JP6964016B2

JP6964016B2 - Manufacturing method of miniature fracture toughness test piece and miniature fracture toughness test piece

Info

Publication number: JP6964016B2
Application number: JP2018028881A
Authority: JP
Inventors: 賢太郎吉本; 貴俊廣田; 浩之阪本; 一也堤; 毅村上
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2021-11-10
Anticipated expiration: 2038-02-21
Also published as: JP2018159700A

Description

本発明は、原子炉圧力容器の監視試験に用いられる試験片を再利用して製造されるミニチュア破壊靭性試験片、及び、ミニチュア破壊靭性試験片の製造方法に関する。 The present invention relates to a miniature fracture toughness test piece manufactured by reusing a test piece used for a monitoring test of a reactor pressure vessel, and a method for manufacturing a miniature fracture toughness test piece.

原子炉圧力容器に用いられる低合金鋼は、供用期間中における中性子の照射により脆化する。原子炉圧力容器の内部には原子炉圧力容器と同じ鋼材（すなわち低合金鋼）の試験片（監視試験片）が収容された監視試験カプセルが設置される。監視試験カプセルは、プラントの新設時に原子炉圧力容器の内部に設置され、原子炉圧力容器から計画的に取り出される。原子炉圧力容器から取り出された試験片について材料試験が実施されることにより、中性子の照射による脆化の程度を確認し、原子炉圧力容器の健全性が評価される。 The low alloy steel used in the reactor pressure vessel is embrittled by irradiation with neutrons during the service period. Inside the reactor pressure vessel, a monitoring test capsule containing a test piece (monitoring test piece) of the same steel material (that is, low alloy steel) as the reactor pressure vessel is installed. The monitoring test capsule is installed inside the reactor pressure vessel when the plant is newly constructed, and is systematically removed from the reactor pressure vessel. By conducting a material test on the test piece taken out from the reactor pressure vessel, the degree of embrittlement due to neutron irradiation is confirmed, and the soundness of the reactor pressure vessel is evaluated.

監視試験カプセルには、試験片として、破壊靭性試験片、引張試験片、及びシャルピー衝撃試験片等が収容される。原子炉圧力容器の内部に設置可能な監視試験カプセルの量には制限がある。そのため、原子炉圧力容器から取り出された試験片を効率的に使用する必要がある。 The monitoring test capsule contains a fracture toughness test piece, a tensile test piece, a Charpy impact test piece, and the like as test pieces. There is a limit to the amount of monitoring test capsules that can be placed inside the reactor pressure vessel. Therefore, it is necessary to efficiently use the test piece taken out from the reactor pressure vessel.

原子炉圧力容器鋼の破壊靭性の評価において、温度と破壊靭性との関係を示すマスターカーブを作成し、そのマスターカーブから破壊靭性を評価する手法が知られている。マスターカーブに基づく破壊靭性の評価精度を向上させるためには、多数の破壊靭性試験片を使用して、破壊靭性データを拡充させることが望ましい。しかし、プラントによっては、監視試験カプセルに収容されている破壊靭性試験片の数が少ない場合がある。特許文献１には、試験片から破壊靭性データを直接取得する試験方法が開示されている。 In the evaluation of fracture toughness of reactor pressure vessel steel, a method is known in which a master curve showing the relationship between temperature and fracture toughness is created and the fracture toughness is evaluated from the master curve. In order to improve the evaluation accuracy of fracture toughness based on the master curve, it is desirable to expand the fracture toughness data by using a large number of fracture toughness test pieces. However, depending on the plant, the number of fracture toughness test pieces contained in the monitoring test capsule may be small. Patent Document 1 discloses a test method for directly acquiring fracture toughness data from a test piece.

特開２０１４−１９７０３５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-97035

ところで、シャルピー衝撃試験片は監視試験カプセルに比較的多く含まれている。このため、近年、シャルピー衝撃試験終了後の試験片の残材から微小な破壊靭性試験片（ミニチュア破壊靭性試験片；以降ミニチュアＣＴ試験片とも称する）を製造して、試験片を有効活用する手法が提案されている。ミニチュアＣＴ試験片は、シャルピー衝撃試験片の残材から可能な限り多数採取されることを考慮し、日本電気協会規程（JEAC4216-2015）において、該ミニチュアＣＴ試験片の大きさが規定されている。 By the way, the Charpy impact test piece is contained in a relatively large amount in the monitoring test capsule. For this reason, in recent years, a method of manufacturing a minute fracture toughness test piece (miniature fracture toughness test piece; hereinafter also referred to as a miniature CT test piece) from the residual material of the test piece after the completion of the Charpy impact test, and effectively utilizing the test piece. Has been proposed. Considering that as many miniature CT test pieces as possible will be collected from the residual material of the Charpy impact test piece, the size of the miniature CT test piece is specified in the regulations of the Japan Electric Association (JEAC4216-2015). ..

一方、現在規定されているミニチュアＣＴ試験片は、通常の破壊靭性試験片と比較して外形寸法が全体的に小さくなっているので、結果的に板厚も薄く形成されている。このため、中性子照射により上部棚吸収エネルギー(USE: Upper Shelf Energy)が減少し、延性亀裂成長抵抗が低下したミニチュアＣＴ試験片では、破壊靭性試験時に基準を上回る延性亀裂成長が生じる場合があり、有効な破壊靭性データが取得できないという問題が生じ得る。 On the other hand, the currently defined miniature CT test piece has an overall smaller external dimension than a normal fracture toughness test piece, and as a result, the plate thickness is also thin. For this reason, in a miniature CT test piece in which the upper shelf absorption energy (USE: Upper Shelf Energy) is reduced by neutron irradiation and the ductile crack growth resistance is reduced, ductile crack growth exceeding the standard may occur during the fracture toughness test. The problem may arise that valid fracture toughness data cannot be obtained.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、破壊靭性試験時に生じる延性亀裂成長を抑制し、有効な破壊靭性データを取得できるミニチュア破壊靭性試験片、及び、ミニチュア破壊靭性試験片の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and manufactures a miniature fracture toughness test piece and a miniature fracture toughness test piece capable of suppressing ductile crack growth occurring during a fracture toughness test and obtaining effective fracture toughness data. The purpose is to provide a method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、原子炉圧力容器内に設置された監視試験カプセルに収容されて原子炉圧力容器の評価試験に用いられる試験片を利用し、評価試験後の試験片の残材から採取されたミニチュア破壊靭性試験片であって、日本電気協会規程により規定されたミニチュア破壊靭性試験片の外形寸法に関する規格値よりも板厚を大きく形成したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention utilizes a test piece contained in a monitoring test capsule installed in a reactor pressure vessel and used for an evaluation test of the reactor pressure vessel. A miniature fracture toughness test piece collected from the residual material of the test piece after the evaluation test, and the thickness was formed larger than the standard value for the external dimensions of the miniature fracture toughness test piece specified by the regulations of the Japan Electrical Association. It is characterized by.

また、板厚は、規格値の２倍の値であってもよい。また、規格値で定められた板厚は４ｍｍである。また、試験片は、シャルピー衝撃試験片であることが好ましい。 Further, the plate thickness may be twice a standard value. The plate thickness defined by the standard value is 4 mm. The test piece is preferably a Charpy impact test piece.

また、本発明は、温度と破壊靭性との関係を示すマスターカーブに基づいて対象素材の破壊靭性の評価に用いられ、対象素材から採取されたミニチュア破壊靭性試験片であって、日本電気協会規程により規定されたミニチュア破壊靭性試験片の外形寸法に関する規格値よりも板厚を大きく形成したことを特徴とする。 Further, the present invention is a miniature fracture toughness test piece collected from a target material, which is used for evaluation of the fracture toughness of a target material based on a master curve showing the relationship between temperature and fracture toughness, and is regulated by the Japan Electrical Association. It is characterized in that the plate thickness is formed larger than the standard value regarding the external dimensions of the miniature fracture toughness test piece specified by.

また、本発明は、原子炉圧力容器内に設置された監視試験カプセルに収容されて原子炉圧力容器の監視試験に用いられる試験片を利用し、監視試験後の試験片の残材から微小な破壊靭性試験片を製造するミニチュア破壊靭性試験片の製造方法であって、試験片の材料特性に基づき、ミニチュア破壊靭性試験片の板厚を、日本電気協会規程により規定された第１の値とするか、第１の値よりも大きな値に設定された第２の値とするかを判定する判定工程を備えたことを特徴とする。 Further, the present invention utilizes a test piece contained in a monitoring test capsule installed in the reactor pressure vessel and used for the monitoring test of the reactor pressure vessel, and the residual material of the test piece after the monitoring test is minute. A method for manufacturing a miniature fracture toughness test piece for manufacturing a fracture toughness test piece. Based on the material properties of the test piece, the thickness of the miniature fracture toughness test piece is set to the first value specified by the regulations of the Japan Electrical Association. It is characterized by including a determination step of determining whether to use a second value set to a value larger than the first value.

この構成において、試験片の材料特性に基づき、該試験片の負荷レベルに関する第１基準値と、延性亀裂成長に関する第２基準値とをそれぞれ算出する工程を備え、判定工程は、第１基準値と第２基準値とを比較し、第１基準値が第２基準値よりも大きい場合は、破壊靭性試験片の板厚を第２の値とし、第１基準値が第２基準値以下の場合は、破壊靭性試験片の板厚を第１の値としてもよい。 In this configuration, a step of calculating a first reference value regarding the load level of the test piece and a second reference value regarding ductile crack growth are provided based on the material properties of the test piece, and the determination step is the first reference value. And the second reference value are compared, and if the first reference value is larger than the second reference value, the plate thickness of the fracture toughness test piece is set as the second value, and the first reference value is equal to or less than the second reference value. In this case, the plate thickness of the fracture toughness test piece may be set as the first value.

