JPH11258132A - クリープ試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特殊な環境下でクリープ試験を適切に行うこ
とができるクリープ試験装置を提供する。 【解決手段】 本発明のクリープ試験装置は、試験片
（１０４）の一端側を把持するように固定配置された第
１把持手段（１０６）と、試験片の他端側を把持するよ
うに移動可能に配置された第２把持手段（１０８）と、
試験片の軸方向の伸縮を許容するように第１把持手段と
第２把持手段とを連結すると共に第１把持手段と第２把
持手段と共に試験片を収納する気密室（１１２）を形成
する連結手段（１１０）と、気密室に連通して設けられ
気密室を加圧して試験片に引張り力を作用させる加圧手
段（１１４）と、第１把持手段と第２把持手段との離間
距離を測定して試験片の伸び量を測定する測定手段（１
１６）と、これらの全要素を収納するカプセル（１０
０）と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリープ試験装置
に係わり、特に、実際の使用環境に近い環境下で試験す
ることが可能なクリープ試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】材料が、ある温度及び雰囲気の環境下で
示す時間に依存する強さのうち、試験片に所定の応力ま
たは荷重を与えて時間の経過とともに変化するひずみ
量、即ちクリープひずみを求めるのがクリープ試験であ
る。従来から、このようなクリープ試験を行うため、種
々のクリープ試験装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、例えば、原子炉
圧力容器材料を高温環境下でクリープ試験する場合に
は、圧力容器材料から作られた試験片を原子炉内に挿入
して、クリープ試験を行なわなければならない。しかし
ながら、このような場合、従来のクリープ試験装置は、
その構造上そのまま原子炉内に挿入して使用することが
できず、原子炉圧力容器材料等のクリープ試験を適切に
行なうことが出来なかった。そこで、本発明は、上記の
従来技術の問題点を解決するためになされたものであ
り、実際の使用環境に近い環境下で試験することが可能
なクリープ試験装置を提供することを目的としている。

【０００４】また、本発明は、試験片の標点間の伸び量
を測定することが出来るクリープ試験装置を提供するこ
とを目的としている。更に、本発明は、無負荷の試験片
の試験も同時に行なうことが出来るクリープ試験装置を
提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のクリープ試験装置は、試験片の一端側を
把持するように固定配置された第１把持手段と、試験片
の他端側を把持するように移動可能に配置された第２把
持手段と、試験片の軸方向の伸縮を許容するように第１
把持手段と第２把持手段とを連結すると共に第１把持手
段と第２把持手段と共に試験片を収納する気密室を形成
する連結手段と、気密室に連通して設けられ気密室を加
圧して試験片に引張り力を作用させる加圧手段と、第１
把持手段と第２把持手段との離間距離を測定して試験片
の伸び量を測定する測定手段と、第１把持手段、第２把
持手段、連結手段、加圧手段及び測定手段をその内部に
収納するカプセルと、を備えたことを特徴としている。

【０００６】このように構成された本発明においては、
試験片が第１把持手段と第２把持手段とにより把持さ
れ、加圧手段により、気密室内が加圧にされ、それによ
り、第２把持手段が移動し、試験片に引張り力が作用す
る。この引張り力により試験片が伸び、この伸び量が測
定手段により測定される。本発明によれば、加圧手段に
より、試験片に作用する引張り力が所定の値となるよう
に、容易に制御可能である。更に、本発明によれば、カ
プセルの内部に第１把持手段、第２把持手段、連結手
段、加圧手段及び測定手段を収納するようにしているた
め、実際の使用環境に近い環境下で試験することができ
る。また、本発明のクリープ試験装置は、試験片の一端
側を把持するように固定配置された第１把持手段と、試
験片の他端側を把持するように移動可能に配置された第
２把持手段と、この第２把持手段の試験片の軸方向に関
して第１把持手段の反対側に固定配置された支持手段
と、試験片の軸方向の伸縮を許容するように第２把持手
段と支持手段とを連結すると共に第２把持手段と支持手
段と共に気密室を形成する連結手段と、気密室に連通し
て設けられ気密室を減圧して試験片に引張り力を作用さ
せる減圧手段と、第１把持手段と第２把持手段との離間
距離を測定して試験片の伸び量を測定する測定手段と、
第１把持手段、第２把持手段、支持手段、連結手段、減
圧手段及び測定手段をその内部に収納するカプセルと、
を備えたことを特徴としている。

【０００７】このように構成された本発明においては、
試験片が第１把持手段と第２把持手段とにより把持さ
れ、減圧手段により、気密室内が減圧され、それによ
り、第２把持手段が移動し、試験片に引張り力が作用す
る。この引張り力により試験片が伸び、この伸び量が測
定手段により測定される。本発明によれば、減圧手段に
より、試験片に作用する引張り力が所定の値となるよう
に、容易に制御可能である。更に、本発明によれば、装
置を高圧下の環境で使用するような場合には、気密室を
加圧するより減圧する方が、圧力制御がより容易とな
る。同様に、実際の使用環境に近い環境下で試験するこ
とができる。さらに、本発明のクリープ試験装置は、第
１試験片の一端側を把持するように固定配置された第１
把持手段と、第１試験片の他端側を把持するように移動
可能に配置された第２把持手段と、この第２把持手段の
第１試験片の軸方向に関して上記第１把持手段の反対側
に固定配置された支持手段と、第１試験片の軸方向の伸
縮を許容するように上記第２把持手段と支持手段とを連
結すると共に上記第２把持手段と支持手段と共に気密室
を形成する連結手段と、気密室に連通して設けられ気密
室を減圧して第１試験片に引張り力を作用させる減圧手
段と、第１試験片の標点間距離を測定して第１試験片の
標点間の伸び量を測定する測定手段と、第２試験片を変
位可能に収納する第２試験片収納手段と、第１把持手
段、第２把持手段、支持手段、連結手段、減圧手段、測
定手段及び第２試験片収納手段をその内部に収納するカ
プセルと、を備えたことを特徴としている。

