JPH01245128A - インパイルクリープ試験装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は構造材料等について原子炉内での放射線照射が
機械的強度に及ぼす影響を調べるためのインパイルクリ
ープ試験装置に係り、特に一定の荷重を長期にわたって
安定して付加するとともに、複数の試験片をハウジング
内に配置することを可能にするものに関する。

（従来の技術） 従来のインパイルクリープ試験装置では、試験片とそれ
に対する駆動力源及びひずみ計測センサが近接した状態
で設置されているのが通例である。その際、試験片に引
張り力を負荷する駆動力源としては、ベローズを使用し
てガス加圧より駆動力を発生させていた。

そこで第３図を参照して従来のインパイルクリープ試験
装置の構成について説明する。第３図はインパイルクリ
ープ試験装置の断面図であり、図中符号１はハウジング
である。このハウシング１は原子炉容器の上部開口を閉
塞する遮蔽プラグ２から垂下されている。上記ハウジン
グ１内であってその下部には試験片３が配置されている
。この試験片３はその下端を上記ハウジング１の下端内
面から上方に突設された支持部１ａに固定されており、
上端はロッド４に固定されている。上記ロッド４の上端
にはフランジ５が形成され、このフランジ５を介して歪
み検出器６に連結されている。

又、上記ロッド４の略中間位置には上記ハウジング１か
らガイド板７が突設されており、ロッド４はこのガイド
板７を貫通している。上記フランジ５とガイド板７との
間であってロッド４の外周位置には内側に受圧室８ａを
形成するベローズ８が設けられている。上記受圧室８ａ
にはガス管９が接続されており、このガス管９を介して
上記受圧室８ａ内にガスを供給・排出することにより、
所望の引張り力を試験片３に付加する。すなわち、受圧
室８ａ内に加圧ガスを供給すると、その圧力が図中矢印
で示すように上記フランジ５の下面側に作用し、それに
よってロッド４を介して試験片３に引張り力が作用する
。その際上記ベローズ８は受圧室８ａ内の気密を保持す
るとともに伸縮してロッド４の移動を許容する。その際
試験片３に変形が発生すると、それがロッド４の変位と
なって現われ、上記歪み検出器６により計測される。

このようにして試験片３に作用する荷重及び変形量が計
測される。

尚、試験片３は炉内中性子照射環境下にあり、試験条件
に対応して温度を制御する必要がある。

そこで、試験片３の外周側にはヒータ１０が配置され、
さらに、その外周側には断熱材１１が設置されている。

上記構成によると次のような問題がある。

まず上記インパイルクリープ試験においては、試験荷重
として比較的大きな荷重を必要とし、その為ベローズ８
に作用するガス圧力も高いものとなり、ベローズ８の径
寸法にもよるが、例えばその圧力は数十ｋｇ　／　ｃｄ
のオーダとなる。又、ベローズ８は試験片３と共に高温
域である原子炉容器内に配置されているので、ベローズ
８に高い熱応力が発生し、その結果ベローズ８において
もクリープ変形が発生する。かかるクリープ変形が発生
するとベローズ８のバネ定数が変化してしまう。したが
って一定のガス圧力をかけても、発生する力は時間と共
に変化してしまうこととなり、一定荷重の長時間安定付
加それによる高精度の計測が損われる恐れがあった。こ
れに対しては荷重計をロッド４に設けて、荷重を一定に
するべく圧力を制御することも考えられるが、高温でか
つ長時間の使用に耐えられるコンパクトでかつ高精度の
荷重計がないとういう問題がある。その為、従来は精度
の低い試験を余儀なくされるか、あるいは試験片３の形
状を小さくして必要荷重を大幅に小さくした試験を強い
られていた。

又、別の問題として、従来の構成ではハウジング１内に
１つの試験片３しか配置できないという聞届がある。す
なわちハウジング１内に数多くの試験片３を配置せんと
した場合には、各試験片３に対応して設けられるベロー
ズ８の径を小さくす必要がある。しかしながらベローズ
の径を小さくした場合にはそれに作用するガス圧力が増
大してベローズ８の健全性を損う恐れがあった。そこで
何等かの手段を考してハウジング１内に複数本の試験片
３を配置することを可能にすることが要求されていた。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の構成によると、一定の荷重を長時間作
用させることができないとともに、ハウジング内に１つ
の試験片のみしか配置できないという問題があり、本発
明はこのような点に基づいてなされたものでその目的と
するところは、−定荷重の長時間にわたる安定付加を可
能とし、かつハウジング内への複数個の試験片の配置を
可能とするインパイルクリープ試験装置を提供すること
にある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち、本発明によるインパイルクリープ試験装置は
、原子炉容器内に試験片を配置して、この試験片に引張
り力を付加してその伸び等を計測するインパイルクリー
プ試験装置において、上記引張り力を付加する装置を原
子炉容器の外部上方に設置したことを特徴とするもので
ある。

