JPH11192556A - 試験体の作成方法並に試験体の応力腐食割れ形成方法及び装置 - Google Patents

試験体の作成方法並に試験体の応力腐食割れ形成方法及び装置

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JPH11192556A
JPH11192556A JP36134397A JP36134397A JPH11192556A JP H11192556 A JPH11192556 A JP H11192556A JP 36134397 A JP36134397 A JP 36134397A JP 36134397 A JP36134397 A JP 36134397A JP H11192556 A JPH11192556 A JP H11192556A
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JP
Japan
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welded joint
stress corrosion
test specimen
welded
resistance index
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Kumiko Araki
久美子 荒木
Yasuhiro Tanaka
保博 田中
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 試験体の溶接継手部の溶接金属内に応力腐食
割れを形成して今後の検査技術の向上のために供するこ
とのできる試験体を作成し得るようにする。 【解決手段】 板材2間に形成される開先4の内側面に
対して、一層目は応力腐食割れ抵抗指数の大きい溶材に
より溶接して溶接継手本体3aを形成し、二層目以後は
応力腐食割れ抵抗指数の小さい溶材により溶接して溶接
継手本体3bを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接継手部に容易
且つ確実にSCC(応力腐食割れ)を形成し得るように
した試験体の作成方法並に試験体の応力腐食割れ形成方
法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】原子力プラントでは予防保全の見地から
種々の機器の各部所に対して超音波探傷検査等の非破壊
検査が施工されるが、その中でも溶接継手部における溶
接金属内の欠陥検出は難しいとされており、検査技術は
確立されていないのが現状である。
【0003】そこで、今後の検査技術の向上を図ること
が志向されているがそのためには溶接継手部の溶接金属
内に自然欠陥としてSCC(応力腐食割れ)を形成した
試験体を作成し、種々の試験を行う必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
試験体における溶接継手部の溶接金属内にSCCを形成
させる技術は全くないのが実情であった。
【0005】本発明は上述の実情に鑑み、試験体溶接継
手部の溶接金属内にSCCを形成して今後の検査技術の
向上のために供することのできる試験体を作成し得るよ
うにすることを目的としてなしたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の試験体の作成方
法は、母材間に形成される開先の内側面に対して、一層
目は応力腐食割れ抵抗指数の大きい溶材により溶接して
溶接継手本体を形成し、二層目以後は応力腐食割れ抵抗
指数の小さい溶材により溶接して溶接継手本体を形成す
るものである。
【0007】本発明の試験体の応力腐食割れ形成方法
は、前述の試験体の溶接継手の表面にグラファイトファ
イバーウール製のパッドを接触させたうえ、試験体を所
定の温度及び圧力の熱水により煮て少くとも応力腐食割
れ抵抗指数の小さい溶接継手本体に応力腐食割れを形成
させるものである。
【0008】本発明の試験体の応力腐食割れ形成装置
は、前述の試験体の溶接継手の表面にグラファイトファ
イバーウール製のパッドを接触させて固定するための手
段と、前記溶接継手本体の表面にグラファイトファイバ
ーウール製のパッドを接触させた試験体を所定の温度及
び圧力の熱水により煮て少くとも応力腐食割れ抵抗指数
の小さい溶接継手本体に応力腐食割れを形成させる手段
とを設けたものである。
【0009】従って、本発明の試験体の作成方法では、
応力腐食割れを形成し易い試験体を容易に作成でき、本
発明の試験体の応力腐食割れ形成方法及び装置では、試
験体に容易且つ確実に応力腐食割れを形成することがで
