別添資料－１

伊方発電所第２号機
余熱除去系統ベント弁下流配管溶接部のほう酸析出事象について

平成２８年１２月
四国電力株式会社

１．件

名
伊方発電所第２号機余熱除去系統ベント弁下流配管溶接部のほう酸析出事象について

２．事象発生の日時
平成２８年８月３１日

１５時００分頃

３．事象発生の設備
２号機 余熱除去系統ベント弁下流配管

４．事象発生時の運転状況
２号機 第２３回定期検査中

５．事象発生の状況
第２３回定期検査中の伊方発電所第２号機の原子炉補助建家（管理区域内）において、余熱除去冷却器２Ａ出口配管のベント弁の下流配管にほう酸と思われる付着物が認められたため、液体浸透探傷検査（以下、「ＰＴ」という。）※１を実施したところ、８月３１日１５時頃、同配管の溶接部にひび割れがあることを保修員が確認した。
配管の付着物を分析した結果、付着物はほう酸であり、配管内のほう酸水が溶接部のひび割れからにじみ出て、乾燥したものと推定した。
この付着物の放射能量は約７ベクレルで、にじみ出たほう酸水の量は付着物の重量から約１０ミリリットルと推定した。
その後、ひび割れのあった当該配管を取り替え、１１月２２日、系統の水張りを行い、当該配管から漏えいがないことを確認し、通常状態に復帰した。
なお、本事象によるプラントへの影響および環境への放射能の影響はない。
※１：液体浸透探傷検査
材料表面に液体を塗布し、目視では確認できないような微細な傷を検出す
る検査（添付資料―１）
６．時系列
８月３０日
１６時００分頃

系統管理課員が余熱除去冷却器２Ａ出口配管ベント弁
下流側配管にほう酸と思われる付着物を発見
付着物は乾燥しており、継続した漏えいはなかった1

８月３１日９時３０分頃
１３時３０分頃
１５時００分頃

保修員が現地確認
非破壊検査（ＰＴ）作業開始
保修員が当該箇所の溶接部に有意な指示（ひび割れ）を確認

１１月１４日～１６日
当該配管の取替作業実施
１１月２２日系統の水張りを行い、当該配管から漏えいがないことを確認し、通常状態に復帰

７．現地状況調査
（１）外観調査
ほう酸と思われる付着物を除去し、外観確認した結果、ベント弁（２－１８
７１６）下流のアダプターと配管を接続している溶接部にひび割れのような筋が認められたため、ＰＴを実施した結果、有意な指示を確認した。
（添付資料－２）（２）付着物調査
ほう酸と思われる付着物の成分を分析した結果、付着物はほう酸であることを確認した。また、付着物の放射能量について測定した結果、約７ベクレルであり、にじみ出たほう酸水の量は付着物の重量から約１０ミリリットルと推定した。
（３）その他調査
当該配管廻りの配管・弁および支持構造物について外観確認した結果、割れ、変形等は認められなかった。
また、至近では第２３回定検中の系統の水張り時（平成２４年２月）に当該配管を使用しているが、漏えいは確認されていない。これ以降、当該ベント弁は閉止されており、今回、漏えい確認の結果、弁からのシートリークは認められなかった。
以上のことから、本事象は、当該ベント弁下流配管内に残留していたほう酸水が現在のプラント長期停止期間中に生じた溶接部のひび割れよりにじみ出て、乾燥したものであると推定される。

