PWR炉内構造物点検評価ガイドラインの概要[クラス1 容器 管台セーフエンド異材継手部]
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カテゴリ: 第7回
1.緒言
2. ガイドラインの概要 平成 21年8月に日本原子力技術協会より PWR炉 内構造物点検評価ガイドライン「クラス1容器 管 ガイドラインの概要を纏めた点検・評価フローを 台セーフエンド異材継手部)が発行された[1]。本ガイ図1に示す。以下に詳細を紹介する。 ドラインの概要を紹介する。クラス1 容器の管台セーフェンド異材継手部では、 近年国内外で損傷事例が散見されており、今後損傷(21) の発生が否定できない状況にある。そのため、技術コ 的合理性に基づいた点検手法の確立、損傷が認めら れた場合の健全性評価手法の確立が急務となってい(予防保全)次回点検 /予防保全Yes_の実施 | 次回点検時期検討」
No(3項(取替)取替or応力改善(応力改善)VT, ECT, UT(2.2.1項 No欠陥検出|施工前確認VT, ECT. UTYes欠陥検出」評価(2.2.2Noる。Yes ・スプールピース取替・クラッディング (補修・取替) ・内面切削補修「補修・取替權統可能No・・・・応力改善施工Yes個別点検次期見直し、「継続運転)WJP.USP,LP L-SIP継続運転!補修・取替をしない、 又は、内面切削補修スブールピース取り:W.JP.USP.JP.L-SIPクラッディング! | 個別点検は不要1. 本ガイドラインは、点検時期の制約が大きい当該 部に対して、従来の点検技術の向上に加え、実施時 期、頻度、検査方法、許容レベル、及び予防保全措 置等について検討したものである。なお、当該部の経年変化事象としては、国内外の プラントにおける損傷を参考に PWR 一次系環境に 曝される異材継手部内面に発生する応力腐食割れ (PWSCC) を想定している。材料としては、PWSCC 感受性を有している600系Ni基溶接金属使用部位を 対象としている。図1 点検・評価フロー (括弧内は本文項目番号)「連絡先:七田知紀、 〒652-8585 兵庫県神戸市兵 庫区和田崎町一丁目1番1号、 三菱重工業(株) 神 戸造船所 原子力機器設計部 機器設計課、電話: 078-672-5369, E-mail: tomonori_shichida@mhi.co.jp2.1 点検 2.1.1 点検手法点検手法としては、原則として、目視試験 (VT)、 渦流探傷試験(ECT)、または超音波探傷試験(UT) としている。- 12 -れる異材継手部内面に発生する応力腐食割れ連絡先: 七田知紀、 〒652-8585 兵庫県神戸市兵 庫区和田崎町一丁目1番1号、 三菱重工業(株) 神 ?造船所原子力機器設計部機器設計課、電話 078-672-5369, E-mail: tomonori_shichida@mhi.co.jp(予防保全)一(3次回点検/予防保全Yesこの実施 次回点梭時期檢討 (2.1項)VT, ECT, UT(取替)取替or応力改善点検(応力改善)(2.2.1項欠陥検出|施工前確認VT, ECT, UTYes欠陥検出Yes評価(2.2.2Noスブールピース取替・クラッディング (補修・取替)内面切削補修 補修・取替經遠可能NoYes個別点検次期見直し「応力改善施工WJP.USP,LP L-SIP| 継続運転!補修・取替をしない、 又は、内面切削補修スブールビース取り:wJP.USP,LP, L-SIPクラッディング1..USP,LP,L-SIP個別点検は不要I(許容き裂深さに至る評価期間2.1.2 初回点検時期の考え方初回点検時期の設定方法については、2.2.1 項と同 様に設定する。通欠陥深さ_12 14破壊評価での許容き 裂深さ(上限75%t)2.2 欠陥検出 2.2.1 き裂が検出されなかった場合至近で実施した超音波探傷試験の結果、検出限界 以上の軸方向き裂が発生していたものと仮定し、き 裂進展予測を行う。