きる。
【0010】以上の結果、溶接継手部分の検査技術の向
上を図ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しつつ説明する。
【0012】図1、2は本発明の実施の形態の一例で、
溶接継手部の溶接金属内に容易且つ確実にSCCを形成
させることのできる試験体を作成し得るようにしたもの
である。
【0013】図1、2中、1は左右の金属製の板材2と
板材2同士を接続する溶接継手3を備えた試験体であ
る。
【0014】溶接継手3の溶接金属としては、開先4内
側面に対する一層目及び開先4の長手方向両端部は応力
腐食割れ抵抗指数SCRIの大きく割れにくい(35以
上)溶材(インコネル82及び182等)により溶接し
て溶接継手本体3aを形成し、二層目以降の部分は応力
腐食割れ抵抗指数SCRIの小さく比較的割れやすい
(20以下)溶材(インコネル82及び182等)によ
り溶接して溶接継手本体3bを形成する。而して、平面
的に見た場合には、図1に示すごとく、溶接継手本体3
bは溶接継手本体3aに包囲されたごとき状態となる。
なお割れにくいものと割れやすいものの境界値は32〜
33程度である。又、インコネルはNi系合金であり、
JISZ3224,3334に示すものである。
【0015】溶接を行う際には、各層の入熱は溶接継手
本体3bに引張応力を発生させてSCC形成に対する鋭
敏化を図るため10〜25KJ/cmの範囲で調整す
る。
【0016】応力腐食割れ抵抗指数SCRIはSCCに
対する感受性を評価する指数であり、
【数1】SCRI=[%Cr]+5[%Nb]+10
[%Ti]−116.5[%C] で表わされる。
【0017】試験体1を上述のごとき構造とすることに
より、溶接継手3に容易にSCCを形成することができ
る試験体1を提供することができる。
【0018】図3、4は、図1、2のようにして作成し
た試験体1の溶接継手本体3bにSCCを形成する際に
使用する試験体固定装置の実施の形態の一例を示す。
【0019】図3、4中、5は、試験体1における溶接
継手3の長手方向Lへ所要の間隔で配設された複数の梁
材であり、該梁材5は溶接継手3の幅方向Wへ延在する
と共に試験体1の上部に位置するようになっている。
【0020】6は梁材5の長手方向両側に取付けられて
下方に延在すると共に下端が梁材5の長手方向中心側へ
向って水平に曲折した正面形状L形の支持材である。而
して、支持材6は各梁材5を夫々前後から挟むごとく配
置されると共に下端水平部6aにより試験体1をその幅
方向Wから支持し得るようになっている。
【0021】7は、溶接継手3の上面全体に接触させ
る、薄板状でグラファイトファイバーウール製のパッド
であり、該パッドは試験体1を煮る際にパッド7接触部
に熱水を滞留させて溶接継手本体3bの溶接金属内にS
CCが形成されるのを促進させるためのものである。
【0022】8は、パッド7を全面に亘り押える押え治
具であって、梁材5の長手方向中央部に上下へ貫通する
よう螺合された押えボルト9の下端により押されてパッ
ド7に対し押付け得るようになっている。
【0023】又、図示してないが、本実施の形態例にお
いては、試験体1の溶接継手本体3bにSCCを形成さ
せる際に、図3、4に示すようにセットされた試験体1
を高温、高圧の熱水で煮るようにしたオートクレーブ
(圧力釜)が必要である。
【0024】次に、図3、4に示す実施の形態の作用に
ついて説明する。
【0025】試験体1の溶接継手本体3bにSCCを形
成させる場合には、図1、2に示す構造の試験体1を梁
材5に接続されている支持材6の下端水平部6aに載置
し、溶接継手3の上面にグラファイトファイバーウール
製のパッド7を載置すると共にパッド7の上面に押え治
具8を載置し、梁材5の長手方向中央部に上下方向へ貫
通するよう螺合した押えボルト9を締付けて下降させ、
押えボルト9の下端により押え治具8を押圧してパッド
7を溶接継手3上に所定の圧力で押付ける。
【0026】図3、4に示すごとく、試験体1が支持材
6に支持された状態で溶接継手3にパッド7が押付けら
れたら、斯かる状態の試験体1をオートクレーブに収納
し、熱水により煮る。
【0027】試験体1を煮る際の熱水は純水を利用し、
又温度は250〜288℃、圧力は45〜80kg/c
2Gとし、煮る時間は500時間程度とする。更に熱
水の溶存酸素濃度は8ppm以下とし、電気伝導度は
0.2μs/cm〜2.0μs/cmとする。
【0028】このため、試験体1の溶接継手本体3bに
は、自然欠陥であるSCC10(図2参照)が形成され
る。又パッド7はグラファイトウール製であるため、こ