また、本発明は、温度と破壊靭性との関係を示すマスターカーブに基づいて、対象素材の破壊靭性の評価に用いられる微小な破壊靭性試験片を対象素材から製造するミニチュア破壊靭性試験片の製造方法であって、対象素材の材料特性に基づき、破壊靭性試験片の板厚を、日本電気協会規程により規定された第１の値とするか、第１の値よりも大きな値に設定された第２の値とするかを判定する判定工程を備えたことを特徴とする。 Further, the present invention manufactures a miniature fracture toughness test piece for producing a minute fracture toughness test piece used for evaluating the fracture toughness of the target material based on a master curve showing the relationship between temperature and fracture toughness. In the method, the thickness of the fracture toughness test piece was set to the first value specified by the regulations of the Japan Electrical Association or set to a value larger than the first value based on the material properties of the target material. It is characterized by including a determination step of determining whether to set the second value.

この構成において、対象素材の材料特性に基づき、該対象素材の負荷レベルに関する第１基準値と、延性亀裂成長に関する第２基準値とをそれぞれ算出する工程を備え、判定工程は、第１基準値と第２基準値とを比較し、第１基準値が第２基準値よりも大きい場合は、破壊靭性試験片の板厚を第２の値とし、第１基準値が第２基準値以下の場合は、破壊靭性試験片の板厚を第１の値としてもよい。 In this configuration, a step of calculating a first reference value regarding the load level of the target material and a second reference value regarding ductile crack growth are provided based on the material properties of the target material, and the determination step is the first reference value. And the second reference value are compared, and if the first reference value is larger than the second reference value, the plate thickness of the fracture toughness test piece is set as the second value, and the first reference value is equal to or less than the second reference value. In this case, the plate thickness of the fracture toughness test piece may be set as the first value.

また、第２基準値の算出に用いられるＪ値に関し、ミニチュア破壊靭性試験片におけるＪ値と、このミニチュア破壊靭性試験片よりも外形寸法の大きな標準破壊靭性試験片におけるＪ値との相関関係を事前に取得しておき、この相関関係に基づき、標準破壊靭性試験片におけるＪ値からミニチュア破壊靭性試験片におけるＪ値に換算し、換算されたミニチュア破壊靭性試験片におけるＪ値を用いて第２基準値を算出してもよい。 Regarding the J value used to calculate the second reference value, the correlation between the J value in the miniature fracture toughness test piece and the J value in the standard fracture toughness test piece having a larger external dimension than this miniature fracture toughness test piece is shown. Obtained in advance, based on this correlation, the J value in the standard fracture toughness test piece is converted to the J value in the miniature fracture toughness test piece, and the converted J value in the miniature fracture toughness test piece is used for the second. A reference value may be calculated.

本発明によれば、現在規定されている規格値よりもミニチュア破壊靭性試験片の板厚を大きく形成したことにより、破壊靭性試験時に、ミニチュア破壊靭性試験片に生じる延性亀裂成長を抑制し、有効な破壊靭性データを取得することができる。 According to the present invention, by forming the plate thickness of the miniature fracture toughness test piece larger than the currently specified standard value, ductile crack growth occurring in the miniature fracture toughness test piece during the fracture toughness test is suppressed, which is effective. Fracture toughness data can be obtained.

図１は、本実施形態に係る監視試験カプセルが配置された原子炉圧力容器の一例を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an example of a reactor pressure vessel in which a monitoring test capsule according to the present embodiment is arranged. 図２は、監視試験カプセルの一例を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a monitoring test capsule. 図３は、監視試験カプセルの一部を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a part of the monitoring test capsule. 図４は、ミニチュアＣＴ試験片を採取するシャルピー衝撃試験片の残材を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a residual material of a Charpy impact test piece for collecting a miniature CT test piece. 図５は、現行のミニチュアＣＴ試験片の一例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an example of a current miniature CT test piece. 図６は、原子炉圧力容器の破壊靭性の評価において使用されるマスターカーブの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a master curve used in the evaluation of fracture toughness of a reactor pressure vessel. 図７は、本実施形態に係る新たなミニチュアＣＴ試験片の一例を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an example of a new miniature CT test piece according to the present embodiment. 図８は、シャルピー衝撃試験片の残材から新たなミニチュアＣＴ試験片を採取する状態を模式的に示す図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing a state in which a new miniature CT test piece is collected from the residual material of the Charpy impact test piece. 図９は、ミニチュアＣＴ試験片の厚みを変化させた際の延性亀裂成長限界の変化を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing changes in the ductile crack growth limit when the thickness of the miniature CT test piece is changed. 図１０は、ミニチュア破壊靭性試験片の製造方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a miniature fracture toughness test piece. 図１１は、判定工程の手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing an example of the procedure of the determination process. 図１２は、標準ＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）とミニチュアＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）との相関関係の一例を示すグラフである。Figure 12 is a graph showing J value in the standard CT test piece _{(J: mat)} an example of the correlation between the J value in Miniature CT specimen _{(J: mat).}

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The components of the embodiments described below can be combined as appropriate. In addition, some components may not be used.

図１は、本実施形態に係る監視試験カプセルが配置された原子炉圧力容器の一例を示す縦断面図である。原子炉圧力容器３００は、例えば、加圧水型原子炉（PWR：Pressurized Water Reactor）を有する原子力発電プラントに設けられる。図１に示すように、原子炉圧力容器３００は、燃料集合体３０１を格納する。原子炉圧力容器３００は、低合金鋼によって形成されている。原子炉圧力容器３００は、原子炉圧力容器本体３００Ａと、原子炉圧力容器蓋３００Ｂとを含む。原子炉圧力容器蓋３００Ｂが外されることにより、原子炉圧力容器本体３００Ａの内部に燃料集合体３０１を含む炉内構造物が挿入可能である。また、原子炉圧力容器３００には、制御棒を駆動する制御棒駆動装置３０５が設けられる。 FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an example of a reactor pressure vessel in which a monitoring test capsule according to the present embodiment is arranged. The reactor pressure vessel 300 is provided in, for example, a nuclear power plant having a pressurized water reactor (PWR). As shown in FIG. 1, the reactor pressure vessel 300 stores the fuel assembly 301. The reactor pressure vessel 300 is made of low alloy steel. The reactor pressure vessel 300 includes a reactor pressure vessel body 300A and a reactor pressure vessel lid 300B. By removing the reactor pressure vessel lid 300B, the reactor internal structure including the fuel assembly 301 can be inserted into the reactor pressure vessel main body 300A. Further, the reactor pressure vessel 300 is provided with a control rod driving device 305 for driving the control rods.

原子炉圧力容器本体３００Ａの内部に炉心槽３０２が配置される。炉心槽３０２に、複数の燃料集合体３０１を含む炉心３０４が配置される。炉心槽３０２は、円筒状であり、原子炉圧力容器本体３００Ａの内壁面との間に間隙が形成されるように配置される。 The core tank 302 is arranged inside the reactor pressure vessel main body 300A. A core 304 including a plurality of fuel assemblies 301 is arranged in the core tank 302. The core tank 302 has a cylindrical shape and is arranged so that a gap is formed between the core tank 302 and the inner wall surface of the reactor pressure vessel main body 300A.

炉心槽３０２と原子炉圧力容器本体３００Ａとの間には、監視試験カプセル１を収容する収納容器３０３が配置される。収納容器３０３は、炉心槽３０２の周囲に間隔をあけて複数設けられる。収納容器３０３に収容される監視試験カプセル１は、炉心３０４よりも径方向外側に配置されると共に、原子炉圧力容器本体３００Ａよりも径方向内側に配置されることとなる。 A storage container 303 for accommodating the monitoring test capsule 1 is arranged between the core tank 302 and the reactor pressure vessel main body 300A. A plurality of storage containers 303 are provided around the core tank 302 at intervals. The monitoring test capsule 1 housed in the storage vessel 303 is arranged radially outside the core 304 and radially inside the reactor pressure vessel body 300A.

次に、監視試験カプセル１について説明する。図２は、監視試験カプセルの一例を模式的に示す図であり、図３は、監視試験カプセルの一部を示す図であって、図２のＡ部分に相当する。この監視試験カプセル１は、内部に監視試験片（試験片）２を収容している。この監視試験片２は、原子炉圧力容器３００と同じ鋼材（すなわち低合金鋼）で形成されており、原子炉圧力容器３００の健全性（中性子照射による脆化の程度）を評価するための各種材料試験に用いられる。ここで、監視試験カプセル１は、原子炉圧力容器本体３００Ａよりも径方向内側に位置していることから、監視試験片２に炉心３０４から照射される中性子の照射量は、原子炉圧力容器本体３００Ａよりも大きくなる。このため、監視試験片２を用いて監視試験を行うことにより、原子炉圧力容器３００の中性子照射脆化の程度の評価に関して先行監視を行うことが可能となっている。 Next, the monitoring test capsule 1 will be described. FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a monitoring test capsule, and FIG. 3 is a diagram showing a part of the monitoring test capsule, which corresponds to part A in FIG. The monitoring test capsule 1 contains a monitoring test piece (test piece) 2 inside. The monitoring test piece 2 is made of the same steel material (that is, low alloy steel) as the reactor pressure vessel 300, and various types for evaluating the soundness (the degree of embrittlement due to neutron irradiation) of the reactor pressure vessel 300. Used for material testing. Here, since the monitoring test capsule 1 is located radially inside the reactor pressure vessel body 300A, the irradiation amount of neutrons radiated from the core 304 to the monitoring test piece 2 is the reactor pressure vessel body. It will be larger than 300A. Therefore, by conducting a monitoring test using the monitoring test piece 2, it is possible to perform advance monitoring regarding the evaluation of the degree of neutron irradiation embrittlement of the reactor pressure vessel 300.