き裂深さが板厚の 75%に至ると 予測される期間または構造健全性が確保できる期間 のいずれか短い期間の 1/2 の期間を経過後の直近の 定期検査にて点検を実施することとしている。なお、 き裂が検出されない限り、同様の点検間隔にて点検 を継続する。 図2に点検時期の考え方を示す。欠陥深さCI(許容き裂深さに至る評価期間)、 1/2破壊評価での許容き 裂深さ(上限75%t)?通,検出限界以 上のき裂寸 法を想定時間至近の体積試験初回 点檢時期図2 点検時期の考え方 (き裂が発見されなかった場合)検出限界以 上のき裂寸 法を想定時間至近の体積試験初回る2.2.2 き裂が検出された場合 (1) 継続運転可能な場合 - 検出されたき裂に対して進展予測を行い、き裂深 さが板厚の 75%に至ると予測される期間または構造 健全性が確保できる期間のいずれか短い期間の 1/4 の期間を経過後の直近の定期検査まで継続運転可能 とする。また、次々回は評価期間の 1/2 の期間を経 過後の直近の定期検査にて、3 回目は評価期間末期 までに点検を実施する。 図3に点検時期の考え方を示す。検出された き裂寸法初回点検次回 次々回 点檢時期,点檢時期時間 3回目 点検時期図3 次回点検時期の考え方 (き裂が発見された場合)(2) 継続運転が不可能な場合SCC き裂進展予測及び破壊評価により構造健全 性が確保できない場合は、補修または取替えを行わ なければならない。なお、補修または取替え後はそ の仕様に基づき点検実施時期を決定することができ ることとしている。3.予防保全または補修を行った場合の点検時期管台セーフエンド異材継手部の機能維持を確保す るため、予防保全措置もしくは補修を行うことがで きるとしており、PWR 一次系環境下の 600 系 Ni基 合金使用部位が除去された場合((1),(2)項)、または、 予防保全として工法の妥当性が確認された応力改善 工法を施工した場合( (3),(4)項)には、耐 PWSCC 性 が向上するため、個別点検(特定の構造物の特定の経 年変化事象に対する評価を含めた点検)は不要とな る。 具体的な予防保全措置としては、以下を挙げている。(1) スプールピース取替管台の異材継手部を含むセーフエンド部を、耐 PWSCC 性に優れた 690系 Ni基溶接金属を使用した スプールピースと取り替えることができる。 (2) クラッディング管台セーフェンド異材継手部の内面に、耐 PWSCC 性に優れた 690系 Ni基溶接金属をクラッデ ィング施工し、表面改質を図ることにより、き裂発 生を抑制することができる。 (3) 内面切削補修工法 管台セーフエンド異材継手部内面のき裂に対して、13構造健全性の確保可能な深さまで内面を切削し、き 裂を除去することができる。き裂除去後は、ウォー タジェットピーニング等の応力改善工法を施工する。 (4) 応力改善工法管台セーフェンド異材継手部に、ウォータジェッ トピーニング(WJP)、レーザピーニング(LP)、超音波 ショットピーニング(USP)、レーザ外面照射応力改善 工法(L-SIP)等を実施し、PWSCC の発生原因である 引張応力を圧縮応力に改善することによってき裂発 生を抑制することができる。4.結言1) き裂に対して進展予測を行い、評価期間内にて継続運転可能としている。 2) 予防保全または補修を行った場合は、個別点検は不要としている。5.謝辞. 本ガイドライン検討会の委員の皆様、制定に携わ った全ての関係者の皆様に深く感謝の意を表します。参考文献[1]一般社団法人 日本原子力技術協会 PWR 炉内 1. 構造物点検評価ガイドライン[クラス 1容器 管 - 台セーフエンド異材継手部] 予防保全または補修を行った場合は、個別点検は- 14 -
“ “PWR炉内構造物点検評価ガイドラインの概要 [クラス1容器 管台セーフエンド異材継手部]“ “七田 知紀,Tomonori SHICHIDA,西村 護達,Moritatsu NISHIMURA,廣 孝文,Takafumi HIRO,鈴木 晴登,Harutaka SUZUKI
