JP2015131379A - ウォータージェットピーニング装置及び方法、並びにノズルの評価方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ノズルの状態を適確に取得可能なウォータージェットピーニング装置を提供する。
【解決手段】ウォータージェットピーニング装置は、水中に配置され、水を噴射する噴射口を有するノズルと、水中に配置され、噴射口から水が噴射されている期間の少なくとも一部において音を検出する検出装置と、検出装置の検出結果に基づいて、ノズルの異常の有無を判定する処理装置と、を備える。
【選択図】図5
【解決手段】ウォータージェットピーニング装置は、水中に配置され、水を噴射する噴射口を有するノズルと、水中に配置され、噴射口から水が噴射されている期間の少なくとも一部において音を検出する検出装置と、検出装置の検出結果に基づいて、ノズルの異常の有無を判定する処理装置と、を備える。
【選択図】図5
Description
本発明は、ウォータージェットピーニング装置、ウォータージェットピーニング方法、及びノズルの評価方法に関する。
例えば、原子炉のような構造物の溶接部に残留応力が存在する場合、特許文献1及び特許文献2に開示されているようなウォータージェットピーニング装置を使って残留応力を改善することが行われる。
ウォータージェットピーニング装置は、水中に配置されたノズルの噴射口から水(高圧水)を噴射する。その噴射された水に含まれる気泡が崩壊するときに発生する衝撃波が施工対象物に当たることにより、その施工対象物の残留応力が低減される。ノズルの性能が低下している状態でウォータージェットピーニング装置を使った作業をし続けてしまうと、施工対象物の残留応力を十分に低減できなくなる可能性がある。
本発明は、ノズルの状態に関する情報を適確に取得可能なウォータージェットピーニング装置、ウォータージェットピーニング方法、及びノズルの評価方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、水中に配置され、水を噴射する噴射口を有するノズルと、前記水中に配置され、前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において音を検出する検出装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定する処理装置と、を備えるウォータージェットピーニング装置を提供する。
本発明の第2の態様は、水中に配置されたノズルの噴射口と施工対象物とを対向させた状態で、前記噴射口から水を噴射することと、前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において、前記水中に配置された検出装置で音を検出することと、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定することと、を含むウォータージェットピーニング方法を提供する。
本発明の第3の態様は、水を噴射可能な噴射口を有するウォータージェットピーニング装置のノズルの評価方法であって、前記ノズルを水中に配置した状態で前記ノズルの前記噴射口から水を噴射することと、前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において、前記水中に配置された検出装置で音を検出することと、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定することと、を含むノズルの評価方法を提供する。
本発明によれば、ノズルの状態に関する情報を適確に取得することができる。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の一方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。XY平面は、水平面と平行である。
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る原子力発電プラントAPの一例を示す概略構成図である。
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る原子力発電プラントAPの一例を示す概略構成図である。
図1に示すように、原子力発電プラントAPは、原子炉系CS1と、タービン系CS2とを有する。本実施形態において、原子力発電プラントAPは、加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)を含み、原子炉系CS1で生成された高温高圧な1次冷却水(熱水)とタービン系CS2を循環する2次冷却水との熱交換を行って2次冷却水の蒸気を生成する蒸気発生器103を備えている。
原子炉系CS1は、原子炉容器101と、加圧器102と、1次冷却水ポンプ104とを備えている。原子炉容器101、加圧器102、蒸気発生器103、及び1次冷却水ポンプ104のそれぞれは、原子炉格納容器100に格納される。原子炉容器101は、炉心129及び燃料集合体120を収容する。原子炉容器101で加熱され、加圧器102によって加圧された高温高圧な1次冷却水(熱水)は、蒸気発生器103に供給される。蒸気発生器103で熱交換された低温の1次冷却水は、原子炉容器101に供給される。
タービン系CS2は、高圧タービン108及び低圧タービン109を含む蒸気タービン107と、蒸気タービン107により駆動されて発電する発電機110と、湿分分離加熱器111と、蒸気タービン7で仕事をした蒸気を冷却して液化する復水器112と、給水ポンプ116と、復水ポンプ113と、低圧給水加熱器114と、脱気器115と、高圧給水加熱器117とを備えている。蒸気タービン107は、蒸気発生器103から供給された蒸気により作動する。復水器112は、例えば海水を使って蒸気を冷却して水に戻す。給水ポンプ116は、復水器112からの2次冷却水が蒸気発生器103に供給されるように作動する。
図2は、本実施形態に係る原子炉容器101の近傍を示す縦断面図である。図2に示すように、原子炉容器101は、容器本体101aと、容器蓋101bとを有する。原子炉容器101の内部に炉心129が配置される。炉心129の内部に、複数の燃料集合体120と、複数の制御棒130とが配置される。制御棒駆動装置133は、制御棒クラスタ駆動軸135を上下方向に移動することによって、原子炉容器101の出力を制御する。
原子炉容器101は、容器本体101aの下鏡101eを貫通するように配置される複数の計装管台136を有する。計装管台136の上端部は、原子炉容器101の内部に配置され、計装管台136の下端部は、原子炉容器101の外部に配置される。計装管台136の上端部に、炉内計装案内管137が接続される。計装管台136の下端部に、コンジットチューブ138が接続される。
シンブルチューブ141が、コンジットチューブ138、計装管台136、及び炉内計装案内管137を介して、燃料集合体120まで挿入可能に配置される。シンブルチューブ141は、中性子束を計測可能な中性子束検出器を有する。
