JPH0499254A - 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法 - Google Patents
耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法Info
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- JPH0499254A JPH0499254A JP2212640A JP21264090A JPH0499254A JP H0499254 A JPH0499254 A JP H0499254A JP 2212640 A JP2212640 A JP 2212640A JP 21264090 A JP21264090 A JP 21264090A JP H0499254 A JPH0499254 A JP H0499254A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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-
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- B21B—ROLLING OF METAL
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-
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- 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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- Metal Extraction Processes (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、原子炉燃料の被覆管として用いた場合に、
優れた耐応力腐食割れ性を示すジルコニウム（以下、Ｚ
「で示す。）合金被覆管の製造法に関するものである。
優れた耐応力腐食割れ性を示すジルコニウム（以下、Ｚ
「で示す。）合金被覆管の製造法に関するものである。
一般に、原子炉燃料の被覆管としてＺ「合金被覆管が用
いられることはよく知られている。上記Ｚｒ合金被覆管
を製造するためのＺ「合金は、ＪＩＳ規格のＨ４７５１
に規定されているジルカロイ２またはジルカロイ４が用
いられ、そのなかでも加圧水型原子炉の燃料用Ｚｒ合金
被覆管としては特にジルカロイ４が用いられている。
いられることはよく知られている。上記Ｚｒ合金被覆管
を製造するためのＺ「合金は、ＪＩＳ規格のＨ４７５１
に規定されているジルカロイ２またはジルカロイ４が用
いられ、そのなかでも加圧水型原子炉の燃料用Ｚｒ合金
被覆管としては特にジルカロイ４が用いられている。
上記Ｚ「合金被覆管は、押出し成形して得られた肉厚の
Ｚｒ合金素管をピルガ−圧延および再結晶焼鈍をそれぞ
れ１回または複数回繰返し施したのち、最終ピルガ−圧
延および歪取り焼鈍することにより製造される。上記ピ
ルガ−圧延は冷間圧延で行われ、上記再結晶焼鈍は真空
雰囲気中、温度５３０〜７６０℃で行われ、最後の歪取
り焼鈍は４３０〜４９０℃で行われる。
Ｚｒ合金素管をピルガ−圧延および再結晶焼鈍をそれぞ
れ１回または複数回繰返し施したのち、最終ピルガ−圧
延および歪取り焼鈍することにより製造される。上記ピ
ルガ−圧延は冷間圧延で行われ、上記再結晶焼鈍は真空
雰囲気中、温度５３０〜７６０℃で行われ、最後の歪取
り焼鈍は４３０〜４９０℃で行われる。
このようにして得られたＺｒ合金被覆管には、原子炉燃
料ベレットが充填され、原子炉燃料集合体に組立てられ
、炉心に挿入されて使用される〔これらの点については
、社団法人１日本金属学会編「改訂５版 金属便覧」平
成２年３月３１日。
料ベレットが充填され、原子炉燃料集合体に組立てられ
、炉心に挿入されて使用される〔これらの点については
、社団法人１日本金属学会編「改訂５版 金属便覧」平
成２年３月３１日。
丸善株式会社発行、８１２〜８１５参照〕。
しかし、最近、電力供給源として原子力発電の比重が高
まるにつれて原子力発電の高効率化が求められ、原子炉
燃料集合体の炉内滞在時間の長期化、原子炉燃料の高燃
焼度化、および原子炉の負荷追従運転等が実施され、そ
れに伴って、原子炉燃料ベレットとＺｒ合金被覆管との
相互作用による被覆管の応力腐食割れを起す可能性が高
くなるなどの課題があった。
