平成１２年４月２０日
日本原子力発電株式会社

敦賀発電所１号機のシュラウドサポート部損傷の調査状況について
当社、敦賀発電所１号機（沸騰水型軽水炉、定格出力３５万７千キロワット）は、平
成１１年８月２０日から第２６回定期検査を開始し、予防保全対策としてシュラウド取替工事を実施中のところ、１２月９日にシュラウドサポート部に複数のひび割れが認められました。
このため、ひび割れが認められた部位について表面の組織観察（レプリカ観察）を実施したところ、割れは金属組織の結晶粒界に沿ったものであることを確認しました。
その後、金属サンプルの破面観察等の詳細調査結果から、割れは溶接金属部で金属組織の結晶粒界に沿って進展していることを確認しました。また、シュラウドサポートと原子炉圧力容器との溶接部のひび割れ５箇所について深さ測定を実施したところ、これらのひび割れは原子炉圧力容器本体には至っていないことを確認しました。
なお、本事象に伴う環境への放射能の影響はありませんでした。
（平成１１年１２月１０日、１２月２２日、平成１２年２月８日発表済み）
その後、外観目視点検及び浸透探傷試験の結果から、ひび割れは計３００箇所であることを確認しました。
また、シュラウドサポートと原子炉圧力容器との溶接部のひび割れ部（２２８箇所）について、全体状況を確認するため、既に実施した５箇所に加えて、残りのひび割れ全てを研削した結果、原子炉圧力容器（低合金鋼肉盛溶接部）には至っていないことを確認しました。
これまでに実施した調査の結果、ほとんどのひび割れはシュラウドサポートの内側の溶接部とその近傍で発生しており、これらは金属の結晶粒界に沿って発生していることから、ひび割れの原因は、シュラウドサポート部の製造過程における溶接施工等により応力が残留し、さらに運転中に溶存酸素を含んだ炉水環境下におかれたことによる粒界型の応力腐食割れと推定されます。
今後、最終調査結果を取りまとめるとともに、その結果を踏まえ対策を検討する予定です。
以上

(通商産業省によるＩＮＥＳの暫定評価尺度)
基準１ 基準２ 基準３ 評価レベル－－０－０－別紙「シュラウドサポート部損傷の調査状況」について

添付資料１
添付資料２
添付資料３
添付資料４
添付資料５
添付資料６
添付資料７
参考資料１
参考資料２
参考資料２
参考資料３
参考資料４
参考資料５
参考資料６
参考資料６
参考資料７
参考資料７
参考資料８
参考資料９