監視試験カプセル１は、図２に示すように、保持部材３と、ステー部材４と、カプセル容器５と、先端部材６とを有する。保持部材３は、監視試験カプセル１の取り扱いにおいてマニピュレータ（不図示）により保持される部材である。ステー部材４は、監視試験カプセル１の長さを調整する部材である。カプセル容器５は、監視試験カプセル１の長手方向に複数配置される。カプセル容器５の内部に複数の監視試験片２が収容される。先端部材６は、収納容器３０３に対する監視試験カプセル１の挿入をガイドする。 As shown in FIG. 2, the monitoring test capsule 1 has a holding member 3, a stay member 4, a capsule container 5, and a tip member 6. The holding member 3 is a member held by a manipulator (not shown) in handling the monitoring test capsule 1. The stay member 4 is a member that adjusts the length of the monitoring test capsule 1. A plurality of capsule containers 5 are arranged in the longitudinal direction of the monitoring test capsule 1. A plurality of monitoring test pieces 2 are housed inside the capsule container 5. The tip member 6 guides the insertion of the monitoring test capsule 1 into the storage container 303.

図３に示すように、監視試験カプセル１には、監視試験を行うための監視試験片２として、破壊靭性試験片（標準破壊靭性試験片；以下、標準ＣＴ試験片とも称する）７、引張試験片８、及びシャルピー衝撃試験片９が収容されている。本実施形態では、監視試験カプセル１から取り出された破壊靭性試験片７、引張試験片８、及びシャルピー衝撃試験片９の各種の監視試験片２を用いて、破壊靭性試験、引張試験、及びシャルピー衝撃試験がそれぞれ実施される。なお、監視試験カプセル１に収容される監視試験片２は、破壊靭性試験片７、引張試験片８、及びシャルピー衝撃試験片９に限定されるものではない。 As shown in FIG. 3, the monitoring test capsule 1 contains a fracture toughness test piece (standard fracture toughness test piece; hereinafter also referred to as a standard CT test piece) 7 and a tensile test as a monitoring test piece 2 for performing a monitoring test. A piece 8 and a Charpy impact test piece 9 are housed. In the present embodiment, various monitoring test pieces 2 of the fracture toughness test piece 7, the tensile test piece 8, and the Charpy impact test piece 9 taken out from the monitoring test capsule 1 are used for the fracture toughness test, the tensile test, and the Charpy. Each impact test is carried out. The monitoring test piece 2 housed in the monitoring test capsule 1 is not limited to the fracture toughness test piece 7, the tensile test piece 8, and the Charpy impact test piece 9.

原子炉圧力容器３００に用いられる低合金鋼の破壊靭性を評価する場合において、従来、温度と破壊靭性との関係を示すマスターカーブを作成し、そのマスターカーブから破壊靭性を評価することが行われている。この場合、マスターカーブに基づく破壊靭性の評価精度を向上させるためには、多数の破壊靭性試験片７を使用して、破壊靭性データを拡充させることが望ましい。 When evaluating the fracture toughness of low alloy steel used in the reactor pressure vessel 300, conventionally, a master curve showing the relationship between temperature and fracture toughness is created, and the fracture toughness is evaluated from the master curve. ing. In this case, in order to improve the evaluation accuracy of the fracture toughness based on the master curve, it is desirable to expand the fracture toughness data by using a large number of fracture toughness test pieces 7.

しかしながら、原子力発電プラントによっては、監視試験カプセル１に収容されている破壊靭性試験片７の数が少ない場合があり、十分な破壊靭性データを取得することができない問題があった。このため、監視試験カプセル１に比較的多く含まれている監視試験片２（例えば、シャルピー衝撃試験片９）を利用し、試験終了後のシャルピー衝撃試験片９の残材からミニチュアＣＴ試験片（ミニチュア破壊靭性試験片）を製造することが行われている。 However, depending on the nuclear power plant, the number of fracture toughness test pieces 7 contained in the monitoring test capsule 1 may be small, and there is a problem that sufficient fracture toughness data cannot be obtained. Therefore, a monitoring test piece 2 (for example, Charpy impact test piece 9) contained in a relatively large amount in the monitoring test capsule 1 is used, and a miniature CT test piece (for example, a miniature CT test piece (for example) from the residual material of the Charpy impact test piece 9 after the test is completed. Miniature fracture toughness test pieces) are being manufactured.

図４は、ミニチュアＣＴ試験片を採取するシャルピー衝撃試験片の残材を模式的に示す図である。図５は、現行のミニチュアＣＴ試験片の一例を示す斜視図である。シャルピー衝撃試験片９は、図４に示すように、実質的に直方体状の部材であり、長手方向の中央部に略Ｖ字状に形成されたノッチ部９Ｎを有する。このシャルピー衝撃試験片９に対してシャルピー衝撃試験が実施されることにより、ノッチ部９Ｎを境界として、シャルピー衝撃試験片９は、破断面９Ｓを有する２つの残材９Ｄ，９Ｄに分割される。 FIG. 4 is a diagram schematically showing a residual material of a Charpy impact test piece for collecting a miniature CT test piece. FIG. 5 is a perspective view showing an example of a current miniature CT test piece. As shown in FIG. 4, the Charpy impact test piece 9 is a substantially rectangular parallelepiped member, and has a notch portion 9N formed in a substantially V shape at a central portion in the longitudinal direction. By performing the Charpy impact test on the Charpy impact test piece 9, the Charpy impact test piece 9 is divided into two residual materials 9D and 9D having a fracture surface 9S with the notch portion 9N as a boundary.

ミニチュアＣＴ試験片５０は、シャルピー衝撃試験片９の残材９Ｄ（供試材Ｓ）から製作（製造）される。以下の説明では、残材９Ｄを適宜、供試材Ｓと称する。シャルピー衝撃試験により、残材９Ｄのうち破断面９Ｓの近傍の一部分は塑性変形している。残材９Ｄのうち塑性変形した部分からミニチュアＣＴ試験片５０を採取すると、そのミニチュアＣＴ試験片５０を使った破壊靭性の評価精度が低下する可能性がある。このため、ミニチュアＣＴ試験片５０は、残材９Ｄのうち塑性変形している可能性が低い部分から製作される。シャルピー衝撃試験片９の外形寸法は規格にて規定されており、シャルピー衝撃試験片９の短手方向の幅Ｄ及び高さＦは、それぞれ約１０［ｍｍ］に形成され、破断する前のシャルピー衝撃試験片９の長手方向の長さ（不図示）は約５５［ｍｍ］となっている。また、残材９Ｄのうち塑性変形している可能性が低く使用可能な部分の長手方向の長さＧは、約２４［ｍｍ］である。 The miniature CT test piece 50 is manufactured (manufactured) from the residual material 9D (test material S) of the Charpy impact test piece 9. In the following description, the residual material 9D is appropriately referred to as a test material S. According to the Charpy impact test, a part of the residual material 9D in the vicinity of the fracture surface 9S is plastically deformed. If the miniature CT test piece 50 is collected from the plastically deformed portion of the residual material 9D, the evaluation accuracy of the fracture toughness using the miniature CT test piece 50 may decrease. Therefore, the miniature CT test piece 50 is manufactured from the portion of the residual material 9D that is unlikely to be plastically deformed. The external dimensions of the Charpy impact test piece 9 are specified in the standard, and the width D and height F of the Charpy impact test piece 9 in the lateral direction are each formed to be about 10 [mm], and the Charpy before breaking is formed. The length of the impact test piece 9 in the longitudinal direction (not shown) is about 55 [mm]. Further, the length G in the longitudinal direction of the portion of the residual material 9D that is unlikely to be plastically deformed and can be used is about 24 [mm].

本実施形態では、図４に示すように、供試材Ｓ（残材９Ｄ）からミニチュアＣＴ試験片５０が４つ製作される。具体的には、供試材Ｓ（残材９Ｄ）における短手方向に２つのミニチュアＣＴ試験片５０が製作され、長手方向に２つのミニチュアＣＴ試験片５０が製作される。この供試材Ｓは、例えば、ホットセルの内部でワイヤ放電加工が施されて４つのミニチュアＣＴ試験片５０が製作される。 In this embodiment, as shown in FIG. 4, four miniature CT test pieces 50 are manufactured from the test material S (residual material 9D). Specifically, two miniature CT test pieces 50 are manufactured in the lateral direction of the test material S (residual material 9D), and two miniature CT test pieces 50 are manufactured in the longitudinal direction. This test material S is, for example, subjected to wire electric discharge machining inside a hot cell to produce four miniature CT test pieces 50.

ミニチュアＣＴ試験片５０は、図５に示すように、実質的に直方体の部材であり、直方体の側面５０ａに形成された凹部５１と、この凹部５１に繋がるように形成される溝部５２と、この溝部５２を挟んで形成される一対の孔部５３，５３とを備える。また、凹部５１とは反対側の溝部５２の終端には、予亀裂５４が連なって形成されている。これら溝部５２、孔部５３、及び予亀裂５４は、いずれもミニチュアＣＴ試験片５０の厚み方向に貫通して形成されている。ミニチュアＣＴ試験片５０の外形寸法は、本特許出願の出願時に適用されている日本電気協会規程（JEAC4216-2015）により規格化されている。この規程では、ミニチュアＣＴ試験片５０の幅Ｐ（シャルピー衝撃試験片９の高さＦに相当）は約１０［ｍｍ］であり、高さＨは約１０［ｍｍ］であり、厚みＱは約４［ｍｍ］である。ミニチュアＣＴ試験片５０は、標準ＣＴ試験片（破壊靭性試験片）７よりも外形寸法が小さく形成されたものであり、特に、ミニチュアＣＴ試験片５０の厚みＱは標準ＣＴ試験片７の厚み（例えば、約２５．４［ｍｍ］：１インチ）の約１／６となっている。ミニチュアＣＴ試験片５０の外形寸法は、上記したように、シャルピー衝撃試験片９の残材９Ｄから製作されることを考慮して決定されている。 As shown in FIG. 5, the miniature CT test piece 50 is substantially a rectangular parallelepiped member, and has a recess 51 formed on the side surface 50a of the rectangular parallelepiped, a groove 52 formed so as to connect to the recess 51, and the groove 52. It includes a pair of holes 53, 53 formed across the groove 52. Further, a pre-crack 54 is formed in a row at the end of the groove 52 on the opposite side of the recess 51. The groove portion 52, the hole portion 53, and the pre-crack portion 54 are all formed so as to penetrate in the thickness direction of the miniature CT test piece 50. The external dimensions of the miniature CT test piece 50 are standardized by the regulations of the Japan Electric Association (JEAC4216-2015) applied at the time of filing the application for this patent. According to this regulation, the width P of the miniature CT test piece 50 (corresponding to the height F of the Charpy impact test piece 9) is about 10 [mm], the height H is about 10 [mm], and the thickness Q is about. It is 4 [mm]. The miniature CT test piece 50 is formed to have a smaller external dimension than the standard CT test piece (fracture toughness test piece) 7, and in particular, the thickness Q of the miniature CT test piece 50 is the thickness of the standard CT test piece 7 (the thickness Q of the miniature CT test piece 50). For example, it is about 1/6 of about 25.4 [mm]: 1 inch). As described above, the external dimensions of the miniature CT test piece 50 are determined in consideration of being manufactured from the residual material 9D of the Charpy impact test piece 9.

