JP4830907B2 - Stress corrosion cracking test specimen manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、溶接部に応力腐食割れを模擬した割れが付与された試験体を製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a test body in which a crack simulating stress corrosion cracking is applied to a welded portion.
原子力プラント等においては、種々の機器の各部位に対して超音波探傷検査等の非破壊検査が行われるが、特に溶接部は欠陥検出が難しいとされており、非破壊検査技術の精度向上を図る必要がある。非破壊検査技術の精度向上のためには、溶接部にSCC(応力腐食割れ)が人為的に付与された試験体を製造し、その試験体を用いて、SCCを検出するための非破壊検査についての研究をする必要がある。 In nuclear power plants, etc., nondestructive inspection such as ultrasonic flaw inspection is performed on each part of various equipment, but it is said that it is particularly difficult to detect defects in welded parts, and the accuracy of nondestructive inspection technology is improved. It is necessary to plan. In order to improve the accuracy of non-destructive inspection technology, non-destructive inspection is performed to detect SCC using a test specimen in which SCC (stress corrosion cracking) is artificially applied to the weld. It is necessary to study about.
SCCを試験体の溶接部に付与する際には、溶接部におけるSCCを付与する部位に所定の引張応力を発生させる必要がある。従来、板状又は管状等の試験体では、試験体を曲げることで(三点曲げ又は四点曲げ等)SCCを付与する部位に引張応力を発生させた状態で、その試験体を溶液に浸漬することで、SCCを試験体の溶接部に付与していた。このような応力腐食割れ付与試験体製造方法は、特許文献1及び2等にも記載されている。 When applying the SCC to the welded part of the specimen, it is necessary to generate a predetermined tensile stress at the site where the SCC is applied in the welded part. Conventionally, in the case of a plate-like or tubular specimen, the specimen is immersed in a solution in a state where tensile stress is generated at a site to which SCC is applied by bending the specimen (three-point bending or four-point bending). By doing so, SCC was provided to the weld of the specimen. Such a method for producing a stress corrosion cracking test specimen is also described in Patent Documents 1 and 2 and the like.
従来の方法では、厚さが均一な試験体に対しては有効であったが、厚さが不均一な複雑な形状の試験体に対しては、所望の部位に応力集中を生じさせてその部位にSCCを付与することが困難であった。 In the conventional method, it was effective for a specimen having a uniform thickness, but for a specimen having a complex shape with a non-uniform thickness, stress concentration was generated at a desired site. It was difficult to give SCC to the site.
なお、引用文献1には、SCCを厚さが不均一な試験体に付与する方法が記載されているが(引用文献1の段落0032〜0041、図3等参照)、この方法は、アクチュエータを用いて試験体に荷重を負荷するものであるため、構成が複雑となり、小さい試験体に対しては適用することが困難であった。 Although cited document 1 describes a method of applying SCC to a test specimen having a non-uniform thickness (see paragraphs 0032 to 0041 of cited document 1, FIG. 3 and the like), this method uses an actuator. Since the load is applied to the test body, the configuration is complicated, and it is difficult to apply to a small test body.
そこで、本発明の目的は、応力腐食割れを模擬した割れを、厚さが不均一な複雑な形状の試験体における所望の部位に付与することができる応力腐食割れ付与試験体製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a stress corrosion cracking test specimen that can impart a crack simulating stress corrosion cracking to a desired site in a test specimen having a non-uniform thickness and a complex shape. There is.
上記目的を達成するために本発明は、溶接部に応力腐食割れを模擬した割れが付与された試験体を製造する方法において、上記試験体に上記溶接部の割れを付与する部位を挟むようにして一対の柱状部材を取り付け、それら一対の柱状部材の内の一方の柱状部材の自由端側の部分にボルトを螺合すると共にそのボルトの先端を他方の柱状部材の自由端側の部分に当接させ、上記ボルトを締め付け、上記一対の柱状部材の自由端側の部分同士を離間させて上記溶接部の割れを付与する部位に引張応力を発生させることで、その部位に割れを付与し、その後、上記一対の柱状部材を上記試験体から取り外すようにした方法であって、上記一対の柱状部材間に板状部材を架け渡し、上記一対の柱状部材と上記板状部材とで囲われた空間に溶液を入れることにより、上記ボルトを締め付ける際に、上記溶接部を腐食環境に保持するようにしたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a test body in which a crack simulating stress corrosion cracking is imparted to a welded portion, and a pair of the test body is provided so as to sandwich a portion where the crack of the welded portion is imparted. The columnar member is attached, and a bolt is screwed into the free end portion of one of the pair of columnar members and the tip of the bolt is brought into contact with the free end portion of the other columnar member. Then, by tightening the bolt, separating the parts on the free end side of the pair of columnar members and generating a tensile stress at the site where the crack of the weld is applied, the crack is applied to the site, and then In this method, the pair of columnar members are removed from the test body, and a plate-like member is bridged between the pair of columnar members, and the space surrounded by the pair of columnar members and the plate-like member is provided. Put the solution By, when tightening the bolt, it is obtained so as to hold the weld corrosive environment.
