(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼と表面にインコネル（登録商標）クラッドがバタリングされた低合金鋼とを、該低合金鋼の端部にバタリングされたインコネル（登録商標）クラッドを介し溶接継手により接続して、２個の試験体を作成し、該２個の試験体のインコネル（登録商標）クラッドに曲げ応力を生じさせるため、低合金鋼の表面にバタリングされたインコネル（登録商標）クラッドの表面が凸状の円弧面となるよう、中子の上面及び下面に夫々形成された凸状の円弧面に、夫々前記２個の試験体の低合金鋼のインコネル（登録商標）クラッドがバタリングされていない面を当接させて当該両試験体を曲折させ、斯かる状態で２個の試験体をオートクレーブ内において所定の温度及び圧力の熱水により煮てインコネル（登録商標）クラッドに応力腐食割れを形成させることを特徴とする応力腐食割れ形成方法。
【請求項２】
インコネルクラッドの凸状の円弧面にグラファイトファイバウール製のパッドを接触させる請求項１に記載の応力腐食割れ形成方法。
【請求項３】
上面及び下面が夫々凸状の円弧面に形成された中子を備えており、
該中子の前記上面及び下面における凸状の両円弧面には、ステンレス鋼と表面にインコネル（登録商標）クラッドがバタリングされた低合金鋼とを該低合金鋼の端部にバタリングされたインコネル（登録商標）クラッドを介し溶接継手により接続して作成した、２個の試験体のインコネル（登録商標）クラッドがバタリングされていない面が当接されるよう形成されており、
しかも、前記中子にセットされた前記２個の試験体を中子の凸状の円弧面に沿い曲折させて前記試験体の表面にバタリングされたインコネル（登録商標）クラッドの表面が凸状の円弧面となるよう曲折し、前記インコネル（登録商標）クラッドの表面に曲げ応力を生じさせるための手段と、
該手段により曲折された試験体の前記インコネルクラッドに応力腐食割れを形成させるよう、前記試験体を所定の温度及び圧力の熱水により煮るオートクレーブと、を備えていることを特徴とする応力腐食割れ形成装置。
【請求項４】
インコネルクラッドの凸状の円弧面に当接させるグラファイト製のパッドを備えた請求項３に記載の応力腐食割れ形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は試験体のインコネルクラッド部に対する応力腐食割れ形成方法及び応力腐食割れ形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、原子力プラントの圧力容器におけるノズルと配管の接続部構造の一例は図３に示され、図中、１はノズル、２は配管である。
【０００３】
ノズル１の外周側は炭素鋼又は低合金鋼３により円筒状に形成され、低合金鋼３の内周側には、インコネルクラッド４が所定の厚さでバタリングされている。なお、インコネルはＮｉ系合金であり、ＪＩＳＺ３２２４，３３３４に示すものである。
【０００４】
ノズル１と配管２とは溶接継手５により接続されており、溶接継手５とノズル１の低合金鋼３先端との間には、低合金鋼３先端に所定の厚さでバタリングされたインコネルクラッド６が介在している。而して、インコネルクラッド６は溶接継手５に沿って円環状に形成されると共にインコネルクラッド４に対し断面Ｌ字形につながっている。
【０００５】
なお、インコネルクラッド４，６はニッケル合金鋼のクラッドであり、配管２はステンレス鋼である。
【０００６】
上述のノズル１と配管２の接続部は、原子力プラントの予防保全の見地から、操業によりＳＣＣ（応力腐食割れ）のような欠陥が生じたか否かをチェックするため超音波探傷検査等の非破壊検査が行われるが、インコネルクラッド４，６部の欠陥の検出は難しいとされており、検査技術は確立されてはいなかった。
【０００７】
そこで、今後の検査技術の向上を図ることが志向されているが、そのためにはインコネルクラッド４，６部にＳＣＣの形成された試験体を作成し種々の試験を行う必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、試験体のインコネルクラッド部にＳＣＣを形成させる技術は、全くないのが実情であった。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑み、低含金鋼にバタリングされたインコネルクラッド部へ自然欠陥であるＳＣＣを形成し、今後の検査技術の向上のために供することのできる試験体を作成し得るようにすることを目的としてなしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法は、ステンレス鋼と表面にインコネル（登録商標）クラッドがバタリングされた低合金鋼とを、該低合金鋼の端部にバタリングされたインコネル（登録商標）クラッドを介し溶接継手により接続して、２個の試験体を作成し、該２個の試験体のインコネル（登録商標）クラッドに曲げ応力を生じさせるため、低合金鋼の表面にバタリングされたインコネル（登録商標）クラッドの表面が凸状の円弧面となるよう、中子の上面及び下面に夫々形成された凸状の円弧面に、夫々前記２個の試験体の低合金鋼のインコネル（登録商標）クラッドがバタリングされていない面を当接させて当該両試験体を曲折させ、斯かる状態で２個の試験体をオートクレーブ内において所定の温度及び圧力の熱水により煮てインコネル（登録商標）クラッドに応力腐食割れを形成させるものである。