【０００８】このように構成された本発明においては、
クリープ試験用の第１試験片が第１把持手段と第２把持
手段とにより把持され、減圧手段により、気密室内が減
圧にされ、それにより、第２把持手段が移動し、第１試
験片に引張り力が作用する。この引張り力により第１試
験片が伸び、この伸び量が測定手段により測定される。
本発明によれば、減圧手段により、第１試験片に作用す
る引張り力が所定の値となるように、容易に制御可能で
ある。また、本発明によれば、装置を高圧下の環境で使
用するような場合には、気密室を加圧するより減圧する
方が、圧力制御がより容易となる。さらに、本発明によ
れば、第１試験片の標点間の伸び量を測定することがで
き、更に、第２試験片を使用して同一環境下で無負荷試
験を同時に行なうことができるので、両者の対比分析を
容易に行なうことができる。同様に、実際の使用環境に
近い環境下で試験することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。先ず、図１により本発明の第１
実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態によ
るクリープ試験装置を示す断面図である。図１に示すよ
うに、符号１００は、原子炉（図示せず）内に挿入され
るカプセルを示している。このカプセル１００の一端側
には、蓋１０２が取り付けられている。カプセル１００
は、通常は、図示するように、蓋１０２を上方にして吊
り下げた状態で原子炉内に挿入される。カプセル１００
の内部には、試験１０４片が取り付けられ、この試験片
１０４の一端側は、蓋１０２に取り付けられた第１固定
治具１０６により把持され、他端側は移動可能に配置さ
れた第２固定治具１０８により把持されている。この第
２固定治具１０８と蓋１０２とはベローズ１１０を介し
て接続されており、このため、試験片１０４の軸方向の
伸縮を許容するように、第２固定治具１０８が移動でき
るようになっている。また、第２固定治具１０８、蓋１
０２及びベローズ１１０により、試験片１０４を収納す
る気密室１１２が形成される。

【００１０】蓋１０２には、その先端が気密室１１２に
到達するように加圧管１１４が挿入されている。この加
圧管１１４の他端は、高圧源（図示せず）と接続されて
おり、この高圧源から高圧ガスを加圧管１１４を介して
気密室１１２内に供給して、気密室１１２内の圧力を制
御できるようになっている。なお、加圧管１１４は蓋２
に対して気密にシールされている。さらに、第１固定治
具１０６には、変位計１１６が取り付けられ、更に、こ
の変位計１１６の先端部は、第２固定治具１０８に常時
接触するように設けられている。この変位計１１６によ
り、第１固定治具１０６と第２固定治具１０８との離間
距離が測定され、試験片１０４の伸び量が測定できるよ
うになっている。この変位計１１６には、ケーブル１１
８が接続されており、変位計１１６により測定された値
が外部に送られる。

【００１１】また、試験片１０４には、クリープ試験用
のヒータ１２０が巻かれている。さらに、気密室１１２
内には、気密室１１２内の圧力を測定する圧力計（図示
せず）が設けられ、ケーブル（１１８）により、外部に
測定値を送るようになっている。このように構成された
第１実施形態の動作を説明する。先ず、試験片１０４の
両端が、第１固定治具１０６及び第２固定治具１０８に
より把持され、その後、ベローズ１１０、蓋１０２、加
圧管１１４等が、カプセル１００に装着される。このよ
うにして組立てられた本実施形態によるクリープ試験装
置が原子炉内に挿入される。このとき、高圧源から高圧
ガスが加圧管１１４を介して気密室１１２内に供給さ
れ、気密室１１２が加圧されて所定の圧力となるように
制御される。これにより、ベローズ１１０が変形して試
験片１０４の軸方向に延び、第２固定治具１０８が図１
中下方に移動し、この結果、試験片１０４にクリープ試
験に必要な所定の引張り力が作用する。このように本実
施形態では、気密室１１２内を圧力を調整することによ
り、所定の引張り力が作用するように制御可能である。
同時に、ヒータ１２０に電流が供給され、試験片１０４
は、クリープ試験に必要な所定の温度まで加熱される。
この時、試験片１０４の伸び量は、変位計１１６により
測定され、この測定結果は、ケーブル１１８を介して外
部に送られる。このようにしてカプセル１００を原子炉
内に挿入して、実際の使用環境に近い環境下でクリープ
試験を行なう。

【００１２】次に、図２により本発明の第２実施形態を
説明する。図２は本発明の第２実施形態によるクリープ
試験装置を示す断面図である。図２に示すように、第１
実施形態と同様に、カプセル２００、蓋２０２、試験片
２０４、第１固定治具２０６、第２固定治具２０８、変
位計２１６、ケーブル２１８、ヒータ２２０、及び圧力
計（図示せず）等が設けられている。第１固定治具２０
６の試験片２０４の軸方向に関して第２固定治具２０８
の反対側には、カプセル２００の内部領域に延びるよう
に支持板２２２が固定配置されており、この支持板２２
２の一端側は、蓋２０２に取り付けられている。この支
持板２２２と第２固定治具２０８とはベローズ２１０を
介して接続されており、このため、試験片２０４の軸方
向の伸縮を許容するように、第２固定治具２０８が移動
できるようになっている。また、第２固定治具２０８、
支持板２２２及びベローズ２１０により、試験片２０４
を収納する気密室２１２が形成される。