ここで、上記板状部材として透明なアクリル板を用いても良い。 Here, a transparent acrylic plate may be used as the plate member .
本発明によれば、応力腐食割れを模擬した割れを、厚さが不均一な複雑な形状の試験体における所望の部位に付与することができるという優れた効果を奏する。 According to the present invention, there is an excellent effect that a crack simulating a stress corrosion crack can be imparted to a desired site in a complex-shaped specimen having a non-uniform thickness.
本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る応力腐食割れ付与試験体製造方法を説明するための試験体の正面図である。図2は、図1のII−II線矢視図である。 FIG. 1 is a front view of a test body for explaining a method for producing a stress corrosion cracking test specimen according to an embodiment of the present invention. 2 is a view taken along the line II-II in FIG.
図1及び図2に示すように、試験体10は、母材11と、厚さが母材11より厚く、母材11に突き合わされた母材12と、これら母材11、12を繋ぐように形成される溶接部(突合わせ溶接部)13とからなる。母材11、12及び溶接部13は、SCC(Stress Corrosion Cracking;応力腐食割れ)感受性を有する材料(例えば、ニッケル基合金)からなる。本実施形態の試験体10は、原子炉圧力容器の底部に設置される制御棒案内管の形状を模したものを周方向に四分割したものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態に係る応力腐食割れ付与試験体製造方法について説明する。 A method for producing a stress corrosion cracking test specimen according to this embodiment will be described.
まず、試験体10の溶接部13における割れ(SCCを模擬した割れ)を付与する部位A(図1及び図2参照)を覆うように、溶接により肉盛溶接座14を形成する。肉盛溶接座14は、SCC感受性を有する材料(例えば、ニッケル基合金)からなる。次に、肉盛溶接座14の中央部を機械加工等により切り欠いて溝15を形成する。なお、本実施形態では、溝15の底面を溶接部13の表面上方としたが、溝15の底面と溶接部13の表面とを一致させても良い。
First, the build-up
次に、試験体10に形成した肉盛溶接座14に、その肉盛溶接座14の溝15、つまり溶接部13の割れを付与する部位Aを挟むようにして一対の柱状部材16、17を溶接により取り付ける。これにより、各柱状部材16、17と肉盛溶接座14との間に柱状部材/肉盛溶接座溶接部18が形成される。
Next, a pair of
ここで、柱状部材16、17は、溶接部13の割れを付与する部位Aに試験体10の幅方向への引張応力を発生させるためのものである。これら柱状部材16、17がないと、溶接部13の割れを付与する部位Aに試験体10の幅方向への引張応力を発生させることが困難である。
Here, the
次に、溶接部13の割れを付与する部位Aを腐食環境に保持する。本実施形態では、溶液19を溶接部13の割れを付与する部位Aに浸漬させる(塗布する)ことにより、溶接部13の割れを付与する部位Aを腐食環境に保持するようにしている。詳しくは、本実施形態では、一対の柱状部材16、17間に板状部材20を架け渡し、それら一対の柱状部材16、17及び板状部材20で囲われた空間(肉盛溶接座14の溝15)に溶液19を入れるようにしている。溶液19としては、例えば、テトラチオン酸カリウム溶液を用いることができる。板状部材20としては、例えば、アクリル板等の透明な材料からなる部材を用いることができ、そのようにすることで、割れの発生・進展を観察することが容易となる。また、柱状部材16、17と板状部材20との間に、シールのためにシリコン等からなるシール部材(図示せず)を介在させても良い。
Next, the part A which gives the crack of the
次に、溶接部13の割れを付与する部位Aを腐食環境に保持した状態で、一対の柱状部材16、17の内の一方の柱状部材16の自由端側の部分に設けたボルト穴21にボルト22を螺合すると共に、ボルト22の先端を他方の柱状部材17の自由端側の部分に当接させる。その状態で、ボルト22を締め付けて、一対の柱状部材16、17の自由端側の部分同士を離間させる。このとき、肉盛溶接座14の溝15の底部及び溶接部13の割れを付与する部位Aに引張応力P(図1参照)が発生する。
Next, the
溶接部13の割れを付与する部位Aを腐食環境に保持した状態で、肉盛溶接座14の溝15の底部及び溶接部13の割れを付与する部位Aに引張応力Pが発生すると、まず肉盛溶接座14の溝15の底面に割れ生じ、その割れが溝15の底面よりも下方の溶接部13に向かって進展する。そして、その割れに溶液19が浸入する。
When tensile stress P is generated in the bottom portion of the
溶接部13の割れを付与する部位Aに割れが生じたか否かの判定は、例えば、溶接部13の割れを付与する部位Aを跨ぐ電位を計測し、その電位の変化(低下)に基づいて行う。
The determination as to whether or not a crack has occurred in the part A to which the crack of the