制御棒駆動装置133は、制御棒クラスタ駆動軸135を移動することにより、燃料集合体120から制御棒130を引き抜いたり、燃料集合体120に制御棒130を挿入したりすることができる。燃料集合体120から制御棒130が引き抜かれることにより、炉心129における核分裂で発生した熱エネルギーにより、原子炉容器101の1次冷却水が加熱され、その加熱された1次冷却水が蒸気発生器103に供給される。また、燃料集合体120に対する制御棒130の挿入量が調整されることにより、炉心129で生成される中性子数が調整される。また、燃料集合体120に制御棒130が全て挿入されることにより、原子炉は停止する。
図3は、本実施形態に係る計装管台136の一例を示す断面図である。図3に示すように、計装管台136は、炉内計装筒145を含み、容器本体101aの下鏡101eに形成された孔146に配置される。計装管台136は、下鏡101eの内面に溶接により固定される。計装管台136と下鏡101eとの間に、溶接部(開先溶接部)147が設けられる。
本実施形態において、容器本体101aは、母材となる低合金鋼と、その低合金鋼の内面に肉盛溶接されたステンレス鋼とを含む。炉内計装筒145は、ニッケル基合金製である。炉内計装筒145が孔146に配置された状態で、ニッケル基合金製の材料により、容器本体101aと炉内計装筒145とが溶接される。これにより、溶接部147が生成される。
溶接により、計装管台136(炉内計装筒145)、開先溶接部147、及びその周囲に配置される容器本体101a(下鏡101e)に引張応力が残留する可能性があり、その結果、応力腐食割れが発生する可能性がある。
本実施形態においては、ウォータージェットピーニングにより、施工対象物である計装管台136(炉内計装筒145)の表面、開先溶接部147、及び下鏡101eの表面(内面)を施工して、施工対象物の残留応力を緩和して、応力腐食割れの発生を抑制する。
ウォータージェットピーニングは、応力を改善する施工対象物を水中に浸漬させた状態で、水中に配置されたノズルの噴射口から水(高圧水)を噴射する施工方法である。ノズルから噴射された水に含まれる気泡が崩壊することによって衝撃波が発生する。その衝撃波が水中の施工対象物に当たることよって、その施工対象物の表面付近の残留応力が緩和される。
すなわち、水中に配置されたノズルから、気泡を含む高圧水が噴射されると、ノズルの周囲に存在する静止水とノズルから噴射された高圧水との境界に生じるせん断力によって渦が発生し、その渦の近傍で局所的な圧力変動が生じる。このとき、局所的に負圧になった領域においても気泡が発生する。ノズルから噴射される時点で高圧水に含まれていた気泡、及び噴射後の水流内で発生した気泡は、負圧下で成長し、正圧下で収縮する。正圧がさらに増大したとき、気泡が崩壊する。気泡が崩壊するときに衝撃波が発生する。このような気泡の発生、成長、収縮、及び崩壊の過程は、キャビテーションと呼ばれる。キャビテーションにより衝撃波が発生し、その衝撃波が施工対象物に当たることによって、施工対象物の表面付近の残留応力が緩和される。
次に、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置160の一例について説明する。図4は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置160の設置例を示す図である。図5は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置160の一例を示す図である。図4及び図5に示すように、ウォータージェットピーニング装置160は、計装管台136(炉内計装筒145)に装着された状態で、施工対象物(炉内計装筒145の表面及び下鏡101eの表面など)の残留応力を緩和するための施工を行う。
図4に示すように、原子力発電プラントAPは、原子炉建屋の作業フロア151に配置されたガイドレール155と、ガイドレール155にガイドされる移動式クレーン156と、作業フロア151よりも下方に設けられ、冷却水で満たされたキャビティ152とを有する。キャビティ152の内部に原子炉容器101が配置される。
移動式クレーン156は、電動ホイスト157と、電動ホイスト157に支持されるフック158とを有し、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに移動可能である。電動ホイスト157は、フック158をZ軸方向に移動可能である。フック158は、据付用ポール159を介して、ウォータージェットピーニング装置160を支持する。電動ホイスト157及び移動式クレーン156を含む移動装置により、ウォータージェットピーニング装置160は、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向のそれぞれに移動可能である。
図4及び図5に示すように、ウォータージェットピーニング装置160は、装置本体161と、接続部材162と、水を噴射する噴射口163bを有する噴射ノズル163と、音を検出可能な検出装置1とを備えている。
接続部材162は、装置本体161の下部に配置され、その装置本体161から下方に突出する。接続部材162は、計装管台136(炉内計装筒145)と接続される。これにより、装置本体161が計装管台136に固定される。
噴射ノズル163は、水中に配置され、水中において噴射口163bから水(高圧水)を噴射する。噴射ノズル163は、施工対象物の表面と対向するように、装置本体161に設けられる。本実施形態において、施工対象物の表面は、計装管台136(炉内計装筒145)の外面、下鏡101eの内面、開先溶接部147の表面の少なくとも一つを含む。水中に配置された噴射ノズル163の噴射口163bと施工対象物とが対向された状態で、噴射口163bから水が噴射される。
図4に示すように、噴射ノズル163は、供給管163aを介して、高圧水ポンプ164と接続される。供給管163aを介して、高圧水ポンプ164から噴射ノズル163に高圧水が供給される。これにより、噴射ノズル163は、水中に配置された状態で、噴射口163bから高圧水を噴射することができる。
検出装置1は、装置本体161に配置され、噴射口163bから水が噴射されている期間の少なくとも一部において音を検出する。検出装置1は、水中マイクロフォンを含み、水中に配置された状態で音を検出する。
図6は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置160の機能ブロック図である。図4及び図6に示すように、検出装置1は、ケーブル2を介して、処理装置3と接続される。処理装置3は、検出装置1から出力された検出信号を処理可能なCPU(Central Processing Unit)のような演算装置、及びFFTアナライザのような周波数解析装置を含む。本実施形態において、処理装置3に記憶装置4が接続される。記憶装置4は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、及びハードディスクドライブの少なくとも一つを含む。また、処理装置3に出力装置5が接続される。出力装置5は、フラットパネルディスプレイのような表示装置、及び印刷装置の少なくとも一つを含む。検出装置1は、水中に配置される。処理装置3、記憶装置4、及び出力装置5は、水中に配置されない。処理装置3及び記憶装置4は、例えば作業フロア151に配置される。検出装置1の検出信号は、ケーブル2を介して、処理装置3に出力される。