【００１３】蓋２０２及び第２固定治具２０８には、そ
の先端が気密室２１２に到達するように減圧管２１４が
挿入されている。この減圧管２１４の他端側には真空源
（図示せず）が接続され、気密室２１２内を減圧し、気
密室２１２内の圧力を制御できるようになっている。な
お、減圧管２１４は第２固定治具２０８に対して移動可
能で且つ気密にシールされている。このように構成され
た第２実施形態の動作を説明する。この第２実施形態の
基本動作は、第１実施形態と同様である。この第２実施
形態においては、気密室２１２が減圧されて所定の圧力
となるように制御される。これにより、ベローズ２１０
が変形して試験片２０４の軸方向に縮み、第２固定治具
２０８が図２中下方に移動し、この結果、試験片２０４
にクリープ試験に必要な所定の引張り力が作用する。こ
のように本実施形態では、気密室１１２内を圧力を調整
することにより、所定の引張り力が作用するように制御
可能である。

【００１４】カプセル２００内はもともと高圧であり、
このような高圧環境下では、この第２実施形態のよう
に、気密室２１２を減圧する方が、制御等が容易とな
る。次に、図３により本発明の第３実施形態を説明す
る。図３は本発明の第３実施形態によるクリープ試験装
置を示す断面図である。この第３実施形態の変形例にお
いては、第２実施形態と同様に、カプセル３００、蓋３
０２、試験片３０４、変位計３１６、ケーブル３１８、
ヒータ３２０、及び圧力計（図示せず）等が設けられて
いる。試験片３０４は、第１固定治具３０６と第２固定
治具３０８により把持されている。第１固定治具３０６
は、カプセル３００の内部領域に延びるように固定配置
された支持板３２２に取り付けられ、第２固定治具３０
８は、蓋３０２にベローズ３１０を介して接続されてお
り、このため、試験片３０４の軸方向の伸縮を許容する
ように、移動可能となっている。また、第２固定治具３
０８、蓋３０２及びベローズ３１０により、試験片３０
４を収納する気密室３１２が形成される。

【００１５】蓋３０２には、その先端が気密室３１２に
到達するように減圧管３１４が挿入されている。この減
圧管３１４の他端側には真空源（図示せず）が接続さ
れ、気密室３１２内を減圧し、気密室３１２内の圧力を
制御できるようになっている。なお、減圧管３１４は蓋
３０２に対して気密にシールされている。このように構
成された第３実施形態においては、第２実施例と同様
に、気密室３１２が減圧されて所定の圧力となるように
制御される。これにより、ベローズ３１０が変形して試
験片３０４の軸方向に縮み、第２固定治具３０８が図３
中上方に移動し、この結果、試験片３０４にクリープ試
験に必要な所定の引張り力が作用する。このように本実
施形態でも、気密室３１２内を圧力を調整することによ
り、所定の引張り力が作用するように制御可能である。
減圧することによる効果は第２実施形態と同様である。

【００１６】この第３実施形態では、減圧管３１４が挿
入されるのは、蓋３０２のみであり、第２固定治具３０
８には挿入されない。このため、気密室３１２の気密性
確保が第２実施形態のものより容易となる。上述した第
１乃至第３実施形態は、試験片全体の伸び量を計測する
クリープ試験装置である。しかしながら、クリープ試験
装置により、試験片の標点間の伸び量を測定したり、同
一環境下でクリープ試験と比較のための無負荷試験も同
時に行なう必要がある場合がある。このため、第４実施
形態及び第５実施形態のクリープ試験装置は、試験片の
標点間の伸び量を測定したり、同一環境下でクリープ試
験と比較のための無負荷試験を同時に行なえるようにし
たものである。以下、図４により本発明の第４実施形態
を説明する。図４は本発明の第４実施形態によるクリー
プ試験装置を示す断面図である。図４に示すように、カ
プセル４００の一端側には、蓋４０２が取り付けられて
いる。カプセル４００内部には、クリープ試験用の第１
試験片４０４が取り付けられ、この第１試験片４０４の
一端側は、カプセル４００の内部領域に延びるように固
定配置された第１固定治具４０６により把持され、第１
試験片４０４の他端側は、移動化可能に配置された第２
固定治具４０８により把持されている。第２固定治具４
０８の第１試験片の軸方向に関して第１固定治具４０６
の反対側には、支持板４２２が第１固定治具４０６に取
り付けられている。この支持板４２２と第２固定治具４
０８はベローズ４１０を介して接続されており、このた
め、第１試験片４０４の軸方向の伸縮を許容するよう
に、第２固定治具４０８が移動できるようになってい
る。また、第２固定治具４０８、支持板４２２及びベロ
ーズ４１０により、気密室４１２が形成される。

【００１７】蓋４０２及び支持板４２２には、その先端
が気密室４１２に到達するように減圧管４１４が挿入さ
れている。この減圧管４１４の他端側には真空源（図示
せず）が接続され、気密室４１２内を減圧し、気密室４
１２内の圧力を制御できるようになっている。さらに、
第１試験片４０４の標点の部分にはそれぞれつば部４０
４ａ，４０４ｂが取り付けられ、さらに、これらのつば
部４０４ａ，４０４ｂには、それぞれ計測治具４２４，
４２６が取り付けられている。また、第１固定治具４０
６の第１試験片４０４の反対側には、第１試験片４０４
の軸線方向には、ガイド部材４２８が取り付けられてい
る。このガイド部材４２８により、計測治具４２４，４
２６がガイドされて軸線方向に移動可能となっている。
これらの計測治具４２４，４２６には、変位計４１６，
４１６が取り付けられており、これらの変位計４１６，
４１６により、計測治具４２４，４２６間の変位量、即
ち、第１試験片４０４の標点間の伸び量が計測される。

【００１８】一方、カプセル４００の内部には、蓋４０
２に貫通すると共にその一端側が支持板４２２に取り付
けられた筒部材４３０が設けられ、さらに、この筒部材
４３０内で、無負荷試験用の第２試験片４３２が、その
上端側には自由空間が存在し下端側は固定配置され、変
位可能な状態で収納されている。さらに、第１試験片４
０４には、クリープ試験用の第１ヒータ４２０が巻か
れ、第２試験片４３２には無負荷試験用の第２ヒータ４
３４が巻かれている。また、気密室４１２内には、気密
室４１２内の圧力を測定する圧力計（図示せず）が設け
られている。さらに、図示しないが、カプセル４００内
には、蓋４０２を貫通して、変位計４１６，４１６用の
ケーブル、第１及び第２ヒータ４２０，４３４用のケー
ブル、圧力計用のケーブル等も配置されており、蓋４０
２において、これらのケーブルを気密にシールされてい
る。