まるにつれて原子力発電の高効率化が求められ、原子炉
燃料集合体の炉内滞在時間の長期化、原子炉燃料の高燃
焼度化、および原子炉の負荷追従運転等が実施され、そ
れに伴って、原子炉燃料ベレットとＺｒ合金被覆管との
相互作用による被覆管の応力腐食割れを起す可能性が高
くなるなどの課題があった。
そこで、本発明者らは、かかる課題を解決し、従来より
もさらに耐応力腐食割れ性に優れたＺｒ合金被覆管を製
造すべく研究を行った結果、上記ピルガ−圧延および再
結晶焼鈍をそれぞれ１回または複数回繰返す２「合金被
覆管の製造工程において、上記ピルガ−圧延のうち少な
くとも１回を、外径減少率：１〜３０％の引張り加工で
置換することにより従来よりもさらに耐応力腐食割れ性
に優れたＺ「合金被覆管を得ることができるという知見
を得たのである。
もさらに耐応力腐食割れ性に優れたＺｒ合金被覆管を製
造すべく研究を行った結果、上記ピルガ−圧延および再
結晶焼鈍をそれぞれ１回または複数回繰返す２「合金被
覆管の製造工程において、上記ピルガ−圧延のうち少な
くとも１回を、外径減少率：１〜３０％の引張り加工で
置換することにより従来よりもさらに耐応力腐食割れ性
に優れたＺ「合金被覆管を得ることができるという知見
を得たのである。
この発明は、かかる知見に基づいて成されたものであっ
て、 Ｚｒ合金素管に、ピルガ−圧延および再結晶焼鈍をそれ
ぞれ１回または複数回繰返し施したのち、最終ピルガ−
圧延および歪取り焼鈍することによりＺｒ合金被覆管を
製造する工程において、上記ピルガ−圧延のうち少なく
とも１回を外径減少率：１〜３０％の引張り加工で置換
する、耐応力腐食割れ性に優れたＺｒ合金被覆管の製造
法に特徴を有するものである。
て、 Ｚｒ合金素管に、ピルガ−圧延および再結晶焼鈍をそれ
ぞれ１回または複数回繰返し施したのち、最終ピルガ−
圧延および歪取り焼鈍することによりＺｒ合金被覆管を
製造する工程において、上記ピルガ−圧延のうち少なく
とも１回を外径減少率：１〜３０％の引張り加工で置換
する、耐応力腐食割れ性に優れたＺｒ合金被覆管の製造
法に特徴を有するものである。
この発明の耐応力腐食割れ性に優れたＺ「合金被覆管の
製造法において、上記引張り加工による外径減少率を１
〜３０％に限定した理由は、外径減少率が１％未満では
耐応力腐食割れ性向上に効果がなく、一方、外径減少率
が３０％を越えると局部変形を起こすので好ましくない
ことによるものである。
製造法において、上記引張り加工による外径減少率を１
〜３０％に限定した理由は、外径減少率が１％未満では
耐応力腐食割れ性向上に効果がなく、一方、外径減少率
が３０％を越えると局部変形を起こすので好ましくない
ことによるものである。
つぎに、この発明を、実施例にもとづいて具体的に説明
する。
する。
外径＝３，４インチ（８８，４ｍ＋ｅ） 、肉厚：０，
６インチ（１５，２龍）の寸法を有し、 Ｓｎ：１．５重量％、 Ｆｅ：０．２重量％、Ｃｒ
：０．１重量％、 を含有し、残りがＺｒおよび不可避不純物からなる組成
のＺｒ合金押出し素管を用意した。
６インチ（１５，２龍）の寸法を有し、 Ｓｎ：１．５重量％、 Ｆｅ：０．２重量％、Ｃｒ
：０．１重量％、 を含有し、残りがＺｒおよび不可避不純物からなる組成
のＺｒ合金押出し素管を用意した。
実施例１〜１０および比較例１〜２
上記押出し素管を第１表に示される外径減少率となるよ
うに引張り加工したのち、真空雰囲気中で再結晶焼鈍し
、 ついで、ピルガ−圧延および真空雰囲気中で再結晶焼鈍
をそれぞれ３回づつ繰返し施したのち、最終ピルガ−圧
延および真空雰囲気中で歪取り焼鈍することにより外径
： ０．３７４インチ（９，５１１！Ｉ）、肉厚： ０
．０２２インチ（０，５７ｎ＋ｍ）の寸法を有する実施
例１〜ｌＯおよび比較例１〜２のＺｒ合金被覆管を製造
した。この製造工程をわかりやすく第１表に示す。
うに引張り加工したのち、真空雰囲気中で再結晶焼鈍し
、 ついで、ピルガ−圧延および真空雰囲気中で再結晶焼鈍
をそれぞれ３回づつ繰返し施したのち、最終ピルガ−圧
延および真空雰囲気中で歪取り焼鈍することにより外径
： ０．３７４インチ（９，５１１！Ｉ）、肉厚： ０
．０２２インチ（０，５７ｎ＋ｍ）の寸法を有する実施
例１〜ｌＯおよび比較例１〜２のＺｒ合金被覆管を製造
した。この製造工程をわかりやすく第１表に示す。
実施例１１〜２０および比較例３〜４
上記押出し素管をピルガ−圧延したのち、真空雰囲気中
で再結晶焼鈍することにより、外径＝２．５インチ（６
３，５＋ｏｍ） 、肉厚： ０．４３インチ（１０，９
ｍｍ）の寸法を有する中間素管を製造し、 この中間素管を第２表に示される外径減少率となるよう
