報告書番号

T98042

タイトル（和文）

ボイラ溶接部余寿命評価法の開発 -第5報：ボイラ溶接部におけるき裂伝ぱ特性の把握-

タイトル（英文）

Development of a remaining life assessment method for boiler weldment parts(Part5:Characterization of crack propagation behavior in boiler weldment)

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

火力発電所の長期使用機器においては、溶接熱影響部細粒域でのタイプIVき裂の発生および進展による損傷事例が報告されている。また、設備機器の寿命延伸を図るために、き裂の存在を許容した余寿命評価法の開発が重要視されている。本研究では、ボイラ溶接部における巨視き裂の伝ぱ特性を定量的に明らかにした。疲労条件下では、母材、継手、熱影響部模擬材の間でき裂伝ぱ特性に差異が見られず、き裂伝ぱ速度は疲労J積分範囲により良好に整理できた。一方、クリープ条件下では、継手の細粒部を伝ぱするタイプIVき裂の伝ぱ速度が母材に比べて速く、破面形態は、き裂が短いところでは粒界破面が支配的であり、き裂が進展するに連れて粒界粒内混合破面に遷移していた。またクリープおよびクリープ疲労条件下では、母材および継手のき裂伝ぱ速度はこれらのクリープ特性ならびにクリープ破断延性を考慮したクリープJ積分を用いて良好に表わされた。

概要 （英文）

In some cases of damage in long-term used components of thermal power plants, it has been recently reported to be due to initiation and propagation of "Type IV crack" in the fine-grained region of heat affected zone(HAZ) in boiler weldment. Also, from the viewpoint of extending the life of long-term used components, it is one of the most important subjects to develop remaining life assessment methodology based on a concept of crack allowance. In this study, the behavior of macroscopic crack propagation in boiler weldment(2.25Cr-1Mo steel) was quantitatively characterized. Under pure fatigue loading condition, no difference was observed in the crack propagation behaviors of base metal,weld joint and HAZ simulated material. In this case, the crack propagation rate could be correlated well with the fatigue J-integral range. On the other hand, under pure creep loading condition, the rate of Type IV crack propagation in the fine-grained region of weld joint was found to be higher than that of base metal. It was also found that grain-boundary facets were dominant on the fracture surface at shorter crack stage, while the mixed mode of inter- and transgranular fracture was observed at longer crack stage. Under creep and creep-fatigue loading conditions, the crack propagation rate of base metal and weld joint could be expressed satisfactorily by using the creep J-integral with consideration of the creep property and creep-rupture ductility of these materials.

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