【００１９】このように構成された第４実施形態の動作
を説明する。先ず、第１試験片４０４の両端が、第１固
定治具４０６及び第２固定治具４０８により把持され、
その後、各部材が、カプセル４００に装着され、その
後、本実施形態によるクリープ試験装置が原子炉内に挿
入される。このとき、気密室４１２が減圧されて所定の
圧力となるように制御される。これにより、ベローズ４
１０が変形して第１試験片４０４の軸方向に縮み、第２
固定治具４０８が図４中上方に移動し、この結果、第１
試験片４０４にはクリープ試験に必要な所定の引張り力
が作用する。このように本実施形態では、気密室４１２
内の圧力を調整することにより、所定の引張り力が作用
するように制御可能である。さらに、カプセル４００内
はもともと高圧であり、このような高圧環境下では、こ
の第４実施形態のように、気密室４１２を減圧する方
が、制御等が容易となる。

【００２０】また、同時に、第１及び第２のヒータ４２
０，４３４に電流が供給され、第１及び第２の試験片４
０４，４３２は、必要な所定の温度まで共に加熱され
る。本実施形態においては、第１試験片４０４の標点間
の伸び量が、変位計４１６，４１６により測定される。
本実施形態では、２つの変位計４１６，４１６により多
点変位計測が行なわれるため、第１試験片４０４の変形
状況も詳細に把握することが出来る。第１試験片４０４
によるクリープ試験終了後に、第１試験片４０４と無負
荷試験用の第２試験片４３２とを比較して、両者の対比
分析を行なう。このように、本実施形態によれば、同じ
環境下でクリープ試験と比較用の無負荷試験を同時に行
なうことができる。

【００２１】次に、図５により本発明の第５実施形態を
説明する。第５図は、本発明の第５実施形態によるクリ
ープ試験装置を示す断面図である。第５実施形態におい
て、第４実施形態と同一部分には同一符号を付し、それ
らの説明は省略する。第５実施形態において、第１試験
片４０４の標点の部分にはそれぞれつば部４０４ａ，４
０４ｂが取り付けられ、さらに、これらのつば部４０４
ａ，４０４ｂには、それぞれ計測治具４２４，４２６が
取り付けられている。一方の計測治具４２６の第１試験
片４０４の反対側には、第１試験片４０４の中心軸とそ
の中心軸が一致するように変位計５１６が設けられ、さ
らに、この変位計５１６の先端部が他方の計測治具４２
４に常時接触するように設けられている。このとき、変
位計５１６は、計測治具４２４，４２６をガイドするよ
うに設けられているため、第４実施形態のガイド部材４
２８は設ける必要がない。

【００２２】この第５実施形態においては、２つの変位
計を設けた第４実施形態と比べて、１つの変位計を設け
るだけで良いため、カプセル４００の径を小さくでき、
装置のコンパクト化が可能となる。また、変位計５１６
の中心軸を第１試験片４０４の中心軸と一致させるよう
に設けたため、第１試験片４０４の伸び量の測定値が受
ける第１試験片４０４の曲げ変形等の影響が小さくな
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のクリープ
試験装置によれば、実際の使用環境に近い環境下でクリ
ープ試験を適切に行なうことが可能となる。また、本発
明によれば、試験片の標点間の伸び量を測定することが
出来る。さらに、本発明によれば、無負荷の試験片の試
験も同時に行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるクリープ試験装置の第１実施形
態を示す断面図

【図２】 本発明によるクリープ試験装置の第２実施形
態を示す断面図

【図３】 本発明によるクリープ試験装置の第３実施形
態を示す断面図

【図４】 本発明によるクリープ試験装置の第４実施形
態を示す断面図

【図５】 本発明によるクリープ試験装置の第５実施形
態を示す断面図

【符号の説明】

１００，２００，３００，４００ カプセル １０２，２０２，３０２，４０２ 蓋 １０４，２０４，３０４，４０４ 試験片（第１試験
片） １０６，２０６，３０６，４０６ 第１固定治具 １０８，２０８，３０８，４０８ 第２固定治具 １１０，２１０，３１０，４１０ ベローズ １１２，２１２，３１２，４１２ 気密室 １１４ 加圧管 ２１４，３１４，４１４ 減圧管 １１６，２１６，３１６，４１６，５１６ 変位計 １１８，２１８，３１８ ケーブル １２０，２２０，３２０，４２０，４３４ ヒータ ２２２，３２２，４２２ 支持板 ４２４，４２６ 計測治具 ４３０ 筒部材 ４３２ 第２試験片

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年９月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 クリープ試験装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリープ試験装置
に係わり、特に、実際の使用環境に近い環境下で試験す
ることが可能なクリープ試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】材料が、ある温度及び雰囲気の環境下で
示す時間に依存する強さのうち、試験片に所定の応力ま
たは荷重を与えて時間の経過とともに変化するひずみ
量、即ちクリープひずみを求めるのがクリープ試験であ
る。従来から、このようなクリープ試験を行うため、種
々のクリープ試験装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、例えば、原子炉
圧力容器材料を高温環境下でクリープ試験する場合に
は、圧力容器材料から作られた試験片を原子炉内に挿入
して、クリープ試験を行なわなければならない。しかし
ながら、このような場合、従来のクリープ試験装置は、
その構造上そのまま原子炉内に挿入して使用することが
できず、原子炉圧力容器材料等のクリープ試験を適切に
行なうことが出来なかった。そこで、本発明は、上記の
従来技術の問題点を解決するためになされたものであ
り、実際の使用環境に近い環境下で試験することが可能
なクリープ試験装置を提供することを目的としている。