（作用） つまり、試験片に引張り荷重を付加する装置を原子炉容
器の外部上方に設置することにり、例えば油圧又は空圧
シリンダ機構のように、高い荷重を精度良く提供し得る
装置の使用が可能となり、それによって一定の引張り荷
重を長期間にわたって安定した状態で付加して精度の高
い計測を行なうこができる。

又、引張り荷重を付加する装置を原子炉容器の外部上方
に設置したことにより、従来のように試験片の近傍に比
較的大径のベローズを配置する必要がなくなり、その結
果縮径化を図ることができる。したがって、複数の試験
片を径方向に同時に配置して計測を行なうことができる
。

（実施例） 以下第１図及び第２図を参照して本発明の第１の実施例
を説明する。第１図は本実施例によるインパイルクリー
プ試験装置の全体構成を示す図であり、図中符号１０１
はハウジングである。このハウジング１０１は図示しな
い原子炉容器の上部開口を閉塞する遮蔽プラグ１０２を
貫通して配置されている。

上記ハウジング１０１内には複数のインパイルクリープ
試験機構１０３が配置されている（尚、図ではその内１
個のみ示している）。上記インパイルクリープ試験機構
１０３は原子炉容器の上方に配置された油圧シリンダ機
構１０４と、この油圧シリンダ機構１０４の下方であっ
て上記ハウジング１０１内に配置された試験片部１０５
、これら油圧シリンダ機構１０４及び試験片部１０５を
連結するロードセル１０８、連結ロッド１０９、及び連
結バイブ１１０から構成されている。

まず上記油圧シリンダ機構１０４の構成から詳細に説明
する。図中符号１０６は駆動部ハウジングであり、この
駆動部ハウジング１０６は上記ハウジング１０１の上端
部に連結されている。上記駆動部ハウジング１０６内に
はパワーシリンダ１０７が配置され、このパワーシリン
ダ１０７の下方に上記ロードセル１０８、連結ロッド１
０９、及び連結バイブ１１０が順次連結されている。上
記駆動部ハウジング１０６の外側であって遮蔽プラグ１
０２上には圧力発生装置１１１が設置されている。この
圧力発生装置１１１と上記パワーシリンダ１０７との間
には配管１１２．１１３が上記駆動部ハウシング１０６
を貫通して配設されている。

上記連結バイブ１１０の下方に上記試験片部１０５が連
結されている。以下この試験片部１０５の構成について
第２図を参照しながら説明する。連結バイブ１１０の下
端にはフォーク１１４が連結され、このフォーク１１４
の上端部に歪み検出器１１５が設けられている。上記フ
ォーク１１４の下方にはケーシング１１６が配置さし、
上記フォーク１１４の二叉部材は夫々このケーシング１
１６の上部側面を貫通しており、その基端はケーシング
１１６内に配置されたフォークエンド１１７となってい
る。上記フォークエンド１１７の下方にはウッド１１８
が連結され、このロッド１１８の下端には試験片１１９
が連結されている。上記試験片１１９の下端は上記ケー
シング１１６の底面から上方に突設された支持部１２０
に固定されている。又、上記試験片１１９の外周側には
ヒータ１２１が配置され、このヒータ１２１の外周側に
は断熱材１２２が充填されている。上記ケーシング１１
６の上端にはバー１２３が連結され、このバー１２３は
上記歪み検出器１１５に連結されている。

又、上記ケーシング１１７の下端には雌ねじ部１２４が
形成されており、一方ハウジング１０１の底面には結合
具としてのボルト１２５が突設されている。試験受部１
０５は上記雌ねじ部１２４とボルト１２５との螺合によ
りハウジング１０１に固定されている。

又、本実施例は上記構成をなすインパイルクリープ試験
機構１０３がハウジング１０１内であって径方向に複数
配置されている。これは従来のようにベローズを使用す
る構成ではないので、試験片部１０５の径を小さくする
ことができ、その結果ハウジング１０１内に複数の試験
片部１０５を複数配置することが可能になったものであ
る。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず油圧シリン
ダ機構１０４による引張り荷重の付加がなされる。すな
わち圧力発生装置１１１より配管１１２．１１３を介し
てパワーシリンダ１０７に油圧が供給される。これによ
ってパワーシリンダ１０７に引張り力が発生し、この引
張り力はロードセル１０８、連結ロッドｌＯ９、連結バ
イブ１１０、フォーク１１４、及びロッド１１８を介し
て試験片１１９に伝達される。その際、引張り力の調整
はロードセル１０８の荷重計からのフィードバックに基
づき、圧力発生装置１１１からの流体圧力を調整するこ
とにより行なう。又、パワーシリンダ１０７の上端は駆
動部ハウジング１０６に連結されており、よって駆動部
ハウジング１０６にも引張り荷重が作用する。

