(57)【要約】【課題】弁箱シート部および弁体シート部について耐摩耗性および耐エロージョン性を向上可能であって、摺動特性に優れる弁を提供する。【解決手段】実施形態の弁は、弁箱シート部が設けられている弁箱と、弁体シート部が設けられている弁体とを有する。弁箱シート部と弁体シート部とのうち一方は、Ｃｏ基合金の肉盛材で形成され、弁箱シート部と弁体シート部とのうち他方は、Ｆｅ基合金の肉盛材で形成されている。そして、Ｃｏ基合金の肉盛材のビッカース硬度がＦｅ基合金の肉盛材のビッカース硬度よりも大きく、かつ、Ｃｏ基合金の肉盛材とＦｅ基合金の肉盛材との間のビッカース硬度の差が、ＨＶ５０以上である。【選択図】図２
2020101254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱シート部が設けられている弁箱と、
弁体シート部が設けられている弁体と
を有する弁であって、
前記弁箱シート部と前記弁体シート部とのうち一方は、Ｃｏ基合金の肉盛材で形成され、
前記弁箱シート部と前記弁体シート部とのうち他方は、Ｆｅ基合金の肉盛材で形成され、
前記Ｃｏ基合金の肉盛材のビッカース硬度が前記Ｆｅ基合金の肉盛材のビッカース硬度よりも大きく、かつ、前記Ｃｏ基合金の肉盛材と前記Ｆｅ基合金の肉盛材との間のビッカース硬度の差が、ＨＶ５０以上であることを特徴とする、
弁。
【請求項２】
前記Ｆｅ基合金の肉盛材は、ビッカース硬度がＨＶ３８０以上４００以下である、
請求項１に記載の弁。
【請求項３】
原子力プラントにおいて使用される、
請求項１または２に記載の弁。
【請求項４】
請求項１または２記載の弁を用いて構成されることを特徴とするプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントで使用される弁は、弁箱において弁座として機能する弁箱シート部と、弁体において弁座として機能する弁体シート部とを含み、弁箱シート部および弁体シート部は、耐摩耗性および耐エロージョン性に優れる材料で形成されている。
【０００３】
たとえば、Ｃｏ基合金の肉盛材で弁箱シート部および弁体シート部が形成されている。しかし、この場合には、原子力プラントでは、Ｃｏ基合金が高温かつ高圧な水に接するため、Ｃｏ基合金からＣｏ成分が炉水に溶出する場合がある。また、弁の開閉動作においてＣｏ基合金同士が摺動して摩耗するため、その摩耗したＣｏ成分が炉水に混入する場合がある。そのＣｏ成分は、炉心中において放射性同位体であるＣｏ６０になり、配管、タービンなどの機器にＣｏ６０が付着する場合がある。その結果、沸騰水型プラントの定期検査の作業において、被ばく量の低減が困難になる場合がある。このため、炉水に入るＣｏ成分の量を低減するために、Ｃｏ成分を含有しないコバルトフリー材を用いることが検討されている。
【０００４】
たとえば、弁箱シート部の肉盛材と弁体シート部の肉盛材との組合せとして、たとえば、Ｃｒ−Ｎｉ−Ｆｅ系のＦｅ基析出型合金とＣｒ−Ｎｂ−Ｍｏ−Ｎｉ系のＮｉ基合金との組合せが提案されている。しかし、この場合には、肉盛材の溶接後に実行する析出硬化の熱処理が容易に実行できない。
【０００５】
また、弁箱シート部の肉盛材と弁体シート部の肉盛材との両者がＮｉ基合金である場合、両者の硬度が同じであるために、摺動による摩耗の発生を抑制することが困難である。この場合、沸騰水型プラントでは、Ｃｏ６０の付着が減って被ばく量が低減するが、加圧水型プラントでは、Ｎｉ成分が蒸気発生器に付着するので、蒸気発生器の点検作業において被ばく量を低減することが容易でない。
【０００６】
さらに、既にプラントに設置されている弁について弁箱シート部を交換する際には、弁箱を含めた弁全体を交換する必要がある。このため、弁と弁に接続された配管との間を切断する作業および溶接する作業等の作業が必要になる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−１８３７号公報