【０００４】また、本発明は、試験片の標点間の伸び量
を測定することが出来るクリープ試験装置を提供するこ
とを目的としている。更に、本発明は、無負荷の試験片
の試験も同時に行なうことが出来るクリープ試験装置を
提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のクリープ試験装置は、試験片の一端側を
把持するように固定配置された第１把持手段と、試験片
の他端側を把持するように移動可能に配置された第２把
持手段と、試験片の軸方向の伸縮を許容するように第１
把持手段と第２把持手段とを連結すると共に第１把持手
段と第２把持手段と共に試験片を収納する気密室を形成
する連結手段と、気密室に連通して設けられ気密室を加
圧して試験片に引張り力を作用させる加圧手段と、第１
把持手段と第２把持手段との離間距離を測定して試験片
の伸び量を測定する測定手段と、第１把持手段、第２把
持手段、連結手段、加圧手段及び測定手段をその内部に
収納するカプセルと、を備えたことを特徴としている。

【０００６】このように構成された本発明においては、
試験片が第１把持手段と第２把持手段とにより把持さ
れ、加圧手段により、気密室内が加圧にされ、それによ
り、第２把持手段が移動し、試験片に引張り力が作用す
る。この引張り力により試験片が伸び、この伸び量が測
定手段により測定される。本発明によれば、加圧手段に
より、試験片に作用する引張り力が所定の値となるよう
に、容易に制御可能である。更に、本発明によれば、カ
プセルの内部に第１把持手段、第２把持手段、連結手
段、加圧手段及び測定手段を収納するようにしているた
め、実際の使用環境に近い環境下で試験することができ
る。また、本発明のクリープ試験装置は、試験片の一端
側を把持するように固定配置された第１把持手段と、試
験片の他端側を把持するように移動可能に配置された第
２把持手段と、この第２把持手段の試験片の軸方向に関
して第１把持手段の反対側に固定配置された支持手段
と、試験片の軸方向の伸縮を許容するように第２把持手
段と支持手段とを連結すると共に第２把持手段と支持手
段と共に気密室を形成する連結手段と、気密室に連通し
て設けられ気密室を減圧して試験片に引張り力を作用さ
せる減圧手段と、第１把持手段と第２把持手段との離間
距離を測定して試験片の伸び量を測定する測定手段と、
第１把持手段、第２把持手段、支持手段、連結手段、減
圧手段及び測定手段をその内部に収納するカプセルと、
を備えたことを特徴としている。

【０００７】このように構成された本発明においては、
試験片が第１把持手段と第２把持手段とにより把持さ
れ、減圧手段により、気密室内が減圧され、それによ
り、第２把持手段が移動し、試験片に引張り力が作用す
る。この引張り力により試験片が伸び、この伸び量が測
定手段により測定される。本発明によれば、減圧手段に
より、試験片に作用する引張り力が所定の値となるよう
に、容易に制御可能である。更に、本発明によれば、装
置を高圧下の環境で使用するような場合には、気密室を
加圧するより減圧する方が、圧力制御がより容易とな
る。同様に、実際の使用環境に近い環境下で試験するこ
とができる。さらに、本発明のクリープ試験装置は、第
１試験片の一端側を把持するように固定配置された第１
把持手段と、第１試験片の他端側を把持するように移動
可能に配置された第２把持手段と、この第２把持手段の
第１試験片の軸方向に関して上記第１把持手段の反対側
に固定配置された支持手段と、第１試験片の軸方向の伸
縮を許容するように上記第２把持手段と支持手段とを連
結すると共に上記第２把持手段と支持手段と共に気密室
を形成する連結手段と、気密室に連通して設けられ気密
室を減圧して第１試験片に引張り力を作用させる減圧手
段と、第１試験片の標点間距離を測定して第１試験片の
標点間の伸び量を測定する測定手段と、第２試験片を変
位可能に収納する第２試験片収納手段と、第１把持手
段、第２把持手段、支持手段、連結手段、減圧手段、測
定手段及び第２試験片収納手段をその内部に収納するカ
プセルと、を備えたことを特徴としている。

【０００８】このように構成された本発明においては、
クリープ試験用の第１試験片が第１把持手段と第２把持
手段とにより把持され、減圧手段により、気密室内が減
圧にされ、それにより、第２把持手段が移動し、第１試
験片に引張り力が作用する。この引張り力により第１試
験片が伸び、この伸び量が測定手段により測定される。
本発明によれば、減圧手段により、第１試験片に作用す
る引張り力が所定の値となるように、容易に制御可能で
ある。また、本発明によれば、装置を高圧下の環境で使
用するような場合には、気密室を加圧するより減圧する
方が、圧力制御がより容易となる。さらに、本発明によ
れば、第１試験片の標点間の伸び量を測定することがで
き、更に、第２試験片を使用して同一環境下で無負荷試
験を同時に行なうことができるので、両者の対比分析を
容易に行なうことができる。同様に、実際の使用環境に
近い環境下で試験することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。先ず、図１により本発明の第１
実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態によ
るクリープ試験装置を示す断面図である。図１に示すよ
うに、符号１００は、原子炉（図示せず）内に挿入され
るカプセルを示している。このカプセル１００の一端側
には、蓋１０２が取り付けられている。カプセル１００
は、通常は、図示するように、蓋１０２を上方にして吊
り下げた状態で原子炉内に挿入される。カプセル１００
の内部には、試験片１０４が取り付けられ、この試験片
１０４の一端側は、蓋１０２に取り付けられた第１固定
治具１０６により把持され、他端側は移動可能に配置さ
れた第２固定治具１０８により把持されている。この第
２固定治具１０８と蓋１０２とはベローズ１１０を介し
て接続されており、このため、試験片１０４の軸方向の
伸縮を許容するように、第２固定治具１０８が移動でき
るようになっている。また、第２固定治具１０８、蓋１
０２及びベローズ１１０により、試験片１０４を収納す
る気密室１１２が形成される。