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８．詳細調査（１）ＰＴ結果
当該部を切り出して外面からのＰＴを実施した結果、有意な指示を確認し、ベント弁下流のアダプターと配管を接続している溶接部の２８０°～１００°（ベント弁側からみてベント配管先端の曲がり方向を０°基準）に長さ約５０ｍｍのひび割れを確認した。
また、内面からＰＴを実施した結果、内面に有意な指示は認められなかった。
（添付資料－３）（２）断面ミクロ観察結果
断面ミクロ観察の結果、ひび割れは、ソケット溶接部のルート部（アダプターと差し込まれた配管の隙間）を起点として、ほぼ枝分かれがなく内側から外側に向かって直線的に進展していることを確認した。
（添付資料－４）（３）破面マクロ観察結果
ひび割れの破面を露出し観察した結果、破面の一部に円弧上の疲労破面特有のビーチマーク（筋状痕跡）が認められた。
（添付資料－５）（４）破面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察結果
ひび割れの破面を高倍率で観察した結果、疲労破面特有のストライエーション（縞状模様）が確認された。
（添付資料－６）（５）硬度測定結果
硬度測定を実施した結果、配管、アダプターおよびひび割れ発生部近傍を含む溶接部の硬度について、特に異常な硬化はなく問題ないことを確認した。
（添付資料－７）（６）ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）※２結果
ＥＰＭＡによる成分分析を行った結果、配管、アダプターおよび溶接部においてステンレス鋼の成分以外で特異な成分は認められなかった。
※２：試料に電子線を照射し発生する各元素固有のＸ線（特性Ｘ線）を検出することで、試料を構成する元素の種類等を分析する装置（添付資料－８）（１）～（６）より、ひび割れは、ソケット溶接部のルート部（アダプターと差し込まれた配管の隙間）を起点とし、疲労損傷の特徴である枝分かれのない直線的なき裂で溶接部内側から外側へ進展しており、疲労破面特有のストライエーションが認められることから、繰り返し応力による疲労割れであると推定される。

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（７）保守状況調査
当該配管は第１８回定検（平成１７年９月～平成１８年３月）の１次系配管・弁修繕工事において取り替えを実施しており、溶接施工記録を調査した結果、問題ないことを確認した。
（８）運転状況調査
余熱除去系統は、プラント起動・停止時における炉心の冷却やプラント運転中における余熱除去ポンプの定期試験（以下、「定期試験」という。）時に運転している。
ひび割れがプラント長期停止期間中に生じたと推定されることを踏まえ、プラント長期停止期間中における余熱除去系統の運転実績を確認したところ、定期試験時の通水系統がプラント運転中と異なることを確認した。
プラント運転中の定期試験では、少量通水（約 6m3/h）によりポンプの運転状況確認を行っている。
一方、プラント長期停止期間中においては、余熱除去ポンプによる１次冷却系統の循環および水質サンプリングを兼ねて定期試験を実施しており、余熱除去系統設計流量のほぼ全量通水（約 454m3/h）を行っている。その際、炉心から燃料を取出し中であることから、余熱除去冷却器には通水せず、全量を余熱除去冷却器バイパスライン（以下、「バイパスライン」という。）に長時間通水していることを確認した。なお、通常時には、バイパスラインに長時間全量通水する運転はない。
（添付資料－９）（９）振動評価
運転状況調査結果を踏まえ、実機運転により、ひび割れが発生したベント配管部の振動を計測、評価した結果、バイパスラインに全量通水した場合、当該配管に大きな振動が発生していることを確認した。
これは、バイパスラインで比較的高流速の状況下において、同ラインに設置される弁の絞りにより流体の大きな乱れが生じたことが要因と考えられる。
また、余熱除去冷却器ラインに全量通水、余熱除去冷却器ライン・バイパスラインの両方を使用して全量通水した場合、バイパスラインのみの場合に比べて低流速の状況となり、大きな振動は発生しないことを確認した。
（添付資料－９）（１０）ひび割れ発生・進展評価
振動計測結果より、疲労損傷の可能性について評価した結果、バイパスラインに全量通水した時の振動に伴う発生応力は２４．６ＭＰａで、推定疲労強度※３（約２３ＭＰａ）を超えており、繰り返し応力による疲労割れが発生・進展する可能性があることを確認した。
また、余熱除去冷却器ラインに全量通水、余熱除去冷却器ライン・バイパスラインの両方を使用して全量通水した場合、推定疲労強度を超える応力は発生4しないことを確認した。
※３：疲労損傷を起こす可能性のある応力

