AbstractThe fracture mechanics behaviour is a limiting factor for the lifetime of a component, especially when the reduction of toughness of the structural material because of neutron irradiation effect is taken into account. In order to investigate the end of life behaviour of the WCLL blanket segment, a fracture mechanics analysis has been performed, evaluating the component both under normal operating and faulted conditions. The reference material used for this evaluation is the ferritic–martensitic chromium steel Z10 CDV Nb9.10 (AFNOR). From a general stress analysis on the whole component the most stressed areas have been found, on these areas reference cracks have been defined, depending on the stress classification and the component geometry. Under both the conditions the growth of the reference crack in the given stress field has been evaluated. The parameter to evaluate the criticality of the crack is the ‘J integral’, representing the energy required increase the crack length. From the available data, criteria have been developed to determine the allowable limit for this characteristic. A curve of the allowable value from 0 to 105 dpa has been produced. For normal and for faulted operating conditions it has been verified that the critical crack is greater than the allowable value. The dimensions of the critical crack have been evaluated with reference to the limits of the normal non-destructive test methods.
破壊力学挙動は、特に中性子照射効果による構造材料の靭性低下を考慮した場合、部品の寿命にとっての制限要因となる。WCLLブランケットセグメントの寿命末期挙動を調査するため、破壊力学解析が実施され、通常運転時および事故時条件の両方でコンポーネントの評価が行われた。この評価に使用された参照材料は、フェライト系-マルテンサイト系クロム鋼Z10 CDV Nb10（AFNOR規格）である。全体コンポーネントの一般応力解析から最も応力が集中する領域が特定され、これらの領域において、応力分類とコンポーネントの幾何形状に応じて参照き裂が定義された。両条件下において、与えられた応力場での参照き裂の進展が評価された。き裂の臨界性を評価するパラメータは「J積分」であり、これはき裂長さを増加させるために必要なエネルギーを表す。入手可能なデータに基づいて、この特性値の許容限界を決定するための基準が開発された。0から105 dpaまでの許容値曲線が作成された。通常運転時および事故時条件の両方において、臨界き裂寸法が許容値よりも大きいことが検証された。臨界き裂寸法は、非破壊検査法の検出限界を参照して評価された。