【００１０】蓋１０２には、その先端が気密室１１２に
到達するように加圧管１１４が挿入されている。この加
圧管１１４の他端は、高圧源（図示せず）と接続されて
おり、この高圧源から高圧ガスを加圧管１１４を介して
気密室１１２内に供給して、気密室１１２内の圧力を制
御できるようになっている。なお、加圧管１１４は蓋１
０２に対して気密にシールされている。さらに、第１固
定治具１０６には、変位計１１６が取り付けられ、更
に、この変位計１１６の先端部は、第２固定治具１０８
に常時接触するように設けられている。この変位計１１
６により、第１固定治具１０６と第２固定治具１０８と
の離間距離が測定され、試験片１０４の伸び量が測定で
きるようになっている。この変位計１１６には、ケーブ
ル１１８が接続されており、変位計１１６により測定さ
れた値が外部に送られる。

【００１１】また、試験片１０４には、クリープ試験用
のヒータ１２０が巻かれている。さらに、気密室１１２
内には、気密室１１２内の圧力を測定する圧力計（図示
せず）が設けられ、ケーブル（１１８）により、外部に
測定値を送るようになっている。このように構成された
第１実施形態の動作を説明する。先ず、試験片１０４の
両端が、第１固定治具１０６及び第２固定治具１０８に
より把持され、その後、ベローズ１１０、蓋１０２、加
圧管１１４等が、カプセル１００に装着される。このよ
うにして組立てられた本実施形態によるクリープ試験装
置が原子炉内に挿入される。このとき、高圧源から高圧
ガスが加圧管１１４を介して気密室１１２内に供給さ
れ、気密室１１２が加圧されて所定の圧力となるように
制御される。これにより、ベローズ１１０が変形して試
験片１０４の軸方向に延び、第２固定治具１０８が図１
中下方に移動し、この結果、試験片１０４にクリープ試
験に必要な所定の引張り力が作用する。このように本実
施形態では、気密室１１２内を圧力を調整することによ
り、所定の引張り力が作用するように制御可能である。
同時に、ヒータ１２０に電流が供給され、試験片１０４
は、クリープ試験に必要な所定の温度まで加熱される。
この時、試験片１０４の伸び量は、変位計１１６により
測定され、この測定結果は、ケーブル１１８を介して外
部に送られる。このようにしてカプセル１００を原子炉
内に挿入して、実際の使用環境に近い環境下でクリープ
試験を行なう。

【００１２】次に、図２により本発明の第２実施形態を
説明する。図２は本発明の第２実施形態によるクリープ
試験装置を示す断面図である。図２に示すように、第１
実施形態と同様に、カプセル２００、蓋２０２、試験片
２０４、第１固定治具２０６、第２固定治具２０８、変
位計２１６、ケーブル２１８、ヒータ２２０、及び圧力
計（図示せず）等が設けられている。第１固定治具２０
６の試験片２０４の軸方向に関して第２固定治具２０８
の反対側には、カプセル２００の内部領域に延びるよう
に支持板２２２が固定配置されており、この支持板２２
２の一端側は、蓋２０２に取り付けられている。この支
持板２２２と第２固定治具２０８とはベローズ２１０を
介して接続されており、このため、試験片２０４の軸方
向の伸縮を許容するように、第２固定治具２０８が移動
できるようになっている。また、第２固定治具２０８、
支持板２２２及びベローズ２１０により、試験片２０４
を収納する気密室２１２が形成される。

【００１３】蓋２０２及び第２固定治具２０８には、そ
の先端が気密室２１２に到達するように減圧管２１４が
挿入されている。この減圧管２１４の他端側には真空源
（図示せず）が接続され、気密室２１２内を減圧し、気
密室２１２内の圧力を制御できるようになっている。な
お、減圧管２１４は第２固定治具２０８に対して移動可
能で且つ気密にシールされている。このように構成され
た第２実施形態の動作を説明する。この第２実施形態の
基本動作は、第１実施形態と同様である。この第２実施
形態においては、気密室２１２が減圧されて所定の圧力
となるように制御される。これにより、ベローズ２１０
が変形して試験片２０４の軸方向に縮み、第２固定治具
２０８が図２中下方に移動し、この結果、試験片２０４
にクリープ試験に必要な所定の引張り力が作用する。こ
のように本実施形態では、気密室２１２内を圧力を調整
することにより、所定の引張り力が作用するように制御
可能である。

【００１４】カプセル２００内はもともと高圧であり、
このような高圧環境下では、この第２実施形態のよう
に、気密室２１２を減圧する方が、制御等が容易とな
る。次に、図３により本発明の第３実施形態を説明す
る。図３は本発明の第３実施形態によるクリープ試験装
置を示す断面図である。この第３実施形態の変形例にお
いては、第２実施形態と同様に、カプセル３００、蓋３
０２、試験片３０４、変位計３１６、ケーブル３１８、
ヒータ３２０、及び圧力計（図示せず）等が設けられて
いる。試験片３０４は、第１固定治具３０６と第２固定
治具３０８により把持されている。第１固定治具３０６
は、カプセル３００の内部領域に延びるように固定配置
された支持板３２２に取り付けられ、第２固定治具３０
８は、蓋３０２にベローズ３１０を介して接続されてお
り、このため、試験片３０４の軸方向の伸縮を許容する
ように、移動可能となっている。また、第２固定治具３
０８、蓋３０２及びベローズ３１０により、気密室３１
２が形成される。