図5に示すように、接続部材162と計装管台136とが接続された状態で、装置本体161は、Z軸と平行な中心軸Cを中心に回転可能である。噴射ノズル163は、中心軸Cから離れた位置に配置されている。そのため、中心軸Cを中心に装置本体161が回転することにより、噴射ノズル163は、中心軸Cの周囲を旋回するように移動する。また、噴射ノズル163は、Z軸方向に移動可能である。これにより、噴射口163bと施工対象物との相対位置が調整される。噴射口163bと施工対象物との相対位置の調整は、噴射口163bと施工対象物の表面との距離の調整、及び噴射口163bから噴射される水の噴射方向(施工対象物の表面に対する噴射口163bからの水の入射方向)の調整の少なくとも一方を含む。
本実施形態において、噴射ノズル163及び検出装置1のそれぞれは、装置本体161に接続される。接続部材162と計装管台136とが接続された状態で、装置本体161が中心軸Cを中心に回転しても、噴射ノズル163と検出装置1との相対位置は変化しない。
本実施形態において、検出装置1は、中心軸Cから離れた位置に配置されている。そのため、中心軸Cを中心に装置本体161が回転することにより、検出装置1は、中心軸Cの周囲を旋回するように移動する。
本実施形態において、検出装置1は、噴射ノズル163よりも上方に配置される。すなわち、本実施形態において、検出装置1は、噴射ノズル163よりも、施工対象物から離れている。また、検出装置1は、噴射ノズル163の水の噴射により生成される気泡と、可能な限り接触しないように配置される。
図4に示すように、キャビティ152に水が満たされている状態で、ウォータージェットピーニング装置160は、据付用ポール159を介して移動式クレーン156に吊り下げられる。移動式クレーン156の移動により、XY平面内に関する計装管台136に対する装置本体161(噴射ノズル163及び検出装置1)の位置が調整される。また、電動ホイスト157により、Z軸方向に関する計装管台136に対する装置本体161の位置が調整される。移動式クレーン156及び電動ホイスト157を含む移動装置は、接続部材162が計装管台136に接続されるように、装置本体161の位置を調整する。
ウォータージェットピーニング装置160が計装管台136に固定され、噴射ノズル163及び検出装置1が水中に配置されると、施工対象物に対して噴射ノズル163が移動しつつ、噴射口163bから水が噴射される。上述のように、噴射ノズル163は、中心軸Cを中心に移動(旋回)したり、Z軸方向に移動(昇降)したりすることができる。水中に配置された噴射ノズル163の噴射口163bと施工対象物とが対向された状態で、噴射口163bから水が噴射されることにより、水に含まれる気泡の崩壊により発生する衝撃波が、計装管台136(炉内計装筒145)の外面、下鏡101eの内面、及び開先溶接部147の表面の少なくとも一つに当たる。これにより、計装管台136(炉内計装筒145)の外面、下鏡101eの内面、及び開先溶接部147の表面の残留応力が緩和される。
次に、本実施形態に係るウォータージェットピーニング方法の一例について、図7を参照して説明する。図7は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング方法の一例を示すフローチャートである。
水中に配置された噴射ノズル163の噴射口163bと施工対象物とが対向された状態で、噴射口163bからの水の噴射が開始される(ステップSA1)。これにより、施工対象物がウォータージェットピーニングされる。
噴射口163bから水が噴射されている期間の少なくとも一部において、水中に配置された検出装置1は、音の検出を開始する(ステップSA2)。本実施形態においては、ウォータージェットピーニング施工期間中において、検出装置1は、音を検出し続ける。すなわち、検出装置1は、ウォータージェットピーニング施工期間中において、音を常時モニタする。
検出装置1の検出信号は、処理装置3に出力される。処理装置3は、検出装置1からの検出信号を処理(信号処理)する(ステップSA3)。本実施形態において、処理装置3は、検出装置1から出力された、音に関する検出信号の周波数特性を解析する。周波数特性は、周波数分布及び音圧レベルを含む。処理装置3は、検出装置1から出力された、音に関する検出信号の周波数分布を解析する。また、処理装置3は、検出装置1で検出された、音の所定の周波数における音圧レベルの変化を解析する。音圧レベルの変化は、音圧レベルの変化の有無、音圧レベルの変化量(変化度合、増減度合)、周波数と音圧レベルとの関係をグラフ化したときの接線の傾きの変化、及び周波数に対する音圧レベルの分布の変化の少なくとも一つを含む。
噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されることにより、音が発生する。検出装置1は、噴射口163bから水が噴射されている状態において、噴射ノズル163から発生した音を検出する。また、検出装置1は、噴射ノズル163が発生する音のみならず、その反射音も検出する。処理装置3は、検出装置1が検出した音に関する検出結果に基づいて、噴射ノズル163の異常の有無を判定する。なお、以下の説明においては、検出装置1は、噴射ノズル163が発生する音を検出することとするが、上述のように、反射音も検出する。
正常な状態の噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されるときに噴射ノズル163が発生する音(周波数成分及び音圧レベルの一方又は両方)と、異常な状態の噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されるときに噴射ノズル163が発生する音とは、異なる。したがって、処理装置3は、検出装置1の検出結果に基づいて、噴射ノズル163に異常が発生したか否かを判定することができる。
噴射ノズル163の異常は、噴射ノズル163の摩耗を含む。正常な状態の噴射ノズル163(例えば、新品の噴射ノズル163)は、摩耗していない。一方、噴射ノズル163は、使用されることにより摩耗する可能性がある。噴射ノズル163の使用状態、使用環境、及び使用期間に基づいて、噴射ノズル163の摩耗状態は変化する可能性がある。
図8は、正常な状態の噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されるときに発生する音、及び異常な状態の噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されるときに発生する音それぞれの、周波数と音圧レベルとの関係の一例を示す図である。図8は、検出装置1の検出結果(モニタ結果)が処理装置3により信号処理され、その信号処理の結果が出力装置5に出力された例を示す。
図8に示すように、噴射ノズル163が正常な状態から異常な状態に変化すると、ラインL1からラインL2に変化するように、検出装置1で検出された音の所定の周波数(周波数領域)における音圧レベルが変化する。図8に示す例では、噴射ノズル163が正常な状態(ラインL1)から異常な状態(ラインL2)に変化すると、所定の周波数における音圧レベルが低下する。なお、噴射ノズル163が正常な状態(ラインL1)から異常な状態(ラインL2)に変化した場合、所定の周波数における音圧レベルが増大する可能性もある。したがって、処理装置3は、検出装置1の検出結果に基づいて、噴射ノズル163に異常が発生したか否かを判定することができる。本実施形態において、処理装置3は、検出装置1で検出された音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、噴射ノズル163の異常を検出する。