2. ガイドラインの概要 平成 21年8月に日本原子力技術協会より PWR炉 内構造物点検評価ガイドライン「クラス1容器 管 ガイドラインの概要を纏めた点検・評価フローを 台セーフエンド異材継手部)が発行された[1]。本ガイ図1に示す。以下に詳細を紹介する。 ドラインの概要を紹介する。クラス1 容器の管台セーフェンド異材継手部では、 近年国内外で損傷事例が散見されており、今後損傷(21) の発生が否定できない状況にある。そのため、技術コ 的合理性に基づいた点検手法の確立、損傷が認めら れた場合の健全性評価手法の確立が急務となってい(予防保全)次回点検 /予防保全Yes_の実施 | 次回点検時期検討」
No(3項(取替)取替or応力改善(応力改善)VT, ECT, UT(2.2.1項 No欠陥検出|施工前確認VT, ECT. UTYes欠陥検出」評価(2.2.2Noる。Yes ・スプールピース取替・クラッディング (補修・取替) ・内面切削補修「補修・取替權統可能No・・・・応力改善施工Yes個別点検次期見直し、「継続運転)WJP.USP,LP L-SIP継続運転!補修・取替をしない、 又は、内面切削補修スブールピース取り:W.JP.USP.JP.L-SIPクラッディング! | 個別点検は不要1. 本ガイドラインは、点検時期の制約が大きい当該 部に対して、従来の点検技術の向上に加え、実施時 期、頻度、検査方法、許容レベル、及び予防保全措 置等について検討したものである。なお、当該部の経年変化事象としては、国内外の プラントにおける損傷を参考に PWR 一次系環境に 曝される異材継手部内面に発生する応力腐食割れ (PWSCC) を想定している。材料としては、PWSCC 感受性を有している600系Ni基溶接金属使用部位を 対象としている。図1 点検・評価フロー (括弧内は本文項目番号)「連絡先:七田知紀、 〒652-8585 兵庫県神戸市兵 庫区和田崎町一丁目1番1号、 三菱重工業(株) 神 戸造船所 原子力機器設計部 機器設計課、電話: 078-672-5369, E-mail: tomonori_shichida@mhi.co.jp2.1 点検 2.1.1 点検手法点検手法としては、原則として、目視試験 (VT)、 渦流探傷試験(ECT)、または超音波探傷試験(UT) としている。- 12 -れる異材継手部内面に発生する応力腐食割れ連絡先: 七田知紀、 〒652-8585 兵庫県神戸市兵 庫区和田崎町一丁目1番1号、 三菱重工業(株) 神 ?造船所原子力機器設計部機器設計課、電話 078-672-5369, E-mail: tomonori_shichida@mhi.co.jp(予防保全)一(3次回点検/予防保全Yesこの実施 次回点梭時期檢討 (2.1項)VT, ECT, UT(取替)取替or応力改善点検(応力改善)(2.2.1項欠陥検出|施工前確認VT, ECT, UTYes欠陥検出Yes評価(2.2.2Noスブールピース取替・クラッディング (補修・取替)内面切削補修 補修・取替經遠可能NoYes個別点検次期見直し「応力改善施工WJP.USP,LP L-SIP| 継続運転!補修・取替をしない、 又は、内面切削補修スブールビース取り:wJP.USP,LP, L-SIPクラッディング1..USP,LP,L-SIP個別点検は不要I(許容き裂深さに至る評価期間2.1.2 初回点検時期の考え方初回点検時期の設定方法については、2.2.1 項と同 様に設定する。通欠陥深さ_12 14破壊評価での許容き 裂深さ(上限75%t)2.2 欠陥検出 2.2.1 き裂が検出されなかった場合至近で実施した超音波探傷試験の結果、検出限界 以上の軸方向き裂が発生していたものと仮定し、き 裂進展予測を行う。