同一の符号を付すこととする。
図１は本発明によるモニタリング装置１の概念図であ
る。ＡＳＴＭ規格のＥ３９９或いはＥ１７３７に記載さ
れているようなコンパクトテンション試験片型の破壊靭
性試験片２０が、矩形の固定治具３に連結棒５及び締結
用ナット７を介して固定される。破壊靭性試験片２０の
詳細は後述するが、その切欠２１を挟んで２対の測定端
子９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂが貼付され、測定端子９
ａ，９ｂは導線１３を介して微小電圧測定計１５に接続
されている。又測定端子１１ａ，１１ｂは、導線１７を
介して定電流電源１９に連絡している。微小電圧測定計
１５及び定電流電源１９からは、遠隔位置のモニタ機器
に接続される長い電気ケーブルが延びている。
発明の実施形態を添付の図面を参照して説明する。尚、
全図に亙り同一部分には同一の符号を付すこととする。
図１は本発明によるモニタリング装置１の概念図であ
る。ＡＳＴＭ規格のＥ３９９或いはＥ１７３７に記載さ
れているようなコンパクトテンション試験片型の破壊靭
性試験片２０が、矩形の固定治具３に連結棒５及び締結
用ナット７を介して固定される。破壊靭性試験片２０の
詳細は後述するが、その切欠２１を挟んで２対の測定端
子９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂが貼付され、測定端子９
ａ，９ｂは導線１３を介して微小電圧測定計１５に接続
されている。又測定端子１１ａ，１１ｂは、導線１７を
介して定電流電源１９に連絡している。微小電圧測定計
１５及び定電流電源１９からは、遠隔位置のモニタ機器
に接続される長い電気ケーブルが延びている。
【０００６】次に、図２を参照して破壊靭性試験片２０
の構造を説明する。その形状は前述のようにＡＳＴＭ規
格のＥ３９９或いはＥ１７３７に記載されているような
形状を有し、後述の監視対象の原子炉容器支持構造物を
製作した素材の残りの一部を図示の形状に機械加工して
製作される。図から理解されるように、概して矩形板形
の外形をしており、中央部に切欠２１が加工されてい
る。この切欠２１の形状は前述の規格に倣っており、切
欠２１の奥の先端から延びる予亀裂２３が付与されてい
る。切欠２１を挟んで対称位置に１対の円孔２５が形成
され、この円孔２５を利用して比較的低い応力を切欠２
１に繰り返し作用させて、予亀裂２３が付与される。溝
２７は、連結棒５を取り付けるためのものである。そし
て、図１に示すように破壊靭性試験片２０を固定治具３
に固定するに際し、Ｙ軸方向に引張負荷が付与される。
引張負荷の度合いは、破壊靭性試験片２０の荷重点変位
測定位置２９において 、クリップゲージ等の変位計
（図示省略）を使用して測定される変位量Ｖ0で調節す
る。変位量Ｖ0は、破壊靭性試験片２０に付与する応力
拡大係数Ｋ1に対応し、次の（１）式の関係がある。破
壊靭性試験片２０に付与する目標応力拡大係数ＫIを定
めれば、（１）式から必要な変位量Ｖ0が算出される。 ＫI＝(V0/BW1/2)・f(x)/ci(x) （１） f(x)=(2+x)(0.886+4.64x-13.32x2+14.72x3−5.6x4）／
（1-x)3/2 ci(x)＝（（1+x)/(1-x))2（2.1630+12.219x-20.065x2−
0.9925x3＋20.609x4−9.9314x5）/(E・B) ここで、ｘ＝ａ／ｗ ａ： 亀裂長さ Ｗ： 試験片幅 Ｂ： 試験片厚さ Ｖ0： 変位量 Ｅ： 縦弾性率
の構造を説明する。その形状は前述のようにＡＳＴＭ規
格のＥ３９９或いはＥ１７３７に記載されているような
形状を有し、後述の監視対象の原子炉容器支持構造物を
製作した素材の残りの一部を図示の形状に機械加工して
製作される。図から理解されるように、概して矩形板形
の外形をしており、中央部に切欠２１が加工されてい
る。この切欠２１の形状は前述の規格に倣っており、切
欠２１の奥の先端から延びる予亀裂２３が付与されてい
る。切欠２１を挟んで対称位置に１対の円孔２５が形成
され、この円孔２５を利用して比較的低い応力を切欠２
１に繰り返し作用させて、予亀裂２３が付与される。溝
２７は、連結棒５を取り付けるためのものである。そし
て、図１に示すように破壊靭性試験片２０を固定治具３
に固定するに際し、Ｙ軸方向に引張負荷が付与される。