【特許文献２】特開昭６２−１３０７９２号公報
【特許文献３】特開平８−２４７３０２号公報
【特許文献４】特許第５７８９３２８号
【特許文献５】特許第６００５４３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように、弁において弁箱シート部および弁体シート部は、耐摩耗性および耐エロージョン性が十分でない場合がある。このため、原子力プラントでは検査などの作業において被ばく量を低減することが容易でない。
【０００９】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、弁箱シート部および弁体シート部について耐摩耗性および耐エロージョン性を向上可能であって、摺動特性に優れる弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の弁は、弁箱シート部が設けられている弁箱と、弁体シート部が設けられている弁体とを有する。弁箱シート部と弁体シート部とのうち一方は、Ｃｏ基合金の肉盛材で形成され、弁箱シート部と弁体シート部とのうち他方は、Ｆｅ基合金の肉盛材で形成されている。そして、Ｃｏ基合金の肉盛材のビッカース硬度がＦｅ基合金の肉盛材のビッカース硬度よりも大きく、かつ、Ｃｏ基合金の肉盛材とＦｅ基合金の肉盛材との間のビッカース硬度の差が、ＨＶ５０以上である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、弁箱シート部および弁体シート部について耐摩耗性および耐エロージョン性を向上可能であって、摺動特性に優れる弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る弁の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る弁の一部を拡大して示す部分断面図である。
【図３】図３は、実施例および比較例について、摺動試験後の摩擦係数を測定した結果を示す図である。
【図４】図４は、エロージョン試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［Ａ］弁１０の構成
図１は、実施形態に係る弁１０の構成を模式的に示す部分断面図である。図２は、実施形態に係る弁１０の一部を拡大して示す部分断面図である。図１および図２では、弁１０が全て閉じられた全閉状態である場合を示している。
【００１４】
図１に示すように、弁１０は、弁箱１１と弁蓋１２と弁棒１３と弁体１４と弁駆動装置２１とを有する仕切弁（ゲートバルブ）であって、たとえば、沸騰水型または加圧水型の原子力プラント（図示省略）において使用される。弁１０を構成する各部について、順次、説明する。
【００１５】
［Ａ−１］弁箱１１
弁箱１１は、図１に示すように、水平方向に沿った内部空間１１Ｓを含む。弁箱１１の内部空間１１Ｓは、流体が流れる流路である。そして、鉛直方向において内部空間１１Ｓの上側には、内部空間１１Ｓに連通する開口１１Ｋが形成されている。
【００１６】
［Ａ−２］弁蓋１２
弁蓋１２は、図１に示すように、弁箱１１の上方に設置されており、弁箱１１の開口１１Ｋを塞いでいる。ここでは、弁蓋１２は、鉛直方向に貫通する貫通孔１２Ｋが形成されている。
【００１７】
［Ａ−３］弁棒１３
弁棒１３は、図１に示すように、鉛直方向に延在するように弁蓋１２の貫通孔１２Ｋを貫通している。
【００１８】
［Ａ−４］弁体１４
弁体１４は、図１に示すように、鉛直方向において弁棒１３の下端に設置されている。ここでは、弁体１４は、弁箱１１の開口１１Ｋが貫通している。
【００１９】