き裂深さが板厚の 75%に至ると 予測される期間または構造健全性が確保できる期間 のいずれか短い期間の 1/2 の期間を経過後の直近の 定期検査にて点検を実施することとしている。なお、 き裂が検出されない限り、同様の点検間隔にて点検 を継続する。 図2に点検時期の考え方を示す。欠陥深さCI(許容き裂深さに至る評価期間)、 1/2破壊評価での許容き 裂深さ(上限75%t)?通,検出限界以 上のき裂寸 法を想定時間至近の体積試験初回 点檢時期図2 点検時期の考え方 (き裂が発見されなかった場合)検出限界以 上のき裂寸 法を想定時間至近の体積試験初回る2.2.2 き裂が検出された場合 (1) 継続運転可能な場合 - 検出されたき裂に対して進展予測を行い、き裂深 さが板厚の 75%に至ると予測される期間または構造 健全性が確保できる期間のいずれか短い期間の 1/4 の期間を経過後の直近の定期検査まで継続運転可能 とする。また、次々回は評価期間の 1/2 の期間を経 過後の直近の定期検査にて、3 回目は評価期間末期 までに点検を実施する。 図3に点検時期の考え方を示す。検出された き裂寸法初回点検次回 次々回 点檢時期,点檢時期時間 3回目 点検時期図3 次回点検時期の考え方 (き裂が発見された場合)(2) 継続運転が不可能な場合SCC き裂進展予測及び破壊評価により構造健全 性が確保できない場合は、補修または取替えを行わ なければならない。なお、補修または取替え後はそ の仕様に基づき点検実施時期を決定することができ ることとしている。3.予防保全または補修を行った場合の点検時期管台セーフエンド異材継手部の機能維持を確保す るため、予防保全措置もしくは補修を行うことがで きるとしており、PWR 一次系環境下の 600 系 Ni基 合金使用部位が除去された場合((1),(2)項)、または、 予防保全として工法の妥当性が確認された応力改善 工法を施工した場合( (3),(4)項)には、耐 PWSCC 性 が向上するため、個別点検(特定の構造物の特定の経 年変化事象に対する評価を含めた点検)は不要とな る。 具体的な予防保全措置としては、以下を挙げている。(1) スプールピース取替管台の異材継手部を含むセーフエンド部を、耐 PWSCC 性に優れた 690系 Ni基溶接金属を使用した スプールピースと取り替えることができる。 (2) クラッディング管台セーフェンド異材継手部の内面に、耐 PWSCC 性に優れた 690系 Ni基溶接金属をクラッデ ィング施工し、表面改質を図ることにより、き裂発 生を抑制することができる。 (3) 内面切削補修工法 管台セーフエンド異材継手部内面のき裂に対して、13構造健全性の確保可能な深さまで内面を切削し、き 裂を除去することができる。き裂除去後は、ウォー タジェットピーニング等の応力改善工法を施工する。 (4) 応力改善工法管台セーフェンド異材継手部に、ウォータジェッ トピーニング(WJP)、レーザピーニング(LP)、超音波 ショットピーニング(USP)、レーザ外面照射応力改善 工法(L-SIP)等を実施し、PWSCC の発生原因である 引張応力を圧縮応力に改善することによってき裂発 生を抑制することができる。4.結言1) き裂に対して進展予測を行い、評価期間内にて継続運転可能としている。 2) 予防保全または補修を行った場合は、個別点検は不要としている。5.謝辞. 本ガイドライン検討会の委員の皆様、制定に携わ った全ての関係者の皆様に深く感謝の意を表します。参考文献[1]一般社団法人 日本原子力技術協会 PWR 炉内 1. 構造物点検評価ガイドライン[クラス 1容器 管 - 台セーフエンド異材継手部] 予防保全または補修を行った場合は、個別点検は- 14 -
“ “PWR炉内構造物点検評価ガイドラインの概要 [クラス1容器 管台セーフエンド異材継手部]“ “七田 知紀,Tomonori SHICHIDA,西村 護達,Moritatsu NISHIMURA,廣 孝文,Takafumi HIRO,鈴木 晴登,Harutaka SUZUKI