【００１５】蓋３０２には、その先端が気密室３１２に
到達するように減圧管３１４が挿入されている。この減
圧管３１４の他端側には真空源（図示せず）が接続さ
れ、気密室３１２内を減圧し、気密室３１２内の圧力を
制御できるようになっている。なお、減圧管３１４は蓋
３０２に対して気密にシールされている。このように構
成された第３実施形態においては、第２実施例と同様
に、気密室３１２が減圧されて所定の圧力となるように
制御される。これにより、ベローズ３１０が変形して試
験片３０４の軸方向に縮み、第２固定治具３０８が図３
中上方に移動し、この結果、試験片３０４にクリープ試
験に必要な所定の引張り力が作用する。このように本実
施形態でも、気密室３１２内を圧力を調整することによ
り、所定の引張り力が作用するように制御可能である。
減圧することによる効果は第２実施形態と同様である。

【００１６】この第３実施形態では、減圧管３１４が挿
入されるのは、蓋３０２のみであり、第２固定治具３０
８には挿入されない。このため、気密室３１２の気密性
確保が第２実施形態のものより容易となる。上述した第
１乃至第３実施形態は、試験片全体の伸び量を計測する
クリープ試験装置である。しかしながら、クリープ試験
装置により、試験片の標点間の伸び量を測定したり、同
一環境下でクリープ試験と比較のための無負荷試験も同
時に行なう必要がある場合がある。このため、第４実施
形態及び第５実施形態のクリープ試験装置は、試験片の
標点間の伸び量を測定したり、同一環境下でクリープ試
験と比較のための無負荷試験を同時に行なえるようにし
たものである。以下、図４により本発明の第４実施形態
を説明する。図４は本発明の第４実施形態によるクリー
プ試験装置を示す断面図である。図４に示すように、カ
プセル４００の一端側には、蓋４０２が取り付けられて
いる。カプセル４００内部には、クリープ試験用の第１
試験片４０４が取り付けられ、この第１試験片４０４の
一端側は、カプセル４００の内部領域に延びるように固
定配置された第１固定治具４０６により把持され、第１
試験片４０４の他端側は、移動化可能に配置された第２
固定治具４０８により把持されている。第２固定治具４
０８の第１試験片の軸方向に関して第１固定治具４０６
の反対側には、支持板４２２が第１固定治具４０６に取
り付けられている。この支持板４２２と第２固定治具４
０８はベローズ４１０を介して接続されており、このた
め、第１試験片４０４の軸方向の伸縮を許容するよう
に、第２固定治具４０８が移動できるようになってい
る。また、第２固定治具４０８、支持板４２２及びベロ
ーズ４１０により、気密室４１２が形成される。

【００１７】蓋４０２及び支持板４２２には、その先端
が気密室４１２に到達するように減圧管４１４が挿入さ
れている。この減圧管４１４の他端側には真空源（図示
せず）が接続され、気密室４１２内を減圧し、気密室４
１２内の圧力を制御できるようになっている。さらに、
第１試験片４０４の標点の部分にはそれぞれつば部４０
４ａ，４０４ｂが取り付けられ、さらに、これらのつば
部４０４ａ，４０４ｂには、それぞれ計測治具４２４，
４２６が取り付けられている。また、第１固定治具４０
６の第１試験片４０４の反対側には、第１試験片４０４
の軸線方向には、ガイド部材４２８が取り付けられてい
る。このガイド部材４２８により、計測治具４２４，４
２６がガイドされて軸線方向に移動可能となっている。
これらの計測治具４２４，４２６には、変位計４１６，
４１６が取り付けられており、これらの変位計４１６，
４１６により、つば部４０４ａ，４０４ｂ間の変位量、
即ち、第１試験片４０４の標点間の伸び量が計測され
る。

【００１８】一方、カプセル４００の内部には、蓋４０
２に貫通すると共にその一端側が支持板４２２に取り付
けられた筒部材４３０が設けられ、さらに、この筒部材
４３０内で、無負荷試験用の第２試験片４３２が、その
上端側には自由空間が存在し下端側は固定配置され、変
位可能な状態で収納されている。さらに、第１試験片４
０４には、クリープ試験用の第１ヒータ４２０が巻か
れ、第２試験片４３２には無負荷試験用の第２ヒータ４
３４が巻かれている。また、気密室４１２内には、気密
室４１２内の圧力を測定する圧力計（図示せず）が設け
られている。さらに、図示しないが、カプセル４００内
には、蓋４０２を貫通して、変位計４１６，４１６用の
ケーブル、第１及び第２ヒータ４２０，４３４用のケー
ブル、圧力計用のケーブル等も配置されており、蓋４０
２において、これらのケーブルを気密にシールされてい
る。

【００１９】このように構成された第４実施形態の動作
を説明する。先ず、第１試験片４０４の両端が、第１固
定治具４０６及び第２固定治具４０８により把持され、
その後、各部材が、カプセル４００に装着され、その
後、本実施形態によるクリープ試験装置が原子炉内に挿
入される。このとき、気密室４１２が減圧されて所定の
圧力となるように制御される。これにより、ベローズ４
１０が変形して第１試験片４０４の軸方向に縮み、第２
固定治具４０８が図４中上方に移動し、この結果、第１
試験片４０４にはクリープ試験に必要な所定の引張り力
が作用する。このように本実施形態では、気密室４１２
内の圧力を調整することにより、所定の引張り力が作用
するように制御可能である。さらに、カプセル４００内
はもともと高圧であり、このような高圧環境下では、こ
の第４実施形態のように、気密室４１２を減圧する方
が、制御等が容易となる。

【００２０】また、同時に、第１及び第２のヒータ４２
０，４３４に電流が供給され、第１及び第２の試験片４
０４，４３２は、必要な所定の温度まで共に加熱され
る。本実施形態においては、第１試験片４０４の標点間
の伸び量が、変位計４１６，４１６により測定される。
本実施形態では、２つの変位計４１６，４１６により多
点変位計測が行なわれるため、第１試験片４０４の変形
状況も詳細に把握することが出来る。第１試験片４０４
によるクリープ試験終了後に、第１試験片４０４と無負
荷試験用の第２試験片４３２とを比較して、両者の対比
分析を行なう。このように、本実施形態によれば、同じ
環境下でクリープ試験と比較用の無負荷試験を同時に行
なうことができる。