そして、引張応力により溶接部13の割れを付与する部位Aに割れが付与されたならば、図3に示すように、試験体10から柱状部材16、17を取り外すと共に、肉盛溶接座14等を除去する。そうすると、溶接部13に形成された割れの先端部だけが残る。この割れの先端部は、微小なものであると共に模擬的なSCCであるので、試験体10をSCCを検出するための非破壊検査についての研究に利用することができる。
And if the crack was provided to the site | part A which gives the crack of the
本実施形態によれば、試験体10に溶接部13の割れを付与する部位Aを挟むようにして一対の柱状部材16、17を取り付け、それら一対の柱状部材16、17の内の一方の柱状部材16の自由端側の部分にボルト22を螺合すると共にそのボルト22の先端を他方の柱状部材17の自由端側の部分に当接させ、ボルト22を締め付け、一対の柱状部材16、17の自由端側の部分同士を離間させて溶接部13の割れを付与する部位Aに引張応力を発生させることで、その部位Aに割れを付与するようにしたため、厚さが不均一な複雑な形状の試験体10であっても割れを付与すべき部位Aを挟むようにして柱状部材16、17を取り付けることで、所望の部位に応力集中を生じさせてその部位にSCCを模擬した割れを付与することが可能となる。
According to the present embodiment, the pair of
また、アクチュエータ等を必要とせず、構成がコンパクトであるので、小さい試験体に対しても適用が容易である。そのため、溶接部13の腐食を促進させるために、オートクレーブ(加圧釜)を用いて試験体10を加圧することも可能である。
In addition, since an actuator or the like is not required and the configuration is compact, it can be easily applied to a small specimen. Therefore, in order to accelerate the corrosion of the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, It is possible to take other various embodiment.
例えば、試験体10は、板状又は管状等のものであっても良い。
For example, the
10 試験体
13 溶接部
16 柱状部材
17 柱状部材
22 ボルト
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記試験体に上記溶接部の割れを付与する部位を挟むようにして一対の柱状部材を取り付け、それら一対の柱状部材の内の一方の柱状部材の自由端側の部分にボルトを螺合すると共にそのボルトの先端を他方の柱状部材の自由端側の部分に当接させ、上記ボルトを締め付け、上記一対の柱状部材の自由端側の部分同士を離間させて上記溶接部の割れを付与する部位に引張応力を発生させることで、その部位に割れを付与し、その後、上記一対の柱状部材を上記試験体から取り外すようにした方法であって、
上記一対の柱状部材間に板状部材を架け渡し、上記一対の柱状部材と上記板状部材とで囲われた空間に溶液を入れることにより、上記ボルトを締め付ける際に、上記溶接部を腐食環境に保持するようにしたことを特徴とする応力腐食割れ付与試験体製造方法。 In a method of manufacturing a test body in which a crack simulating stress corrosion cracking is applied to a weld,
A pair of columnar members are attached to the test body so as to sandwich the portion where the crack of the welded portion is sandwiched, and a bolt is screwed into a portion of one of the pair of columnar members on the free end side, and the bolt Of the other columnar member is brought into contact with the portion on the free end side, the bolt is tightened, and the portions on the free end side of the pair of columnar members are separated from each other to pull the welded portion to a crack. By generating stress, it is a method of giving a crack to the part, and then removing the pair of columnar members from the test body ,
A plate-like member is bridged between the pair of columnar members, and a solution is put into a space surrounded by the pair of columnar members and the plate-like member, so that when the bolt is tightened, the welded portion is corrosive environment. A method for producing a stress corrosion cracking test specimen, wherein
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