(57)【要約】【課題】荷重を効果的且つ安定的にＳＣＣ付与用に供給することができるとともに構造の簡素化及びコストの低減が図れる小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置を提供する。【解決手段】小口径ノズル２の溶接部４に応力腐食割れであるＳＣＣが発生した円筒状の試験体６を作成する際に予め試験体６を周方向に分割した分割試験体６ａの溶接部４にＳＣＣを付与する装置であって、上記分割試験体６ａの周方向両端部間にボルト１５を掛け渡し、該ボルト１５に螺合したナット１６で上記分割試験体６ａの内面又は外面を締付けることにより分割試験体６ａを拡径又は縮径して溶接部４にＳＣＣを付与するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小口径ノズルの溶接部に応力腐食割れであるＳＣＣが発生した円筒状の試験体を作成する際に予め試験体を周方向に分割した分割試験体の溶接部にＳＣＣを付与する装置であって、上記分割試験体の周方向両端部間にボルトを掛け渡し、該ボルトに螺合したナットで上記分割試験体の内面又は外面を締付けることにより分割試験体を拡径又は縮径して溶接部にＳＣＣを付与するように構成したことを特徴とする小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置。
【請求項２】
上記分割試験体は、その周方向両端部に該分割試験体と同じ厚さ及び半径の延長部材を接合し、両延長部材の対向部に上記ボルトを挿通する孔部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置。
【請求項３】
上記ボルトは、その両端部にナットをそれぞれ螺合するための雄ねじ部を有することを特徴とする請求項１又は2に記載の小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置。
【請求項４】
上記分割試験体の内面又は外面の溶接部上に、底部が開口し、内部に酸性の液体を収容したケースを設置したことを特徴とする請求項１に記載の小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置に係り、特に試験体にＳＣＣを加速的に付与するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は原子炉圧力容器を概略的に示す図であり、図６は小口径ノズルを概略的に示す斜視図である。図５に示すように、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器１の胴部１ａには、例えば内部の水位を計測する水位センサ等が接続される小口径ノズル２が設けられている（例えば特許文献１参照）。この小口径ノズルは、直径が８５〜９５ｍｍ程度、肉厚が１５ｍｍ程度である。この小口径ノズル２においては、図６に示すように一方の管（ノズル本体）２ａと他方の管（配管）３とを溶接により接続するため、溶接部４が設けられている。
【０００３】
ところで、原子炉圧力容器は、その性質上極めて高い安全性及び信頼性が要求されることから、定期的なＩＳＩ（供用期間中検査）の実施が義務付けられており、その検査対象の一つとして、上述した胴部やノズルの溶接部の検査がある。そして、これらの溶接部の検査は、検査に際して放射能の影響が人体に及ばないようにするため、超音波を利用した自動超音波探傷ロボットを用い、遠隔操作で自動的に行われている。特に、溶接部には、過酷な環境下でＳＣＣ（Stress Corrosion Cracking:応力腐食割れ）が発生する可能性があることから、慎重な検査が要求されている。
【０００４】
一方、上記小口径ノズル２においては、一方の管２ａの材質として例えばインコネル（Ｎｉ基合金）を用い、他方の管３の材質として例えばステンレスを用いる組み合わせが考えられるが、このような組み合わせの場合、その組成により溶接部４において超音波が乱反射し、既存の検査装置では検査精度が低下することが考えられる。このため、上記材質の組み合わせからなる小口径ノズルの溶接部に人為的にＳＣＣを付与した試験体を作成し、この試験体を用いて新たな検査技術及び検査装置の開発が進められている。また、上記試験体を作成する際に予め試験体の溶接部にＳＣＣを付与するためのＳＣＣ付与装置の提案もなされている。
【０００５】
図７は先に提案されている小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置を長手方向の一端から見た正面図であり、図８は図７のＳＣＣ付与装置を一側方から見た側面図である。これらの図に示すように、このＳＣＣ付与装置５は、小口径ノズル２を縦割りに二分割した一方の分割試験体６ａをその外面を下にした状態で載置する基台（ベースプレート）７を有し、この基台７上には分割試験体６ａの両側方に位置させてその長手方向にボルト８が２本ずつ立設されている。各列のボルト８には上記分割試験体６ａの周方向両端部にそれぞれ上方から当接される当接ブロック９ａ、９ｂが上下移動自在に装着されており、各ボルト８には対応する当接ブロック９ａ，９ｂを下方に締め付けて分割試験体６ａにＳＣＣを付与するためのナット１０が螺着されている。左右の当接ブロック９ａ，９ｂには、対応する列のボルト８が挿通する挿通孔１１が設けられている。