報告書番号

Q05022

タイトル（和文）

マスターカーブ法による国産原子炉圧力容器鋼の破壊靭性評価

タイトル（英文）

Evaluation of Fracture Toughness for Japanese Reactor Pressure Vessel Steels Using Master Curve Method

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

近年，原子炉圧力容器鋼の破壊靭性評価法として，破壊靭性が本来有する統計分布特性を考慮して信頼限界を理論的に定める「マスターカーブ法」が提案され，我が国においても，国産材に対する適用の是非が議論されている．本研究では，国産原子炉圧力容器鋼材であるSFVQ1A鋼およびSQV2A鋼の破壊靭性試験を行い，マスターカーブ法の適用性を検討した．ASTM規格に定める評価手順に従い，有効なマスターカーブを決定することができた．試験温度，評価方法，試験片寸法がマスターカーブに及ぼす影響は小さかった．マスターカーブの下限界曲線，マスターカーブデータを基準とするASME Code CaseのKIc曲線，およびシャルピー衝撃試験の結果による電気協会規格のKIc曲線のいずれによっても，試験データを安全側に包絡して評価することができた．これら評価曲線が有する裕度を定量的に評価したところ，わが国の現行規格は過度に保守的である一方，ASME Code CaseのKIc曲線では適正な裕度が確保された．

概要 （英文）

The Master Curve method has been proposed and recognized worldwide as an alternative approach to evaluate fracture toughness of reactor pressure vessel (RPV) steels. The method theoretically provides the confidence levels of fracture toughness in consideration of the statistical distribution, which is a natural property of fracture toughness. In this study, fracture toughness tests were conducted for Japanese RPV steels, SFVQ1A and SQV2A. Valid Master Curves could be determined using the procedure of the ASTM standard. The differences in test temperature, evaluation method, and specimen size did not affect the Master Curves. The experimental data were compared with the lower bound of Master Curve, ASME Code Case KIc curve based on reference temperature, and JEAC KIc curve indirectly determined by Charpy impact test results. The three curves could conservatively envelop all of the experimental fracture toughness data. The margins of the curves were quantitatively estimated using the root mean square error. The present JEAC rule gave too conservative result, while ASME Code Case KIc curve based on reference temperature ensured rational evaluation of fracture toughness with appropriate margins.

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