【００１１】
又、本発明の装置は、上面及び下面が夫々凸状の円弧面に形成された中子を備えており、
該中子の前記上面及び下面における凸状の両円弧面には、ステンレス鋼と表面にインコネル（登録商標）クラッドがバタリングされた低合金鋼とを該低合金鋼の端部にバタリングされたインコネル（登録商標）クラッドを介し溶接継手により接続して作成した、２個の試験体のインコネル（登録商標）クラッドがバタリングされていない面が当接されるよう形成されており、
しかも、前記中子にセットされた前記２個の試験体を中子の凸状の円弧面に沿い曲折させて前記試験体の表面にバタリングされたインコネル（登録商標）クラッドの表面が凸状の円弧面となるよう曲折し、前記インコネル（登録商標）クラッドの表面に曲げ応力を生じさせるための手段と、
該手段により曲折された試験体の前記インコネルクラッドに応力腐食割れを形成させるよう、前記試験体を所定の温度及び圧力の熱水により煮るオートクレーブと、を備えているものである。
【００１２】
従って、本発明においては、応力腐食割れの形成された試験体を容易且つ確実に作成することができる。
【００１３】
本発明の方法でインコネルクラッドの凸状の円弧面にグラファイトファイバウール製のパッドを接触させるようにし、又本発明の装置で、インコネルクラッドの凸状の円弧面に当接させるグラファイト製のパッドを備えるようにすると、パッドの部分に熱水が滞留するため、応用腐食割れの形成を促進させることができる。
【００１４】
又、以上の結果から検査技術の向上を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１、２は本発明の実施の形態の一例である。
【００１７】
図中、１１、１２には図３に示すノズル１と配管２の接続部を模擬した試験体であり、試験体１１，１２は何れも平板状で平面的に見て矩形状に形成されている。
【００１８】
試験体１１は長手方向Ｌに向って低合金鋼１３とステンレス鋼１４に分けられていると共に低合金鋼１３の上面には、全体に亘ってインコネルクラッド１５が所定の厚さでバタリングされている。
【００１９】
又低合金鋼１３とステンレス鋼１４とは、試験体１１の幅方向Ｗへ延在する溶接継手１６により接続されており、低合金鋼１３と溶接継手１６との間には、低合金鋼１３先端に所定の厚さでバタリングされたインコネルクラッド１７が介在している。而して、インコネルクラッド１７は溶接継手１６に沿って試験体１１の幅方向Ｗへ延在すると共にインコネルクラッド１５に対してＬ字形につながっている。
【００２０】
試験体１２は幅方向Ｗに向って低合金鋼１８とステンレス鋼１９に分けられていると共に低合金鋼１８の下面には、全体に亘ってインコネルクラッド２０が所定の厚さでバタリングされている。
【００２１】
又低合金鋼１８とステンレス鋼１９とは、試験体１２の長手方向Ｌへ延在する溶接継手２１により接続されており、低合金鋼１８と溶接継手２１との間には、低合金鋼１８の幅方向Ｗ側端部に所定の厚さでバタリングされたインコネルクラッド２２が介在している。而して、インコネルクラッド２２は溶接継手２１に沿って試験体１２の長手方向Ｌへ延在すると共にインコネルクラッド２０に対しＬ字形につながっている。
【００２２】
２３は試験体１１，１２にＳＣＣを形成させる際に試験体１１，１２に曲げ応力を与えるための中子であって、その上下面は試験体１１，１２の長手方向へ向って凸状の円弧面に形成されている。
【００２３】
中子２３の円弧面の曲率半径Ｒは試験体１１，１２に試験体１１，１２の板厚の１％程度の曲げ歪みを与えることのできる大きさとする。
【００２４】
２４，２５は試験体１１，１２が曲折されて上面或いは下面に形成された凸状の円弧面にインコネルクラッド１５，２０と接触するよう配置される薄板状のグラファイトファイバウール製のパッドであって、該パッド２４，２５は試験体１１，１２を煮る際にパッド２４，２５接触部に熱水を滞留させてインコネルクラッド１５，２０に対するＳＣＣの形成を促進させるためのものである。
【００２５】
２６，２７は座２８，２９を介してパッド２４，２５を試験体１１，１２の上面又は下面の凸状の円弧面に接触するよう押付ける上蓋又は下蓋であり、上蓋２６及び下蓋２７は、上蓋２６及び下蓋２７を厚さ方向へ貫通した各４本のボルト３０，３１を試験体１１又は１２に螺合することにより、パッド２４，２５を試験体１１，１２に対し固定し得るようになっている。
【００２６】