シュラウドサポート構造
下部シュラウドサポートの原子炉圧力容器取付溶接部における発生応
力の挙動
シュラウドサポートひび割れ発生状況の概要
下部シュラウドサポートと原子炉圧力容器との溶接部
上部・下部シュラウドサポート周溶接部
下部シュラウドサポート縦溶接部
母材部に施行された溶接部や溶接部跡等
原子炉圧力容器構造図
ひび割れ状況とサンプル及びレプリカ採取位置（１）
ひび割れ状況とサンプル及びレプリカ採取位置（２）下部シュラウドサポートの原子炉圧力容器取付溶接部ひび割れ研削深さ確認結果（断面）貫通ひび割れ破面の酸化物皮膜厚さ測定結果
ひび割れ近傍の硬さ分布測定結果
化学成分分析結果（１）
化学成分分析結果（２）シュラウドサポート等作製手順（１）
シュラウドサポート等作製手順（２）原子炉水水質実績
下部シュラウドサポートの原子炉圧力容器取付溶接部の残留応力履歴
確認試験結果別紙「シュラウドサポート部損傷の調査状況」について
１．ひび割れの状況確認（１）外観目視点検及び浸透探傷試験結果
ひび割れの全体状況を詳細に確認するため外観目視点検および浸透探傷試験を実施し、合計３００箇所にひび割れを確認した。ほとんどのひび割れの方向は、軸方向であるとともに、溶接部で発生していた。
（２）ひび割れ深さ確認結果
ひび割れの範囲（断面）を確認するため、下部シュラウドサポートと原子炉圧力容器との溶接部のひび割れ（２２８箇所）を研削したところ、ひび割れはインコネル溶接金属及びインコネル肉盛溶接部内において上方向に奥行きのある特徴が認められた。ひび割れの全ては原子炉圧力容器（低合金鋼肉盛溶接部）には至っていないことを確認した。
また、ひび割れ研削深さは最大で約４４?であった。
なお、上方向の割れを研削する過程において残存部が薄肉となったことから、６箇所の先端部で開口した。下部シュラウドサポート縦溶接部及び母材部のひび割れ１９箇所について研削した結果、研削深さの最大は縦溶接部で約２０?、母材部では１８?であった。
２．ひび割れの原因調査
ひび割れの性状、ひび割れ発生場所の特定及び進展経路等を確認するため、サンプル（１３箇所）及びレプリカ（１７箇所）を、ひび割れ発生部及び健全部の代表的な箇所より採取し、金属組織観察、破面調査、酸化物皮膜厚さ調査、化学成分分析調査等を行なった結果は、以下のとおりであった。
（１）金属組織観察結果
いずれのひび割れも金属組織の結晶粒界に沿って進展していた。また、開先面のひび割れは、内面から外面に向かって進展している様相を呈していた。
（２）ひび割れの破面調査結果
走査型電子顕微鏡による破面観察を実施した結果、ひび割れは溶接金属の溶接凝固部に生じる柱状結晶の粒界に沿った粒界割れであり、ストライエーション状模様等、疲労の特徴を示す様相は認められなかった。
（３）酸化物皮膜厚さ調査結果
貫通したひび割れの破面上の酸化物皮膜厚さを調査した結果、酸化物皮膜の厚さはシュラウドサポートの中央部及び外側より内側の方が厚く、ひび割れは内側で発生し、外側へ進展したと考えられる。また、溶接部から母材部へ連続するひび割れは、破面上の酸化物が溶接金属部に多く、母材部には少ないことから、ひび割れは溶接金属部で発生し、その後母材部へ進展したと考えられる。
（４）硬さ測定結果
ひび割れ近傍の硬さは、ひび割れから比較的離れた箇所とほぼ同等であったことから、ひび割れに大きな応力変動が負荷し、進展したものではないと推測される。
（５）化学成分分析結果
母材及び溶接部の化学成分分析の結果、材料ミルシートに記載された内容とほぼ同様な結果であった。
（６）海外事例ステンレス鋼に比べ発生件数は少ないもののＢＷＲ炉水環境下において、ナインマイル
ポイント-１（確認：１９９５年）、モンティセロ（確認：２０００年）等でインコネル
１８２の溶接部に応力腐食割れの報告がある。
３．シュラウドサポートに係る調査（１）製造履歴調査①シュラウドサポートの製造履歴について調査した結果、使用材料・構造寸法及び溶接施工に異常はなかった。下部シュラウドサポートの製作手順は、平板から扇型に抜き取りした１２枚を３枚１組で溶接し、冷間曲げ加工した後、最終溶接して円錐形状に組み立てている。下部シュラウドサポート母材部内側に認められた溶接跡は製作時の変形防止治具（ステー、リング）を仮付溶接していた。下部シュラウドサポートを原子炉圧力容器に溶接後、低合金鋼である原子炉圧力容器は熱処理を行っていた。また、シュラウドサポート母材の溶接部は、母材の試験片を採取した後、当て板で溶接補修していた。
②製作後の使用前検査において、省令に従って最高使用圧力の１．５倍（１２．９ＭＰａ）で耐圧試験を実施していた。
（２）運転履歴調査
運転開始から第２６回定期検査までの運転履歴について調査した結果、原子炉水は、平成９年に水素注入を開始するまでの期間において、溶存酸素濃度が２００ｐｐｂ程度であった。水素注入後は１０ｐｐｂ以下に抑制されている。
４．応力解析評価及びプレス加工モックアップ試験
これまでの調査結果から、ひび割れは応力腐食割れである可能性が高いことが判った。
今回のひび割れは主に内側に多く見られており、シュラウドサポート溶接部の応力を解析評価及びモックアップ試験により確認した。シュラウドサポート溶接部の定格出力運転中の応力は、製造時の残留応力に運転中の応力を加えたもので、その結果は以下のとおりであった。
① 下部シュラウドサポートと原子炉圧力容器の溶接部の溶接施工により発生した周方
向引張り応力は使用前検査での耐圧試験前までは内側で４００～４５０ＭＰａ、外側で約４９０ＭＰａであったが耐圧試験後は外側の応力が低下し内側の方が高くなり、定格出力運転中での応力は内側で約３３０ＭＰａ、外側で１６０～２７０ＭＰａとなった。
定格出力運転中における軸方向の応力は、内・外側とも周方向に比べて小さい結果となった。
また、耐圧試験により残留応力が低下するとともに、内・外側の残留応力の大小関係が逆転することが試験で確認された。
②上部及び下部シュラウドサポート周溶接部の定格出力運転中における周方向応力は内側で約４１０ＭＰａ、外側で３００～３５０ＭＰａとなった。なお、軸方向の応力は外側、内側とも周方向応力に比べ小さい結果となった。また、周方向・軸方向とも応力は内側に比べ外側は小さかった。
③プレス加工モックアップ試験によりプレス加工を受けた縦溶接部とプレス加工を受けない縦溶接部の相違について確認を行った結果、プレス加工を受けた縦溶接部は周方向応力が内・外側とも引張応力が低下する傾向にあった。
５．推定原因破面調査等の結果より、ひび割れの形態は、粒界に沿った割れであり、粒界型応力腐食割れの特徴を有していた。また、製造履歴調査の結果から、ひび割れは全て製造時の溶接部に発生し伝播したものと確認された。
製造履歴に従った残留応力解析の結果、下部シュラウドサポートと原子炉圧力容器との溶接部の内側には高い周方向残留応力が発生していたこと、原子炉水の溶存酸素濃度は、水素注入を開始するまでの期間は、応力腐食割れが発生しうる環境にあったことから、ひび割れは、応力腐食割れの３要素（応力、環境、材料）が重畳し、発生したものと推定される。また、溶接時の周方向の引張残留応力を主体とし、これに周方向の運転応力が加わったことにより、主に軸方向の応力腐食割れが内側に多数発生したものと推定される。
６．今後の予定
最終調査結果を取りまとめるとともに、その結果を踏まえ対策を検討する。

ひび割れ状況とサンプル及びレプリカ採取位置（１）ひび割れ状況とサンプル及びレプリカ採取位置（２）シュラウドサポート等作製手順（２）