また、このミニチュアＣＴ試験片５０では、凹部５１と反対側に位置する直方体の側面５０ｂと孔部５３の中心５３ａとの距離Ｗが約８［ｍｍ］とされ、孔部５３の中心５３ａと予亀裂５４の終端までの初期亀裂長さａ_０は約４［ｍｍ］となっている。従って、ミニチュアＣＴ試験片５０におけるリガメント長さｂ_０（Ｗ−ａ_０に相当）も約４［ｍｍ］となる。 Further, in this miniature CT test piece 50, the distance W between the side surface 50b of the rectangular parallelepiped located on the opposite side of the recess 51 and the center 53a of the hole 53 is set to about 8 [mm], and the distance W between the center 53a of the hole 53 and the hole 53 is predicted. initial crack length _{a 0} to the end of the crack 54 is about 4 [mm]. _{Therefore, the ligament length b 0} (corresponding to W-a ₀ ) in the miniature CT test piece 50 is also about 4 [mm].

このように製作された複数のミニチュアＣＴ試験片５０を用いて、破壊靭性試験が実施される。その破壊靭性試験の複数の結果を使って、原子炉圧力容器３００に用いられる低合金鋼の破壊靭性の評価が実施される。図６は、原子炉圧力容器３００に用いられる低合金鋼の破壊靭性の評価において使用されるマスターカーブの一例を示す図である。図６に示すように、マスターカーブは、温度と破壊靭性との関係を示す。複数のミニチュアＣＴ試験片５０のそれぞれを使って実施された破壊靭性試験の試験結果から、マスターカーブが作成される。マスターカーブに基づく破壊靭性の評価精度を向上させるためには、多数の破壊靭性試験片を入手して、破壊靭性データを拡充させることが好ましい。本実施形態によれば、供試材Ｓである残材９Ｄから４つのミニチュアＣＴ試験片５０を製作可能であるため、数又は量が限定されている残材９Ｄから、破壊靭性試験に使用されるミニチュアＣＴ試験片５０を多数製作することができ、破壊靭性データを拡充することが可能となる。 A fracture toughness test is performed using the plurality of miniature CT test pieces 50 manufactured in this way. Using the results of the fracture toughness test, the fracture toughness of the low alloy steel used in the reactor pressure vessel 300 is evaluated. FIG. 6 is a diagram showing an example of a master curve used in the evaluation of fracture toughness of low alloy steel used in the reactor pressure vessel 300. As shown in FIG. 6, the master curve shows the relationship between temperature and fracture toughness. A master curve is created from the test results of the fracture toughness test performed using each of the plurality of miniature CT test pieces 50. In order to improve the evaluation accuracy of fracture toughness based on the master curve, it is preferable to obtain a large number of fracture toughness test pieces and expand the fracture toughness data. According to the present embodiment, since it is possible to manufacture four miniature CT test pieces 50 from the residual material 9D which is the test material S, the residual material 9D whose number or amount is limited is used for the fracture toughness test. A large number of miniature CT test pieces 50 can be manufactured, and fracture toughness data can be expanded.

ところで、破壊靭性試験に関して、日本電気協会規程（JEAC4216-2015）では、破壊に先行して生じた延性亀裂成長の長さが、０．０５（Ｗ−ａ_０)［ｍｍ］或いは１［ｍｍ］のいずれか小さい方の制限値を超えた場合には、得られた破壊靭性データは無効とすると規定されている。すなわち、上記したミニチュアＣＴ試験片５０では、リガメント長さｂ_０（Ｗ−ａ_０に相当）が約４［ｍｍ］であるため、板厚内で０．２［ｍｍ］を超える延性亀裂成長が認められた場合は、破壊靭性データが無効となる。 By the way, regarding the fracture toughness test, according to the regulations of the Japan Electrical Association (JEAC4216-2015), the length of ductile crack growth that occurred prior to fracture is 0.05 (W-a ₀ ) [mm] or 1 [mm]. It is stipulated that the obtained fracture toughness data will be invalid if the smaller limit of the above is exceeded. That is, in the miniature CT test piece 50 described above, the ligament length b ₀ (corresponding to W-a ₀ ) is about 4 [mm], so that ductile crack growth exceeding 0.2 [mm] occurs within the plate thickness. If so, the fracture toughness data will be invalid.

一般に、監視試験片２（ミニチュアＣＴ試験片５０）に用いられる低合金鋼は、中性子照射により上部棚吸収エネルギー(USE)が低下する傾向にあり、延性亀裂成長が生じやすくなる。このため、上部棚吸収エネルギーが低下したミニチュアＣＴ試験片５０を、破壊靭性試験に用いると、延性亀裂成長が規定値を超える場合もあり、有効な破壊靭性データを確実に取得することが難しい。ミニチュアＣＴ試験片５０は、そもそも監視試験カプセル１に収容される破壊靭性試験片７の数が少ない問題を解決するために、監視試験カプセル１に比較的多く含まれているシャルピー衝撃試験片９の残材９Ｄから製作されるものである。このため、製作されたミニチュアＣＴ試験片５０を用いて有効な破壊靭性データを取得することが望まれる。 Generally, in the low alloy steel used for the monitoring test piece 2 (miniature CT test piece 50), the upper shelf absorption energy (USE) tends to decrease due to neutron irradiation, and ductile crack growth is likely to occur. Therefore, when the miniature CT test piece 50 having the reduced upper shelf absorption energy is used for the fracture toughness test, the ductile crack growth may exceed the specified value, and it is difficult to surely obtain effective fracture toughness data. The miniature CT test piece 50 is a Charpy impact test piece 9 which is contained in a relatively large amount in the monitoring test capsule 1 in order to solve the problem that the number of fracture toughness test pieces 7 housed in the monitoring test capsule 1 is small in the first place. It is manufactured from the residual material 9D. Therefore, it is desired to obtain effective fracture toughness data using the manufactured miniature CT test piece 50.

発明者が鋭意研究した結果、延性亀裂成長の大きさは、試験片の板厚（厚み）と関連することが判明した。具体的には、ミニチュアＣＴ試験片５０の板厚が小さいほど、板厚中央部の狭い範囲(拘束が大きい部分)で、延性亀裂成長が生じやすくなり、延性亀裂成長量の最大値が大きくなる傾向にある。特に、ミニチュアＣＴ試験片５０は、通常の破壊靭性試験片７と比べて板厚が小さいため、上部棚吸収エネルギー(USE)が低下した材料から製作されたミニチュアＣＴ試験片５０では、板厚中央部において延性亀裂成長が生じやすい傾向にある。このため、マスターカーブの有効な温度範囲(T₀-50℃≦T≦T₀+50℃，T₀はマスターカーブ参照温度，Tは試験温度)で有効な破壊靭性データが得られないという問題が生じる。 As a result of diligent research by the inventor, it was found that the size of ductile crack growth is related to the plate thickness (thickness) of the test piece. Specifically, the smaller the plate thickness of the miniature CT test piece 50, the more likely it is that ductile crack growth will occur in a narrow range (the part where the restraint is large) in the center of the plate thickness, and the maximum value of the ductile crack growth amount will increase. There is a tendency. In particular, since the miniature CT test piece 50 has a smaller plate thickness than the normal fracture toughness test piece 7, the miniature CT test piece 50 made of a material having a reduced upper shelf absorption energy (USE) has a central plate thickness. Ductile crack growth tends to occur in the part. Therefore, there is a problem that effective fracture toughness data cannot be obtained in the effective temperature range of the master curve (T ₀ -50 ° C ≤ T ≤ T ₀ + 50 ° C, T ₀ is the master curve reference temperature, and T is the test temperature). Occurs.

発明者は、有効な破壊靭性データを確実に取得するために、現在の規格（日本電気協会規程（JEAC4216-2015））で定められた外形寸法の板厚（厚み）よりも厚いミニチュアＣＴ試験片１５０を製作した。図７は、本実施形態に係る新たなミニチュアＣＴ試験片の一例を示す斜視図である。図８は、シャルピー衝撃試験片の残材から新たなミニチュアＣＴ試験片を採取する状態を模式的に示す図である。 The inventor is a miniature CT test piece that is thicker than the plate thickness (thickness) of the external dimensions specified in the current standard (Japan Electric Association Regulations (JEAC4216-2015)) in order to surely obtain effective fracture toughness data. I made 150. FIG. 7 is a perspective view showing an example of a new miniature CT test piece according to the present embodiment. FIG. 8 is a diagram schematically showing a state in which a new miniature CT test piece is collected from the residual material of the Charpy impact test piece.

