JP4565766B2 - Ｈ形ベリリウム枠部材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料試験炉に用いられるＨ形ベリリウム枠の各種部材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベリリウムは、中性子吸収断面積が小さく、しかも中性子の反射能が大きいために、高い中性子密度を必要とする材料試験炉の中性子反射体として最適な材料といわれている。
このため、従来から、材料試験炉の炉内に設置される燃料要素や反射体要素等を固定するための枠であるＨ形枠の素材としても使用されている。
【０００３】
ところで、このＨ形ベリリウム枠は、その使用期間が長期に及ぶと次第に曲がり大きくなってくる。この曲がり現象は、燃料領域側と反射体領域側における高速中性子照射量に差があるため、中性子照射によって発生するヘリウム量に差が生じ、これに起因した体積膨張（スエリング）差によって生じるものである。
【０００４】
このため、ベリリウム枠照射孔内に装荷されたキャプセルの冷却条件が悪化したり、炉心内の各要素のハンドリングに支障をきたすことになる。
従って、現在では、出力量で約 30000 MWd毎に定期的に交換することになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かようなＨ形ベリリウム枠を製造しようとする場合、素材であるベリリウムは延性の足りない、いわゆる脆性材料であることから、設計及び製作の面で多くの問題を抱えている。
中でも、ベリリウムは、衝撃に弱く、平面加工や孔開け加工時に欠けが発生し易いことから、平面粗度を良好にして切り欠き鋭敏性に対処しなければならないという大きな問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を有利に克服し、入念な製作技術によって所定形状への成形を容易ならしめたＨ形ベリリウム枠部材の有利な製造方法を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、それぞれ上下に多分割された構造になる東枠と西枠をＨ形の両側とし、同じく上下に多分割された構造になる北枠を中間材として、東枠および西枠間に北枠を差し渡した構造になるＨ形ベリリウム枠において、東枠、西枠および北枠をそれぞれ構成する各分割部材を製造するに際し、
ベリリウムのホットプレスブロックから上記分割部材の素材取りを行ったのち、この素材に対し、最終形状に対して余肉を１mm程度設けた形状への加工であって、外周平面６面の平面切削加工及び孔開け加工を行う粗加工と、平面間の角部及び平面／孔間の角部に大き目のＣ面加工を施す中仕上げ１次加工と、仕上げ加工前の寸法まで切削加工を施す中仕上げ２次加工および製品図面どおりの寸法公差に仕上げる最終仕上げ加工からなる４段階の加工を施すことを特徴とするＨ形ベリリウム枠部材の製造方法である。
【０００８】
本発明において、ホットプレスブロックからの素材取りに際しては、プレス方向と同一方向で素材取りを行うことが望ましい。
【０００９】
なお、本発明におけるＨ形枠の部材とは、図１に示す受台１、Ｈ形の両側（東枠、西枠ともいう）２，３とそれら両者間に差し渡した中間材（北枠ともいう）４および東枠２、西枠３と北枠４とを接合するジョイント５を意味する。なお、東枠２、西枠３および北枠４はいずれも、上下に多分割された構造になっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明では、Ｈ形ベリリウム枠部材用の素材として、ホットプレスにより製造したベリリウムブロックを使用する。というのは、このホットプレスブロックは、ヘリウムバブル形成を誘起し易い酸化物（B2Ｏ）や鉄不純物（BeFe化合物）が少ないので、スエリングが少なく、また放射化した場合に非常に長い半減期を有する不純物（CoやSc等）の含有も少ないからである。
なお、ホットプレスブロックからの素材取りに際しては、ホットプレス材の機械的特性に異方性が有ることを考慮し、プレス方向と同一方向で素材取りを行い、使用時に受ける負荷に備える配慮をしておくことが好ましい。
【００１１】
次に、製作上での改善として、加工時に欠けが生じないように、切削加工を幾つかのプロセスに細分化し、各プロセスで最適の切削方法を採用することとした。
というのは、ベリリウムは、切削加工を施した場合、その結晶粒が大きいことから、表面粗さが十分小さな仕上げ加工をすることが難しいからである。すなわち、切欠鋭敏性を有するベリリウムの場合、良好な表面性状を得られないと、衝撃や応力に対して非常に弱くなるからである。
【００１２】
そこで、ベリリウムの加工中に発生し易い欠けを生じさせないために、粗加工、中仕上げ１次加工、中仕上げ２次加工及び最終仕上げ加工という４段階のプロセスを採用することにしたのである。
ここに、粗加工とは、最終形状に対して余肉を１mm程度設けた形状への加工であり、外周平面６面の平面切削加工及び孔開け加工を行う。この時の加工手段としては、フライス盤、マシニングセンタ等を用いる。
次に、中仕上げ１加工として、平面間の角部及び平面／孔間の角部に大き目のＣ面加工を施す。
その後、中仕上げ２次加工として、仕上げ加工前の寸法まで切削加工を施す。