［Ａ−５］弁駆動装置２１
弁駆動装置２１は、図１に示すように、鉛直方向において弁棒１３の上端に設置されている。弁駆動装置２１は、ハンドル２１１およびモータ２１２を含み、弁棒１３に設置された弁体１４を鉛直方向に移動させることによって、弁１０の開閉動作を実行する。
【００２０】
具体的には、弁駆動装置２１は、弁１０について閉動作を実行する際には、弁棒１３に設置された弁体１４を下方に移動させることによって、内部空間１１Ｓである流路を閉じる。これに対して、弁１０について開動作を実行する際には、弁駆動装置２１は、弁棒１３に設置された弁体１４を上方に移動させることによって、内部空間１１Ｓである流路を開ける。
【００２１】
［Ｂ］弁１０の詳細構成
［Ｂ−１］弁箱シート部１１１
図２に示すように、弁箱１１には、弁箱シート部１１１が設けられている。弁箱シート部１１１は、弁箱１１において弁座として機能する。ここでは、弁箱シート部１１１は、環状であって、開口１１Ｋ、貫通孔１２Ｋ（図１参照）、および、弁棒１３に対して同軸に設置されている。
【００２２】
本実施形態では、２つの弁箱シート部１１１が弁箱１１に設けられている。具体的には、一方の弁箱シート部１１１は、内部空間１１Ｓの上側部分に設置されており、他方の弁箱シート部１１１は、内部空間１１Ｓの下側部分に設置されている。また、本実施形態では、弁箱シート部１１１は、環状部材１１２の内面に形成されており、環状部材１１２が弁箱１１の内面に固定されている。
【００２３】
［Ｂ−１］弁体シート部１４１
そして、図２に示すように、弁体１４には、弁体シート部１４１が設けられている。弁体シート部１４１は、弁体１４において弁座として機能する。ここでは、弁体シート部１４１は、環状であって、弁体１４の外周面に設けられている。
【００２４】
本実施形態では、２つの弁体シート部１４１が弁体１４に設けられている。具体的には、一方の弁体シート部１４１は、弁体１４の上側部分に設置されており、他方の弁体シート部１４１は、弁体１４の下側部分に設置されている。
【００２５】
図２に示すように、弁１０が全閉状態である場合には、弁箱シート部１１１の内周面と弁体シート部１４１の外周面とが密着した状態になる。このため、弁１０について開閉動作が行われる際には、弁箱シート部１１１の内周面に対して弁体シート部１４１の外周面が摺動する。
【００２６】
［Ｃ］弁箱シート部１１１および弁体シート部１４１の材料
弁箱シート部１１１と弁体シート部１４１とのうち一方は、Ｃｏ基合金の肉盛材で形成されている。そして、弁箱シート部１１１と弁体シート部１４１とのうち他方は、Ｆｅ基合金の肉盛材で形成されている。つまり、弁箱シート部１１１をＣｏ基合金の肉盛材で形成する場合には、弁体シート部１４１をＦｅ基合金の肉盛材で形成する。これに対して、弁体シート部１４１をＣｏ基合金の肉盛材で形成する場合には、弁箱シート部１１１をＦｅ基合金の肉盛材で形成する。
【００２７】
［Ｃ−１］Ｆｅ基合金の組成
Ｆｅ基合金である肉盛材の化学組成は、たとえば、質量百分率表示で、Ｃｒが２３．０％以上２６．０％以下であり、Ｍｏが１．８％以上２．２％以下であり、Ｓｉが３．１％以上３．５％以下であり、Ｃが１．１０％以上１．３５％以下であり、Ｎｉが３．７％以上５．０％以下であり、Ｍｎが４．０％以上５．０％以下であり、Ｂが０％以上０．００２％未満であり、Ｓが０％以上０．０１％未満であり、Ｐが０％以上０．０２０％未満であり、Ｎが０％以上０．１８％未満であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることが好ましい。
【００２８】
Ｆｅ基合金の主要な化学成分について上記範囲に設定した理由を説明する。
【００２９】
