FRP の健全性診断に向けた非破壊検査システム開発 Development of nondestructive inspection system for soundness diagnosis of FRP 原子燃料工業） 藤吉 宏彰 Hiroaki FUJIYOSHI Member 原子燃料工業） 石井 元武 Motomu ISHII Member 原子燃料工業） 義部 仁博 Yoshihiro ISOBE Member 関西電子ビーム） 川島 崇利 Takatoshi KAWASHIMA 関西電力） 浦島 千裕 Chihiro URASHIMA 関西電力） 岡隆之 Takayuki OKA 関西電力） 鈎忠志 Tadashi MAGARI Abstract Fiber reinforced plastic (FRP) is used in a wide range of applications due to its light weight, high strength, excellent corrosion resistance and flexible processability. Although nuclear power plants may have a chance to use FRP as structural and equipment materials in the future, its radiation effect is not well known so far. Thus, we tried to evaluate its radiation degradation non-destructively using "AE (Acoustic Emission) digital hammering inspection". Two types of FRP test specimens of glass fiber and carbon fiber using PEEK resin as a base material were irradiated with electron beam at maximum 2,000kGy. The natural frequency of FRP with glass fiber obtained by the inspection tended to decrease with the irradiation, indicating a potential to detect the radiation deterioration by AE hammering inspection. Keywords: hammering test, AE sensor, non-destructive inspection, FRP 1.はじめに 繊維強化プラスチック(FRP）は軽量かつ高強度であり、耐食性、加工性に優れ、幅広い用途に使用されている。FRP の劣化事象としては、例えば、酸やアルカリ水溶液環境における加水分解、空気中の酸素による酸化反応、高分子の切断による機械強度の 下な があるが、 や ンクリー と して歴史が浅く、その劣化挙動は未だ分かっていないことが多い。また、複合材料特有の劣化形態とメカニズムの把握が必要である 1。 今後、原子力発電所においても FRP の使用が考え られるものの、放射線による影響(劣化）の知見は 十分とは言えない。FRP 診断技術としては、電子線や Co-60ッ線を照射した試験体の劣化を曲げ強度により評価 2 しているほか、最大 300MGy の電子線照射劣化を引張試験により評価 3 したものな 、試験体の破壊を伴う評価方法がある。一方、非破壊検査としては超音波を用い、繊維-母材樹脂の剥離に伴って生じるエ ーを捉えることで剥離検出を試みた例4 のほか、FRP 材料内部の変形や割れに伴い放出される弾性波(AE 波）の検出波形を解析し、破壊現象と対応させる手法が用いられてきた 5。 超音波検査の特徴の一つに、対象の表面状態の影 響が大きいことが挙げられる。そのため筆者らは、表面状態の影響を受けにくい AE センサを用いた打音検査(以下、「AE 打音検査」という）により、放射線による FRP の劣化検出を非破壊的に試みた。2.試験体の選定 FRP 試験体は、代表的なガラス繊維(GF）、およ ガラス繊維と して耐放射線性に優れる 素繊維(CF）の 2 種類の繊維材とし、母材樹脂は PPEK (ポリエーテルエーテルケ ン）とした。FRP 試験体の仕様を Table 1 に示す。 Table 1 Specification of samples Sample Fiber Matrix Size(mm) GF glass PEEK ?16 L:200 CF carbon GF