９．推定原因本事象は、・ひび割れの形態は、疲労損傷の特徴である枝分かれのない直線的なき裂で疲労破面特有のストライエーションが認められたこと・プラント長期停止期間中特有の運転により、当該配管には大きな振動が長時間作用したことから、振動により応力集中の生じやすい当該配管のベント弁下流ソケット溶接部に推定疲労強度を超える応力が作用したことにより、疲労割れが生じ、進展・貫通に至ったと推定される。

１０．対策（１）ひび割れの生じた当該溶接部を含むベント弁下流配管を新品に取り替えた。
（２）本事象が発生した余熱除去系統において、プラント長期停止期間中特有の運転により同様に振動影響を受けた可能性のある他ベント・ドレン配管については、外観確認により異常のないことを確認しているが、念のため当該ベント配管同様にベント・ドレン弁下流配管を新品に取り替えた（３箇所）。
（３）当該配管に大きな振動が発生しない通水系統で運転する運用に変更する。
（添付資料－１０）

１１．他号機・他系統の対応
３号機は、２号機同様に余熱除去系統においてプラント長期停止期間中特有の運転を実施しているが、・プラント再稼働時にベント・ドレン配管について異常のないことを確認していること
・２号機に比べて３号機は、同運転でのバイパスライン通水時の流速が小さく、弁の絞りによる流体の乱れは小さいと評価されることから、対応は不要である。
１号機は、２号機同様に余熱除去系統においてプラント長期停止期間中特有の運転を実施しているが、今回ベント・ドレン配管について異常のないことを確認しており、今後、プラントの運転終了に伴う保全計画の見直しにより余熱除去ポンプの定期試験は取り止める方針であることから、対応は不要である。
また、余熱除去系統以外の他系統については、余熱除去系統のようなプラント

5長期停止期間中特有の運転を実施していないことを確認した。
なお、本事象のようにベント弁下流配管溶接部でひび割れが生じても、ベント弁で閉止しているため、プラントへの影響はない。
以上

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添付

資料

添付資料－１

余熱除去系統概略図

添付資料－２

外観調査結果添付資料－３

液体浸透探傷検査（ＰＴ）結果

添付資料－４

金属調査結果（断面ミクロ観察）

添付資料－５

金属調査結果（破面マクロ観察）

添付資料－６

金属調査結果（破面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察）添付資料－７

金属調査結果（硬度測定）

添付資料－８

金属調査結果（ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー））

添付資料－９

余熱除去系統定期試験時の系統構成

添付資料－１０

余熱除去系統定期試験時の系統構成（対策後）7

添付資料－１

余熱除去系統概略図

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添付資料－２

外観調査結果当該箇所（溶接部）

ベント弁（2-18716）

余熱除去冷却器Ａ出口配管

ほう酸拭取り前
余熱除去系統ベント弁下流配管構造図

配管溶接部

アダプター

溶接部

ひび割れのような筋有意な指示

ベント弁

ほう酸拭取り後ＰＴ実施（現地）

外観点検の結果、アダプターと配管を接続している溶接部に有意な指示が認められた。

9添付資料－３（１／２）

液体浸透探傷検査（ＰＴ）結果（外面）

溶接部外観図

ひび割れ

180°

0°

90°

270°

ひび割れ
0°

側面から見た写真

上から見た写真

外面からのＰＴの結果、アダプターと配管の溶接部に有意な指示が認められた。
（ひび割れ：280°～100°の位置、長さ約 50ｍｍ）

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添付資料－３（２／２）

液体浸透探傷検査（ＰＴ）結果（内面）

溶接部断面図170°350°

内面からのＰＴの結果、内面に有意な指示は認められなかった。

1112170°断面

配管

ひび割れの起点：ソケット溶接部のルート部（アダプターと差し込まれた配管の隙間）

125°断面

ソケット溶接部【観察結果】・ひび割れは、ほぼ枝分かれがなく直線的に進展している。
・ソケット溶接部のルート部（アダプターと差し込まれた配管の隙間）を起点として、ひび割れが進展している。