Ｆｅ基合金において、Ｃｒは、耐食性を維持するために必要な成分である。この一方で、Ｃｒは、含有割合が過度に大きくなると耐摩耗性が低下する場合がある。このため、Ｃｒの含有割合は、上記範囲に設定されている。
【００３０】
Ｆｅ基合金において、Ｓｉは、硬さや耐摩耗性を向上のために添加される。この一方で、Ｓｉは、含有割合が過度に大きくなると、溶接割れが発生する場合がある。このため、Ｓｉの含有割合は、上記範囲に設定されている。
【００３１】
Ｆｅ基合金において、Ｃは、硬さや耐摩耗性向上およびオーステナイト安定化のために添加される。この一方で、Ｃは、含有割合が過度に大きくなると、溶接割れ感受性が高くなる場合がある。このため、Ｓｉの含有割合は、上記範囲に設定されている。
【００３２】
Ｆｅ基合金において、Ｎｉは、オーステナイト安定化元素として添加されており、溶接性等の改善の効果が得られる。この一方で、Ｎｉは、含有割合が過度に大きくなると、硬さおよび耐摩耗性の低下が生じる場合がある。このため、Ｎｉの含有割合は、上記範囲に設定されている。
【００３３】
Ｆｅ基合金において、Ｍｎは、オーステナイト安定化元素として添加されている。この一方で、Ｍｎは、含有割合が過度に大きくなると溶接割れ感受性が発現するおそれがある。このため、Ｍｎの含有割合は、上記範囲に設定されている。
【００３４】
［Ｃ−２］Ｃｏ基合金の組成
Ｃｏ基合金としては、たとえば、ステライト（登録商標）を使用できる。具体的には、Ｃｏ基合金である肉盛材の化学組成は、たとえば、質量百分率表示で、Ｃｒが２５．０％以上３２．０％以下であり、Ｍｏが０％以上１．０％以下であり、Ｓｉが０％以上２．０％以下であり、Ｃが０．７０％以上１．４０％以下であり、Ｎｉが０％以上３．０％以下であり、Ｆｅが０％以上５．０％以下であり、Ｍｎが０％以上２．０％以下であり、Ｗが３．０％以上６．０％以下であり、Ｓが０％以上０．０３％以下であり、Ｐが０％以上０．０３％以下であり、残部がＣｏおよび不可避的不純物からなることが好ましい。
【００３５】
［Ｄ］ビッカース硬度
［Ｄ−１］ビッカース硬度の差
本実施形態では、Ｃｏ基合金の肉盛材のビッカース硬度がＦｅ基合金の肉盛材のビッカース硬度よりも大きく、かつ、Ｃｏ基合金の肉盛材とＦｅ基合金の肉盛材との間のビッカース硬度の差が、ＨＶ５０以上である。なお、ビッカース硬度は、「ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９  ビッカース硬さ試験」で示される試験法によって求めることができる。
【００３６】
［Ｄ−２］Ｆｅ基合金の肉盛材のビッカース硬度
Ｆｅ基合金の肉盛材は、ビッカース硬度がＨＶ３８０以上４００以下であることが好ましい。上記範囲の下限値未満の場合には、Ｆｅ基合金の肉盛材において摩耗が発生しやすいので、耐摩耗性の低下が発生する場合がある。これに対して、上記範囲の上限値を超える場合には、Ｃｏ基合金の肉盛材において摩耗が発生しやすいので、Ｃｏ基合金において摩耗した成分が炉水中に混入する場合がある。その他、Ｆｅ基合金の肉盛材のビッカース硬度が上記範囲外である場合には、Ｆｅ基合金の形成時に溶接割れなどが発生する場合がある。
【００３７】
［Ｅ］製造方法
Ｆｅ基合金の肉盛材で弁箱シート部１１１または弁体シート部１４１を形成する場合には、たとえば、上記化学組成を有するＦｅ基合金の粉末を用いて肉盛施工を実行する。ここでは、たとえば、粉体プラズマ溶接（ＰＴＡ溶接）、または、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ法）によって肉盛施工を実行することが好ましい。
【００３８】
そして、
Ｃｏ基合金の肉盛材で弁箱シート部１１１または弁体シート部１４１を形成する場合には、たとえば、上記化学組成を有するＣｏ基合金の粉末を用いて肉盛施工を実行する。ここでは、たとえば、ガス盛溶接法によって肉盛施工を実行することが好ましい。