３２，３３は、試験体１１，１２の四隅に厚さ方向へ貫通したボルト孔、３４は上、下のボルト孔３２，３３に挿通したボルト、３５，３６はボルト３４を挿通させた状態で上面又は下面が水平になるよう試験体１１，１２の上面又は下面に当接される座、３７，３８はボルト３４の上端又は下端に螺合して座３５，３６を介し中子２３を挾持している状態の試験体１１，１２の長手方向Ｌ両端を互に近接する方向へ押圧し、試験体１１，１２を中子２３の上、下面に形成された凸面に沿い曲折させるためのナットである。
【００２７】
又、図示してないが、本実施の形態例においては、試験体１１，１２のインコネルクラッド１５，２０の部分にＳＣＣを形成させる際に、図１、２に示すようにセットされた試験体１１，１２を高温、高圧の熱水で煮るようにしたオートクレーブ（圧力釜）が必要である。
【００２８】
次に本発明の実施の形態の作用について説明する。
【００２９】
試験体１１，１２のインコネルクラッド１５，２０にＳＣＣを形成させる際には、上、下面に形成された凸状の円弧面が試験体１１，１２の長手方向Ｌへ向くよう、試験体１１，１２間に中子２３を配置し、試験体１１，１２に穿設したボルト孔３２，３３にボルト３４を挿通すると共にボルト３４に座３５，３６を外嵌し、更にボルト３４の上端にナット３７，３８を螺合し、試験体１１，１２が中子２３を挾持するようナット３７，３８を締付ける。
【００３０】
このため、試験体１１，１２は中子２３の上面及び下面の凸状の円弧面に沿い曲率半径Ｒで曲折する。
【００３１】
このように試験体１１，１２を曲率半径Ｒで曲折するのは、インコネルクラッド１５，２０の表面に曲げ応力を発生させることにより、試験体１１，１２のインコネルクラッド１５，２０に対してＳＣＣの感受性を大きくするためである。
【００３２】
又、試験体１１，１２に形成された凸状の円弧面にインコネルクラッド１５，２０と接触するよう薄板状のグラファイトファイバウール製パッド２４，２５を当接させ、パッド２４，２５の上、下面に上蓋２６の座２８、下蓋２７の座２９を当接させ、ボルト３０，３１を上蓋２６、下蓋２７の図示してないボルト孔に挿通させて試験体１１，１２に設けた雌ねじに螺合させる。
【００３３】
このため、パッド２４，２５は上蓋２６及び下蓋２７により座２８，２９を介して、インコネルクラッド１５，２０と接触するよう、試験体１１，１２の凸状の円弧面に押付けられる。
【００３４】
図１、２に示すごとく、試験体１１，１２が中子２３にセットされると共にパッド２４，２５が試験体１１，１２にセットされたら、斯かる状態の試験体１１，１２をオートクレーブに収納し、熱水により煮る。
【００３５】
試験体１１，１２を煮る際の熱水は純水を使用し、又温度は２５０〜２８８℃、圧力は４５〜８０ｋｇ／ｃｍ2Ｇとし、煮る時間は５００時間程度とする。更に熱水の溶存酸素濃度は８ｐｐｍ以下とし、電気伝導度は０．２μｓ／ｃｍ〜２．０μｓ／ｃｍとする。
【００３６】
このため、試験体１１，１２のインコネルクラッド１５，２０には自然欠陥であるＳＣＣが形成される。又パッド２４，２５はグラファイトファイバウール製であるため、この部分に熱水が滞留してインコネルクラッド１５，２０に対するＳＣＣの形成が促進される。
【００３７】
ＳＣＣの起こる理由としては以下のようなことが考えられる。すなわち例えばＣｒ23Ｃ6の析出により金属の結晶粒の表面近くのＣｒ濃度が１２〜１３％以下となるとこの部分が鋭敏化し、このためこの部分に残留応力があると結晶粒界に沿って割れが生じるのである。
【００３８】
ＳＣＣの形成された試験体１１，１２は中子２３から取外され、試験体１１，１２からはパッド２４，２５が除去され、而して所望の状態にＳＣＣの形成された試験体１１，１２が完成する。
【００３９】
完成した試験体１１，１２は種々の試験に供されて夫々データが得られるため、得られたデータを解析し検討することにより、検査技術の向上が図られる。
【００４０】
なお、本発明の実施の形態例においては、溶接継手が試験体の幅方向へ延在するものと長手方向へ延在するものの２種類とする場合について説明したが、どちらか１種類としても実施可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の応力腐食割れ形成方法及び応力腐食割れ形成装置によれば、請求項１、３の場合は自然欠陥である応力腐食割れを容易且つ確実に形成することができ、請求項２、４の場合には応力腐食割れの形成を促進させることができ、従って以上の結果により、検査技術の向上を図ることができる等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。
【図３】原子炉圧力容器のノズルと配管の接続部の断面図である。
【符号の説明】
１１，１２    試験体
１３，１８    低合金鋼
１４，１９    ステンレス鋼
１５，２０    インコネルクラッド
１６，２１    溶接継手
２３  中子（手段）
２４，２５    パッド
３４  ボルト（手段）
３７，３８    ナット（手段）
【図１】
0004457415.tif 000002
【図２】
0004457415.tif 000003
【図３】
0004457415.tif 000004