JP5145979B2 - 溶接部の放射線透過試験方法 - Google Patents
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放射線透過試験方法として、放射線の金属透過距離が等しくなるように円錐状切り欠きを有する遮蔽プラグを管体内に配置して行う方法が知られている(特許文献1参照)。
まず、内部に放射線源1を有する放射線容器2を溶接部5の反対側から管体3内に挿入する。次に、金属材料から成る遮蔽プラグ9を、管体3内に挿入、配置する。この遮蔽プラグ9の放射線源側端部には、円錐状切り欠き9aが形成してある。この切り欠き9aの母線とプラグ中心軸10とのなす角α1は、溶接部5の外表面母線の管軸心とのなす角α2とほぼ同じに形成する。これにより、溶接部5の表面から切り欠き9aの表面までの距離は、いずれの位置においてもほぼL4で一定となり、このため、放射線6の金属透過距離は、いずれの部分においてもほぼ等しくL5となる。また、管板4の外部には、透過度計7が配置され、その背後に、管体3と直交するように写真フィルム18が配置されている。
そして、放射線源1から放射された放射線6は、いずれの部位においても、ほぼ等しい金属透過距離をもって写真フィルム18に到達するので、写真フィルムの感光濃度はほぼ均一となり、溶接部5の溶接状態、溶接欠陥などが判別確認できるというものである。
このように、従来の方法は、小さい欠陥が検出され難く、多くの円錐状切り欠きを有する遮蔽プラグを準備しておく必要があり、種々の管体端部の溶接部の小さい欠陥をもより簡単で容易に検査できる放射線透過試験方法が望まれている。
図5試験体の撮影対象位置の断面図であり、幾何学的に下記式(3)、式(4)が得られる。
なお、より大きな欠陥では、材料透過厚さを20mmより大きくしても検出が可能となる。
また、上記の管外表面から欠陥までの距離x(mm)、フィルムから欠陥までの距離y(mm)は、一般に放射線は溶接部の開先中央を通ると看做してもよいので、この時、xは0.5W、yは0.5Hとなる。
これらの値と式(3)と式(4)とから、式(1)および式(2)が導かれる。
W、H,Rおよびtは把握することができるので、Lθ〜LTの範囲を求めることができる。
目標のフィルム濃度として、溶接部全体を撮影する場合、その中央部を2.5、溶接部を分けて撮影する場合、内径側の中央部を1.5〜2.0、外径側の中央部を2.5〜3.0になるように照射するのが好ましい。フィルム濃度は、通常、階段式標準濃度写真を使用して検定された濃度計を用いて測定される。
試験体の溶接面側の模式図を図3に示す。試験体の仕様、模擬欠陥は以下のとおりである。
(a)仕様
・管板 材質:S25C、厚さ:93mm
・管体 材質:STB35、
寸法:25.4mmφ×2.0mmt×5000mmL
・管体突き出し高さ:2mm
・溶接部の開先幅:3mm
(b)模擬欠陥
加工位置を図4に示す。単位はmm、ここでのWは欠陥の幅、Lは長さ、dは深さ、Fは管体内面からの距離、φは欠陥の径を表す。
(1)0.3W×3L×1.5d(F=3) スリット形模擬欠陥
(2)1.5φ×1.5d(F=3) 円筒形模擬欠陥
(3)1.0φ×1.5d(F=3) 円筒形模擬欠陥
(4)0.5φ×1.5d(F=3) 円筒形模擬欠陥
(5)0.3W×3L×1.5d(F=4.5) スリット形模擬欠陥
(6)1.5φ×1.5d(F=4.5) 円筒形模擬欠陥
(7)1.0φ×1.5d(F=4.5) 円筒形模擬欠陥
(8)0.5φ×1.5d(F=4.5) 円筒形模擬欠陥
(a)放射線装置
γ線装置(192Ir) P1-104H(ポニー工業製) γ線の強さ:242GBq
(b)フィルム
鉛箔増感紙入りパックフィルム フィルムはフジ#50
(c)治具
・入導管:ポリテトラエチレン製
・入導管中心調整リング:ステンレス製
・入導管中心調整リング固定ねじ受け筒:ステンレス製
管体内を入導管が滑らかに移動できる程度にガムテーブを入導管中心調整リングに巻いた。
入導管を引いて放射線源を所定の距離L(放射線源〜管板面間距離)になる位置に配置する。その際に入導管先端と管体管端との距離をメジャーで測定し、距離Lを確認した。管板の反対側の管体管端位置を 入導管にマークを入れ、入導管の位置が動いていないか分かるようにし、管板の反対側の入導管と管体との隙間に詰め物をして入導管を固定した。
次に、鉛板を撮影する管体先端部に挿嵌し、その上に鉛箔増感紙入りパックフィルムを、鉛箔側を外側にして固定した。
照射時間、撮影後に測定したフィルム濃度を表2に示す。
模擬欠陥の検出結果を表3に示す。表中の符号は、◎は検出性優、○は検出性良、△3は辛うじて検出を示す。
距離Lが短い方が、また内径側、外径側に分けて行う方が、検出性が良くなる傾向を示している。
2 放射線容器
3 管体
4 管板
5 溶接部
6 放射線
7 透過度計
8 フィルムカセット
9 遮蔽プラグ
9a 切り欠き
10 プラグ中心軸
18 写真フィルム
20 管体
21 管板
22 管板面
23 鉛板
24 フィルム
25 放射線源
26 入導管
27 入導管中心調整リング
28 入導管中心調整リング固定ねじ受け筒
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