に引張り加工したのち、真空雰囲気中で再結晶焼鈍し、 ついで、ピルガ−圧延および真空雰囲気中で再結晶焼鈍
をそれぞれ２回づつ繰返し施したのち、最終ピルガ−圧
延および真空雰囲気中で歪取り焼鈍することにより外径
： ０Ｊ７４インチ（９，５１１１１１）、肉厚： ０
．０２２インチ（０，５７ｍｍ）の寸法を有する実施例
１１〜２０および比較例３〜４のＺ「合金被覆管を製造
した。この製造工程をわかりやすく第２表に示す。
で再結晶焼鈍することにより、外径＝２．５インチ（６
３，５＋ｏｍ） 、肉厚： ０．４３インチ（１０，９
ｍｍ）の寸法を有する中間素管を製造し、 この中間素管を第２表に示される外径減少率となるよう
に引張り加工したのち、真空雰囲気中で再結晶焼鈍し、 ついで、ピルガ−圧延および真空雰囲気中で再結晶焼鈍
をそれぞれ２回づつ繰返し施したのち、最終ピルガ−圧
延および真空雰囲気中で歪取り焼鈍することにより外径
： ０Ｊ７４インチ（９，５１１１１１）、肉厚： ０
．０２２インチ（０，５７ｍｍ）の寸法を有する実施例
１１〜２０および比較例３〜４のＺ「合金被覆管を製造
した。この製造工程をわかりやすく第２表に示す。
実施例２１〜３４および比較例５〜８
上記押出し素管を第３表に示される外径減少率となるよ
うに第１引張り加工したのち、再結晶焼鈍し、続いて、
ピルガ−圧延および真空雰囲気中で再結晶焼鈍を施した
のち、さらに第３表に示される外径減少率となるように
第２引張り加工したのち再結晶焼鈍し、 ついで、ピルガ−圧延および真空雰囲気中で再結晶焼鈍
をそれぞれ］回づつ施したのち、最終ピルガ−圧延およ
び真空雰囲気中で歪取り焼鈍することにより外径： 、
０．３７４インチ（９，５ｍｍ） 、肉厚二０．０２２
インチ（０，５７ｍｍ）の寸法を有する実施例２１〜３
４および比較例５〜８のＺｒ合金被覆管を製造した。こ
の製造工程をわかりやすく第３表に示す。
うに第１引張り加工したのち、再結晶焼鈍し、続いて、
ピルガ−圧延および真空雰囲気中で再結晶焼鈍を施した
のち、さらに第３表に示される外径減少率となるように
第２引張り加工したのち再結晶焼鈍し、 ついで、ピルガ−圧延および真空雰囲気中で再結晶焼鈍
をそれぞれ］回づつ施したのち、最終ピルガ−圧延およ
び真空雰囲気中で歪取り焼鈍することにより外径： 、
０．３７４インチ（９，５ｍｍ） 、肉厚二０．０２２
インチ（０，５７ｍｍ）の寸法を有する実施例２１〜３
４および比較例５〜８のＺｒ合金被覆管を製造した。こ
の製造工程をわかりやすく第３表に示す。
従来例
上記押出し素管を、先ずピルガ−圧延したのち真空雰囲
気中で再結晶焼鈍を施し、さらにピルガ−圧延および真
空雰囲気中で再結晶焼鈍をそれぞれ３回づつ施したのち
、最終ピルガ−圧延および真空雰囲気中で歪取り焼鈍す
ることにより、外径： ０．３７４インチ（９，５關）
、肉厚： ０．０２２インチ（０，５７ｍｍ）の寸法を
有する従来例のＺｒ合金被覆管を製造した。この製造工
程もわかりやすく第３表に示す。
気中で再結晶焼鈍を施し、さらにピルガ−圧延および真
空雰囲気中で再結晶焼鈍をそれぞれ３回づつ施したのち
、最終ピルガ−圧延および真空雰囲気中で歪取り焼鈍す
ることにより、外径： ０．３７４インチ（９，５關）
、肉厚： ０．０２２インチ（０，５７ｍｍ）の寸法を
有する従来例のＺｒ合金被覆管を製造した。この製造工
程もわかりやすく第３表に示す。
上記実施例１〜３４、比較例１〜８および従来例の製造
方法で作製されたＺｒ合金被覆管を３６０℃に保持し、
腐食性ガスとしてヨウ素ガスを濃度二６．０ｇ／ｃ−と
なるように充填し、さらにアルゴンガスにより内側から
応カニ ２ｇ、１ｋｇ／ｍｊで加圧した状態に保持し、
破損に至るまでの時間を測定する耐応力腐食割れ試験を
実施し、それらの測定結果をそれぞれ第１〜３表に示し
た。
方法で作製されたＺｒ合金被覆管を３６０℃に保持し、
腐食性ガスとしてヨウ素ガスを濃度二６．０ｇ／ｃ−と
なるように充填し、さらにアルゴンガスにより内側から
応カニ ２ｇ、１ｋｇ／ｍｊで加圧した状態に保持し、
破損に至るまでの時間を測定する耐応力腐食割れ試験を
実施し、それらの測定結果をそれぞれ第１〜３表に示し
た。
なお、７２時間を越えて破損に至らなかったＺｒ合金被
覆管については、その時点で耐応力腐食割れ試験を中止
し、「破損せず」として第１〜３表に示した。
覆管については、その時点で耐応力腐食割れ試験を中止
し、「破損せず」として第１〜３表に示した。
第１〜３表に示される結果から、実施例１〜３４の製造
方法で作製されたＺｒ合金被覆管は、いずれも従来例の
製造方法で作製されたＺ「合金被覆管と比べて、耐応力
