JPH012867A - 蒸気発生管の内面に粒子により行うハンマー加工の有効性を制御する装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は管仮に据えつけられた蒸気発生管の内面を粒子
によってハンマー加工する有効性を制御する装置並びに
制御方法に関する。

特に蒸気発生管の応力腐蝕を受は易い部分においてその
蒸気発生管の内壁に圧縮を生じさせるため高速度で運動
しているガスの中に懸吊した粒子を使用して該蒸気発生
管の内面にハンマー加工すなわち反復叩き加工、を行う
ことが知られている。

この種類の方法並びにこの方法を実施する装置はフラマ
トム（Ｆｒａｍａｔｏｍｅ）社より出願されたフランス
特許第２，５７２．９６５号及び第２．５８４，３２０
号に記載されている。

圧縮を生じさせるこの方法を特に内径が０．０２０ｍに
近い加圧水型原子炉の蒸気発生管に適用することができ
る。蒸気発生管の内面の過敏な領域に圧縮を生じさせる
作業の高い有効性を確保するために、ハンマー加工を行
うのに使用する粒子の大きさと、これら粒子の流動比率
と、搬送ガスの速度とを正確な値に設定しなければなら
ない。

この作業は、管板の入口面と同一平面上に在る処理すべ
き各管の端部の周囲に連続して接触するようにした支持
面を一端に有する管状外側ハウジングを含む装置を使用
して遠隔制御によって蒸気発生器のウォータボックス内
部で行われる。搬送ガスの中に懸吊している粒子を射出
するノズルを有するハンマー加工工具が可撓管の端部に
固定され且つ前記外側ハウジングに対し軸線方向に移動
可能に取付けられている。管にハンマー加工を行うため
前記外側ハウジングの端面を、処理すべき管の周囲の管
板の入口面に接触させる。ハンマー加工工具を管の中に
導入し且つこの管の中で処理すべき領域に亘って移動さ
せる。

つぎに射出ノズルを処理すべき領域において低速度で移
動させながら、搬送ガスにより粒子を射出して加工を行
う。

加圧木型原子炉の蒸気発生器は数百本の管を含んでいる
ので前記ハンマー加工作業を非常に多くの管に連続的に
行わなければならない。更に、これらの管は放射能を持
つので圧縮を生じさせる作業中またはその作業後に接近
できない。したがって、圧縮を生じさせる作業の有効性
は簡単な装置や直接の方法を使用して確認することがで
きない。

例えばマイクロビードブラスティングやショットブラス
ティングのような粒子ハンマー加工法の有効性を測定す
る従来の方法が存在しており、この方法はアルメン（Ａ
ｌｍｅｎ）を言う名前で知られている標準試料に粒子ハ
ンマー加工を加える方法である。１９７９年１２月のフ
ランス規格ＭＦ　ＬＯ６，８３２はテスト方法およびハ
ンマー加工の有効性を決めるパラメータを正確に定義し
ている。

さらに詳しくは、このハンマー加工の被覆を測定して、
ハンマー加工すべき面積またはシヨ・ノドプラストすべ
き面積に対する痕跡面の比率として定義している。

また、管の内面のマイクロビードブラスティング法すな
わち微細など一ドでこの部分をハンマー加工する方法の
有効性を測定する従来の方法がある。これは処理すべき
管と同じ直径且つ同し厚さの管に加工を行う方法である
。テスト管に加工を行ってのち、この管の表面に母線に
沿ってスリットを作り、つぎにスリットを切断してのち
管の直径を測定する。スリットを切断したあと管の直径
の相対的変化を測定する。この値が内側に行ったハンマ
ー加工の有効性を示す。この方法は時間がかかる欠点と
、ハンマー加工の有効性の値を出すために多くの処理作
業を要するという欠点とがある。

加圧型原子炉の蒸気発生器を加工する場合に、上述の従
来技術による制御法は、一定数量の管を処理したあとで
且つ蒸気発生器のウォータボックスの外で、一定時間ご
とに行うことができるにすぎない。

アルメン試料で制御を行う場合、蒸気発生器の管をハン
マー加工することにより圧縮を生じさせる作業時に例え
ば３００本の管からなる群にハンマー加工を行ってのち
一定時間ごとに１個の試料で制御を実施する。これを行
うには工具を蒸気発生器のウォータボックスから引張り
出さねばならず、このため管の加工作業を停止せねばな
らない。

蒸気発生器の近傍の環境条件により、特に使用する部品
に成る程度の放射能があるため、現場で働く人を防護す
るための何等らかの手段をとらねばならない。

また、制御によって加工の欠点が判明すると、最終制御
以後ハンマー加工を実施したすべての管群を再加工しな
ければならない。実際問題としてどの管からハンマー加
工が不合格になったか決めることは不可能である。

蒸気発生器あ内面に行うハンマー加工の有効性を制御す
ることができ且つ管をハンマー加工したすぐあとで結果
の情報を提供し且つノ＼ンマー加工を中断せずに行うこ
とができる装置は従来存在しなかった。

