伊方発電所第２号機
充てん・抽出系統空気抜配管からの漏えいについて

平成２０年 ７月
四国電力株式会社

１．件

名
伊方発電所第２号機

２．事象発生の日時
平成２０年３月１６日

充てん・抽出系統空気抜配管からの漏えいについて

５時５０分頃（確認）３．事象発生の設備
原子炉冷却系統設備 化学体積制御設備（再生熱交換器出口配管）

配管

４．事象発生時の運転状況
第２０回定期検査中
５．事象発生の状況
伊方発電所第２号機（定格電気出力５６６ＭＷ）は、第２０回定期検査中のところ、３月１６日５時５０分頃、原子炉格納容器内で１次冷却水の充てん・抽出系統＊１の空気抜き弁２－１８１９２（以下「当該弁」という。
）の下流側配管（以下「当該配管」という。）から微量の蒸気が漏えいしていることをパトロール中の保修員が確認した。
調査の結果、漏えい箇所は再生熱交換器出口ラインに設置している当該弁下流側の配管溶接部近傍であり、当該弁を増し締めし、漏えいがないことを確認した。漏
えい量は、最大で約６.６リットルと推定される。
引き続き、漏えいのあった当該配管を新品に取り替え、３月１７日、通常状態に復旧した。
なお、本事象によるプラント運転への影響および周辺環境への放射能の影響はなかった。
（添付資料－１）＊１：充てん・抽出系統
１次冷却系統から抽出した１次冷却水の浄化やほう素濃度の調整を行った後、再び１次冷却系統に戻すための系統。
６．事象の時系列
３月１６日
５時５０分頃
６時４０分
８時１１分
３月１７日
４時１４分
１３時３７分

当該弁（2-18192）下流側の配管溶接部近傍から微量の蒸気が漏えいしていることを保修員が確認
当該弁の増し締め実施
漏えいが停止したことを確認
当該配管の取替作業開始
当該配管の取替作業終了
その後、通常状態に復旧

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７．調査結果
当該配管の漏えいの原因について、以下の調査を行い、要因の検討を実施した。
（１）金属調査ａ．外観調査漏えい箇所の配管外表面の外観点検および液体浸透探傷検査（以下、「ＰＴ」という。）を行った結果、当該弁下流のカップリングと配管を接続している溶接部近傍に線状傷が認められ、長さ約９ｍｍと約４ｍｍの有意なＰＴ指示を確認した。
（添付資料－２）
また、カップリングの弁側外面にもごく軽微な割れが認められた。
なお、当該弁廻りの支持構造物（Ｕボルト）には異常がなく、当該配管外表面の付着塩分量も管理値以下であった。
ｂ．ひび部調査
当該部を切り出し、ひび割れの形態等を調査した。
（ａ）内面点検結果
内面点検を行った結果、配管内表面に２箇所の割れ（１箇所は貫通）および錆痕が認められた。また、カップリング内表面には複数のひび割れおよび錆痕が認められた。
（添付資料－３）（ｂ）断面ミクロ観察結果
断面ミクロ観察の結果、漏えい箇所のひび割れは配管内面から外面に向かって成長しており、かつ、溶接部周辺にも配管内面から外面に向かって長さ１．
４５ｍｍ、１．０３ｍｍの成長した割れが認められるとともに、カップリングに配管を差し込んだ隙間側を起点としてカップリング側および配管側に各１箇所の貫通したひび割れが認められた。また、カップリング内表面の複数のひび割れは、それぞれ０．８５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０４ｍｍ、１．１２ｍｍの成長したひび割れが認められた。
ひび割れの形態は粒内割れであり、枝分かれした微少な分岐が認められ、塩化物応力腐食割れの特徴を示していた。
（添付資料－４）（ｃ）破面マクロ観察
貫通き裂の破面を露出し観察した結果、破面は茶色の錆が付着し、疲労破壊の様相を示すビーチマーク状の模様は認められなかった。
また、ひび先端は、内表面側を中心に半楕円状の形状であった。
（添付資料－５）（ｄ）破面ＳＥＭ（電子顕微鏡）観察
破面を高倍率で観察した結果、塩化物応力腐食割れ特有の羽毛状破面が認められたが、疲労破壊の様相を示すストライエーションやディンプルは観察されなかった。
（添付資料－６）2

