(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験体の上面のクラッド鋼を肉盛溶接した上に形成したクラックスタータのＵ字状に凹んだ溝の底部に、溝の長手方向へ延在する所定深さの疲労予亀裂を形成し、前記疲労予亀裂を前記溝の幅方向から挾んでクラックスタータ上に支柱を溶接し、対向する支柱間に、繰返し荷重を掛ける方向が前記溝の幅方向となるよう、荷重負荷装置を設けた疲労亀裂形成装置であって、前記支柱の下部対向面を、前記クラックスタータのＵ字状の溝に滑らかに連なる円弧状に形成すると共に、対向するクラックスタータの対向面側とは反対側の端部を、前記クラッドの上面に滑らかに連なる円弧状に形成したことを特徴とする疲労亀裂形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は試験体に自然欠陥として疲労亀裂を形成し得るようにした疲労亀裂形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力プラントに適用する機器の健全性を保証するために、従来からテストピースを使用した各種非破壊検査が実施されている。
【０００３】
一方、近年非破壊検査技術レベルの把握と向上のため、実機模擬形状の試験体に疲労亀裂やＳＣＣ（応力腐蝕割れ）のような自然欠陥を形成させた試験体の需要が生じて来ており、そのひとつとして例えば原子炉圧力容器のノズルと胴の溶接部近傍に疲労亀裂を形成することが要求されている。
【０００４】
而して、試験体に疲労亀裂を形成するためには、通常、三点又は四点疲労試験機や引張試験機が使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
三点又は四点疲労試験機や引張試験機は、平板や配管のような単純な形状の試験体或いは小型の試験体には対応できるが、図９、１０に示すごとき試験体１には対応することができなかった。
【０００６】
すなわち、図９、１０に示す試験体１の場合には、例えばノズル２と胴部３を固設する溶接部４の近傍に胴部３側に位置するよう疲労亀裂を入れることが要求されているが、試験体１の形状が複雑で且つ大きいため、上述の従来の試験機では、荷重を掛けることができず、従って試験体１の所定の場所に疲労亀裂を形成することができないという問題がある。
【０００７】
なお、図９、１０中５は胴部３の内側となる面からノズル孔内周に亘って溶接部４を覆うよう貼付されたクラッドである。
【０００８】
本発明は上述の実情に鑑み、図９、１０に示すごとく形状複雑でしかも大きな試験体に対しても容易且つ確実に疲労亀裂を形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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の疲労亀裂形成装置は、試験体の上面のクラッド鋼を肉盛溶接した上に形成したクラックスタータのＵ字状に凹んだ溝の底部に、溝の長手方向へ延在する所定深さの疲労予亀裂を形成し、前記疲労予亀裂を前記溝の幅方向から挾んでクラックスタータ上に支柱を溶接し、対向する支柱間に、繰返し荷重を掛ける方向が前記溝の幅方向となるよう、荷重負荷装置を設けた疲労亀裂形成装置であって、前記支柱の下部対向面を、前記クラックスタータのＵ字状の溝に滑らかに連なる円弧状に形成すると共に、対向するクラックスタータの対向面側とは反対側の端部を、前記クラッドの上面に滑らかに連なる円弧状に形成したものである。
【００１０】
従って、本発明では試験体が形状複雑で大きい場合にも、試験体に容易且つ確実に疲労亀裂を形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を添付図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１〜図８は本発明の実施の形態の一例で、図中、６は試験体１の略平坦なクラッド５上面に肉盛溶接された金属製のクラックスタータであり、該クラックスタータ６は、平面的に見ると図２に示すごとく溶接部４上を横断するがごとき状態となっている。
【００１３】
クラックスタータ６は、図４〜図６に詳細に示すごとく、ノズル２の径方向中間位置がＵ字状に凹んだ溝６ａを有すると共にクラックスタータ６のノズル２周縁部は滑らかな凹形状の曲線状に形成されてクラッド５の上面につながっており、溝６ａの底部からクラッド５へ向けて例えばノッチ状の疲労予亀裂７が付与されている。而して、疲労予亀裂７は溶接部４近傍となるよう、胴部３側に位置している。
【００１４】
クラックスタータ６上には疲労予亀裂７を基準として疲労予亀裂７の両側にブロック状の支柱８ａ，８ｂが立設されると共に支柱８ａ，８ｂの下端はクラックスタータ６上に溶接されている。
【００１５】
支柱８ａ，８ｂの対向面下部は滑らかな凹円弧状の曲線となってクラックスタータ６のＵ字状の溝６ａの周縁につながっており、支柱８ａ，８ｂの反対向面下部及び両側部下部は滑らかな凹円弧状の曲線となってクラックスタータ６上面につながっている。
【００１６】