【００３９】
［Ｆ］まとめ
以上のように、本実施形態では、弁箱シート部１１１と弁体シート部１４１とのうち一方は、Ｃｏ基合金の肉盛材で形成されている。これに対して、弁箱シート部１１１と弁体シート部１４１とのうち他方は、Ｆｅ基合金の肉盛材で形成されている。ここでは、Ｃｏ基合金の肉盛材のビッカース硬度がＦｅ基合金の肉盛材のビッカース硬度よりも大きく、かつ、Ｃｏ基合金の肉盛材とＦｅ基合金の肉盛材との間のビッカース硬度の差が、ＨＶ５０以上である。
【００４０】
このため、詳細については後述するが、本実施形態では、弁１０の開閉動作の際に、主に、Ｆｅ基合金が摩耗するので、Ｃｏ基合金の摩耗が抑制される。これにより、Ｃｏ基合金の摩耗によってＣｏ成分が炉水中に混入することを抑制できる。その結果、軽水炉プラントの定期検査作業等において作業者の被ばく量が低減されるので、安全性を向上可能である。そして、本実施形態では、弁箱シート部１１１と弁体シート部１４１との両者についてＣｏ基合金を用いて形成した場合と耐摩耗性等が同様であるため、良好である。また、本実施形態は、耐エロージョン性が優れている。
【００４１】
更に、本実施形態では、弁箱シート部１１１と弁体シート部１４１との両者についてＣｏ基合金を用いて形成した場合と、耐摺動性が同様である。これと共に、弁箱シート部１１１と弁体シート部１４１との間に高い面圧が加わる状況においても、弁箱シート部１１１と弁体シート部１４１との間において好適な摺動特性を得ることができる。
【００４２】
その他、既設の弁について簡便な改修を実施することで、本実施形態の弁１０を得ることができる。たとえば、弁箱シート部１１１と弁体シート部１４１との両者がＣｏ基合金を用いて形成されている場合には、その一方についてＦｅ基合金の肉盛材で形成されたものに変更することで、本実施形態の弁１０を得ることができる。
【００４３】
［Ｇ］変形形態
上記の実施形態では、弁箱シート部１１１を環状部材１１２の内面に形成し、その環状部材１１２を弁箱１１の内面に固定する場合について説明した。この場合には、弁１０について容易かつ効率的に製造することができる。しかしながら、これに限らない。たとえば、弁箱シート部１１１を環状部材１１２の内面に形成せずに、弁箱シート部１１１を弁箱１１の内面に直接的に形成してもよい。
【００４４】
上記の実施形態では、弁１０が仕切弁である場合について説明したが、これに限らない。玉形弁、逆止弁、安全弁、ボール弁、バタフライ弁などのように他の形式の弁において、上記の実施形態の場合と同様に、弁箱シート部および弁体シート部を構成してもよい。
【実施例】
【００４５】
以下より、実施例等に関して、表１、図３、および、図４を用いて説明する。
【００４６】
【表１】
2020101254.tif 000003
【００４７】
［実施例１］
実施例１では、表１に示すように、Ｆｅ基合金をＰＴＡ溶接で肉盛することによって弁体シート部１４１を形成した。そして、Ｃｏ基合金をガス盛溶接で肉盛することによって弁箱シート部１１１を形成した。
【００４８】
実施例１において、弁体シート部１４１のビッカース硬度は、３８０ＨＶであり、弁箱シート部１１１のビッカース硬度は、４３０ＨＶであり、両者間のビッカース硬度の差は、５０ＨＶであった。上記のビッカース硬度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に準拠する試験方法で測定した値である。ここでは、ビッカース硬度の測定は、ダイヤモンドアッシの負荷荷重を１０ｋｇの条件で行った。
【００４９】
具体的な製造方法に関して以下より説明する。
【００５０】
（弁体シート部１４１）
実施例１において、弁体シート部１４１の作製で用いたＦｅ基合金は、質量百分率表示で下記に示す組成の材料である。
【００５１】