腐食割れ性が優れており、またこの発明の条件から外れ
た条件で行われる比較例１〜８の製造方法で作製された
Ｚｒ合金被覆管（第１〜３表において、この発明の条件
から外れた条件には、※印を付して示した。）は、耐応
力腐食割れ性が十分でなく、また耐応力腐食割れ性が優
れているものもあるが、それらのものは加工性に問題が
生じることがわかる。
方法で作製されたＺｒ合金被覆管は、いずれも従来例の
製造方法で作製されたＺ「合金被覆管と比べて、耐応力
腐食割れ性が優れており、またこの発明の条件から外れ
た条件で行われる比較例１〜８の製造方法で作製された
Ｚｒ合金被覆管（第１〜３表において、この発明の条件
から外れた条件には、※印を付して示した。）は、耐応
力腐食割れ性が十分でなく、また耐応力腐食割れ性が優
れているものもあるが、それらのものは加工性に問題が
生じることがわかる。
上述のように、この発明の製造方法によると、最近の原
子力発電の効率化による原子炉燃料集合体の炉内滞在時
間の長期化、原子炉燃料の高燃焼度化、および原子炉の
負荷追従運転等に対して、応力腐食割れを起す可能性が
小さく、長期にわたって続けて運転操業できることがで
きるＺｒ合金被覆管を提供することができる。
子力発電の効率化による原子炉燃料集合体の炉内滞在時
間の長期化、原子炉燃料の高燃焼度化、および原子炉の
負荷追従運転等に対して、応力腐食割れを起す可能性が
小さく、長期にわたって続けて運転操業できることがで
きるＺｒ合金被覆管を提供することができる。
Claims (1)
- （１）ジルコニウム合金素管に、ピルガー圧延および再
結晶焼鈍をそれぞれ１回または複数回繰返し施したのち
、最終ピルガー圧延および歪取り焼鈍することによりジ
ルコニウム合金被覆管を製造する工程において、 上記ピルガー圧延のうち少なくとも１回を、外径減少率
：１〜３０％の引張り加工で置換する、ことを特徴とす
る耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2212640A JP2830420B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2212640A JP2830420B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499254A true JPH0499254A (ja) | 1992-03-31 |
| JP2830420B2 JP2830420B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=16625991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2212640A Expired - Lifetime JP2830420B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830420B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012504229A (ja) * | 2008-09-30 | 2012-02-16 | アレバ・エヌペ | 核燃料棒用被覆管ならびに被覆管を製造する方法および装置 |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP2212640A patent/JP2830420B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012504229A (ja) * | 2008-09-30 | 2012-02-16 | アレバ・エヌペ | 核燃料棒用被覆管ならびに被覆管を製造する方法および装置 |
| JP2015096861A (ja) * | 2008-09-30 | 2015-05-21 | アレバ・エヌペ | 核燃料棒用被覆管ならびに被覆管を製造する方法および装置 |
| US10112224B2 (en) | 2008-09-30 | 2018-10-30 | Areva Np | Cladding tube for nuclear fuel rod, method and apparatus for manufacturing a cladding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2830420B2 (ja) | 1998-12-02 |
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