【００２１】次に、図５により本発明の第５実施形態を
説明する。第５図は、本発明の第５実施形態によるクリ
ープ試験装置を示す断面図である。第５実施形態におい
て、第４実施形態と同一部分には同一符号を付し、それ
らの説明は省略する。第５実施形態において、第１試験
片４０４の標点の部分にはそれぞれつば部４０４ａ，４
０４ｂが取り付けられ、さらに、これらのつば部４０４
ａ，４０４ｂには、それぞれ計測治具４２４，４２６が
取り付けられている。一方の計測治具４２６の第１試験
片４０４の反対側には、第１試験片４０４の中心軸とそ
の中心軸が一致するように変位計５１６が設けられてお
り、つば部４０４ａ，４０４ｂ間の変位を計測する。ま
た、第４実施形態のガイド部材４２８は設ける必要がな
い。

【００２２】この第５実施形態においては、２つの変位
計を設けた第４実施形態と比べて、１つの変位計を設け
るだけで良いため、カプセル４００の径を小さくでき、
装置のコンパクト化が可能となる。また、変位計５１６
の中心軸を第１試験片４０４の中心軸と一致させるよう
に設けたため、第１試験片４０４の伸び量の測定値が受
ける第１試験片４０４の曲げ変形等の影響が小さくな
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のクリープ
試験装置によれば、実際の使用環境に近い環境下でクリ
ープ試験を適切に行なうことが可能となる。また、本発
明によれば、試験片の標点間の伸び量を測定することが
出来る。さらに、本発明によれば、無負荷の試験片の試
験も同時に行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるクリープ試験装置の第１実施形
態を示す断面図

【図２】 本発明によるクリープ試験装置の第２実施形
態を示す断面図

【図３】 本発明によるクリープ試験装置の第３実施形
態を示す断面図

【図４】 本発明によるクリープ試験装置の第４実施形
態を示す断面図

【図５】 本発明によるクリープ試験装置の第５実施形
態を示す断面図

【符号の説明】 １００，２００，３００，４００ カプセル １０２，２０２，３０２，４０２ 蓋 １０４，２０４，３０４，４０４ 試験片（第１試験
片） １０６，２０６，３０６，４０６ 第１固定治具 １０８，２０８，３０８，４０８ 第２固定治具 １１０，２１０，３１０，４１０ ベローズ １１２，２１２，３１２，４１２ 気密室 １１４ 加圧管 ２１４，３１４，４１４ 減圧管 １１６，２１６，３１６，４１６，５１６ 変位計 １１８，２１８，３１８ ケーブル １２０，２２０，３２０，４２０，４３４ ヒータ ２２２，３２２，４２２ 支持板 ４２４，４２６ 計測治具 ４３０ 筒部材 ４３２ 第２試験片

フロントページの続き (72)発明者 時吉 巧 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 中馬 康晴 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 丸尾 博子 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 桑原 正文 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 谷平 正典 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験片の一端側を把持するように固定配
   置された第１把持手段と、 試験片の他端側を把持するように移動可能に配置された
   第２把持手段と、 試験片の軸方向の伸縮を許容するように上記第１把持手
   段と第２把持手段とを連結すると共に上記第１把持手段
   と第２把持手段と共に試験片を収納する気密室を形成す
   る連結手段と、 上記気密室に連通して設けられ気密室を加圧して試験片
   に引張り力を作用させる加圧手段と、 上記第１把持手段と第２把持手段との離間距離を測定し
   て試験片の伸び量を測定する測定手段と、 上記第１把持手段、第２把持手段、連結手段、加圧手段
   及び測定手段をその内部に収納するカプセルと、 を備えたことを特徴とするクリープ試験装置。
2. 【請求項２】 試験片の一端側を把持するように固定配
   置された第１把持手段と、 試験片の他端側を把持するように移動可能に配置された
   第２把持手段と、 この第２把持手段の試験片の軸方向に関して上記第１把
   持手段の反対側に固定配置された支持手段と、 試験片の軸方向の伸縮を許容するように上記第２把持手
   段と支持手段とを連結すると共に上記第２把持手段と支
   持手段と共に気密室を形成する連結手段と、 上記気密室に連通して設けられ気密室を減圧して試験片
   に引張り力を作用させる減圧手段と、 上記第１把持手段と第２把持手段との離間距離を測定し
   て試験片の伸び量を測定する測定手段と、 上記第１把持手段、第２把持手段、支持手段、連結手
   段、減圧手段及び測定手段をその内部に収納するカプセ
   ルと、 を備えたことを特徴とするクリープ試験装置。
3. 【請求項３】 第１試験片の一端側を把持するように固
   定配置された第１把持手段と、 第１試験片の他端側を把持するように移動可能に配置さ
   れた第２把持手段と、 この第２把持手段の第１試験片の軸方向に関して上記第
   １把持手段の反対側に固定配置された支持手段と、 第１試験片の軸方向の伸縮を許容するように上記第２把
   持手段と支持手段とを連結すると共に上記第２把持手段
   と支持手段と共に気密室を形成する連結手段と、 上記気密室に連通して設けられ気密室を減圧して第１試
   験片に引張り力を作用させる減圧手段と、 上記第１試験片の標点間距離を測定して第１試験片の標
   点間の伸び量を測定する測定手段と、 第２試験片を変位可能に収納する第２試験片収納手段
   と、 上記第１把持手段、第２把持手段、支持手段、連結手
   段、減圧手段、測定手段及び第２試験片収納手段をその
   内部に収納するカプセルと、 を備えたことを特徴とするクリープ試験装置。