の部分に熱水が滞留し、溶接継手本体3bに対するSC
Cの形成が促進される。
【0029】SCCの起こる理由としては以下のような
ことが考えられる。すなわち例えばCr236の析出に
より金属の結晶粒の表面近くのCr濃度が12〜13%
以下となるとこの部分が鋭敏化し、このためこの部分に
溶接の熱影響による残留応力があると結晶粒界に沿って
割れが生じるのである。
【0030】SCCの形成された試験体1は押えボルト
9を緩めることにより支持材6から取外されると共に試
験体1からはパッド7が除去され、而して所望の状態に
SCCの形成された試験体1が完成する。
【0031】完成した試験体1は種々の試験に供されて
データが得られるため、得られたデータを解析し、検討
することにより検査技術の向上が図られる。
【0032】図5、6は管11同士を溶接継手12によ
り接続して形成した試験体13の前記溶接継手12に応
力腐食割れを形成させる際に使用する試験体固定装置の
実施の形態の一例を示す。
【0033】溶接継手12の断面形状は図2に示す溶接
継手3と同一の構造である。
【0034】すなわち、開先内側面に対する一層目は応
力腐食割れ抵抗指数SCRIの大きい溶材により溶接し
て溶接継手本体12aを形成し、二層目以降は応力腐食
割れ抵抗指数SCRIの小さい溶材により溶接して溶接
継手本体12bを形成してある。
【0035】図5、6中、14は溶接継手12の外周面
に円周方向へ所定の間隔で当接させるようにした薄板状
でグラファイトファイバーウール製の複数のパッドであ
り、該パッド14は、試験体13を煮る際にパッド14
に熱水を滞留させ、溶接継手本体12bの溶接金属内に
SCCが形成されるのを促進させるためのものである。
【0036】15は各パッド14を押える円弧状の押え
治具、16は押え治具15、パッド14、管11の溶接
継手12が挿入されるようにした押えリング、17は押
えリング16の径方向へ向けて押えリング16を貫通す
るよう螺合された押えボルトであり、押えボルト17を
締付けてその先端により押え治具15を介しパッド14
を溶接継手12の外周面に押圧し得るようになってい
る。
【0037】図5、6に示すように溶接継手12の外周
にパッド14を押圧されて押えリング16に支持された
試験体13の場合も、溶接継手本体12bにSCCを形
成させる際には、図3、4に示す試験体1の場合と同様
の条件でオートクレーブ内で熱水により煮られる。
【0038】図7は管18を上面が水平の厚肉で環状の
板材19に挿入し溶接継手20により管18と板材19
を接続して形成した試験体21の前記溶接継手20に応
力腐食割れを形成させる際に使用する試験体固定装置の
実施の形態の一例を示す。
【0039】溶接継手20は隅肉溶接であるためその断
面形状は図2に示す溶接継手3と異なってはいるが、溶
接金属の積層の仕方は図2の溶接継手3と同様である。
【0040】すなわち、開先内側面に対する一層目は応
力腐食割れ抵抗指数SCRIの大きい溶材により溶接し
て溶接継手本体20aを形成し、二層目以後は応力腐食
割れ抵抗指数SCRIの小さい溶材により溶接して溶接
継手本体20bを形成してある。
【0041】図7中、22は溶接継手20の上部外周傾
斜面に内周方向へ所定の間隔で当接させるようにした薄
板状でグラファイトファイバーウール製の複数のパッド
であり、該パッド22は試験体21を煮る際にパッド2
2接触部に熱水を滞留させ、溶接継手本体20bの溶接
金属内にSCCが形成されるのを促進させるためのもの
である。
【0042】23は各パッド22を押える円弧状の押え
治具、24は板材19の外周に仮付けにより固定される
と共に押え治具23、パッド22、管18と板材19の
溶接継手20が挿入されるようにした押えリング、25
は押えリング24の溶接継手20上部外周傾斜面と平行
な部分を貫通するよう螺合された押えボルトであり、押
えボルト25を締付けてその先端により押え治具23を
介しパッド22を溶接継手20の上部外周傾斜面に押圧
し得るようになっている。
【0043】図8は管18を上面が傾斜している厚肉で
環状の板材19に挿入し、溶接継手20により管18と
板材19を接続して形成した試験体21の前記溶接継手
に応力腐食割れを形成させる際に使用する試験体固定装
置の実施の形態の一例を示し、板材19の上面が傾斜し
ているため他の部品も傾斜配置されている外は、図7の
試験体固定装置と同一構成である。従って同一機能部分
には図7の各部分と同一の符号が付してある。
【0044】なお、押えリング24は板材19の外周に
仮付けで固定する以外に、押えリング24の外周にスチ
ールバンド26を巻付けて締付け、固定するようにして
も良い。