処理装置3は、検出装置1の検出結果(モニタ結果)に基づいて、所定の周波数(周波数領域)における音圧レベルが変化したかどうかを判断する(ステップSA4)。
音圧レベルの変化量が予め定められている閾値よりも小さい場合、処理装置3は、音圧レベルが変化していないと判断し、噴射ノズル163に異常が発生していない(噴射ノズル163は正常である)と判断する(ステップSA5)。
一方、音圧レベルの変化量が予め定められている閾値よりも大きい場合、処理装置3は、音圧レベルが変化したと判断し、噴射ノズル163に異常が発生した判断する(ステップSA6)。本実施形態において、処理装置3は、音圧レベルの変化に基づいて、噴射ノズル163が摩耗したと判断する。
噴射ノズル163に異常が発生したと判断された場合、例えば、噴射ノズル163の交換など、所定のメンテナンスが行われる(ステップSA7)。
以上説明したように、本実施形態によれば、噴射ノズル163が配置される水中に検出装置1を配置したので、噴射ノズル163が発生する音を検出装置1で精確に検出することができる。
例えば、検出装置1が水中に配置されず、原子炉容器101の外側に配置される場合、噴射ノズル163が発生する音を精確に検出できなくなる可能性がある。検出装置1が原子炉容器101の外側に配置されると、検出装置1は、例えば原子炉容器101の固有振動数成分、配管系の共鳴音など、不要な音(他の音、ノイズ成分)も検出してしまう可能性が高くなる。
本実施形態によれば、検出装置1と噴射ノズル163とが、水で満たされた同一空間(本実施形態においては、原子炉容器101の内部空間)に配置されるため、検出装置1が不要な音を検出してしまうことが抑制される。検出装置1で噴射ノズル163が発生する音を精確に検出できるため、その検出結果に基づいて、噴射ノズル163の状態に関する情報を適確に取得することができる。正常な状態の噴射ノズル163が発生する音と、異常な状態の噴射ノズル163が発生する音とは異なる。そのため、噴射ノズル163が発生する音を検出装置1で検出することにより、その検出結果に基づいて、噴射ノズル163の異常の有無を判定することができる。したがって、異常な状態の噴射ノズル163でウォータージェットピーニングをし続けてしまうような不具合の発生が抑制される。そのため、ウォータージェットピーニングを使って施工対象物を良好に施工することができる。
また、噴射ノズル163が異常であるとき、その異常な状態の噴射ノズル163でウォータージェットピーニングを行っても、所期の気泡(衝撃波)が得られず、その結果、施工対象物に所期の施工をすることが困難となる。本実施形態によれば、検出装置1の検出結果に基づいて、噴射ノズル163の健全性を把握できるため、ウォータージェットピーニングが良好に行われたか否かを判定することができる。
また、本実施形態によれば、処理装置3は、検出装置1で検出された音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、噴射ノズル163に異常が発生したか否かを判断する。これにより、噴射ノズル163の異常を精確に検出できる。噴射ノズル163の使用において噴射ノズル163が正常な状態から異常な状態に変化した場合、噴射ノズル163が発生する音の所定の周波数における音圧レベルが変化し、その結果、検出装置1で検出される音の所定の周波数における音圧レベルが変化する。そのため、検出装置1で検出された音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、噴射ノズル163が異常であるか否かを検出することができる。
また、本実施形態によれば、噴射ノズル163の異常として、噴射ノズル163が摩耗したか否かを判定する。これにより、噴射ノズル163に発生する可能性が高い異常の形態の1つである摩耗の状態を適確に把握することができる。
なお、本実施形態において、音圧レベルの変化のみならず、ピークレベルの周波数(卓越周波数)の変化に基づいて噴射ノズル163の異常が検出されてもよい。以下の実施形態においても同様である。
なお、上述したように、検出装置1は、噴射ノズル163が発生する音のみならず、その反射音も検出する。処理装置3は、検出装置1が検出した音及びその反射音に基づいて、噴射ノズル163の異常の有無を判定してもよい。以下の実施形態においても同様である。
<第2実施形態>
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
上述の第1実施形態においては、ウォータージェットピーニング施工期間中において、検出装置1が音を常時モニタし、噴射ノズル163から発生する音の変化に基づいて、噴射ノズル163に異常が発生したか否かが判断される例について説明した。本実施形態においては、正常な状態の噴射ノズル163の音に関する情報を事前に取得し、その正常な状態の噴射ノズル163の音に関する情報に基づいて、評価対象の噴射ノズル163に異常が発生したか否かが判断される例について説明する。
図9及び図10は、本実施形態に係る噴射ノズル163の評価方法の一例を示すフローチャートである。図9は、正常な状態の噴射ノズル163(例えば、新品の噴射ノズル163)の音に関する情報を取得するシーケンスを示す。図10は、評価対象の噴射ノズル163の評価方法の一例を示すシーケンスを示す。
図9を参照して、正常な状態の噴射ノズル163の音に関する情報を取得するシーケンスについて説明する。以下の説明において、正常な状態の噴射ノズル163を適宜、リファレンス噴射ノズル163、と称し、正常な状態の噴射ノズル163の音に関する情報を適宜、リファレンスデータ、と称する。
リファレンス噴射ノズル163及び検出装置1が、水で満たされた同一空間に配置される。本実施形態において、リファレンス噴射ノズル163及び検出装置1は、水で満たされた原子炉容器101の内部空間に配置される。
水中に配置されたリファレンス噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射される(ステップSB1)。リファレンス噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されている期間の少なくとも一部において、水中に配置された検出装置1が音を検出する(ステップSB2)。
検出装置1の検出信号は、処理装置3に出力される。処理装置3は、検出装置1からの検出信号を処理する(ステップSB3)。処理装置3は、検出装置1から出力された、音に関する検出信号の周波数分布を解析する。また、処理装置3は、検出装置1で検出された、音の所定の周波数における音圧レベルの変化を解析する。
リファレンス噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されるときにそのリファレンス噴射ノズル163から発生する音の周波数特性は、図8のラインL1で示したような周波数特性となる。処理装置3は、リファレンス噴射ノズル163が発生した音に関する情報(リファレンスデータ)を記憶装置4に記憶する(ステップSB4)。
次に、図10を参照して、リファレンスデータに基づいて、評価対象の噴射ノズル163の状態を評価するシーケンスについて説明する。以下の説明において、評価対象の噴射ノズル163を適宜、評価対象噴射ノズル163、と称し、評価対象の噴射ノズル163の音に関する情報を適宜、評価対象データ、と称する。