そして、最後に、最終仕上げ加工にて製品図面どおりの寸法公差に仕上げるのである。
【００１３】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、入念な製作技術により、平面加工や孔開け加工時に欠けが発生することなしに、Ｈ形ベリリウム枠部材を所定形状に安定して成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 Ｈ形ベリリウム枠の斜視図である。
【符号の説明】
１ 受台
２ 東枠
３ 西枠
４ 北枠
５ ジョイント
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料試験炉に用いられるＨ形ベリリウム枠の各種部材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベリリウムは、中性子吸収断面積が小さく、しかも中性子の反射能が大きいために、高い中性子密度を必要とする材料試験炉の中性子反射体として最適な材料といわれている。
このため、従来から、材料試験炉の炉内に設置される燃料要素や反射体要素等を固定するための枠であるＨ形枠の素材としても使用されている。
【０００３】
ところで、このＨ形ベリリウム枠は、その使用期間が長期に及ぶと次第に曲がり大きくなってくる。この曲がり現象は、燃料領域側と反射体領域側における高速中性子照射量に差があるため、中性子照射によって発生するヘリウム量に差が生じ、これに起因した体積膨張（スエリング）差によって生じるものである。
【０００４】
このため、ベリリウム枠照射孔内に装荷されたキャプセルの冷却条件が悪化したり、炉心内の各要素のハンドリングに支障をきたすことになる。
従って、現在では、出力量で約 30000 MWd毎に定期的に交換することになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かようなＨ形ベリリウム枠を製造しようとする場合、素材であるベリリウムは延性の足りない、いわゆる脆性材料であることから、設計及び製作の面で多くの問題を抱えている。
中でも、ベリリウムは、衝撃に弱く、平面加工や孔開け加工時に欠けが発生し易いことから、平面粗度を良好にして切り欠き鋭敏性に対処しなければならないという大きな問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を有利に克服し、入念な製作技術によって所定形状への成形を容易ならしめたＨ形ベリリウム枠部材の有利な製造方法を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、それぞれ上下に多分割された構造になる東枠と西枠をＨ形の両側とし、同じく上下に多分割された構造になる北枠を中間材として、東枠および西枠間に北枠を差し渡した構造になるＨ形ベリリウム枠において、東枠、西枠および北枠をそれぞれ構成する各分割部材を製造するに際し、
ベリリウムのホットプレスブロックから上記分割部材の素材取りを行ったのち、この素材に対し、最終形状に対して余肉を１mm程度設けた形状への加工であって、外周平面６面の平面切削加工及び孔開け加工を行う粗加工と、平面間の角部及び平面／孔間の角部に大き目のＣ面加工を施す中仕上げ１次加工と、仕上げ加工前の寸法まで切削加工を施す中仕上げ２次加工および製品図面どおりの寸法公差に仕上げる最終仕上げ加工からなる４段階の加工を施すことを特徴とするＨ形ベリリウム枠部材の製造方法である。
【０００８】
本発明において、ホットプレスブロックからの素材取りに際しては、プレス方向と同一方向で素材取りを行うことが望ましい。
【０００９】
なお、本発明におけるＨ形枠の部材とは、図１に示す受台１、Ｈ形の両側（東枠、西枠ともいう）２，３とそれら両者間に差し渡した中間材（北枠ともいう）４および東枠２、西枠３と北枠４とを接合するジョイント５を意味する。なお、東枠２、西枠３および北枠４はいずれも、上下に多分割された構造になっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明では、Ｈ形ベリリウム枠部材用の素材として、ホットプレスにより製造したベリリウムブロックを使用する。というのは、このホットプレスブロックは、ヘリウムバブル形成を誘起し易い酸化物（B2Ｏ）や鉄不純物（BeFe化合物）が少ないので、スエリングが少なく、また放射化した場合に非常に長い半減期を有する不純物（CoやSc等）の含有も少ないからである。
なお、ホットプレスブロックからの素材取りに際しては、ホットプレス材の機械的特性に異方性が有ることを考慮し、プレス方向と同一方向で素材取りを行い、使用時に受ける負荷に備える配慮をしておくことが好ましい。
【００１１】
次に、製作上での改善として、加工時に欠けが生じないように、切削加工を幾つかのプロセスに細分化し、各プロセスで最適の切削方法を採用することとした。
というのは、ベリリウムは、切削加工を施した場合、その結晶粒が大きいことから、表面粗さが十分小さな仕上げ加工をすることが難しいからである。すなわち、切欠鋭敏性を有するベリリウムの場合、良好な表面性状を得られないと、衝撃や応力に対して非常に弱くなるからである。
【００１２】
そこで、ベリリウムの加工中に発生し易い欠けを生じさせないために、粗加工、中仕上げ１次加工、中仕上げ２次加工及び最終仕上げ加工という４段階のプロセスを採用することにしたのである。
