報告書番号

T02021

タイトル（和文）

軽水炉配管用ステンレス鋼の高サイクル疲労寿命データの拡充と平均応力効果の検討

タイトル（英文）

Expansion of High-Cycle Fatigue Life Data and Investigation of Mean Stress Effect of Stainless Steel for Light Water Reactor Piping

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では，軽水炉配管の代表的な材料であるSUS316NGオーステナイトステンレス鋼を対象に，288℃の温度下において10の8乗サイクルを超える高サイクル疲労試験を実施した．得られた知見は以下の通りである．(1) 316NG鋼は繰返しに伴っていったん軟化した後に硬化し，破断に至るという硬軟化挙動を示すことを明らかにした．また，平均応力の重畳により平均ひずみは増加するものの，ひずみ振幅はわずかに減少する傾向にあることを確認した．(2) 応力振幅がある値を下回ると，10の8乗サイクルを超える繰返しに対しても破断に至ることはなく，疲労限応力が存在する可能性の高いことを確かめた．(3) 平均ひずみに起因する延性消耗に着目し，疲労寿命に及ぼす平均応力の影響を評価する方法を新たに提案した．平均応力そのものに基づいた現行法は過度に保守的な予測となるのに対し，提案法は疲労寿命を良好に予測することを明らかにした．

概要 （英文）

Establishment of a life evaluation method for structural components is essential for the rational operation and maintenance of LWR plants during their operating period. In this study, high-cycle fatigue tests for austenitic stainless steel SUS316NG, which is one of the representative structural materials of LWR piping, were conducted at 288C, and fatigue data beyond 108 cycles were obtained. Results were summarized as follows:1. SUS316NG showed notable cyclic hardening following cyclic softening. Additional mean stress increased mean strain, while it slightly decreased strain amplitude.2. Fatigue tests with a constant amplitude less than a certain level ran out over 108 cycles. This suggested that SUS316NG has a fatigue limit at 288C.3. Superposed mean stress did not decrease fatigue life. Correction of the effect of mean stress on fatigue life provided in the present design code seemed to be too conservative.

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