引張負荷の度合いは、破壊靭性試験片２０の荷重点変位
測定位置２９において 、クリップゲージ等の変位計
（図示省略）を使用して測定される変位量Ｖ0で調節す
る。変位量Ｖ0は、破壊靭性試験片２０に付与する応力
拡大係数Ｋ1に対応し、次の（１）式の関係がある。破
壊靭性試験片２０に付与する目標応力拡大係数ＫIを定
めれば、（１）式から必要な変位量Ｖ0が算出される。 ＫI＝(V0/BW1/2)・f(x)/ci(x) （１） f(x)=(2+x)(0.886+4.64x-13.32x2+14.72x3−5.6x4）／
（1-x)3/2 ci(x)＝（（1+x)/(1-x))2（2.1630+12.219x-20.065x2−
0.9925x3＋20.609x4−9.9314x5）/(E・B) ここで、ｘ＝ａ／ｗ ａ： 亀裂長さ Ｗ： 試験片幅 Ｂ： 試験片厚さ Ｖ0： 変位量 Ｅ： 縦弾性率
【０００７】次に前述のようなモニタリング装置１を複
数、本実施形態ではそれぞれ応力拡大係数の異なる破壊
靭性試験片２０を有するモニタリング装置１を３基設置
して、原子炉容器支持構造物の靭性を監視する場合の態
様を説明する。図３はその設置場所を示している。図３
（ａ）は原子炉容器３０の全体外観構造を示している
が、原子炉炉心を取り囲む容器本体３１の側部上方に冷
却材配管用ノズル３３が延出している。このノズル３３
は図示しない配管に連絡しており、下方向にはサポート
シュー３５及び支持構造物３７を介してコンクリート遮
蔽壁３９に支持されている。図３（ｂ）に、ノズル３
３、サポートシュー３５及び支持構造物３７の関係が明
示されている。このような配置の支持構造物３７の靭性
を監視するために、これに隣接して３個のモニタリング
装置１（１基のみ図示）を配置し、図示しない遠隔の位
置に設けられたモニタ機器により破壊靭性試験片２０の
予亀裂２３の状態を把握して靭性を監視する。
数、本実施形態ではそれぞれ応力拡大係数の異なる破壊
靭性試験片２０を有するモニタリング装置１を３基設置
して、原子炉容器支持構造物の靭性を監視する場合の態
様を説明する。図３はその設置場所を示している。図３
（ａ）は原子炉容器３０の全体外観構造を示している
が、原子炉炉心を取り囲む容器本体３１の側部上方に冷
却材配管用ノズル３３が延出している。このノズル３３
は図示しない配管に連絡しており、下方向にはサポート
シュー３５及び支持構造物３７を介してコンクリート遮
蔽壁３９に支持されている。図３（ｂ）に、ノズル３
３、サポートシュー３５及び支持構造物３７の関係が明
示されている。このような配置の支持構造物３７の靭性
を監視するために、これに隣接して３個のモニタリング
装置１（１基のみ図示）を配置し、図示しない遠隔の位
置に設けられたモニタ機器により破壊靭性試験片２０の
予亀裂２３の状態を把握して靭性を監視する。
【０００８】次に前述のような３基のモニタリング装置
１を用いて支持構造物３７の靭性を監視する要領を説明
する。図４を参照するに、材料の破壊靭性ＫICは、中性
子照射量φｔの増加と共に曲線Ｉのように低下する一般
的性質があることが知られている。図４（ａ）．（ｂ）
のグラフにおいて縦軸は破壊靭性ＫICであり、横軸は中
性子照射量φｔである。尚、単位時間当たりの中性子照
射量φは、原子炉と場所が同じであれば一定と見なすこ
とができるから、横軸は時間軸と考えても良い。そし
て、破壊靭性試験片２０の破壊靭性が応力拡大係数を下
回ると、脆性破壊が生じ、疲労予亀裂２３の先端から亀
裂が不安定に伝播する。モニタリング装置１の破壊靭性
試験片２０の応力拡大係数ＫI1、ＫI2、ＫI3に対応する
破壊靭性Ｋ 1、Ｋ2、Ｋ3と中性子照射量φｔ1、φｔ2、
φｔ3とは図のような関係にある。従って、モニタリン
グ装置１の微小電圧測定計１５により電圧の変化を検知
すれば、脆性破壊の発生、即ちそのモニタリング装置１
の応力拡大係数ＫI1、ＫI2、Ｋ I3から対応の破壊靭性を
知ることができ、靭性の変化を監視することができる。
尚、本発明によれば、規格で示されている正規の破壊靭
性試験を実施しなくても、前述のようなモニタリング装
置１のセットをすることにより、破壊靭性が測定でき
る。
１を用いて支持構造物３７の靭性を監視する要領を説明
する。図４を参照するに、材料の破壊靭性ＫICは、中性
子照射量φｔの増加と共に曲線Ｉのように低下する一般
的性質があることが知られている。図４（ａ）．（ｂ）