（ｅ）破面ＥＰＭＡ（電子マイクロアナライザー）分析
ＥＰＭＡによる元素分析を行った結果、微量の塩素が認められた。
（添付資料－７）以上から、いずれのき裂の形態も粒内割れであり、枝分かれした微少な分岐が認められることから、ひび割れの原因は配管内部から発生した塩化物応力腐食割れと推定される。
（添付資料－８）（２）保守状況調査
当該部の過去の点検状況を確認した結果、第１５回定検（平成１３年９月～１２月）の充てん配管取替工事＊２において、当該弁および当該配管を含むベント・ドレン弁１２台を取り替えており、当該弁および当該配管の材料証明書（カップリング、配管）および溶接施工記録には問題なかった。
なお、当該配管は、母管の一部を含み分岐する曲げ管、当該弁、カップリングおよび配管まで一体で工場製作されていた。その後、当該弁の分解点検は実施していない。
＊２：ステンレス配管の経年劣化に対する予防保全対策として、１号機は第１９回定検（平成１２年９月～１２月）より、また２号機は第１５回定検より、大規模な配管取替工事を開始。
（３）運転状況調査
当該配管の母管はプラント運転中、約２４５℃～２５５℃の系統水（ほう酸水）が通水されており、母管から離れた場所に位置する当該配管の温度は約１３０℃～１５０℃である。また、当該弁については、定検時の充てん・抽出系統の水抜き・水張り時に使用しており、終了後は閉止している。
なお、ベント・ドレン弁は、プラント運転中は閉止しているため、本事象のように弁下流側配管にひび割れが生じても、弁の閉止機能が健全であれば運転への影響はない。
（４）塩化物混入経路調査
ひび割れの原因は塩化物応力腐食割れと推定されることから、塩化物の混入経路について調査した。
（添付資料－９）（ａ）製作段階
当該配管を構成する当該弁、カップリングおよび配管は工場にて一体製作（ソケット溶接）されており、各々の部品の加工から組み立てまでの作業手順を確認した結果、製作時に使用する切削油、洗浄剤、検査用資材等の副資材は塩素濃度を制限したものを使用することや洗浄後の塩分濃度測定を実施するなどの清浄度管理がなされており、塩化物混入の可能性は認められない。ただし、何らかの要因で偶発的に塩化物が混入した可能性は、現時点においては完全には否定できない。

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（ｂ）据付段階
現地据付段階の作業手順を確認した結果、現地へは工場にて一体製作されたまま搬入され、据付直前までポリシート養生は開梱されておらず、保管時の梱包状態等の清浄度管理が実施されており、塩化物混入の可能性は認められない。
ただし、何らかの要因で偶発的に塩化物が混入した可能性は、現時点においては完全には否定できない。
（ｃ）運転段階
現地据付以降、当該弁は定検時の水抜き・水張り操作で使用されるが、充てん・抽出系統の水質は十分に管理されているとともに、当該弁は格納容器内に設置されていることから、水抜き時の空気流入による塩化物混入の可能性はない。
（５）塩化物応力腐食割れ対策の経緯
ステンレス鋼の塩化物応力腐食割れ対策については、平成１２年に発生したステンレス鋼の塩化物応力腐食割れによる不具合事象をふまえ、平成１３年に塩化物汚染要因に関する調査を行い、海塩粒子の付着防止、副資材の使用制限、作業に伴う塩化物混入防止について管理を強化している。
２号機第１５回定検（平成１３年９月～１２月）の配管取替工事は、管理を強化した初期の段階で実施している。
（６）類似箇所の調査（１号機）
現在定検中の１号機について、プラント建設以降に取り替えた同型のベント・ドレン弁下流側配管約１６０箇所のうち、格納容器内およびアニュラス内の一部である４９箇所について、配管外面のＰＴおよびファイバースコープによる配管内面の発錆状況等の点検を実施した結果、異常は認められなかった。
配管取替工事に伴い、塩化物が配管内に混入して隙間部に残留し、塩化物応力腐食割れが発生した事象が顕在化しているとは考えにくい。

８．推定原因本事象は、・ひび割れの形態は、塩化物応力腐食割れの特徴である枝分かれした粒内割れであり、破面に塩素が認められた。
・プラント運転中の当該配管の温度は約１３０℃～１５０℃であり、ステンレス鋼に溶存酸素と塩化物が存在した場合に塩化物応力腐食割れが発生する可能性のある５０℃超過の温度領域であった。
・当該配管はソケット溶接であり、カップリングと配管には隙間があることから、何らかの要因で偶発的に内部に混入した塩化物が残留したと推定される。
ことから、第１５回定検（平成１３年９月～１２月）の配管取替工事において何らかの要因で偶発的に当該配管内部に混入した塩化物が残留し、その後の運転段階において、塩化物応力腐食割れの発生条件が成立し、塩化物応力腐食割れが進展して貫通することにより、蒸気漏えいが発生したものと推定される。