新たなミニチュアＣＴ試験片１５０は、図７に示すように、外形寸法の厚みＲが上記したミニチュアＣＴ試験片５０（図５）よりも厚く形成されている。本実施形態では、ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲは、ミニチュアＣＴ試験片５０の厚みＱの２倍（２Ｑ）であり約８［ｍｍ］となっている。また、ミニチュアＣＴ試験片１５０は、厚みＲ以外の外形寸法がミニチュアＣＴ試験片５０と同等に形成されている。ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲのみを、現行のミニチュアＣＴ試験片５０の厚みＱよりも大きくすることにより、ミニチュアＣＴ試験片１５０の板厚内で延性亀裂成長が生じやすい領域を厚み方向に広げることができる。これにより、ミニチュアＣＴ試験片１５０の板厚内で生じる延性亀裂成長量の均一化を図ることができ、延性亀裂成長の最大値が規定された制限値を超えることを抑制することができる。 As shown in FIG. 7, the new miniature CT test piece 150 is formed so that the thickness R of the external dimensions is thicker than that of the miniature CT test piece 50 (FIG. 5) described above. In the present embodiment, the thickness R of the miniature CT test piece 150 is twice (2Q) the thickness Q of the miniature CT test piece 50, and is about 8 [mm]. Further, the miniature CT test piece 150 has external dimensions other than the thickness R formed to be the same as those of the miniature CT test piece 50. By making only the thickness R of the miniature CT test piece 150 larger than the thickness Q of the current miniature CT test piece 50, the region where ductile crack growth is likely to occur within the plate thickness of the miniature CT test piece 150 is widened in the thickness direction. be able to. As a result, the amount of ductile crack growth that occurs within the plate thickness of the miniature CT test piece 150 can be made uniform, and the maximum value of ductile crack growth can be prevented from exceeding a specified limit value.

また、ミニチュアＣＴ試験片１５０は、ミニチュアＣＴ試験片５０と同様に、直方体の側面５０ａに形成された凹部５１と、この凹部５１に繋がるように形成される溝部５２と、この溝部５２を挟んで形成される一対の孔部５３，５３とを備える。また、凹部５１とは反対側の溝部５２の終端には、予亀裂５４が連なって形成されている。これらの形状や寸法に関しては、ミニチュアＣＴ試験片５０と同様であるため、ミニチュアＣＴ試験片５０と同一の符号を付して説明を省略する。 Further, the miniature CT test piece 150 sandwiches the recess 51 formed on the side surface 50a of the rectangular parallelepiped, the groove 52 formed so as to be connected to the recess 51, and the groove 52, similarly to the miniature CT test piece 50. It includes a pair of holes 53, 53 to be formed. Further, a pre-crack 54 is formed in a row at the end of the groove 52 on the opposite side of the recess 51. Since these shapes and dimensions are the same as those of the miniature CT test piece 50, the same reference numerals as those of the miniature CT test piece 50 will be given and the description thereof will be omitted.

また、ミニチュアＣＴ試験片１５０は、孔部５３，５３の間の溝部５２に沿って形成されるサイドグルーブ５５，５５を備える。このサイドグルーブ５５は、凹部５１から直方体の反対側の側面５０ｂまで延びている。一般的に、予亀裂５４は試験片板厚中央付近で伸びやすく、表面付近で伸びにくい傾向があるため、予亀裂５４の先端は湾曲した形状となる。現行のミニチュアＣＴ試験片５０よりも板厚が厚いミニチュアＣＴ試験片１５０では、この傾向が顕著となり、板厚中央部と表面付近での予亀裂長さの差が大きくなるため、規格に規定された予亀裂長さの均一性に関する制限条件を満足しなくなる可能性がある。サイドグルーブ５５は、予亀裂５４が伸びにくい表面付近を機械加工等により除去することで、予亀裂長さの板厚内における差を小さくし、予亀裂５４の先端形状の直線性を確保する効果がある。 Further, the miniature CT test piece 150 includes side grooves 55 and 55 formed along the groove 52 between the holes 53 and 53. The side groove 55 extends from the recess 51 to the side surface 50b on the opposite side of the rectangular parallelepiped. In general, the pre-crack 54 tends to stretch easily near the center of the thickness of the test piece and does not tend to stretch near the surface, so that the tip of the pre-crack 54 has a curved shape. In the miniature CT test piece 150, which is thicker than the current miniature CT test piece 50, this tendency becomes remarkable, and the difference in pre-crack length between the central part of the plate thickness and the vicinity of the surface becomes large, so it is specified in the standard. It may not meet the restrictions on the uniformity of pre-crack length. The side groove 55 has the effect of reducing the difference in the pre-crack length within the plate thickness and ensuring the linearity of the tip shape of the pre-crack 54 by removing the vicinity of the surface where the pre-crack 54 is difficult to extend by machining or the like. There is.

ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲは、少なくともミニチュアＣＴ試験片５０の厚みＱよりも大きく形成すればよいが、この厚みＱの２倍に形成することが好ましい。上記した供試材Ｓ（残材９Ｄ）からミニチュアＣＴ試験片１５０を採取する場合、厚みＲが５ｍｍを超えてしまうと、供試材Ｓの短手方向に１つしか採取できないため、残りの供試材Ｓが無駄になってしまう。これに対して、ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲを、ミニチュアＣＴ試験片５０の厚みＱの２倍に形成する構成によれば、延性亀裂成長の抑制を実現できると共に、図８に示すように、供試材Ｓの短手方向に生じる材料の無駄を抑えて１つの供試材Ｓ（残材９Ｄ）から長手方向に２つのミニチュアＣＴ試験片１５０を効率的に製作することができる。なお、シャルピー衝撃試験片９の残材９ＤからミニチュアＣＴ試験片１５０を採取する場合、採取する利便性を考慮し、ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲの最大値は、１０［ｍｍ］以下とすることが好ましい。 The thickness R of the miniature CT test piece 150 may be formed to be at least larger than the thickness Q of the miniature CT test piece 50, but it is preferably formed to be twice this thickness Q. When collecting the miniature CT test piece 150 from the above-mentioned test material S (residual material 9D), if the thickness R exceeds 5 mm, only one can be collected in the lateral direction of the test material S, so that the remaining material S is collected. The test material S is wasted. On the other hand, according to the configuration in which the thickness R of the miniature CT test piece 150 is formed to be twice the thickness Q of the miniature CT test piece 50, the ductile crack growth can be suppressed and as shown in FIG. It is possible to efficiently manufacture two miniature CT test pieces 150 in the longitudinal direction from one test material S (residual material 9D) while suppressing waste of the material generated in the lateral direction of the test material S. When collecting the miniature CT test piece 150 from the residual material 9D of the Charpy impact test piece 9, the maximum value of the thickness R of the miniature CT test piece 150 shall be 10 [mm] or less in consideration of the convenience of collecting. Is preferable.

また、ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲが増加するほど、孔部５３，５３に挿入されて、該ミニチュアＣＴ試験片１５０に荷重を負荷するためのピン（不図示）に作用する曲げ応力が大きくなる。このため、ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲを決定する際には、ピンの耐荷重を考慮することが望ましい。 Further, as the thickness R of the miniature CT test piece 150 increases, the bending stress that is inserted into the holes 53 and 53 and acts on the pin (not shown) for applying a load to the miniature CT test piece 150 increases. Become. Therefore, when determining the thickness R of the miniature CT test piece 150, it is desirable to consider the load capacity of the pin.

図９は、ミニチュアＣＴ試験片の厚みを変化させた際の延性亀裂成長限界の変化を示すグラフである。この図９において、符号Ｌ１は、現行のミニチュアＣＴ試験片５０の延性亀裂成長限界を示し、符号Ｌ２は、新しいミニチュアＣＴ試験片１５０の延性亀裂成長限界を示す。上述のように、ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲのみを、現行のミニチュアＣＴ試験片５０の厚みＱよりも大きくすることにより、ミニチュアＣＴ試験片１５０の板厚内で延性亀裂成長が生じやすい領域を厚み方向に広げることができる。これにより、ミニチュアＣＴ試験片１５０の板厚内で生じる延性亀裂成長量の均一化を図ることができ、延性亀裂成長量の最大値が規定された制限値を超えることを抑制することができる。従って、図９に示すように、ミニチュアＣＴ試験片の延性亀裂成長限界をＬ１からＬ２に上昇させることができる。このため、マスターカーブの有効な温度範囲(T₀-50℃≦T≦T₀+50℃)において、有効な破壊靭性データを得ることができ、破壊靭性データを拡充することが可能となる。 FIG. 9 is a graph showing changes in the ductile crack growth limit when the thickness of the miniature CT test piece is changed. In FIG. 9, reference numeral L1 indicates the ductile crack growth limit of the current miniature CT test piece 50, and reference numeral L2 indicates the ductile crack growth limit of the new miniature CT test piece 150. As described above, by making only the thickness R of the miniature CT test piece 150 larger than the thickness Q of the current miniature CT test piece 50, a region where ductile crack growth is likely to occur within the plate thickness of the miniature CT test piece 150. Can be expanded in the thickness direction. As a result, the amount of ductile crack growth that occurs within the plate thickness of the miniature CT test piece 150 can be made uniform, and it is possible to prevent the maximum value of the ductile crack growth amount from exceeding the specified limit value. Therefore, as shown in FIG. 9, the ductile crack growth limit of the miniature CT test piece can be raised from L1 to L2. Therefore, effective fracture toughness data can be obtained in the effective temperature range of the master curve (T ₀ -50 ° C ≤ T ≤ T ₀ + 50 ° C), and the fracture toughness data can be expanded.

このように、本実施形態によれば、現行の規格値よりもミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲを大きく形成したことにより、破壊靭性試験時に、ミニチュアＣＴ試験片１５０に生じる延性亀裂成長を抑制し、有効な破壊靭性データを取得することができる。また、本実施形態によれば、ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲを約８［ｍｍ］としたため、シャルピー衝撃試験片９の残材９Ｄの短手方向に生じる材料の無駄を抑えて、１つの残材９Ｄから長手方向に２つのミニチュアＣＴ試験片１５０を効率的に製作することができる。 As described above, according to the present embodiment, by forming the thickness R of the miniature CT test piece 150 larger than the current standard value, the ductile crack growth generated in the miniature CT test piece 150 during the fracture toughness test is suppressed. , Effective fracture toughness data can be obtained. Further, according to the present embodiment, since the thickness R of the miniature CT test piece 150 is set to about 8 [mm], waste of the material generated in the lateral direction of the residual material 9D of the Charpy impact test piece 9 is suppressed, and one is used. Two miniature CT test pieces 150 can be efficiently manufactured from the residual material 9D in the longitudinal direction.