評価対象噴射ノズル163及び検出装置1が、水で満たされた同一空間に配置される。本実施形態において、評価対象噴射ノズル163及び検出装置1は、水で満たされた原子炉容器101の内部空間に配置される。
水中に配置された評価対象噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射される(ステップSC1)。評価対象噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されている期間の少なくとも一部において、水中に配置された検出装置1により音が検出される(ステップSC2)。
検出装置1の検出信号は、処理装置3に出力される。処理装置3は、検出装置1からの検出信号を処理(信号処理)する(ステップSC3)。処理装置3は、検出装置1から出力された、音に関する検出信号の周波数分布を解析する。また、処理装置3は、検出装置1で検出された、音の所定の周波数における音圧レベルの変化を解析する。
処理装置3は、記憶装置4に記憶されているリファレンスデータと、評価対象噴射ノズル163が発生した音に関する情報(評価対象データ)とを比較する(ステップSC4)。
処理装置3は、所定の周波数(周波数領域)においてリファレンスデータと評価対象データとが異なるか否か(所定の周波数における音圧レベルが異なるか否か)を判断する(ステップSC5)。
リファレンスデータの音圧レベルと評価対象データの音圧レベルとの差が予め定められている閾値よりも小さい場合、処理装置3は、音圧レベルは等しいと判断し、評価対象噴射ノズル163に異常が発生していない(評価対象噴射ノズル163は正常である)と判断する(ステップSC6)。
一方、リファレンスデータの音圧レベルと評価対象データの音圧レベルとの差が予め定められている閾値よりも大きい場合、処理装置3は、音圧レベルが異なると判断し、評価対象噴射ノズル163に異常が発生した判断する(ステップSC7)。本実施形態において、処理装置3は、音圧レベルの差に基づいて、評価対象噴射ノズル163が摩耗したと判断する。
評価対象噴射ノズル163に異常が発生したと判断された場合、例えば、評価対象噴射ノズル163の交換など、所定のメンテナンスが行われる(ステップSC8)。
なお、本実施形態に係る評価方法は、図11の模式図に示すように、ウォータージェットピーニングシーケンスとともに行われてもよい。すなわち、水で満たされた同一空間(原子炉容器101の内部空間)にリファレンス噴射ノズル163及び検出装置1を配置し、リファレンス噴射ノズル163の噴射口163bから噴射された水を施工対象物に当てながら、図9を参照して説明したシーケンスを実行してリファレンスデータを取得する。その後、水で満たされた同一空間(原子炉容器101の内部空間)に評価対象噴射ノズル163及び検出装置1を配置し、評価対象噴射ノズル163の噴射口163bから噴射された水を施工対象物に当てながら、図10を参照して説明したシーケンスを実行して評価対象データを取得してもよい。
なお、本実施形態に係る評価方法は、図12の模式図に示すように、ウォータージェットピーニングシーケンスとは別の評価シーケンスにおいて行われてもよい。すなわち、水で満たされた同一空間(原子炉容器101の内部空間)にリファレンス噴射ノズル163及び検出装置1を配置し、施工対象物に当たらないように、リファレンス噴射ノズル163の噴射口163bから水を噴射して、図9を参照して説明したシーケンスを実行してリファレンスデータを取得する。その後、水で満たされた同一空間(原子炉容器101の内部空間)に評価対象噴射ノズル163及び検出装置1を配置し、施工対象物に当たらないように、評価対象噴射ノズル163の噴射口163bから水を噴射して、図10を参照して説明したシーケンスを実行して評価対象データを取得してもよい。
また、リファレンス噴射ノズル163の噴射口163bから噴射された水を施工対象物に当てずに、図9を参照して説明したシーケンスを実行してリファレンスデータを取得した後、評価対象噴射ノズル163の噴射口163bから噴射された水を施工対象物に当てながら、図10を参照して説明したシーケンスを実行して評価対象データを取得してもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、事前にリファレンスデータを取得し、そのリファレンスデータと、評価対象噴射ノズル163の評価対象データとを比較するようにしたので、評価対象噴射ノズル163の異常の有無を適確に判断することができる。
<第3実施形態>
第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
上述の第1実施形態及び第2実施形態においては、所定の周波数における音圧レベルに基づいて、噴射ノズル163に異常が発生したか否かが判断される例について説明した。本実施形態においては、音圧レベルが変化した音の周波数に基づいて、異常の種類が判定される例について説明する。
図13は、正常な状態の噴射ノズル163の一例を示す模式図である。図14及び図15は、異常な状態の噴射ノズル163の一例を示す模式図である。噴射ノズル163の異常は、噴射ノズル163の摩耗を含む。噴射ノズル163の使用状態、使用環境、及び使用期間に基づいて、噴射ノズル163の摩耗状態は変化する可能性がある。図14及び図15のそれぞれは、噴射ノズル163の摩耗状態の一例を示す。正常な状態の噴射ノズル163が摩耗することにより、例えば、図14に示すように、噴射口163bと接続される噴射ノズル163の流路の内面が斜面(テーパ面)になるように摩耗する可能性がある。また、図15に示すように、噴射口163bと接続される噴射ノズル163の流路の内面に溝(例えば螺旋溝)が形成されるように摩耗する可能性がある。
なお、図14及び図15を参照して、2つの摩耗形態について説明した。摩耗形態は、噴射ノズル163の使用状態、使用環境、及び使用期間に基づいて、複数存在する。例えば、噴射ノズル163の流路の内面が斜面(テーパ面)になる摩耗形態において、テーパ面の角度が異なる複数の摩耗形態が発生する可能性がある。また、噴射ノズル163の流路の内面に溝が形成される摩耗形態において、溝の数、溝の深さ、及び溝の形状が異なる複数の摩耗形態が発生する可能性がある。また、噴射ノズル163の流路の内面がテーパ面になるとともに、噴射ノズル163の流路の内面に溝が形成される摩耗形態が発生する可能性もある。このように、噴射ノズル163の使用状態、使用環境、及び使用期間に基づいて、噴射ノズル163に発生する異常(摩耗)の種類(形態、類型)は、複数存在する。
図16及び図17は、本実施形態に係る噴射ノズル163の評価方法の一例を示すフローチャートである。図16は、複数の異常の種類のそれぞれに対応した噴射ノズル163の音に関する情報を取得するシーケンスを示す。図17は、評価対象噴射ノズル163の状態を評価するシーケンスを示す。
図16を参照して、複数の異常の種類のそれぞれに対応した噴射ノズル163の音に関する情報を取得するシーケンスについて説明する。以下の説明において、複数の種類の異常な状態の噴射ノズル163を適宜、異常類型噴射ノズル163、と称し、異常な状態の噴射ノズル163の音に関する情報を適宜、異常類型データ、と称する。本実施形態においては、N種類(N数)の異常類型データを取得する例について説明する。