4９．対 策（１）ひび割れの認められた当該配管を新品に取り替えた。
（２）当該配管への塩化物の混入経路を特定できないため、２号機第１５回定検で取り替えた同型のベント・ドレン弁下流側配管全数について、第２１回定検（次回）で、配管外面のＰＴおよびファイバースコープ等による配管内面の点検を実施する。
なお、割れなどの異常を確認した場合は、切り出して原因の調査を行うとともに、取り替えを行うなどの必要な処置を講じることとする。
（３）ベント・ドレン弁下流側配管にひび割れが生じても、弁の閉止機能が健全であればプラント運転への影響はないが、念のため、１～３号機において、２号機第１５回定検と近い時期（１号機１９回，２０回、2 号機１４回、１６回、３号機５回、６回）に取り替えた同型のべント・ドレン弁下流側配管全数（点検済みのものを除く）ならびにプラント建設以降に取り替えた同型のベント・ドレン弁下流側配管（上記および点検済みのものを除く）のうち、安全上重要な系統および放射能を有する系統に属するものについて、１号機第２６回定検（次回）、２号機第２１回定検（次回）、３号機第１１回定検（次回）で、配管外面のＰＴおよびファイバースコープ等による配管内面の点検を実施する。

以5上【添 付 資 料】

１．伊方発電所２号機

一次冷却水充てん・抽出概略系統図

２．当該弁下流配管ＰＴ指示部観察結果
３．金属調査結果（内面外観点検結果）
４．金属調査結果（断面ミクロ観察結果）
５．金属調査結果（破面マクロ観察）
６．金属調査結果（破面ＳＥＭ（電子顕微鏡）観察）７．金属調査結果（破面ＥＰＭＡ分析）
８．割れ発生箇所と塩化物付着箇所の推定
９．塩化物の混入経路について