さて、上述のように、ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲを現行の規格値よりも大きく形成したことにより、延性亀裂成長の最大値が規定された制限値を超えることを抑制している。その反面、ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲを大きくすることにより、シャルピー衝撃試験片９の残材９Ｄから採取できるミニチュアＣＴ試験片１５０の数は少なくなる。このため、残材９Ｄの有効活用の点からは、現行のミニチュアＣＴ試験片５０よりも不利となる。 By the way, as described above, by forming the thickness R of the miniature CT test piece 150 larger than the current standard value, it is suppressed that the maximum value of ductile crack growth exceeds the specified limit value. On the other hand, by increasing the thickness R of the miniature CT test piece 150, the number of miniature CT test pieces 150 that can be collected from the residual material 9D of the Charpy impact test piece 9 is reduced. Therefore, from the viewpoint of effective utilization of the residual material 9D, it is disadvantageous compared to the current miniature CT test piece 50.

一方、延性亀裂成長の問題が生じない場合には、極力、現行のミニチュアＣＴ試験片５０を用いて、残材９Ｄを有効活用することが好ましい。発明者は、ミニチュアＣＴ試験片１５０の厚みＲを一律に厚くするのではなく、シャルピー衝撃試験片９の残材９Ｄの材料特性から、現行のミニチュアＣＴ試験片５０と新たなミニチュアＣＴ試験片１５０のいずれを製作するかを判定する手法を確立した。 On the other hand, when the problem of ductile crack growth does not occur, it is preferable to effectively utilize the residual material 9D by using the current miniature CT test piece 50 as much as possible. The inventor did not uniformly increase the thickness R of the miniature CT test piece 150, but based on the material properties of the residual material 9D of the Charpy impact test piece 9, the current miniature CT test piece 50 and the new miniature CT test piece 150 We have established a method to determine which of the above is to be manufactured.

次に、ミニチュア破壊靭性試験片の製造方法について説明する。本実施形態では、シャルピー衝撃試験片９の残材９ＤからミニチュアＣＴ試験片を製造する方法について説明する。図１０は、ミニチュア破壊靭性試験片の製造方法の一例を示すフローチャートであり、図１１は、判定工程の手順の一例を示すフローチャートである。 Next, a method for manufacturing a miniature fracture toughness test piece will be described. In this embodiment, a method of manufacturing a miniature CT test piece from the residual material 9D of the Charpy impact test piece 9 will be described. FIG. 10 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a miniature fracture toughness test piece, and FIG. 11 is a flowchart showing an example of a procedure of a determination step.

まず、原子炉圧力容器３００から監視試験カプセル１を取り出し（ステップＳ１）、監視試験カプセル１からシャルピー衝撃試験片９を取り出して試験を行う（ステップＳ２）。そして、シャルピー衝撃試験片９の残材９Ｄ（供試材Ｓ）の材料特性に基づいて製作するミニチュアＣＴ試験片の厚みを判定する（ステップＳ３；判定工程）。そして、供試材Ｓをワイヤ放電加工して、判定された厚みを有するミニチュアＣＴ試験片を製作する（ステップＳ４）。 First, the monitoring test capsule 1 is taken out from the reactor pressure vessel 300 (step S1), and the Charpy impact test piece 9 is taken out from the monitoring test capsule 1 (step S2). Then, the thickness of the miniature CT test piece to be manufactured is determined based on the material characteristics of the residual material 9D (test material S) of the Charpy impact test piece 9 (step S3; determination step). Then, the test material S is subjected to wire electric discharge machining to produce a miniature CT test piece having a determined thickness (step S4).

判定工程においては、まず残材９Ｄの材料特性として、残材９Ｄのヤング率Ｅ、ポアソン比ν、降伏強さσ_ＹＳ、上部棚吸収エネルギーＵＳＥを計測する（ステップＳａ１）。これらの各値は、既存の様々な計測方法を用いて計測することができる。 In the determination step, first, the Young's modulus E, Poisson's ratio ν, yield strength σ _YS , and upper shelf absorption energy USE of the residual material 9D are measured as the material characteristics of the residual material 9D (step Sa1). Each of these values can be measured using various existing measurement methods.

次に、ミニチュアＣＴ試験片のリガメント長さｂ_０、延性亀裂成長量の制限値Δａを設定する（ステップＳａ２）。本実施形態では、ミニチュアＣＴ試験片のリガメント長さｂ_０は４［ｍｍ］、延性亀裂成長量の制限値Δａは０．２［ｍｍ］に設定される。 _{Next, the ligament length b 0} of the miniature CT test piece and the limit value Δa of the ductile crack growth amount are set (step Sa2). In the present embodiment, the ligament length b ₀ of the miniature CT test piece is set to 4 [mm], and the limit value Δa of the ductile crack growth amount is set to 0.2 [mm].

次に、計測した残材９Ｄの各種材料特性、及び、ミニチュアＣＴ試験片のリガメント長さｂ_０に基づいて、ミニチュアＣＴ試験片の負荷レベルに関する基準値Ｋ_{Ｊｃ（ｌｉｍｉｔ）}（第１基準値）を算出する（ステップＳａ３）。この基準値Ｋ_{Ｊｃ（ｌｉｍｉｔ）}は、以下の数式１によって算出される。 Next, based on the measured various material properties of the residual material 9D and the ligament length b ₀ of the miniature CT test piece, the reference value K _{Jc (limit)} (first reference value) regarding the load level of the miniature CT test piece. Is calculated (step Sa3). This reference value K _{Jc (limit)} is calculated by the following mathematical formula 1.

また、計測した残材９Ｄの各種材料特性、及び、延性亀裂成長量の制限値Δａに基づいて、延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔ（第２基準値）を算出する（ステップＳａ４）。この基準値Ｋ_Ｊｍａｔは、以下の数式２によって算出される。 _{Further, the reference value K Jmat} (second reference value) for ductile crack growth is calculated based on the measured various material properties of the residual material 9D and the limit value Δa of the ductile crack growth amount (step Sa4). This reference value K _Jmat is calculated by the following mathematical formula 2.

次に、算出された基準値Ｋ_{Ｊｃ（ｌｉｍｉｔ）}と基準値Ｋ_Ｊｍａｔとの大きさを比較し、基準値Ｋ_{Ｊｃ（ｌｉｍｉｔ）}が基準値Ｋ_Ｊｍａｔよりも大きいか否かを判別する（ステップＳａ５）。この判定において、基準値Ｋ_{Ｊｃ（ｌｉｍｉｔ）}が基準値Ｋ_Ｊｍａｔよりも大きい場合（ステップＳａ５；Ｙｅｓ）には、ミニチュアＣＴ試験片の変形よりも延性亀裂成長が生じやすく、延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔが支配的となる可能性がある。このため、現在、日本電気協会規程で規定された厚みＱ（４ｍｍ；第１の値）よりも大きな厚みＲ（８ｍｍ；第２の値）を有するミニチュアＣＴ試験片１５０を製作するべきと判定する（ステップＳａ６）。 Next, the magnitudes of the calculated reference value K _{Jc (limit)} and the reference value K _Jmat are compared, and it is determined whether or not _{the reference value K Jc (limit)} is larger than the reference value K _{Jmat (step Sa5).} ). In this determination, when the reference value K _{Jc (limit)} is larger than the reference value K _Jmat (step Sa5; Yes), ductile crack growth is more likely to occur than the deformation of the miniature CT test piece, and the reference value for ductile crack growth. K _Jmat may dominate. Therefore, it is currently determined that a miniature CT test piece 150 having a thickness R (8 mm; second value) larger than the thickness Q (4 mm; first value) specified by the regulations of the Japan Electric Association should be manufactured. (Step Sa6).

一方、基準値Ｋ_{Ｊｃ（ｌｉｍｉｔ）}が基準値Ｋ_Ｊｍａｔ以下の場合（ステップＳａ５；Ｎｏ）には、延性亀裂成長が生じにくいため、現行の厚みＱ（４ｍｍ；第１の値）を有するミニチュアＣＴ試験片５０を製作するべきと判定する（ステップＳａ７）。 On the other hand, when the reference value K _{Jc (limit)} is equal to _{or less than the reference value K Jmat} (step Sa5; No), ductile crack growth is unlikely to occur, so that the miniature CT having the current thickness Q (4 mm; first value) It is determined that the test piece 50 should be manufactured (step Sa7).

このように、本実施形態によれば、算出された基準値Ｋ_{Ｊｃ（ｌｉｍｉｔ）}と基準値Ｋ_Ｊｍａｔとの大きさを比較することにより、現行のミニチュアＣＴ試験片５０と新たなミニチュアＣＴ試験片１５０のいずれを製作するかを容易かつ正確に判定することができるため、残材９Ｄの有効活用を図り、破壊靭性データの拡充を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, _{by comparing the size of the calculated reference value K Jc (limit)} and the reference value K _Jmat , the current miniature CT test piece 50 and the new miniature CT test piece 50 are compared. Since it is possible to easily and accurately determine which of the 150 is to be manufactured, it is possible to effectively utilize the residual material 9D and to expand the fracture toughness data.

本実施形態では、延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔは、一例として、日本電気協会規程（JEAC4216-2016）に記載された算出方法を用いた例を示しているが、材料特性からＪ値（Ｊ_ｍａｔ）と延性亀裂成長量の制限値Δａとの関係が推定可能な方法であれば、他の確立された方法を用いることもできる。 In this embodiment, the reference value K _Jmat for ductile rhagades growth shows an example using the calculation method described in the Japan Electric Association Regulations (JEAC4216-2016), but the J value (J) is based on the material properties. _{Other established methods can be used as long as the relationship between mat} ) and the limit value Δa of the ductile crack growth amount can be estimated.