・Ｃｒ：２５．１％
・Ｍｏ：２．１％
・Ｓｉ：３．３％
・Ｃ：１．２０％
・Ｎｉ：４．１％
・Ｍｎ：４．４％
・Ｎ：０．１３％
・Ｂ：０．００２％
・残部：Ｆｅおよび不可避的不純物
【００５２】
そして、上記のＦｅ基合金を真空もしくは不活性ガス環境下で溶解した後に、ガスアトマイズ法によりＦｅ基合金の粉末を製造した。ここでは、粒径が８０メッシュよりも大きく３２５メッシュよりも小さい範囲（＋８０／−３２５メッシュ）にあるＦｅ基合金の粉末を用いた。
【００５３】
つぎに、鋼材であるＳ２５Ｃ（ＪＩＳ  Ｇ  ４０５１：２００９）の上に、上記のＦｅ基合金の粉末を用いてＰＴＡ溶接法で３層肉盛溶接を行うことで、１５０Ａの仕切弁の弁体シート部１４１を摺動試験片として作製した。
【００５４】
（弁箱シート部１１１）
実施例１において、弁箱シート部１１１の作製で用いたＣｏ基合金は、質量百分率表示で下記に示す組成の材料である。
【００５５】
・Ｃｒ：２９．９％
・Ｃ：１．１２％
・Ｎｉ：２．３７％以下
・Ｆｅ：２．２７％以下
・Ｗ：４．１５％
・残部：Ｃｏおよび不可避的不純物
【００５６】
そして、上記のＣｏ基合金を真空もしくは不活性ガス環境下で溶解した後に、ガスアトマイズ法によりＣｏ基合金の粉末を製造した。ここでは、上記したＦｅ基合金の粉末の場合と同様に、粒径が８０メッシュよりも大きく３２５メッシュよりも小さい範囲（＋８０／−３２５メッシュ）にあるＣｏ基合金の粉末を用いた。
【００５７】
つぎに、鋼材であるＳ２５Ｃ（ＪＩＳ  Ｇ  ４０５１：２００９）の上に、上記のＣｏ基合金の粉末を用いてガス盛溶接法で３層肉盛溶接を行うことで、１５０Ａの仕切弁の弁箱シート部１１１を摺動試験片として作製した。
【００５８】
［比較例１］
比較例１では、表１に示すように、実施例１の場合と同様に、Ｃｏ基合金をガス盛溶接で肉盛することで、弁箱シート部１１１の形成を行った。これに対して、弁体シート部１４１の形成については、実施例１の場合と異なり、Ｃｏ基合金をガス盛溶接で肉盛した。弁体シート部１４１の形成は、弁箱シート部１１１の形成と同様な条件で実施した。
【００５９】
比較例１において、弁箱シート部１１１のビッカース硬度、および、弁体シート部１４１のビッカース硬度の両者は、４３０ＨＶであり、両者間のビッカース硬度の差は、０ＨＶであった。
【００６０】
［比較例２］
比較例２では、表１に示すように、実施例１の場合と同様に、Ｆｅ基合金をＰＴＡ溶接で肉盛することによって弁体シート部１４１を形成した。これに対して、弁箱シート部１１１の形成については、実施例１の場合と異なり、Ｆｅ基合金をＰＴＡ溶接で肉盛した。弁箱シート部１１１の形成は、弁体シート部１４１の形成と同様な条件で実施した。
【００６１】
比較例２３において、弁箱シート部１１１のビッカース硬度、および、弁体シート部１４１のビッカース硬度の両者は、３８０ＨＶであり、両者間のビッカース硬度の差は、０ＨＶであった。
【００６２】
［試験結果］
（１）リーク量（摺動試験機を用いた摺動試験）
表１に示すように、各例に関して、リーク量の測定を実施した。ここでは、リーク量の測定のために、摺動試験機を用いて摺動試験を実行した。摺動試験は、温度が２８８℃である飽和蒸気中において、面圧が１００ＭＰａの条件で弁の開閉動作を複数回行うことによって、実行された。
【００６３】
表１は、弁の開閉動作の回数（作動回数）に対するリーク量の結果を示している。
【００６４】
表１に示すように、実施例１は、比較例１および比較例２に対してリーク量が同等もしくは少なかった。
【００６５】