本実施形態においては、第1種類から第N種類の異常類型噴射ノズル163が予め準備される。それらN種類の異常類型噴射ノズル163それぞれについての音に関する情報(異常類型データ)が取得される。N種類の異常類型噴射ノズル163のうち、1つの異常類型噴射ノズル163は、例えば図14を参照して説明した噴射ノズル163でもよい。N種類の異常類型噴射ノズル163のうち、1つの異常類型噴射ノズル163は、例えば図15を参照して説明した噴射ノズル163でもよい。
図16に示すように、カウンターn=1が設定された後(ステップSD1)、第1種類(第1類型)の異常類型噴射ノズル163及び検出装置1が、水で満たされた同一空間(原子炉容器101の内部空間)に配置される。
その第1種類の異常類型噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射される(ステップSD2)。第1種類の異常類型噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されている期間の少なくとも一部において、水中に配置された検出装置1が音を検出する(ステップSD3)。
検出装置1の検出信号は、処理装置3に出力される。処理装置3は、検出装置1からの検出信号を処理する(ステップSD4)。処理装置3は、検出装置1から出力された、音に関する検出信号の周波数分布を解析する。また、処理装置3は、検出装置1で検出された、音の所定の周波数における音圧レベルの変化を解析する。
第1種類の異常類型噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されるときにその異常類型噴射ノズル163が発生した音に関する情報(第1異常類型データ)が記憶装置4に記憶される(ステップSD5)。
次に、カウンターnがN以下であるか否かが判断され(ステップSD6)、カウンターnがN以下であると判断された場合、カウンターn=n+1の処理が行われ(ステップSD7)、第2種類の異常類型噴射ノズル163について、上述のシーケンス(ステップSD2からステップSD5)が行われる。
処理装置3は、第N種類(第N類型)の異常類型噴射ノズル163のそれぞれについて、上述のシーケンス(ステップSD2からステップSD5)を行う。これにより、第1種類から第N種類の異常類型噴射ノズル163のそれぞれに関する異常類型データ(第1異常類型データから第N異常類型データ)が取得され、記憶装置4に記憶される。
また、本実施形態において、正常な状態の噴射ノズル(リファレンス噴射ノズル)163の音に関する情報(リファレンスデータ)も、記憶装置4に記憶される。
次に、図17を参照して、評価対象噴射ノズル163の状態を評価するシーケンスについて説明する。
評価対象噴射ノズル163及び検出装置1が、水で満たされた同一空間(原子炉容器101の内部空間)に配置される。
水中に配置された評価対象噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射される(ステップSE1)。評価対象噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されている期間の少なくとも一部において、水中に配置された検出装置1により音が検出される(ステップSE2)。
検出装置1の検出信号は、処理装置3に出力される。処理装置3は、検出装置1からの検出信号を処理(信号処理)する(ステップSE3)。処理装置3は、検出装置1から出力された、音に関する検出信号の周波数分布を解析する。また、処理装置3は、検出装置1で検出された、音の所定の周波数における音圧レベルの変化を解析する。
処理装置3は、記憶装置4に記憶されているリファレンスデータと、評価対象噴射ノズル163の評価対象データとを比較する(ステップSE4)。処理装置3は、所定の周波数(周波数領域)においてリファレンスデータと評価対象データとが異なるか否か(所定の周波数における音圧レベルが異なるか否か)を判断する(ステップSE5)。
リファレンスデータの音圧レベルと評価対象データの音圧レベルとの差が予め定められている閾値よりも小さい場合、処理装置3は、音圧レベルは等しいと判断し、評価対象噴射ノズル163に異常が発生していない(評価対象噴射ノズル163は正常である)と判断する(ステップSE6)。
一方、リファレンスデータの音圧レベルと評価対象データの音圧レベルとの差が予め定められている閾値よりも大きい場合、処理装置3は、音圧レベルが異なると判断し、評価対象噴射ノズル163に異常が発生した判断する(ステップSE7)。処理装置3は、音圧レベルの差に基づいて、評価対象噴射ノズル163が摩耗したと判断する。
本実施形態において、評価対象噴射ノズル163に異常が発生していると判断した後、処理装置3は、リファレンスデータに対して音圧レベルが変化した(音圧レベルが異なる)音の周波数(周波数領域)に基づいて、評価対象噴射ノズル163に発生している異常の種類を判定する(ステップSE8)。本実施形態において、処理装置3は、記憶装置4に記憶されている複数の異常類型データ(第1異常類型データから第N異常類型データ)のそれぞれと、評価対象噴射ノズル163の評価対象データとを比較して、異常の種類を判定する。
図18は、リファレンス噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されるときに発生する音、及び異常類型噴射ノズル163の噴射口163bから水が噴射されるときに発生する音それぞれの、周波数と音圧レベルとの関係の一例を示す図である。図18においては、一例として、3種類(第1種類、第2種類、及び第3種類)の異常類型噴射ノズル163の異常類型データを示す。
図18に示すように、噴射ノズル163に第1種類の異常が発生した場合、周波数領域H1及び周波数領域H2のそれぞれにおけるリファレンスデータの音圧レベルと、第1異常類型データの音圧レベルとは異なる。同様に、周波数領域H1及び周波数領域H2のそれぞれにおけるリファレンスデータの音圧レベルと、第2異常類型データの音圧レベルとは異なる。周波数領域H1及び周波数領域H2のそれぞれにおけるリファレンスデータの音圧レベルと、第3異常類型データの音圧レベルとは異なる。
なお、図18に示すように、発生する異常の種類及び周波数領域に応じて、リファレンスデータに対して音圧レベルが増大したり低下したりする。また、それに伴い、音圧レベルの増減度合、及び接線の傾きの変化も認められる。
したがって、処理装置3は、検出装置1の検出結果に基づいて、評価対象噴射ノズル163にどの種類の異常が発生したか否かを判定することができる。本実施形態においては、記憶装置4に第1種類から第N種類までの異常類型データが記憶されている。処理装置3は、評価対象噴射ノズル163の評価対象データと、記憶装置4に記憶されている複数の異常類型データのそれぞれとを比較して、記憶装置4に記憶されている複数の異常類型データから、評価対象噴射ノズル163の評価対象データに最も近い異常類型データを抽出する。処理装置3は、例えばテンプレートマッチング法のような比較方法を用いて、記憶装置4に記憶されている複数の異常類型データから、評価対象データに最も近い異常類型データを抽出してもよい。これにより、処理装置3は、評価対象噴射ノズル163に発生している異常の種類を判定することができる。
評価対象噴射ノズル163に発生している異常の種類が判定された後、評価が行われる(ステップSE9)。例えば、第1種類の異常が発生しないように、噴射ノズル163の交換など、所定のメンテナンスが行われてもよい。