【0045】図7、8に示す試験体21の場合も溶接継
手本体20bにSCCを形成させる際には、図3、4に
示す試験体1の場合と同様の条件でオートクレーブ内で
熱水により煮られる。
【0046】図5〜8に示す試験体13,21の場合
も、SCCが形成された後は、それぞれ試験体固定装置
から取外されて種々の試験に供され、データが得られる
ため、得られたデータを解析し、検討することにより検
査技術の向上が図られる。
【0047】なお、本発明の実施の形態においては、図
1の板材の場合は、開先長手方向両端部に一層目以外も
応力腐食割れ抵抗指数の大きい溶材を用いる場合につい
て説明したが、開先長手方向両端部も一層目以外は応力
腐食割れ抵抗指数の小さい溶材を用いるようにしても実
施可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【0048】
【発明の効果】本発明によれば、請求項1の場合は応力
腐食割れを形成し易い試験体を容易に作成でき、請求項
2、3によれば試験体の溶接継手部の溶接金属内に応力
腐食割れを容易且つ確実に形成することができ、従って
以上の結果、溶接継手部分の検査技術の向上を図るため
の試験に試験体を供することができ、延いては検査技術
の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の試験体の作成方法により作成された試
験体の平面図である。
【図2】図1のII−II方向矢視図である。
【図3】本発明の試験体の応力腐食割れ形成方法及び装
置に適用する試験体固定装置の例を示す側面図であり、
試験体が矩形状の場合の側面図である。
【図4】図3のIV−IV方向矢視図である。
【図5】本発明の試験体の応力腐食割れ形成方法及び装
置に適用する試験体固定装置の例を示す正面図であり、
試験体が管状の場合の正面図である。
【図6】図5のVI−VI方向矢視図である。
【図7】本発明の試験体の応力腐食割れ形成方法及び装
置に適用する試験体固定装置の例を示す縦断面図であ
り、試験体が管と上面が平坦な厚板の組合せの場合の縦
断面図である。
【図8】本発明の試験体の応力腐食割れ形成方法及び装
置に適用する試験体固定装置の例を示す縦断面図であ
り、試験体が管と上面が傾斜した厚板の組合せの場合の
縦断面図である。
【符号の説明】
1,13,21 試験体 2,19 板材(母材) 3,12,20 溶接継手 3a,12a,20a 溶接継手本体 3b,12b,20b 溶接継手本体 4 開先 5 梁材(固定するための手段) 6 支持材(固定するための手段) 7,14,22 パッド 8,15,23 押え治具(固定するための手
段) 9,17,25 押えボルト(固定するための手
段) 11,18 管(母材) 16,24 押えリング(固定するための手段) 26 スチールバンド(固定するための手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 母材間に形成される開先の内側面に対し
    て、一層目は応力腐食割れ抵抗指数の大きい溶材により
    溶接して溶接継手本体を形成し、二層目以後は応力腐食
    割れ抵抗指数の小さい溶材により溶接して溶接継手本体
    を形成することを特徴とする試験体の作成方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の方法で作成した試験体の溶接
    継手の表面にグラファイトファイバーウール製のパッド
    を接触させたうえ、試験体を所定の温度及び圧力の熱水
    により煮て少くとも応力腐食割れ抵抗指数の小さい溶接
    継手本体に応力腐食割れを形成させることを特徴とする
    試験体の応力腐食割れ形成方法。
  3. 【請求項3】 請求項1の方法で作成した試験体の溶接
    継手の表面にグラファイトファイバーウール製のパッド
    を接触させて固定するための手段と、前記溶接継手本体
    の表面にグラファイトファイバーウール製のパッドを接
    触させた試験体を所定の温度及び圧力の熱水により煮て
    少くとも応力腐食割れ抵抗指数の小さい溶接継手本体に
    応力腐食割れを形成させる手段とを設けたことを特徴と
    する試験体の応力腐食割れ形成装置。
JP36134397A 1997-12-26 1997-12-26 試験体の作成方法並に試験体の応力腐食割れ形成方法及び装置 Pending JPH11192556A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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