上記ＳＣＣ付与装置５においては、ナット１０の締め付けにより左右の当接ブロック９ａ，９ｂを介して分割試験体６ａの周方向両端部に下方向への荷重を加え、これにより分割試験体６ａを左右方向に拡開（拡径）させ、溶接部（図示省略）の内面に引張応力を付与するようになっている。なお、このようにして半割りの２つの分割試験体６ａにそれぞれ所定のＳＣＣを付与したなら、両分割試験体６ａを溶接で繋ぎ合わせて小口径ノズル試験体６を作成し、この小口径ノズル試験体６を新たな検査装置の開発用に供する。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３２７７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記ＳＣＣ付与装置においては、分割試験体６ａの板厚方向に対して垂直方向に荷重をかけるようになっているため、荷重の一部が基台７を押し付ける力として消費されてしまい、荷重を効果的且つ安定的にＳＣＣ付与用に供給することが困難である。また、上記ＳＣＣ付与装置においては、部品点数が多いため、構造の煩雑化及びコストの増大を余儀なくされる。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、荷重を効果的且つ安定的にＳＣＣ付与用に供給することができるとともに構造の簡素化及びコストの低減が図れる小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のうち、請求項１に係る発明は、小口径ノズルの溶接部に応力腐食割れであるＳＣＣが発生した円筒状の試験体を作成する際に予め試験体を周方向に分割した分割試験体の溶接部にＳＣＣを付与する装置であって、上記分割試験体の周方向両端部間にボルトを掛け渡し、該ボルトに螺合したナットで上記試験体の内面又は外面を締付けることにより試験体を拡径又は縮径して溶接部にＳＣＣを付与するように構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、上記分割された試験体が、その周方向両端部に該試験体と同じ厚さ及び半径の延長部材を接合し、両延長部材の対向部に上記ボルトを挿通する孔部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、上記ボルトが、その両端部にナットをそれぞれ螺合するための雄ねじ部を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、上記分割された試験体の内面又は外面の溶接部上に、底部が開口し、内部に酸性の液体を収容したケースを設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、試験体に対して板厚方向と平行な方向に効率良く荷重が付加され、荷重を効果的且つ安定的にＳＣＣ付与用に供給することができるとともに構造の簡素化及びコストの低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて詳述する。図１は本発明の実施の形態である小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置を概略的に示す平面図、図２は図１のＳＣＣ付与装置を長手方向の一端から見た正面図である。
【００１５】
これらの図において、５０は小口径ノズル２の溶接部４にＳＣＣが発生した試験体６を作成する際に予め試験体６を周方向に分割した分割試験体６ａの溶接部４にＳＣＣを付与するＳＳＣ付与装置である。このＳＣＣ付与装置５０は、上記分割試験体６ａの周方向両端部間にボルト１５を掛け渡し、該ボルト１５に螺合したナット１６で上記分割試験体６ａの内面を締付けることにより分割試験体６ａを拡径して溶接部４にＳＣＣを付与する、この例の場合、ＳＣＣに必要な応力（この例では引張応力）を付与するようにしたものである。なお、ＳＣＣ（腐食を含む）を付与する場合については、後述する。
【００１６】
上記分割試験体６ａは、その周方向両端部に該分割試験体６ａと同じ厚さ及び半径の延長部材１７を溶接１８で接合し、両延長部材１７の対向部に上記ボルト１５を挿通する孔部１９を設けている。上記試験体６である小口径ノズル２は、図６に示すように、インコネル製の一方の管（ノズル本体）２ａとステンレス製の他方の管（配管）３とを溶接により接続してなり、溶接部４を有している。この円筒状の試験体６を周方向に複数に分割し、これら分割試験体６ａにそれぞれ所定のＳＣＣを付与した後、これら分割試験体６ａを溶接で繋ぎ合わせて試験体６を再組立し、ＳＣＣ付与済みの小口径ノズル試験体として新たな検査装置の開発用に供される。
【００１７】
本例の場合、ボルト１５を挿通する孔部１９が必要であり、この孔部１９を分割試験体６ａ自体に設けることは再組立上好ましくないので、分割試験体６ａは、半割れよりも小さく分割されており、この分割試験体６ａの周方向両端部にその両端部を延長するべく延長部材１７が溶接されて全体としてＣリング状に形成されている。縦長の分割試験体６ａを均一に拡径するために、溶接部４を挟んで分割試験体６ａの長手方向に間隔をおいて長手方向に直交する向きでボルト１５を複数例えば２本配置するために、両延長部材１７に孔部１９が前後に複数例えば２個ずつ計４個設けられている。
【００１８】