なお、本実施形態に係る評価方法も、図11の模式図に示したように、ウォータージェットピーニングシーケンスとともに行われてもよいし、図12の模式図に示したように、ウォータージェットピーニングシーケンスとは別の評価シーケンスにおいて行われてもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、評価対象噴射ノズル163に発生した異常の種類を把握することができる。そのため、発生した異常の種類に基づいて、その種類の異常が発生しないように、噴射ノズル163をメンテナンスするなど、適切な措置を講ずることができる。
なお、上述したように、第1実施形態から第3実施形態において、ウォータージェットピーニングの施工対象物は、原子炉容器101の少なくとも一部を含む。噴射ノズル163及び検出装置1は、原子炉容器101の内部の水中に配置される。噴射ノズル163は、原子炉容器101の最大水深部において、噴射口163bから水を噴射してもよい。すなわち、噴射ノズル163は、原子炉容器101(下鏡101e)の最も下方の内面(底面)に対して水を噴射してもよい。検出装置1は、原子炉容器101の最大水深部(最も下方の底面)を含む任意の水深からの音を検出できるように配置される。検出装置1が、最大水深部(最も深い水深部)及び最小水深部(最も浅い水深部)の少なくとも一方を含む任意の水深からの音を検出できるように、検出装置1と噴射ノズル163との距離が調整されたり、水深方向に関する検出装置1の位置が調整されたりしてもよい。これにより、検出装置1は、最大水深部を含む任意の水深において発生した、ウォータージェットピーニングに起因する音響信号を検出することができる。最大水深部からの音に限られず、検出装置1と噴射ノズル163との距離を調整することにより、原子炉容器101の内部の水中のどの深度においても、検出装置1は、噴射ノズル163からの音、又はウォータージェットピーニングに起因する音を検出することができる。以下の実施形態においても同様である。
<第4実施形態>
第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図19は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置160Bの一例を示す断面図である。図19に示すように、ウォータージェットピーニング装置160Bは、検出装置1を囲むように設けられるカバー部材6を備えている。
カバー部材6は、アクリル樹脂製である。カバー部材6は、検出装置1を保護する保護部材として機能する。
カバー部材6は、内部空間SPを有する球状の部材である。カバー部材6は、ボルト部材のような固定部材10により、検出装置1に固定される。カバー部材6と検出装置1との間の内部空間SPに水が満たされる。
以上説明したように、本実施形態によれば、検出装置1の周囲にカバー部材6が配置されるため、検出装置1は、噴射ノズル163が発生する音を円滑に検出することができる。
例えば、噴射ノズル163が発生する音の音圧レベルが大きい場合、その音は検出装置1の検出可能範囲外(オーバーレンジ)となる可能性が高い。その結果、検出装置1は音を円滑に検出できなくなる可能性がある。この音は,検出装置付近での気泡の破裂、検出装置への気泡の付加に伴う伝達関数の変化に起因すると推測される。カバー部材6が配置されるので、噴射ノズル163が発生する気泡が検出装置1に到達する度合いを低減することができる。また、本実施形態において、カバー部材6は、アクリル樹脂製である。アクリル樹脂は、水中における検出装置1の検出において適切な音響インピーダンスを有する。したがって、検出装置1は音を円滑に検出することができる。
<第5実施形態>
第5実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第5実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図20は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置160Cの一例を示す断面図である。図20に示すように、ウォータージェットピーニング装置160Cは、検出装置1を囲むように設けられるアクリル樹脂製のカバー部材6Cを備えている。
本実施形態において、カバー部材6Cは、カバー部材6Cの内部空間SPとカバー部材6Cの外部空間RPとを結ぶように形成される孔7を有する。
以上説明したように、本実施形態によれば、孔7が設けられているため、検出装置1とカバー部材6Cとを固定部材10で固定した状態で、検出装置1及びカバー部材6Cを水に浸けることにより、外部空間RPの水を、孔7を介して内部空間SPに流入させることができる。したがって、内部空間SPを円滑に水で満たすことができる。
<第6実施形態>
第6実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第6実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図21は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置160Dの一例を示す断面図である。図21に示すように、ウォータージェットピーニング装置160Dは、検出装置1を囲むように設けられ、孔7を有するアクリル樹脂製のカバー部材6Cを備えている。
本実施形態において、カバー部材6Cの外面及び内面を覆うように、ゴム製のカバー部材8が配置される。カバー部材8は、孔7を塞がないように、カバー部材6Cの外面及び内面に配置される。カバー部材8は、吸音部材及び保護部材として機能する。
本実施形態においては、アクリル樹脂製のカバー部材6Cとゴム製のカバー部材8との両方が配置される。カバー部材8が配置されることにより、噴射ノズル163が発生する音の音圧レベルを十分に減衰することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、ゴム製のカバー部材8が配置されるため、噴射ノズル163が発生する音(音圧レベル)を十分に減衰して、検出装置1に到達する音圧レベルを低減することができる。したがって、検出装置1は音を円滑に検出することができる。
<第7実施形態>
第7実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第7実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図22は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置160Eの一例を示す断面図である。図22に示すように、ウォータージェットピーニング装置160Eは、カバー部材6Cに配置される蓋部材9を備えている。
例えば、孔7を蓋部材9で塞がない状態で、検出装置1及びカバー部材6Cを水に浸けることにより、外部空間RPの水が孔7を介して内部空間SPに流入する。これにより、内部空間SPが円滑に水で満たされる。内部空間SPに水が満たされた後、孔7が蓋部材9で塞がれる。これにより、ウォータージェットピーニングにより発生した気泡が、孔7を介して内部空間SPに入り込むことが抑制される。したがって、気泡が検出装置1に近付いたり接触したりすることが抑制される。