支柱８ａ，８ｂ間には、軸線Ｌがクラッド５の面と略平行となるよう、油圧ジャッキ等の荷重負荷装置９が配設されている。
【００１７】
次に、本発明の作用について説明する。
【００１８】
試験体１に疲労亀裂を形成する場合には、図１に示すような状態に支柱８ａ，８ｂ及び荷重負荷装置９を配設し、荷重負荷装置９を作動させて軸線Ｌと平行な方向へ所定の荷重を集中的に繰返し付与する。荷重の付与の仕方としては、図３に示すごとく、最大繰返し荷重Ｐｍａｘ．と最小繰返し荷重Ｐｍｉｎ．を一定時間間隔で繰返す。
【００１９】
荷重負荷装置９により、繰返し荷重を支柱８ａ，８ｂに与えると、支柱８ａ，８ｂは夫々図１において時計方向或いは反時計方向へのモーメントを受け、そのモーメントにより疲労予亀裂７を介して試験体１の疲労予亀裂７直下部に一定時間間隔で疲労予亀裂７が拡大するよう繰返し応力が発生する。従って、繰返し応力がある回数を超えると、図４〜図６に示すごとく試験体１に順次疲労亀裂１０が形成され、進展する。
【００２０】
図４に示すごとくクラッド５に疲労亀裂１０が形成されるまでの荷重の繰返し数をｎ１、図５に示すごとく胴部３の表面から若干下方まで疲労亀裂１０が進展するまでの荷重の繰返し回数をｎ２、図６に示すごとく胴部３の表面から所定深さまで疲労亀裂１０が進展し、所定の状態の疲労亀裂１０が形成されるまでの荷重の繰返し回数をｎ３とすると、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３となる。
【００２１】
試験体１に所定深さの疲労亀裂１０が形成されたら、図７に示すごとく、荷重負荷装置９を撤去し、更にガウジング等によりクラックスタータ６を除去することにより図８に示すごとく所定の疲労亀裂１０の形成された試験体１が完成する。
【００２２】
疲労亀裂１０が所定深さとなったかどうかの確認は次のように行う。すなわち例えば、試験体１により荷重試験を行って、どの程度の荷重を何回繰返したらどの程度の亀裂深さになるか予め求めておき、要求されている疲労亀裂１０の深さに対応して繰返し荷重を付与する回数をカウントし、所定の回数となったら疲労亀裂１０は所定の深さになったものと判断する。
【００２３】
又、試験体１の誘導電位差と亀裂深さの関係を予め求めておき、誘導電位差を測定することにより疲労亀裂１０の深さを検出するようにしても良い。
【００２４】
所定深さの疲労亀裂１０が形成された試験体１は、各種の非破壊検査に供される。
【００２５】
上述のごとく、試験体１の平面と略平行に繰返して荷重を付与することにより、試験体１が複雑な形状で大きい場合でも、所定の位置に容易且つ確実に所定深さの疲労亀裂１０を形成することができる。
【００２６】
なお、本発明の実施の形態例においては、試験体の胴部に疲労亀裂を形成する場合について説明したが、疲労亀裂は胴部に限らず任意の位置に形成することができること、試験体としては、ノズルを胴部に溶接したものに限定されるものではないこと、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。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の疲労亀裂形成装置によれば、試験体が複雑な形状で大きい場合でも、所定の位置に容易且つ確実に所定深さの疲労亀裂を形成することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の疲労亀裂形成装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明の疲労亀裂形成装置における時間と繰返し荷重との関係を示すグラフである。
【図４】疲労亀裂が試験体のクラッドまで形成された状態を示す断面図である。
【図５】疲労亀裂が試験体の胴部上面まで形成された状態を示す断面図である。
【図６】疲労亀裂が試験体の胴部所定深さまで形成された状態を示す断面図である。
【図７】試験体に所定の深さまで疲労亀裂が形成された後、荷重負荷装置を撤去した状態を示す断面図である。
【図８】試験体に所定の深さまで疲労亀裂が形成された後、荷重負荷装置を撤去しクラックスタータを除去した試験体の完成状態を示す断面図である。
【図９】本発明の疲労亀裂形成装置に用いる試験体の一例の平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ方向矢視図である。
【符号の説明】
１  試験体
５ クラッド（クラッド鋼）
６  クラックスタータ
６ａ 溝
７  疲労予亀裂
８ａ，８ｂ  支柱
９  荷重負荷装置
【図１】
0003852508.tif 000002
【図２】
0003852508.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003852508.tif 000005
【図５】
0003852508.tif 000006
【図６】
0003852508.tif 000007
【図７】
0003852508.tif 000008
【図８】
0003852508.tif 000009
【図９】
0003852508.tif 000010
【図１０】
0003852508.tif 000011