上記ボルト１５の両端部にはナット１６をそれぞれ螺合するための雄ねじ部２０が刻設されている。なお、上記ボルト１５に螺着されたナット１６と延長部材１７との間には、座金２１が介在されていることが好ましい。上記分割試験体６ａの溶接部４にＳＣＣを付与する場合には、分割試験体６ａの溶接部４における所定の引張応力付与範囲（ＳＣＣ付与範囲）２２に歪みゲージ２３を設置し、上記ナット１６をトルクレンチで回転させて分割試験体６ａの周方向両端部を左右方向に拡開（拡径）させることにより上記引張応力付与範囲２２部分に所定例えば４００ＭＰａの引張応力を付加し、この状態で所定時間放置すればよい。
【００１９】
溶接部４に腐食環境を付与する場合には、図３に示すように上記分割試験体６ａの内面の溶接部４上に、底部が開口し、且つ内部に酸性の液体２４を収容したケース２５を設置すればよい。ケース２５は、図４に示すように小さい枡状に形成されており、底部が開口している。ケース２５は、耐食性を有する材料例えばプラスチックにより形成されている。酸性の液体としては、ポリチオン酸、テトラチオン酸等が好ましい。なお、ケース２５と分割試験体６ａとの隙間から酸性の液体２４が漏れ出ないようにするために、ケース２５の底面は、分割試験体６ａの内面に隙間なく接触するよう分割試験体６ａの内面と対応する形状に形成されていることが好ましい。このようにして分割試験体６ａの溶接部４に腐食環境で引張応力を所定時間付加することにより短時間で加速的にＳＣＣを付与することが可能となる。
【００２０】
以上の構成からなるＳＣＣ付与装置５０によれば、小口径ノズル２の溶接部４にＳＣＣが発生した試験体６を作成する際に予め周方向に分割した分割試験体６ａの溶接部４にＳＣＣを付与する装置であって、上記分割試験体６ａの周方向両端部間にボルト１５を掛け渡し、該ボルト１５に螺合したナット１６で上記分割試験体６ａの内面を締付けることにより分割試験体６ａを拡径して溶接部４にＳＣＣを付与するように構成されているため、分割試験体６ａに対して板厚方向と平行な方向に効率良く荷重が付加され、荷重を効果的且つ安定的にＳＣＣ付与用に供給することができる。これにより、最小の荷重でＳＣＣが発生する条件を作り出すことができる。また、先に提案されているＳＣＣ付与装置５に比して、構造が簡素化しており、分割試験体６ａの変形を容易に推測できる。更に、ＳＣＣ付与装置５を構成する部品ないし鋼材の量を削減でき、コストの低減が図れる。
【００２１】
また、上記分割試験体６ａが、その周方向両端部に該分割試験体６ａと同じ厚さ及び半径の延長部材１７を接合し、両延長部材１７の対向部に上記ボルト１５を挿通する孔部１９を設けているため、簡単な構造で分割試験体６ａに容易にＳＣＣを付与することができる。また、上記ボルト１５が、その両端部にナット１６をそれぞれ螺合するための雄ねじ部２０を有するため、特に分割試験体６ａを拡径させる場合に好適であり、また、分割試験体６ａを拡径させる場合と縮径させる場合の両方に用いることができる。また、上記分割された試験体６の内面の溶接部４上に、底部が開口し、内部に酸性の液体２４を収容したケース２５を設置することにより、溶接部４に腐食環境を付与することができ、溶接部４に応力と腐食によるＳＣＣを効率良く付与することができる。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態ないし実施例を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。例えば、ボルトに螺合したナットで上記分割試験体の外面を締付けることにより分割試験体を縮径して溶接部にＳＣＣを付与するようにしてもよい。分割試験体の外面を締付けるタイプの場合、ボルトとしては、一端にボルト頭部を有するものであっても良い。また、延長部材におけるボルトを挿通する部分は、孔部に限定されず、Ｕ字状の溝部であっても良い。ＳＣＣ付与装置としては、延長部材を設けずに、ナットと連動する引っ掛け部材を分割試験体の周方向両端部の内面又は外面に引っ掛けて直接拡径又は縮径するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態である小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置を概略的に示す平面図である。
【図２】図１のＳＣＣ付与装置を長手方向の一端から見た正面図である。
【図３】試験体の溶接部上に酸性の液体を収容したケースを設置した例を示す図である。
【図４】図３におけるケースの斜視図である。
【図５】原子炉圧力容器を概略的に示す図である。
【図６】小口径ノズルを概略的に示す斜視図である。
【図７】先に提案されている小口径ノズル試験体へのＳＣＣ付与装置を長手方向の一端から見た正面図である。
【図８】図７のＳＣＣ付与装置を一側方から見た側面図である。
【符号の説明】
【００２４】
２  小口径ノズル
４  溶接部
６  試験体
６ａ  分割試験体
１５  ボルト
１６  ナット
１７  延長部材
１９  孔部
２０  雄ねじ部
２４  酸性の液体
２５  ケース
５０  ＳＣＣ付与装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007292551.tif 000009
【図８】
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