のグラフにおいて縦軸は破壊靭性ＫICであり、横軸は中
性子照射量φｔである。尚、単位時間当たりの中性子照
射量φは、原子炉と場所が同じであれば一定と見なすこ
とができるから、横軸は時間軸と考えても良い。そし
て、破壊靭性試験片２０の破壊靭性が応力拡大係数を下
回ると、脆性破壊が生じ、疲労予亀裂２３の先端から亀
裂が不安定に伝播する。モニタリング装置１の破壊靭性
試験片２０の応力拡大係数ＫI1、ＫI2、ＫI3に対応する
破壊靭性Ｋ 1、Ｋ2、Ｋ3と中性子照射量φｔ1、φｔ2、
φｔ3とは図のような関係にある。従って、モニタリン
グ装置１の微小電圧測定計１５により電圧の変化を検知
すれば、脆性破壊の発生、即ちそのモニタリング装置１
の応力拡大係数ＫI1、ＫI2、Ｋ I3から対応の破壊靭性を
知ることができ、靭性の変化を監視することができる。
尚、本発明によれば、規格で示されている正規の破壊靭
性試験を実施しなくても、前述のようなモニタリング装
置１のセットをすることにより、破壊靭性が測定でき
る。
【０００９】又、前述のようなモニタリング装置１で
は、コンパクトテンション試験片型の破壊靭性試験片２
０を用いたが、図５に示すような３点曲げ試験片型の破
壊靭性試験片４０を使用したモニタリング装置５０（図
６）を使用しても同様の作用効果が得られる。先ず、破
壊靭性試験片４０の形状を図５を参照して説明すれば、
厚さＢと幅Ｗを持つ角棒状の形をしており、長さ方向の
中間部に位置して切欠４１が加工により形成されてい
る。そして切欠４１の奥端から延びる疲労予亀裂４３が
付与されている。この疲労予亀裂４３は、比較的低い応
力を繰り返し作用させることにより発生される。このよ
うな破壊靭性試験片４０の形状は、ＡＳＴＭ規格のＥ３
９９或いはＥ１７３７に記載されているものに倣ってい
る。以上のような破壊靭性試験片４０は、図６に示すよ
うにモニタリング装置５０の固定治具５１に締結用ボル
ト５３により取り付けられる。詳述すれば、固定治具５
１の取り付け面には、締結ボルト５３の位置を挟んで対
称位置に平行に一対の突起５５が形成され、破壊靭性試
験片４０は負荷状態で取り付けられる。そして、後述の
応力拡大係数を与えるために、荷重点変位をダイヤルメ
ータや変位計等（図示しない。）を使用して測定するこ
とにより、変位量Ｖ0が与えられる。一方、破壊靭性試
験片４０の１側面には２対の測定端子４７ａ，４７ｂ，
４９ａ，４９ｂが貼付される。測定端子４７ａ，４７ｂ
は、導線１３を介して微小電圧測定計１５に、測定端子
４９ａ，４９ｂは導線１７を介して定電流電源１９にそ
れぞれ接続される。
は、コンパクトテンション試験片型の破壊靭性試験片２
０を用いたが、図５に示すような３点曲げ試験片型の破
壊靭性試験片４０を使用したモニタリング装置５０（図
６）を使用しても同様の作用効果が得られる。先ず、破
壊靭性試験片４０の形状を図５を参照して説明すれば、
厚さＢと幅Ｗを持つ角棒状の形をしており、長さ方向の
中間部に位置して切欠４１が加工により形成されてい
る。そして切欠４１の奥端から延びる疲労予亀裂４３が
付与されている。この疲労予亀裂４３は、比較的低い応
力を繰り返し作用させることにより発生される。このよ
うな破壊靭性試験片４０の形状は、ＡＳＴＭ規格のＥ３
９９或いはＥ１７３７に記載されているものに倣ってい
る。以上のような破壊靭性試験片４０は、図６に示すよ
うにモニタリング装置５０の固定治具５１に締結用ボル
ト５３により取り付けられる。詳述すれば、固定治具５
１の取り付け面には、締結ボルト５３の位置を挟んで対
称位置に平行に一対の突起５５が形成され、破壊靭性試
験片４０は負荷状態で取り付けられる。そして、後述の
応力拡大係数を与えるために、荷重点変位をダイヤルメ
ータや変位計等（図示しない。）を使用して測定するこ
とにより、変位量Ｖ0が与えられる。一方、破壊靭性試
験片４０の１側面には２対の測定端子４７ａ，４７ｂ，
４９ａ，４９ｂが貼付される。測定端子４７ａ，４７ｂ
は、導線１３を介して微小電圧測定計１５に、測定端子
４９ａ，４９ｂは導線１７を介して定電流電源１９にそ
れぞれ接続される。
【００１０】モニタリング装置５０は、モニタリング装
置１とは破壊靭性試験片４０とこれに関連する固定治具
５１の形状が異なるだけで、同様な作用効果を有して使
用できるが、応力拡大係数は次の（２）式で与えられ