上記引張り荷重の付加により試験片１１９は軸方向に伸
び、その伸びはバー１１８と歪み検出器１１４との間で
の変位計測により計測される。かかる計測がハウジング
１０１内に複数配置されたインパイルクリープ試験機構
１０３の全てについて行われる。

又、試験が終了した試験片部１０５については、雌ねじ
部１２３及びボルト１２４との螺合を解除することによ
り、他の試験片部１０５とは独立して搬出することがで
きる。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。

■まず一定の引張り荷重を長期にわたって安定した状態
ヤ付加することができる。すなわち本実施例の場合には
荷重を付加する装置を原子炉容器の外側の室温雰囲気下
に配置しており、その結果安定した荷重しかも比較的高
い荷重を長期にわたって安定付加させることが可能な油
圧シリンダ機構１０４を使用することができるからであ
る。したがって精度の高い計１１１１を行なうことがで
きるものである。

■次に本実施例の場合には試験片部１０５において従来
のようにベローズを使用する構成ではないので、試験片
部１０５の径寸法を小さくすることかでき、その結果ハ
ウジング１０１内にあって径方向に複数の試験片部１０
５を設置することができる。その際各列に対応して油圧
シリンダ機構１０４も設置されているので、同時に数多
くの計測を行なうことができる。

■次に、ロードセル１０８も原子炉容器の外側の常温雰
囲気下に配置されているので、高い精度の荷重計の使用
が可能となる。したがって該荷重計からの信号に基づく
引張り力の制御も精度の高いものとなる。

■又、試験片部１０５の下端には雌ねじ部１２３が形成
され、この雌ねじ部１２３及びハウジング１０１側のボ
ルト１２４との螺合を解除することにより他の試験片部
１０５とは独立して着脱が可能である。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるものではなく、
ハウジング内にインパイルクリープ試験装置１０３を何
列配置するか、或いは各列に何個の試験片部１０５を配
置するかについては種々の構成が考えられる。

次に第２の実施例を説明する。すなわち前記第１の実施
例では各インパイルクリープ試験機構１０３に１つの試
験片部１０５を設置した構成であったが、複数の試験片
部１０５を直列配置してもよい。すなわち、第２図に示
した試験片部１０５のさらに下方にさらに別の試験片部
１０５を連結する場合を考えると、まずケーシング１１
６の下端に短尺の連結パイプを連結し、この連結パイプ
の下方にフォーク以下第２図に示す試験片部１０５と同
じ構成の試験片部を連結していく。そして複数の試験片
部１０５を連結した最下端に位置する試験片部１０５の
ケーシング１１６をハウジング１０１の底面に固定する
ことになる。

したがって上端に配置された油圧シリンダ機構１０４か
ら付加された引張り荷重は直列配置された全ての試験片
部１０５に伝達され、したがって同時に複数の試験片１
１９について引張り試験を施すことができる。又、各試
験片１１９に発生した変位は各試験片１１９に対応する
歪み検出器１１５により個別に計測される。さらに、任
意の試験片１１９が破断した場合には、ケーシング１１
６の上端のストッパ１１６ａとホークエンド１１７との
間で荷重が伝達され、その結果ケーシング］１６側に荷
重が伝達されることになり、よって他の試験片１１９に
ついての試験はそのまま継続される。

以上この第２の実施例の場合にも前記第１の実施例の場
合と同様の効果を奏することができるのはもとより、さ
らに多くの試験片１１９について同時に計測を行なうこ
とができる。

尚、本発明は前記第１及び第２の実施例に限定されるも
のではなく、ハウジング内にインパイルクリープ試験機
構をいくつ配置するか、あるいは各インパイルクリープ
試験機構にいくつの試験片部を連結するかにつは任意で
ある。又、引張り力を発生する装置としては、油圧シリ
ンダ機構に限定れるものではなく、例えば空圧、水圧で
もよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によるインパイルクリープ試
験装置によると、一定の引張り荷重を長期にわたって安
定した状態で付加することができるとともに、試験片部
の径を小さくすることができ、ハウジング内に複数の試
験片を配置して同時に計測を行なうことができる等その
効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図はインパイルクリープ試験装置の全体構成を示す断面
図、第２図は試験片部の構成を示す断面図、第３図は従
来のインパイルクリープ試験装置の構成を示す断面図で
ある。 １０２・・・原子炉容器の上部開口を閉塞する遮蔽プラ
グ、１１９・・・試験片、１０４・・・油圧シリンダ機
構。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第　１　図 第　２　＠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉容器内に試験片を配置して、この試験片に引張り
   力を付加してその伸び等を計測するインパイルクリープ
   試験装置において、上記引張り力を付加する装置を原子
   炉容器の外部上方に設置したことを特徴とするインパイ
   ルクリープ試験装置。