例えば、Ｊ値（Ｊ_ｍａｔ）を算出する方法として、数式３に示すMatsuzawaらのＪ−Ｒ曲線予測式、数式４に示すWallinらのＪ−Ｒ曲線予測式、数式５に示すNUREG/CR-5729のＪ−Ｒ曲線予測式を用いることもできる。これら数式３〜５で算出されたＪ値（Ｊ_ｍａｔ）を用いて、数式２に示す延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔを求めても良い。 For example, as a method for calculating the J value (J _mat ), Matsuzawa et al.'S JR curve prediction formula shown in Equation 3, Wallin et al.'S JR curve prediction formula shown in Equation 4, and NUREG / CR- shown in Equation 5. The JR curve prediction formula of 5729 can also be used. Using calculated J values in these equations 3-5 the _{(J: mat),} may be obtained reference value _{K JMAT} Ductile crack growth shown in Equation 2.

次に、別の実施形態について説明する。上記した実施形態では、ミニチュアＣＴ試験片の負荷レベルに関する基準値Ｋ_{Ｊｃ（ｌｉｍｉｔ）}（第１基準値）と、延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔ（第２基準値）とを比較することにより、残材９Ｄから現行のミニチュアＣＴ試験片５０と新たなミニチュアＣＴ試験片１５０とのいずれを製作するかを判定している。この判定により、製作したミニチュアＣＴ試験片５０，１５０に対する破壊靭性試験時に、規定の制限値Δａを上回る延性亀裂成長が生じ、得られた破壊靭性データ（試験データ）が無効となることを防止している。この残材９Ｄは貴重であるため、いずれのミニチュアＣＴ試験片５０，１５０を製作するかの判定を正確に実施することが要望される。 Next, another embodiment will be described. In the above-described embodiment, the reference value K _{Jc (limit)} (first reference value) _{relating to the load level of the miniature CT test piece is compared with the reference value K Jmat} (second reference value) relating to ductile crack growth. From the remaining material 9D, it is determined whether to manufacture the current miniature CT test piece 50 or the new miniature CT test piece 150. This determination prevents ductile crack growth exceeding the specified limit value Δa during fracture toughness tests on the manufactured miniature CT test pieces 50 and 150, and prevents the obtained fracture toughness data (test data) from becoming invalid. ing. Since this residual material 9D is valuable, it is required to accurately determine which miniature CT test pieces 50 and 150 are to be manufactured.

上記した実施形態では、Ｊ値（Ｊ_ｍａｔ：Ｊ積分）と延性亀裂成長量の制限値Δａとの一般的な関係式（数式２〜数式５）において、制限値Δａのみを、ミニチュアＣＴ試験片５０に対する延性亀裂成長量の制限値（０．２［ｍｍ］）に設定している。そして算出されたＪ値（Ｊ_ｍａｔ）を用いて、延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔ（第２基準値）を算出している。 In the above embodiment, in _{the general relational expression (Formula 2 to Equation 5) between the J value (J mat} : J integral) and the limit value Δa of the ductile crack growth amount, only the limit value Δa is used as a miniature CT test piece. The limit value (0.2 [mm]) of the ductile crack growth amount with respect to 50 is set. And using the calculated J value _{(J: mat),} it is calculated reference value _{K JMAT} Ductile crack growth (second reference value).

一方、Ｊ値（Ｊ_ｍａｔ：Ｊ積分）と延性亀裂成長量の制限値Δａとの関係は、試験片寸法の影響を受けることが報告されている。例えば、ＳＣＫ・ＣＥＮ（ベルギー原子力研究センター）によれば、標準ＣＴ試験片７で得られたＪ値（Ｊ_ｍａｔ）に対して、ミニチュアＣＴ試験片５０で得られたＪ値（Ｊ_ｍａｔ）は、約１／２に減少すると報告されている。 On the other hand, _{it has been reported that the relationship between the J value (J mat} : J integral) and the limit value Δa of the ductile crack growth amount is affected by the size of the test piece. For example, according to the SCK · CEN (Belgian Nuclear Research Center), a standard CT specimen 7 obtained in J value for _{(J: mat),} resulting J values in miniature CT specimen 50 _{(J: mat)} is , Is reported to decrease by about 1/2.

ここで、上記した判定基準値のうち、ミニチュアＣＴ試験片の負荷レベルに関する基準値Ｋ_{Ｊｃ（ｌｉｍｉｔ）}（第１基準値）では、リガメント長さｂ_０が試験片の寸法によって変化するため、試験片寸法による影響が含まれているものの、延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔ（第２基準値）には試験片寸法の影響が含まれていない。なお、数式５には、一部板厚の影響が含まれているが、板厚の適用範囲が０．３９〜３．２０［インチ］であり、ミニチュアＣＴ試験片５０の板厚４［ｍｍ］（０．１６［インチ］)は適用範囲外である。出願人は、いずれのミニチュアＣＴ試験片５０，１５０を製作するか正確に判定するためには、試験片寸法に応じたＪ値（Ｊ_ｍａｔ：Ｊ積分）と延性亀裂成長量の制限値Δａとの関係式を採用する必要があるとの知見を得た。 Here, among the above-mentioned judgment reference values, in the reference value K _{Jc (limit)} (first reference value) _{relating to the load level of the miniature CT test piece, the ligament length b 0} changes depending on the size of the test piece, so that the test is performed. Although the influence of one-sided dimensions is included, the reference value K _Jmat (second reference value) for ductile crack growth does not include the influence of one-sided dimensions. Although the equation 5 includes the influence of a part of the plate thickness, the applicable range of the plate thickness is 0.39 to 3.20 [inch], and the plate thickness of the miniature CT test piece 50 is 4 [mm]. ] (0.16 [inch]) is out of scope. In order to accurately determine which miniature CT test pieces 50 and 150 are to be manufactured, the applicant must use the J value (J _mat : J integral) according to the size of the test piece and the limit value Δa of the ductile crack growth amount. It was found that it is necessary to adopt the relational expression of.

このため、本実施形態では、延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔ（第２基準値）を、ミニチュアＣＴ試験片の寸法（外形寸法）を考慮して算出する。具体的には、標準ＣＴ試験片７におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）とミニチュアＣＴ試験片５０におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）との相関関係を用いて、数式２〜５で算出された標準ＣＴ試験片７に相当するＪ値（Ｊ_ｍａｔ）を、ミニチュアＣＴ試験片５０におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）に換算し、この換算したミニチュアＣＴ試験片５０におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）を用いて、延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔ（第２基準値）を算出する。 Therefore, in the present embodiment, the reference value K _Jmat (second reference value) for ductile crack growth is calculated in consideration of the dimensions (external dimensions) of the miniature CT test piece. Specifically, by using the correlation between the J value in the standard CT specimen 7 and _{(J: mat)} J values in Miniature CT specimen 50 and _{(J: mat),} a standard CT specimen calculated by Equation 2-5 J values corresponding to 7 _{(J: mat),} in terms of J values in miniature CT specimen 50 _{(J: mat),} with J values _{(J: mat)} in miniature CT specimen 50 was the terms, ductile crack growth _{Calculate the} reference value K Jmat (second reference value) for.

図１２は、標準ＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）とミニチュアＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）との相関関係の一例を示すグラフである。本実施形態では、該相関関係として、ＳＣＫ・ＣＥＮ（ベルギー原子力研究センター）が発表しているデータを用いた。通常、標準ＣＴ試験片７のＪ値（Ｊ_ｍａｔ）に対するミニチュアＣＴ試験片５０のＪ値（Ｊ_ｍａｔ）の減少率は、材料や温度によって異なるので、対象の材料について標準ＣＴ試験片７とミニチュアＣＴ試験片５０の両方で試験を行って決定することが望ましい。しかし、原子炉圧力容器鋼の照射材のように非常に限られた材料の場合には、この関係を試験で決定することは難しい。このため、既知のデータを用いて簡易的に換算することで、寸法効果を考慮したミニチュアＣＴ試験片５０のＪ値（Ｊ_ｍａｔ）を算出することができる。なお、標準ＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）とミニチュアＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）との相関関係は、上記したものに限るものではない。 Figure 12 is a graph showing J values in the standard CT specimens with _{(J mat)} an example of a correlation between the J values in Miniature CT specimen _{(J mat).} In this embodiment, the data published by SCK CEN (Belgian Nuclear Research Center) was used as the correlation. Normally, the rate of decrease in the J value (J _mat ) of the miniature CT test piece 50 with respect to the J value (J _mat ) of the standard CT test piece 7 differs depending on the material and temperature. It is desirable to perform a test on both CT test pieces 50 to determine. However, in the case of very limited materials such as the irradiating material of reactor pressure vessel steel, it is difficult to determine this relationship by testing. _{Therefore, the J value (J mat} ) of the miniature CT test piece 50 in consideration of the dimensional effect can be calculated by simply converting using known data. Incidentally, the correlation between the J values _{(J: mat)} and J values in Miniature CT specimen _{(J: mat)} in a standard CT specimen is not limited to those described above.

図１２に示すように、標準ＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）とミニチュアＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）とは、下に凸のカーブを有する曲線で示される。ミニチュアＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）は、標準ＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）と比較して減少しており、例えば、標準ＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）が３００［ｋＪ／ｍ^２］の時に、ミニチュアＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）は約２１０［ｋＪ／ｍ^２］を示し、標準ＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）が６００［ｋＪ／ｍ^２］の時には、ミニチュアＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）は約３６０［ｋＪ／ｍ^２］を示す。 As shown in FIG. 12, the J value in the standard CT specimen _{(J: mat)} and J values in Miniature CT specimen _{(J: mat),} shown by the curve with a curve convex downward. _{The J value (J mat} ) in the miniature CT test piece is smaller than the J value (J _mat ) in the standard CT test piece. For example, the J value (J _mat ) in the standard CT test piece is 300 [kJ. At the time of / m ² ], the J value (J _mat ) in the miniature CT test piece shows about 210 [kJ / m ² ], and the J value (J _mat ) in the standard CT test piece is 600 [kJ / m ² ]. Occasionally, the J value (J _mat ) in a miniature CT test piece shows about 360 [kJ / m ² ].