る。 ＫI＝(V0s/BW3/2)・f2(x)/c2(x) （２） f2(x)=3x1/2・［1.99-x（1-x)（2.15-3.93x＋2.7x2）］/ ［2(1+2x)(1-x)3/2］ c2(x)＝（s/W(1-x))2（1.193-1.98x＋4.478x2−4.443x3−1.739x4)/(E・B) ここで、ｘ＝ａ／ｗ ａ： 亀裂長さ Ｗ： 試験片幅 Ｂ： 試験片厚さ Ｖ0： 変位量 Ｅ： 縦弾性率 ｓ： スパン長さ（図６の突起４５間距離） 即ち、変位量Ｖ0以外の値は、試験片形状が与えられれ
ば決まるから、これに変位量Ｖ0を付加すれば目標の応
力拡大係数が与えられる。このような応力拡大係数ＫI
の異なるモニタリング装置５０を複数設置することによ
り、前述と同様な要領で原子炉支持構造物の靭性を監視
できる。尚、前述のようなモニタリング装置１、５０の
選択、換言すれば破壊靭性試験片２０、４０の選択は、
監視すべき構造物の特性とのマッチング、例えば破壊靭
性試験片４０は形状からボルト材の監視に適し、破壊靭
性試験片２０は材料の寸法が小さい平板材の監視に適す
るなど、従来の経験や理論を考慮して選択される。
置１とは破壊靭性試験片４０とこれに関連する固定治具
５１の形状が異なるだけで、同様な作用効果を有して使
用できるが、応力拡大係数は次の（２）式で与えられ
る。 ＫI＝(V0s/BW3/2)・f2(x)/c2(x) （２） f2(x)=3x1/2・［1.99-x（1-x)（2.15-3.93x＋2.7x2）］/ ［2(1+2x)(1-x)3/2］ c2(x)＝（s/W(1-x))2（1.193-1.98x＋4.478x2−4.443x3−1.739x4)/(E・B) ここで、ｘ＝ａ／ｗ ａ： 亀裂長さ Ｗ： 試験片幅 Ｂ： 試験片厚さ Ｖ0： 変位量 Ｅ： 縦弾性率 ｓ： スパン長さ（図６の突起４５間距離） 即ち、変位量Ｖ0以外の値は、試験片形状が与えられれ
ば決まるから、これに変位量Ｖ0を付加すれば目標の応
力拡大係数が与えられる。このような応力拡大係数ＫI
の異なるモニタリング装置５０を複数設置することによ
り、前述と同様な要領で原子炉支持構造物の靭性を監視
できる。尚、前述のようなモニタリング装置１、５０の
選択、換言すれば破壊靭性試験片２０、４０の選択は、
監視すべき構造物の特性とのマッチング、例えば破壊靭
性試験片４０は形状からボルト材の監視に適し、破壊靭
性試験片２０は材料の寸法が小さい平板材の監視に適す
るなど、従来の経験や理論を考慮して選択される。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
監視すべき構成部材を製作した素材と同一の素材から所
定の形状の破壊靭性試験片を複数製作し、これらに異な
る応力拡大係数を付与し、温度と中性子照射量等の環境
が構成部材と同一の場所に試験片を設置し、予亀裂先端
からの不安定破壊を電気ポテンシャル法により検出する
ことにより、靭性の変化を精確に監視することができ
る。
監視すべき構成部材を製作した素材と同一の素材から所
定の形状の破壊靭性試験片を複数製作し、これらに異な
る応力拡大係数を付与し、温度と中性子照射量等の環境
が構成部材と同一の場所に試験片を設置し、予亀裂先端
からの不安定破壊を電気ポテンシャル法により検出する
ことにより、靭性の変化を精確に監視することができ
る。
【図１】本発明の実施形態に使用するモニタリング装置
の概念図である。
の概念図である。
【図２】前記モニタリング装置に用いる破壊靭性試験片
の形状を示す斜視図である。
の形状を示す斜視図である。
【図３】前記モニタリング装置の配置状態を示す原子炉
容器周辺の斜視図及び断面図である。
容器周辺の斜視図及び断面図である。
【図４】前記実施形態の作用を説明するためのグラフで
ある。
ある。
【図５】別の実施形態に用いる破壊靭性試験片の斜視図
である。
である。
【図６】前記別の実施形態に用いるモニタリング装置の
概念図である。
概念図である。
