クラッディング下部の欠陥検出 ECT プローブの開発

公開日:
カテゴリ: 第2回
1.はじめに
原子炉圧力容器のクラディング下部に生じるき裂の 検出法を検討した。圧力容器の表面にはクラディング 溶接が施されているため、金属組織の不均一があり超 音波探傷の適用が難しいとされている。そこで渦電流 探傷の適用を試みた。しかしクラディング処理による マルテンサイト変態による透磁率のむら及び導電率の むらが生じこのノイズの除去が必要になる。そこで本 研究では、圧力容器のクラッディング下の割れを検出 することを目的とした一様渦電流探傷プローブの開発 を行ったので報告する。
2.プローブの開発- 一様渦電流励磁を用いた厚肉対応センサは、一様な 渦電流をより深くまで浸透させるように工夫したセン サである。 一様渦電流励磁を用いた厚肉対応センサの応用として クラッディング下の欠陥検出を目標とした、磁化一様 渦電流センサを開発した。クラッディングは溶接層に より作られているため、その磁性ノイズが大きい。そ こで、磁気ノイズを軽減することを検討した。ノイズ はステンレス材の溶接によるマルテンサイト化による連絡先:橋本光男 〒229-1196 神奈川県相模原市橋本台 4-1-1 職業能力開発総合大学校、電話:042-763-9133 E-mail: hasimoto@uitec.ac.jp磁性ノイズが考えられる。そこでノイズ低減を目的と してセンサに磁石を挿入し、磁化することによりノイ ズを低減させる永久磁石をコアとした一様渦電流セン サを開発した。励磁コイルは縦 45mm、横 25mm、厚さ 12.5mm で約 7000 ガウスのネオジウム磁石をコアにし、 巻き数 400turn、検出コイルは半径 1.1mm のパンケーキ 型、巻き数 140turn を五つ直列接続した。3.実験方法図-1に本試験に用いたクラッディング部模擬試験体 の寸法を示す。この試験体は炉内圧力容器内側のクラ ッディング溶接部を模擬したものである。試験体は、 厚み 70mm の炭素鋼に、長さ、深さが異なる EDM ス リットを設け、この面全体に溶接層を設けてある。プ ローブを XY テーブルにより移動し2次元計測を行っ た。溶接(wel308L) EDMI EDME EDM/15mmEDM4 EDMS EDM670mm炭素鋼図-1 クラッティング部模擬試験体1894. 実験結果従来のプローブを用いて、クラッディング試験体の 検査を行ったがノイズが大きく全く傷は計測されなか った。そこでノイズ分布を測定した。表面の磁気ノイ ズ、溶接方向を計測するために図-2 にパンケーキコイ ルを用いた絶対値プローブでノイズを計測した結果を 示す。この図からわかるように溶接部に沿ってノイズ が存在していることがわかる。これはクラッディング 溶接によりマルテンサイト化された組織が溶接線方向 に存在するためで、このノイズが大きいことがわかる。 次に図-3 に永久磁石入り絶対値プローブの計測結果を 示す。図-2 と比べて、永久磁石により磁気ノイズが低 減されることを確認した。これは、磁石によりマルテ ンサイト組織が磁化され、磁性ノイズが低減されたこ とによる。図-2 と図-3 のノイズのレベルをみると、1 桁以上ノイズが低減していることがわかる。図-4 に永 久磁石コア一様渦電流プローブの計測結果を示す。試 験周波数は 2kHz を用いた。図中にきずの位置を黒線で 示しているが、すべてのきずが明瞭に検出できた。ま た、位相を補正することにより、ノイズと信号を分離 することができた。渦電流は、溶接線に対して垂直方 向に流すと溶接部の磁性を受けにくい特性も利用して いる。S/N 比は一番大きいきずである EDM6(きず深 さ15mm、長さ 20mm)では 12.6、一番小さいきずであ る EDM1(きず深さ 5mm、長さ 10mm) では 8.6 であ った。5.結言クラッディングの下の圧力容器の割れを検出する ECT プローブを開発した。クラッディングのため 傷の検出が困難とされてきたがプローブの工夫で傷の 検出を可能にした。50mmxmm絶対値プローブによるノイズ計測(100kHz) 図-2-1.916図-3 永久磁石絶対値プローブによるノイズ計測(100kHz)EDMG.EDM5.. EDM4EDMEDM3EDMI~1,075:図4 クラッディング部模擬試験体測定結果(2kHz)「謝辞本研究は「平成 16年度 革新的実用原子力技術開発 提案公募事業」で実施した一部である。試験片の作製 においては日立製作所の松井哲也氏、西水亮氏に大変 お世話になりました。お礼申し上げます。 参考文献 [1] 橋本光男,福岡克弘,山田陽介,浅井晃一,西水 亮,小池正浩,松井哲也,「厚肉材用一様渦電流プロ ーブの開発と評価」,日本原子力学会「2004年春の年 会」(岡山),pp423, 2004, 3 月 [2] 永田泰崇,山田陽介, 橋本光男,福岡克弘「溶接 部検査用の ECT マルチプローブの開発」,第14回電磁 力関連のダイナミックスシンポジウム, pp603-606, 2002,5月 [3] 石岡賢二,水上直樹, 重岡和隆,浅井晃一,山 田陽介,橋本光男,「SCC の数値解析モデル化の検討」 表面探傷技術による健全性診断に関するシンポジウム, pp13-16, 2004, 1月 - 190 --“ “クラッディング下部の欠陥検出 ECT プローブの開発“ “板羽 正浩,Masahiro ITABA,泉 康博,Yasuhiro IZUMI,橋本 光男,Mitsuo HASHIMOTO
著者検索
ボリューム検索
論文 (1)
解説記事 (0)
論文 (1)
解説記事 (0)
論文 (0)
解説記事 (0)
論文 (1)
解説記事 (0)
論文 (2)
解説記事 (0)
論文 (2)
解説記事 (0)
論文 (1)
解説記事 (0)
論文 (2)
解説記事 (0)
論文 (0)
解説記事 (0)
論文 (5)
解説記事 (0)
論文 (5)
解説記事 (0)
論文 (0)
解説記事 (0)
論文 (0)
解説記事 (0)