80°断面

アダプター

260°断面観察位置

170°断面観察位置

125°断面観察位置

80°断面観察位置

金属調査結果（断面ミクロ観察）（１／２）

260°断面

添付資料－４（１／２）

ひび割れはほぼ枝分かれがなく直線的に進展している

80°断面

アダプター

ソケット溶接部

金属調査結果（断面ミクロ観察）
（２／２）

配管

添付資料－４（２／２）

13添付資料－５

金属調査結果（破面マクロ観察）

260°

80°

350°

260°

80°

強制破面（調査片の取り出しのため切断）

ビーチマーク350°【観察結果】
・破面の一部に円弧上の疲労破面特有のビーチマーク（筋状痕跡）が認められた。

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添付資料－６

金属調査結果（破面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察）
260°

80°

350°

拡大

拡大

拡大

拡大

【観察結果】
・高倍率観察の結果、一部で疲労破面特有のストライエーション（縞状模様）が確認された。

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添付資料－７

金属調査結果（硬度測定）
80°断面

Ａ：配管溶接部

Ｃ：溶接部（一般部）

Ｄ：内側
Ｂ：アダプター

Ｅ：中央
Ｆ：外側硬度（ビッカース硬さ：HV）
測定値
JIS 記載値
平均

最高Ａ部（配管）

約 140

146

192 以下※１

Ｂ部（アダプター）

約 143

149

196 以下※１

Ｃ部（溶接部（一般部））

約 144

149

－※２

Ｄ部（割れ近傍溶接部内側）－

153－※２

Ｅ部（割れ近傍溶接部中央）

－

148

－※２

Ｆ部（割れ近傍溶接部外側）－

160－※２※１：JIS 記載値を HV 換算した値※２：溶接部は規格要求なし【測定結果】・ひび割れ発生部近傍の硬度を測定した結果、配管、アダプターおよびひび割れ発生部近傍を含む溶接部の硬度について、特に異常な硬化はなく問題ないことを確認した。

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添付資料－８（検出数）

金属調査結果（ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー））（エネルギー）

（検出数）

図１ 配管

（エネルギー）

アダプター

（検出数）

図２（エネルギー）

図３

溶接部【測定結果】
・ＥＰＭＡによる成分分析を行った結果、配管、アダプターおよび溶接部でステンレス鋼の成分以外で特異な成分は認められなかった。

17添付資料－９

余熱除去系統定期試験時の系統構成
原子炉格納容器

蒸気発生器Ｂ

蒸気発生器Ａ
加圧器

原子炉容器

ミニマムフローライン
余熱除去ポンプＢ

余熱除去冷却器Ｂ

1次冷却材ポンプＡ

M

1次冷却材ポンプＢ

M

バイパスライン
当該ベント配管（6B）（8B）
余熱除去ポンプＡ

M

M

余熱除去冷却器Ａ

バイパスラインのみに全量通水しており、高流速の状況下において、弁の絞りにより流れに乱れが生じたことにより、大きな振動が発生したと推定

図１

長期停止期間中の通水系統

図２

通常運転時の通水系統

プラント長期停止期間中の余熱除去ポンプ定期試験では、バイパスラインのみに長時間全量通水したことにより、大きな振動が長時間発生したものと推定

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添付資料－１０

余熱除去系統定期試験時の系統構成（対策後）

原子炉格納容器

蒸気発生器Ｂ

蒸気発生器Ａ
加圧器

原子炉容器

ミニマムフローライン

1次冷却材ポンプＡ

M

1次冷却材ポンプＢ

M

余熱除去ポンプＢ

余熱除去冷却器Ｂ
バイパスライン
当該ベント配管

M

M

余熱除去ポンプＡ

余熱除去冷却器Ａ

余熱除去冷却器ライン・バイパスラインの両方を使用して通水すること
で、流速は小さくなり、大きな振動は発生しない

プラント長期停止期間中の余熱除去ポンプの定期試験においては、余熱除去冷却器ラインおよびバイパスラインの両方を使用して通水することにより、配管への振動を低減する。

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