１ モニタリング装置 ３ 固定治具 ５ 連結棒 ７ ナット ９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂ 測定端子 １５ 微小電圧測定計 １９ 定電流電源 ２０ 破壊靭性試験片 ２１ 切欠 ２３ 予亀裂 ２５ 円孔 ２７ 溝 ２９ 荷重点変位測定位置 ３０ 原子炉容器 ３１ 容器本体 ３３ ノズル ３５ シュー ３７ 支持構造物 ４０ 破壊靭性試験片 ４１ 切欠 ４３ 予亀裂 ５０ モニタリング装置 ５１ 測定治具 ５３ ボルト ５５ 突起 ａ 亀裂長さ Ｗ 試験片幅 Ｂ 試験片厚さ ｓ スパン長さ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G050 AA01 BA05 BA10 BA12 BA20 CA01 DA01 EA01 EA10 EB01 EB02 EC06 2G075 AA05 BA03 CA04 DA02 DA09 DA16 EA02 FA02 FA06 FA10 FC12 FC14 GA21
Claims (3)
- 【請求項１】 原子炉容器支持構造物部材の靭性を監視
する方法において、監視対象構成部材を製作した素材と
同一の素材から破壊靭性試験片を製作し、同破壊靭性試
験片を前記監視対象構成部材と同じ使用環境に設置し、
該破壊靭性試験片の挙動をモニタすることを特徴とする
原子炉容器支持構造物部材の靭性監視方法。 - 【請求項２】 監視対象の原子炉容器支持構造物部材を
製作した素材と同一の素材から製作したコンパクトテン
ション試験片型破壊靭性試験片を備え、同破壊靭性試験
片は所定の応力拡大係数を持つように設定されて脆性破
壊の発生が検知されるモニタリング装置を有し、該モニ
タリング装置が前記監視対象構成部材と同じ使用環境に
設置されることを特徴とする原子炉容器支持構造物部材
の靭性監視装置。 - 【請求項３】 監視対象の原子炉容器支持構造物部材を
製作した素材と同一の素材から製作した３点曲げ試験片
型破壊靭性試験片を備え、同破壊靭性試験片は所定の応
力拡大係数を持つように設定されて脆性破壊の発生が検
知されるモニタリング装置を有し、該モニタリング装置
が前記監視対象構成部材と同じ使用環境に設置されるこ
とを特徴とする原子炉容器支持構造物部材の靭性監視装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10326718A JP2000147182A (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 原子炉容器支持構造物部材の靭性監視方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10326718A JP2000147182A (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 原子炉容器支持構造物部材の靭性監視方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000147182A true JP2000147182A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18190907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10326718A Withdrawn JP2000147182A (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 原子炉容器支持構造物部材の靭性監視方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000147182A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109724873A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-07 | 北京航空航天大学 | 一种适应拉压载荷的ct试样裂纹扩展试验夹具 |
-
1998
- 1998-11-17 JP JP10326718A patent/JP2000147182A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109724873A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-07 | 北京航空航天大学 | 一种适应拉压载荷的ct试样裂纹扩展试验夹具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060207 |