ここに、粗加工とは、最終形状に対して余肉を１mm程度設けた形状への加工であり、外周平面６面の平面切削加工及び孔開け加工を行う。この時の加工手段としては、フライス盤、マシニングセンタ等を用いる。
次に、中仕上げ１加工として、平面間の角部及び平面／孔間の角部に大き目のＣ面加工を施す。
その後、中仕上げ２次加工として、仕上げ加工前の寸法まで切削加工を施す。
そして、最後に、最終仕上げ加工にて製品図面どおりの寸法公差に仕上げるのである。
【００１３】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、入念な製作技術により、平面加工や孔開け加工時に欠けが発生することなしに、Ｈ形ベリリウム枠部材を所定形状に安定して成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 Ｈ形ベリリウム枠の斜視図である。
【符号の説明】
１ 受台
２ 東枠
３ 西枠
４ 北枠
５ ジョイント
Claims (2)
- それぞれ上下に多分割された構造になる東枠と西枠をＨ形の両側とし、同じく上下に多分割された構造になる北枠を中間材として、東枠および西枠間に北枠を差し渡した構造になるＨ形ベリリウム枠において、東枠、西枠および北枠をそれぞれ構成する各分割部材を製造するに際し、
ベリリウムのホットプレスブロックから上記分割部材の素材取りを行ったのち、この素材に対し、最終形状に対して余肉を１mm程度設けた形状への加工であって、外周平面６面の平面切削加工及び孔開け加工を行う粗加工と、平面間の角部及び平面／孔間の角部に大き目のＣ面加工を施す中仕上げ１次加工と、仕上げ加工前の寸法まで切削加工を施す中仕上げ２次加工および製品図面どおりの寸法公差に仕上げる最終仕上げ加工からなる４段階の加工を施すことを特徴とするＨ形ベリリウム枠部材の製造方法。 - 請求項１において、ホットプレスブロックからプレス方向と同一方向で素材取りを行うことを特徴とするＨ形ベリリウム枠部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001102816A JP4565766B2 (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | Ｈ形ベリリウム枠部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001102816A JP4565766B2 (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | Ｈ形ベリリウム枠部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002296387A JP2002296387A (ja) | 2002-10-09 |
| JP4565766B2 true JP4565766B2 (ja) | 2010-10-20 |
Family
ID=18955963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001102816A Expired - Lifetime JP4565766B2 (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | Ｈ形ベリリウム枠部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4565766B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6441563B2 (ja) * | 2013-10-24 | 2018-12-19 | 日本碍子株式会社 | 中性子反射体及び原子炉 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61581A (ja) * | 1984-06-14 | 1986-01-06 | Toshiba Corp | 耐食性ベリリウム基体 |
| JPS6440225A (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-10 | Fujitsu Ltd | Manufacture of metal mold for molding |
| JP2607338B2 (ja) * | 1993-02-04 | 1997-05-07 | 日本碍子株式会社 | 金属ベリリウムペブル |
| JPH11172358A (ja) * | 1997-12-08 | 1999-06-29 | Ngk Insulators Ltd | ベリリウムを含むアルミニウム合金、および同アルミニウム合金の製造方法 |
-
2001
- 2001-04-02 JP JP2001102816A patent/JP4565766B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002296387A (ja) | 2002-10-09 |
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