実施例１では、上述したように、弁体シート部１４１は、ビッカース硬度が３８０ＨＶであるＦｅ基合金の肉盛材で形成され、弁箱シート部１１１は、ビッカース硬度が４３０ＨＶであるＣｏ基合金の肉盛材で形成されている。つまり、実施例１では、Ｃｏ基合金の肉盛材のビッカース硬度がＦｅ基合金の肉盛材のビッカース硬度よりも大きく、かつ、Ｃｏ基合金の肉盛材とＦｅ基合金の肉盛材との間のビッカース硬度の差が、ＨＶ５０以上である。このため、摺動試験では、Ｆｅ基合金がＣｏ基合金よりも多く削れるので、Ｃｏ基合金がシール性能を担保する。Ｆｅ基合金は、体心立法格子構造であるのに対して、Ｃｏ基合金は、最密六方格子構造であるので、Ｆｅ基合金よりもＣｏ基合金の方が摺動性に優れると考えられる。その結果、実施例１では、Ｃｏ基合金が削れる量が減少し、Ｃｏ基合金の摩耗分が炉内へ入ることが抑制される。したがって、定期点検の作業において、Ｃｏ基合金に起因する被ばく量を低減可能であるので、作業時間を短縮し、より安全性を高めることができる。
【００６６】
なお、弁の作動回数は、１サイクル運転（１３ヶ月）で、約５回である。弁は、１０年毎に分解点検を実施するため、分解点検を行うまでに行われる開閉動作の作動回数は、約５０回である。そして、その５０回に対して２倍である１００回を、設計で考慮する作動回数とする。このとき、実施例１では、リーク量が５０ｍＬ／ｍｉｎで一定になっている。これに対して、現行のシステムで用いている比較例１では、リーク量が作動回数に応じて増加する傾向にある。このため、実施例１は、比較例１よりも、作動回数に対するリーク量の増加が小さいので、優れている。
【００６７】
比較例２は、比較例１と同様に、ビッカース硬度の差がゼロである。比較例２は、実施例１および比較例１よりもリーク量が多い。比較例２では、開閉動作の回数（作動回数）が５０回で、リーク量が実施例１と比べて３倍以上ある。さらに、１００回では実施例１、比較例２と比べ４倍以上のリーク量である。
【００６８】
（２）摩擦係数
図３は、実施例および比較例について、摺動試験後の摩擦係数を測定した結果を示す図である。図３において、横軸は、弁の開閉動作の回数（作動回数）を示し、縦軸は、摩擦係数を示している。ここでは、各例に関して、弁箱シート部１１１と弁体シート部１４１との間を相対的に摺動させたときに計測される摩擦係数を示している。
【００６９】
図３に示すように、実施例１は、弁の開閉動作の回数（作動回数）と摩擦係数との関係は、作動回数が５０回以上となると同様となる。作動回数１０回では摩擦係数が比較例１と比べて１．５倍計測されたが、設計で考慮している摩擦係数の範囲内であることから、弁駆動部への設計変更は必要ない。
【００７０】
（３）表面粗さＲａ
各例に関して、上記の摺動試験を実行した後に、弁を分解し、弁箱シート部１１１および弁体シート部１４１の摺動面に関して、算術平均表面粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１）を測定した。
【００７１】
実施例１において、算術平均表面粗さＲａは、下記の結果であった。
・弁体シート部１４１を構成するＦｅ基合金のＲａ：０．３７μｍ以上１．１０μｍ以下
・弁箱シート部１１１を構成するＣｏ基合金のＲａ：０．０７μｍ以上０．２６μｍ以下
【００７２】
比較例１において、算術平均表面粗さＲａは、下記の結果であった。
・弁体シート部１４１を構成するＣｏ基合金のＲａ：０．１５μｍ以上０．４１μｍ以下
・弁箱シート部１１１を構成するＣｏ基合金のＲａ：０．１７μｍ以上０．４１μｍ以下
【００７３】
上記の算術平均表面粗さＲａの結果から、実施例１は、比較例１と同様に、メンテナンスが可能であることが判る。
【００７４】
上記した摺動試験とは別に、６００Ａの仕切弁および８０Ａの仕切弁における摺動試験を行った。各摺動試験の結果について順次説明する。
【００７５】
［６００Ａの仕切弁での摺動試験］
実施例１の場合と同様に弁体シート部１４１および弁箱シート部１１１が形成された６００Ａの仕切弁において、摺動試験を実行した。摺動試験は、温度が２８８℃である飽和蒸気中において、差圧が７．１３ＭＰａの条件で弁の開閉動作を、５０回、行うことによって、実行された。