本実施形態において、延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔ（第２基準値）を算出する（ステップＳａ４）際には、上記した数式２を用いて、標準ＣＴ試験片に相当するＪ値（Ｊ_ｍａｔ）を算出し、この算出した標準ＣＴ試験片におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）を、図１２の相関関係を用いて、ミニチュアＣＴ試験片５０におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）に換算する。そして、この換算したミニチュアＣＴ試験片５０におけるＪ値（Ｊ_ｍａｔ）を用いて、延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔ（第２基準値）を算出する。これにより、試験片寸法を考慮した延性亀裂成長に関する基準値Ｋ_Ｊｍａｔ（第２基準値）を算出することができ、いずれのミニチュアＣＴ試験片５０，１５０を製作するか正確に判定することができる。 In the present embodiment, _{when calculating the reference value K J mat} _{(second reference value) for ductile crack growth (step Sa4), the J value (J mat)} corresponding to the standard CT test piece is used by using the above formula 2. ) Is calculated, and the J value (J _mat ) in the calculated standard CT test piece is converted into the _{J value (J mat} ) in the miniature CT test piece 50 using the correlation of FIG. Then, using the J value _{(J: mat)} in Miniature CT specimen 50 was the conversion to calculate the reference value _{K JMAT} Ductile crack growth (second reference value). As a result, the reference value K Jmat (second reference value) for ductile crack growth in consideration of the size of the test piece can be calculated, and it is possible to accurately determine which miniature CT test pieces _{50 and 150 are to be manufactured.} ..

以上、本実施形態について説明したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、残材９Ｄ（供試材Ｓ）からミニチュアＣＴ試験片５０，１５０を加工する際に、ワイヤ放電加工を行う構成について説明したが、切削加工のような機械加工方法により加工されてもよい。 Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited thereto. For example, in the present embodiment, a configuration in which wire electric discharge machining is performed when processing miniature CT test pieces 50 and 150 from the residual material 9D (test material S) has been described, but a machining method such as cutting may be used. It may be processed.

また、本実施形態では、供試材Ｓがシャルピー衝撃試験片９の残材９Ｄである構成としたが、供試材Ｓは、例えば破壊靭性試験片７や引張試験片８の残材でもよい。 Further, in the present embodiment, the test material S is the residual material 9D of the Charpy impact test piece 9, but the test material S may be, for example, the residual material of the fracture toughness test piece 7 or the tensile test piece 8. ..

また、本実施形態では、ミニチュアＣＴ試験片５０，１５０は、シャルピー衝撃試験片９の残材９Ｄ（供試材Ｓ）から製作される構成について説明したが、これに限るものではなく、上記したマスターカーブ法を用いて破壊靭性を評価するものであれば評価対象となる対象素材から製作してもよい。一般に、ミニチュアＣＴ試験片５０，１５０に用いられる低合金鋼等の対象素材は、中性子照射により上部棚吸収エネルギー(USE)が低下する傾向にあるが、この上部棚吸収エネルギーは、例えば、加熱環境下においても低下することが確認されている。このため、中性子照射された材料だけでなく、何らかの原因で上部棚吸収エネルギーの低下が見込まれる対象素材であれば、本願のミニチュアＣＴ試験片５０，１５０を製作して破壊靭性試験片を行うことができる。これにより、この種の対象素材においても、マスターカーブの有効な温度範囲(T₀-50℃≦T≦T₀+50℃)において、有効な破壊靭性データを得ることができ、破壊靭性データを拡充することが可能となる。 Further, in the present embodiment, the configurations in which the miniature CT test pieces 50 and 150 are manufactured from the residual material 9D (test material S) of the Charpy impact test piece 9 have been described, but the present invention is not limited to this, and the above description is given. If the fracture toughness is evaluated using the master curve method, it may be manufactured from the target material to be evaluated. In general, target materials such as low alloy steel used for miniature CT test pieces 50 and 150 tend to have a decrease in upper shelf absorption energy (USE) due to neutron irradiation. This upper shelf absorption energy is, for example, a heating environment. It has been confirmed that it also decreases below. Therefore, if not only the material irradiated with neutrons but also the target material whose upper shelf absorption energy is expected to decrease for some reason, the miniature CT test pieces 50 and 150 of the present application should be manufactured to perform the fracture toughness test piece. Can be done. As a result, effective fracture toughness data can be obtained in the effective temperature range of the master curve (T ₀ -50 ° C ≤ T ≤ T _{0 + 50 ° C) even for this type of target material, and fracture toughness data can be obtained.} It will be possible to expand.

１監視試験カプセル
２監視試験片
７破壊靭性試験片（標準破壊靭性試験片）
８引張試験片
９シャルピー衝撃試験片
９Ｄ残材
９Ｎノッチ部
９Ｓ破断面
５０，１５０ミニチュアＣＴ試験片（ミニチュア破壊靭性試験片）
５１凹部
５２溝部
５３孔部
５４予亀裂
５５サイドグルーブ
３００原子炉圧力容器
３０３収納容器
３０４炉心
３０５制御棒駆動装置
Ｊ_ｍａｔＪ値（第２基準値の算出に用いられるＪ値）
Ｋ_{Ｊｃ（ｌｉｍｉｔ）} 負荷レベルに関する基準値（第１基準値）
Ｋ_Ｊｍａｔ延性亀裂成長に関する基準値（第２基準値）
Δａ制限値
Ｑ，Ｒ厚み（板厚） 1 Monitoring test capsule 2 Monitoring test piece 7 Fracture toughness test piece (standard fracture toughness test piece)
8 Tensile test piece 9 Charpy impact test piece 9D Remaining material 9N Notch part 9S Fracture surface 50,150 Miniature CT test piece (Miniature fracture toughness test piece)
51 Recession 52 Groove 53 Hole 54 Pre-crack 55 Side groove 300 Reactor pressure vessel 303 Storage vessel 304 Core 305 Control rod drive device J _mat J value (J value used to calculate the second reference value)
Reference value for K _{Jc (limit)} load level (first reference value)
Reference value for K _Jmat ductile crack growth (second reference value)
Δa limit value Q, R thickness (plate thickness)

Claims

A rectangular shape collected from the residual material of the test piece after the monitoring test using the test piece contained in the monitoring test capsule installed in the reactor pressure vessel and used for the monitoring test of the reactor pressure vessel. It is a miniature fracture toughness test piece of
The width and height are the same as the standard values for the external dimensions of the miniature fracture toughness test piece specified by JEAC4216-2015 of the Japan Electric Association regulations, and the plate thickness is formed larger than the standard values.
A miniature fracture toughness test piece characterized in that the plate thickness is twice a value of the standard value.

The miniature fracture toughness test piece according to claim 1, wherein the plate thickness defined by the standard value is 4 mm.

The miniature fracture toughness test piece according to claim 1 or 2 , wherein the test piece is a Charpy impact test piece.

A rectangular parallelepiped-shaped miniature fracture toughness test piece used to evaluate the fracture toughness of a target material based on a master curve showing the relationship between temperature and fracture toughness.
The width and height are the same as the standard values for the external dimensions of the miniature fracture toughness test piece specified by JEAC4216-2015 of the Japan Electric Association regulations, and the plate thickness is formed larger than the standard values.
A miniature fracture toughness test piece characterized in that the plate thickness is twice a value of the standard value.

Using the test piece contained in the monitoring test capsule installed in the reactor pressure vessel and used for the monitoring test of the reactor pressure vessel, the rectangular body-shaped miniature destruction is performed from the residual material of the test piece after the monitoring test. A method for manufacturing a miniature fracture toughness test piece for manufacturing a toughness test piece.
Based on the material properties of the test piece, the first reference value for the load level of the test piece and the second reference value for ductile crack growth were calculated, respectively.
The width and height of the miniature fracture toughness test piece are set to be the same as the standard values for the external dimensions of the miniature fracture toughness test piece specified by JEAC4216-2015 of the Japan Electric Association regulations.
Based on the magnitude relationship between the calculated first reference value and the second reference value, the thickness of the miniature fracture toughness test piece is determined by the first value specified by JEAC4216-2015 of the Japan Electric Association Regulations. A method for producing a miniature fracture toughness test piece, which comprises a determination step for determining whether to use a second value set to a value larger than the first value.

Before SL determining step, before Symbol if the first reference value is greater than said second reference value, the miniature destroying the plate thickness of the toughness test piece and the second value, the first reference value is the second The method for producing a miniature fracture toughness test piece according to claim 5 , wherein when the value is equal to or less than a reference value, the plate thickness of the miniature fracture toughness test piece is set to the first value.

A method for manufacturing a miniature fracture toughness test piece that manufactures a small rectangular fracture toughness test piece used for evaluating the fracture toughness of a target material based on a master curve showing the relationship between temperature and fracture toughness. There,
Based on the material properties of the test piece, the first reference value for the load level of the test piece and the second reference value for ductile crack growth were calculated, respectively.
The width and height of the miniature fracture toughness test piece are set to be the same as the standard values for the external dimensions of the miniature fracture toughness test piece specified by JEAC4216-2015 of the Japan Electric Association regulations.
Based on the magnitude relationship between the calculated first reference value and the second reference value, the thickness of the miniature fracture toughness test piece is determined by the first value specified by JEAC4216-2015 of the Japan Electric Association Regulations. A method for producing a miniature fracture toughness test piece, which comprises a determination step for determining whether to use a second value set to a value larger than the first value.

Before SL determining step, before Symbol if the first reference value is greater than said second reference value, the miniature destroying the plate thickness of the toughness test piece and the second value, the first reference value is the second The method for producing a miniature fracture toughness test piece according to claim 7 , wherein when the value is equal to or less than a reference value, the plate thickness of the miniature fracture toughness test piece is set to the first value.

Regarding the J value used for calculating the second reference value, the correlation between the J value in the miniature fracture toughness test piece and the J value in the standard fracture toughness test piece having a larger external dimension than this miniature fracture toughness test piece is determined. Get it in advance,
Based on the correlation, the J value in the standard fracture toughness test piece is converted into the J value in the miniature fracture toughness test piece, and the second reference value is calculated using the converted J value in the miniature fracture toughness test piece. The method for producing a miniature fracture toughness test piece according to claim 6 or 8.