多層溶接継手のクリープ変形挙動に及ぼす溶接金属部の不均一な高温強度特性の影響

摘要

低炭素·中窒素型316溶接継手における溶接金属部の高温強度特性の不均質性について，全積層を含hだ大形溶接継手試験片およびミニチュア溶接金属試験片を用いて検討した。 また，解析では溶接金属部の高温強度特性の不均一性を考慮した実験結果と解析結果を合わせて考察した。 その時畢以下の知見が得られた。 （1）溶接金属部の硬さの値が最も小さかった表面近傍から採取した試験片の降伏応力および耐力は，硬さの値が最も大きい板厚中央部から採取した試験片よりも小さい。 （2）溶接金属部の板厚中央部から採取した試験片の最小クリープ速度は表面近傍から採取した試験片よりも二桁程度遅い。 （3）溶接金属部の異なる位置から探取した試験片の硬さと0.2％耐力および最小クリープ速度の関係は1次式で表せる。 （4）溶接金属部の高温強度特性の不均質性を考慮してFEMで解析した大形溶接継手試験片のひずみ分布は実験結果と良く一致した。 以上の結果から，FEM解析により溶接継手のクリープ損傷が最も進行し，破壊の起点となりうる位置を正確に把握するためには，溶接金属部内で少なくとも硬さの値が最も大きい位置および最も小さい位置の高温特性データを取得し，そのデータを基にシミュレーションを行うことが重要であることを示した。本研究の一部は，原子力委員会の評価に基づき，文部科学省原子力試験研究費により実施されたものである。