したがって本発明の目的は管仮に据えつけられた蒸気発
生管の内面に粒子により行うノ１ンマー加工の有効性を
制御する装置を提供することであり、前記ハンマー加工
は前記管の扁平端部の周りにおいて管板の入口面に接触
する端面を有する管状の外側ハウジングと、前記外側ハ
ウジングの中に軸線方向に移動可能に取付けられた工具
とを含む装置によって行われ、前記装置は可撓管の端部
に取付けられ且つガスにより高速度で搬送される粒子を
射出するためのノズルを備え、前記装置はハンマー加工
の有効性の制御を直ちに直線的に行うことができ、工具
の分解も不必要であり、且つハンマー加工の中断も不必
要である。

この目的のため、本発明の制御装置は、外側ハウジング
の壁に接触して配置した少くとも１個の圧電センサーを
管仮に接触する外側ハウジングの端部近くに備え、且つ
前記センサーに生ずる電気信号を測定するための装置を
備え、ている。

本発明はまた本発明の装置を使用して、ハンマー加工作
業を停止させる必要がなく時間の無駄が無い制御方法を
提供する。

本発明を正しく理解するため、本発明による装置の実施
例および、該装置を加圧水型原子炉の蒸気発生管の内部
のハンマー加工の有効性を制御することに使用する方法
について添付図面を参照して説明する。

（実施例） 第１図は管板２の中に固定されている蒸気発生器の管３
と垂直方向に並んで前記蒸発器の木箱すなわちウォータ
ボックスの内部の所定位置に設けられたハンマー加工工
具１の端部を示している。

前記ハンマー加工工具１は管３の直径より大きい内径を
持った支持リングからなる端部６を含む管状の外側ハウ
ジング５を有する。

管３の中でハンマー加工を行うため、前記工具ｌは遠隔
制御の操作装置によって管板２の入口面２ａの下に配置
され、その結果、リング６は入口面２ａと同一平面上に
ある管３の端部の周囲で入口面２ａと当接するようにな
る。

前記ハンマー加工工具１ば外側ハウジング５の軸線方向
内側に取付けられ且つ可撓管１１の端部に取付けられた
粒子射出ノズル１２からなる可動部分ｌＯを有する。可
撓管１１は第１図に示している端部からへだたった前記
工具の端部で、前記可撓管１１が前記粒子を懸吊状態に
搬送しているガスを射出するための装置に連結されてい
る。

外側ハウジング５は、該ハウジングの内面と可撓管１１
との間に構成された環状空間に圧力低下を生じさせるこ
とができる吸引装置に連結されている。

ノズル１２は本体部１３を含み、本体部１３は、輪郭部
分１３ａを形成し、且つ垂直方向上方への運動（ノズル
の位置１２′を鎖線で示している）によって前記工具の
可動部分１０を管３の中に挿入することができる輪郭形
状をした端部品１４を支持している。また、ノズル１２
は管３の内部を僅かな摩擦で案内できる長さを有し半径
方向を向いた可撓性ファイバーで作ったブラシからなる
案内装置１５を備えている。

前記ノズルの輪郭部分１３ａによりガス流の中に懸吊さ
れた粒子は管１１を出ていくときに外側ハウジング５の
内部と管３の内側部分に対し半径方向に向かうことがで
きる。

第１図及び第２図かられかるように、ハンマー加工装置
を作動しているとき管、板の入口面２ａに接触するハウ
ジング５の端部区画６の付近において、３個の圧電セン
サー２０が外側ハウジング５の内壁に配置されている。

第２図かられかるように、３個の圧電センサー２０ａ、
２０ｂ、２０ｃが外側ハウジング５の周囲に互に１２０
度の角度で配置されている。これらの圧電センサーはハ
ウジング５の壁の中に挿入されてこの壁と前記センサー
との間に良好な接触が確保されるようになっている。

第３図からかられかるように、前記圧電センサーはそれ
ぞれ、圧電センサーが外部の機械的応力をうけるときに
発生し易い電気信号を処理するシステムに接続されてい
る。前記処理システムはそれぞれフィルター２２と増幅
器２１と集積モジュール２６と測定装置２３とを備えて
いる。増幅器２１とフィルター２２と集積モジュール２
６とは直列に接続され、モジュール２６のアウトプット
は、センサー２０　ａ、　２０　ｂ、　２０　ｃのそれ
ぞれと協働する３個の処理システムに共通の信号集計装
置２４に接続されている。電圧測定装置である測定装置
２３がモジュール２６のアウトプットに分岐して配置さ
れている。