【００７６】
上記の摺動試験後、弁座漏えい試験を行うことによって漏洩の有無を確認した。弁座漏えい試験は、常温の水により、試験圧力が８．６２ＭＰａであって保持時間が３分間である条件で実行された。その結果、漏洩が無いことが確認された。
【００７７】
［８０Ａの仕切弁での摺動試験］
実施例１の場合と同様に弁体シート部１４１および弁箱シート部１１１が形成された８０Ａの仕切弁をパイロットプラントに１．５年設置した。そして、さらに、その仕切弁について摺動試験を実施した。摺動試験は、温度が４８５℃である蒸気中において、差圧が１１．５ＭＰａの条件で実行された。本条件は、原子力プラントのうち加圧水型プラントにおける系統の条件を満足するものである。
【００７８】
上記の摺動試験後、パイロットプラントから仕切弁を取り外し、その仕切弁について弁座漏えい試験を行うことによって、漏洩の有無を確認した。弁座漏えい試験は、常温の水により、試験圧力が２８．５ＭＰａであって保持時間が１分間である条件で実行された。その結果、漏洩が無いことが確認された。
【００７９】
また、外観検査を行った結果、シート部に「かじり」等の異常がないこと確認した。さらに、液体浸透圧検査を行った結果、ＰＴ（Ｐｅｎｅｔｒａｎｔ  Ｔｅｓｔｉｎｇ）指示模様および割れがないことを確認した。
【００８０】
上記の摺動試験後において、算術平均表面粗さＲａは、下記の結果であった。この結果から、Ｆｅ基合金が多く削れており、炉内へＣｏが持ち込まれる量を制限可能であることが分かった。
・弁体シート部１４１を構成するＦｅ基合金のＲａ：１．３８μｍ
・弁箱シート部１１１を構成するＣｏ基合金のＲａ：０．４０μｍ
【００８１】
［エロージョン試験］
エロージョン試験においては、実施例１と同様な条件でＦｅ基合金をＰＴＡ溶接で肉盛することによってテストピースを製作した後に、そのテストピースに関して機械加工を施すことによって、エロージョン試験片１を作製した。また、実施例１と同様な条件でＣｏ基合金をガス盛溶接法によって肉盛することによってテストピースを製作した後に、そのテストピースに関して機械加工を施すことによって、エロージョン試験片２を作製した。
【００８２】
そして、Ｆｅ基合金のエロージョン試験片１とＣｏ基合金のエロージョン試験片２とのそれぞれについてエロージョン試験を実行した。エロージョン試験では、高圧な流水を各試験片に衝突させてエロージョンを発生させた。具体的には、下記の試験条件でエロージョン試験を実行した。
【００８３】
・試験流体：常温水
・差圧：２４．５ＭＰａ
・流速：２１６ｍ／ｓ
・試験時間：５０ｈｒ
【００８４】
図４は、エロージョン試験の結果を示す図である。図４において、横軸は、エロージョン試験を実行した試験時間（Ｈｒ）を示し、縦軸は、各試験片の重量が試験前の状態から減少した重量（減重量）を示している。
【００８５】
図４に示すように、重量が試験前の状態から減少した重量（減重量）は、実施例１等で用いたＦｅ基合金の方が、実施例１等で用いたＣｏ基合金よりも高い。
【００８６】
＜その他＞
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８７】
１０…弁、１１…弁箱、１１Ｋ…開口、１１Ｓ…内部空間、１２…弁蓋、１２Ｋ…貫通孔、１３…弁棒、１４…弁体、２１…弁駆動装置、１１１…弁箱シート部、１１２…環状部材、
１４１…弁体シート部、２１１…ハンドル、２１２…モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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