伊方発電所２号機 １次冷却水充てん・抽出概略系統図
原子炉格納容器

蒸気発生器

蒸気発生器
加圧器
浄化設備

原子炉容器

ほう酸タンク

1次冷却材ポンプ

1次冷却材ポンプ
純水

体積制御
タンク

再生熱交換器当該箇所

外径：約 19mm
肉厚：約 1.7mm
材質：ステンレス（ＳＵＳ３１６）

ほう酸混合器
充てんポンプほう酸ポンプ

添付資料－１2-18192

添付資料－２

当該弁下流配管ＰＴ指示部観察結果
溶接部外観図カップリングと配管の溶接部詳細（０°付近ＰＴ指示部）

0°

90°

270°

※弁（2-18192側より）
180°

約3mm

Φ1mm

0°
約 9mm
約1mm

（１８０°付近ＰＴ指示部）

270°

約4mm
180°
約3mm

カップリング

配管

弁下流のカップリングと配管を接続している溶接部近傍に長さ約９ｍｍと約４ｍｍの有意なＰＴ指示を確認。

金属調査結果（内面外観点検結果）
配管内表面

カップリング内表面

弁(2-18192)側

0°

270°

錆痕

ｷｬｯﾌﾟ側
貫通割れ

90°

270°

0°
割れ

※弁（2-18192側より）
180°

90°
切断位置

弁(2-18192)側

90°

ｷｬｯﾌﾟ側0°180°

配管内表面の０°方向に２箇所の割れおよび錆痕が認められた。またカップリング内表面にはひび割れおよび錆痕が認められた。

270°

添付資料－３

ひび割れおよび錆痕

添付資料－４（１／３）

金属調査結果（断面ミクロ観察結果）
0°
パイプ外面割れ箇所

観察方向
切断箇所

270°

90°

ＡＢ

カップリング外面割れ箇所 180°

Ａ部拡大

Ｂ部拡大

1.45mm

1.03mm0.5mm

溶接部近傍に配管内面から外面に向かって長さ１．０３ｍｍ（Ａ部）、１．４５ｍｍ（Ｂ部）の割れが認められた。

0.5mm

添付資料－４（２／３）

金属調査結果（断面ミクロ観察結果）
0°
パイプ外面割れ箇所

A

270°

外面90°

切断箇所

B

観察方向

内面
カップリング外面割れ箇所 180°

Ａ部拡大

Ｂ部拡大

1.83mm

0.5mm
4.7mm

カップリング側に長さ４．７ｍｍ（Ａ部）、配管側に１．８３ｍｍ（Ｂ部）の貫通したひび割れが認められた。

0.5mm

添付資料－４（３／３）

金属調査結果（断面ミクロ観察結果）

断面観察方向外面0内面0.85mm

1.04mm

1.12mm

0.5mm
0.5mm

・複数のひび割れは、それぞれ０．８５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０４ｍｍ、１．１２ｍｍの長さであった。
・ひび割れの形態は粒内割れであり、枝分かれした微少な分岐が認められ、塩化物応力腐食割れの特徴を示している。

添付資料－５

金属調査結果（破面マクロ観察）

配管内表面

カップリング側貫通部破面

配管側貫通部破面
錆

左上
中央

中央左

茶色の錆が付着しており、疲労破壊の様相を示すビーチマーク状の模様は認められなかった。

半楕円状

添付資料－６

金属調査結果（破面ＳＥＭ（電子顕微鏡）観察）左上
約 500 倍

約 2000 倍

羽毛状破面あり

中央左約 500 倍

約 2000 倍

約 500 倍

約 2000 倍

中央添付資料－７金属調査結果（破面ＥＰＭＡ分析）

分析箇所

破面Ｃｌ

ＥＰＭＡ分析画像ＦｅＣｒ

ＮｉＣＯＳｉ

MnＣｏＣｕＭｏ

破面ＥＰＭＡ分析の結果、微量の塩素（Ｃｌ分析画像の白いつぶつぶ）が認められた。

添付資料－８

割れ発生箇所と塩化物付着箇所の推定
割れの発生箇所

割れの発生箇所より塩化物の付着箇所を推定

塩化物の付着箇所推定

添付資料－９塩化物の混入経路ついて工場製作から現時点までに塩化物混入の経路について調査した結果、以下の通りいずれの過程においても十分な管理がなされているが、運転段階を除き、何らかの要因で偶発的に塩化物が混入した可能性は、現時点においては完全には否定できない。
部品

弁加工・組立

溶接結合

加工・組立
溶接

ｶｯﾌﾟﾘﾝｸﾞ

配管

弁製作
段階

カップ
リング
配管
溶接
発送前
洗浄、梱包

据付
段階

据付

検査
運転段階

丸棒

素管

切削

切断

発送

据付

・部品は加工完了後、組立前に蒸気洗浄およびアルコール洗浄を行っている。
・検査で使用する液体浸透探傷剤および組込むグランドパッキン等は副資材登録されたものを使用している。
・水圧試験時に使用する水は純水を使用している。
・水圧試験完了後は弁の内面点検を実施後、速やかに開口部をポリキャップ等で蓋をしている。
・梱包前には弁の内面点検を実施し、残留異物を確認後ポリエチレン袋に挿入し、全面養生している。
・機械加工時は切削油を使用しているが副資材登録されたものを使用している。
・機械加工後、エアー吹きおよびアセトンで拭取りを実施している。
・マーキングに使用するマジックは副資材登録されたものを使用している。
・当該配管の切断時は切削油は使用していない。
・開先合わせ前には開先内外面をアセトンで洗浄している。
・溶接作業時は管内面にアルゴンパージを行うのみで、内面へのＣｌ残留の可能性はない。
・検査で使用する液体浸透探傷剤は副資材登録されたものを使用している。
・管外面はアルコール洗浄を行い、内面には界面活性剤を圧入して脱脂洗浄し、その後純水洗浄を行っている。
・梱包前には配管開口部より異物確認の上、速やかにポリキャップで蓋をし、外表面をポリシートで全面養生している。
・当該ブロックのポリシート養生は現場搬入後、据付直前の異物確認まで開梱していない。
・異物確認時はポリシートの一部を開梱し、確認後はすぐにポリキャップを取付けている。
・開先合わせ作業直前にポリシート養生をすべて取り去り、開先合わせを実施し、当日のうちに溶接作業は完了している。
・耐圧時に使用する耐圧水は純水を使用している。
・当該ベント弁は定検時の水抜き・水張り操作で使用されるが、格納容器内に設置され、内部の水質管理は十分されているため塩素混入の可能性はない。