本実施形態において、蓋部材9は、カバー部材6Cよりも柔らかい。本実施形態において、蓋部材9は、ゴム製である。蓋部材9は、大径部9aと、小径部9bと、小径部9bに設けられた複数のフランジ部9cとを有する。これにより、外部空間RPに存在する噴射ノズル163が発生する音は、内部空間SPに存在する検出装置1に十分に伝達される。
なお、上述の各実施形態においては、ウォータージェットピーニングの施工対象物が、計装管台136(炉内計装筒145)、開先溶接部147、及び下鏡101eの少なくとも一つであることとした。ウォータージェットピーニングの施工対象物が、図1及び図2を参照して説明したような、配管105bと接続される原子炉容器101の入口側管台でもよいし、配管105aと接続される原子炉容器101の出口側管台でもよい。
また、施工対象物は、原子炉容器101の部材に限られず、例えば、加圧器102と蒸気発生器103とを接続する配管、加圧器102、蒸気発生器103と1次冷却水ポンプ104とを接続する配管、及び蒸気発生器103の少なくとも一部でもよい。
また、施工対象物は、原子炉系CS1の構造物に限定されず、タービン系CS2の構造物でもよい。例えば、施工対象物が、蒸気発生器103と蒸気タービン107とを接続する配管、蒸気タービン107、湿分分離加熱器111、復水器112、及び復水器112と蒸気発生器103とを接続する配管の少なくとも一部でもよい。
なお、上述の各実施形態においては、原子力発電プラントAPが加圧水型原子炉を含むこととした。原子力発電プラントAPは、沸騰水型原子炉(BWR:Boiling Water Reactor)を含んでもよい。
なお、ウォータージェットピーニングの施工対象物は、原子力発電プラントAPの構造物に限定されない。火力発電プラント及び地熱発電プラントのような各種のプラントの構造物が、ウォータージェットピーニングの施工対象物でもよい。
1 検出装置
2 ケーブル
3 処理装置
4 記憶装置
5 出力装置
6 カバー部材
7 孔
8 カバー部材
9 蓋部材
160 ウォータージェットピーニング装置
163 噴射ノズル
163b 噴射口
SP 内部空間
RP 外部空間
2 ケーブル
3 処理装置
4 記憶装置
5 出力装置
6 カバー部材
7 孔
8 カバー部材
9 蓋部材
160 ウォータージェットピーニング装置
163 噴射ノズル
163b 噴射口
SP 内部空間
RP 外部空間
Claims (18)
- 水中に配置され、水を噴射する噴射口を有するノズルと、
前記水中に配置され、前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において音を検出する検出装置と、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定する処理装置と、
を備えるウォータージェットピーニング装置。 - 前記処理装置は、検出された前記音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、前記異常を検出する請求項1に記載のウォータージェットピーニング装置。
- 前記処理装置は、音圧レベルが変化した前記音の周波数に基づいて、前記異常の種類を判定する請求項1又は請求項2に記載のウォータージェットピーニング装置。
- 前記ノズルの異常は、前記ノズルの摩耗を含む請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング装置。
- 前記検出装置を囲むように設けられ、前記検出装置との間の内部空間に水が満たされるアクリル樹脂製の第1カバー部材を備える請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング装置。
- 前記第1カバー部材は、前記内部空間と前記第1カバー部材の外部空間とを結ぶように形成される孔を有する請求項5に記載のウォータージェットピーニング装置。
- 前記孔に配置される蓋部材を備える請求項6に記載のウォータージェットピーニング装置。
- 前記第1カバー部材の外面及び内面を覆うように配置されるゴム製の第2カバー部材を備える請求項5から請求項7のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング装置。
- 前記ノズル及び前記検出装置は、原子炉容器の内部の水中に配置され、
前記ノズルは、前記原子炉容器の最大水深部において前記噴射口から前記水を噴射し、
前記検出装置は、前記原子炉容器の最大水深部を含む任意の水深からの音を検出する請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング装置。 - 水中に配置されたノズルの噴射口と施工対象物とを対向させた状態で、前記噴射口から水を噴射することと、
前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において、前記水中に配置された検出装置で音を検出することと、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定することと、
を含むウォータージェットピーニング方法。 - 検出された前記音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、前記異常が検出される請求項10に記載のウォータージェットピーニング方法。
- 音圧レベルが変化した前記音の周波数に基づいて、前記異常の種類が判定される請求項10又は請求項11に記載のウォータージェットピーニング方法。
- 前記ノズルの異常は、前記ノズルの摩耗を含む請求項10から請求項12のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング方法。
- 前記ノズル及び前記検出装置は、原子炉容器の内部の水中に配置され、
前記施工対象物は、前記原子炉容器を含み、
前記ノズルは、前記原子炉容器の最大水深部において前記噴射口から前記水を噴射し、
前記検出装置は、前記原子炉容器の最大水深部を含む任意の水深からの音を検出する請求項10から請求項13のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング方法。 - 水を噴射可能な噴射口を有するウォータージェットピーニング装置のノズルの評価方法であって、
前記ノズルを水中に配置した状態で前記ノズルの前記噴射口から水を噴射することと、
前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において、前記水中に配置された検出装置で音を検出することと、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定することと、
を含むノズルの評価方法。 - 検出された前記音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、前記異常が検出される請求項15に記載のノズルの評価方法。
- 音圧レベルが変化した前記音の周波数に基づいて、前記異常の種類が判定される請求項15又は請求項16に記載のノズルの評価方法。
- 前記ノズルの異常は、前記ノズルの摩耗を含む請求項15から請求項17のいずれか一項に記載のノズルの評価方法。
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