フィルター２２はカットオフ周波数１００ＫＩｌｚのバ
イパス（ｈｉｇｈ　ｐａｓｓ）型である。

また電圧測定装置２５が電気信号集計装置２４のアウト
プットに配置されている。

圧電センサー２０は広いパスバンド１００ＫＨｚ乃至２
　ＭＨｚを持っている。

管３にハンマー加工を行って圧縮を生じさせる作業は、
管３の中に可動部分すなわち可動ユニット１０を挿入し
、ガス中の粒子ジェットを非常に高速度で可撓管１１の
中で移動させ、且つ輪郭部分すなわちチューリップ形ヘ
ッド１３ａによって半径方向に管３の壁に向けることに
よって行われる。この作業の終わりに可動ユニット１０
はハンマー加工工具の外側ハウジングの内側を粒子懸吊
ガスの循環を妨げずに元の位置に下降させる。チューリ
ップヘッド１３ａが圧電センサー２０の高さに達すると
、外側ハウジング５の内壁に衝突した粒子が超音波を発
生し、これがセンサー２０に伝えられる。この超音波は
センサー２０によって電気信号に変換される。つぎにこ
の電気信号は各センサーによってそれぞれの処理システ
ムに伝えられる。

蒸気発生管をハンマー加工処理する状態において、粒子
群の流速は３００〜７００　ｇ／分、粒子の寸法は１０
０マイクロメータに近く、外側ハウジング５の壁に粒子
が衝突して生ずる超音波の周波数はＩ　ＭＨｚ程度にな
る。センサーが出す電気信号はフィルター２２により処
理され、つぎに利得設定値が２０乃至４０ｄＢに変る可
変利得増幅器２１によって増幅される。かくして、電気
信号が発生され、その最高電圧は３．５ｖ程度になる。

この電気信号は増幅器２１のアウトプットで集積モジュ
ール２６により変換される。

第４図は増幅器２１のアウトプットにおける電気信号３
０と、集積モジュール２６のアウトプットにおける電気
信号３１の図である。該モジュールのアウトプットにお
ける信号３１は電気信号３０の実効値の変化率を示す包
絡信号を作る。

前記モジュール２６のアウトプットにおける信号３１は
信号集計装置２４で集計され、その合成信号がアナログ
型またはデジタル型の電圧計２５に伝えられる。

電圧計２５による電圧測定値が粒子のハンマー加工の有
効性を示すものと考えられる。実際問題としてセンサー
２０の高さにおいてハウジング５の内面に衝突する粒子
の流れは管３０のハンマー加工を行った粒子の流れ、そ
の強さ、均−性及び衝撃エネルギーに関する限りにおい
て同一である。

これら粒子の流動特性はハウジング５とセンサー２０に
伝えられる超音波のスペクトル特性に正比例し、これら
の超音波はそれ自体圧電センサーによって電気信号に変
換される。

ハンマー加工装置を作動させる前にサンプリングを行う
。これはアルメン試料に行うテストと本発明の装置を使
用して行う測定作業とを各種ハンマー加工強度について
平行して行うことである。

第５図は直径１９．２　ｍｍの管について得られた較正
曲線（カーブＡ）と、直径２２．４　ｍｍの管について
得られた較正曲線（カーブＢ）を示している。

これらのカーブは横座標に示している本発明の装置で測
定した電圧の函数として、アルメンポイントにおけるハ
ンマー加工の有効性を縦座標に示している。

カーブＡ、Ｂはセンサー２０の高さにおいて外側ケーシ
ング５内のノズル１．２の移動速度毎秒８、８　ｍで得
られたものである。これらのテストは本発明の装置によ
って圧力を１乃至３バールに変化させて行った。

較正作業は蒸気発生管に何等のハンマー加工も加えずに
行わねばならない。その理由は較正曲線がプラントの特
性によって変化するためである。

各ハンマー加工を行う前に作る較正曲線によって色々の
作業条件例えば粒子の射出圧力やこの粒子を復帰させる
回路の減圧を調整することができる。これらの値はこの
粒子の貯蔵ホッパーと射出ノズルの間の粒子の移動通路
の形状や長さによって変る。このようにして各ハンマー
加工を行う前に圧力や較正の微細調整が行われる。

作業中管にそれぞれハンマー加工を行ってのち、工具を
外側ハウジングの中で圧電センサーのレベルまで下降さ
せ且つセンサーから発する信号の全電圧を測定する。こ
の値は較正曲線を使用してアルメンポイント（Ａ１ｗ＋
ｅｎ　ｐｏｉｎｔ）に変換されるか、または管のハンマ
ー加工の有効性が充分であるがどうかを決めるために直
接使用される。　　゛有効性が充分であると考えれば、
工具を別の管の方に移動させてノズルをこの管の中に挿
入することによって作業が続けられる。

若し有効性が不充分であると考えれば、プラントの作業
パラメータの設定値を検討してのち管のハンマー加工作
業を新たに始める。

若し作業条件が不合格な作業をもたらすのであれば、そ
の不合格の原因を見出して修正するためにプラントに介
入する必要がある。

あらゆる場合に作業の有効性は管のハンマー加工のすぐ
あとに制御され且つその作業の欠陥が直ちに修復される
。

更に、３個の電圧計２３ａ、２３ｂ、２３ｃにより得ら
れる測定値を比較することにより、ハンマー加工がハウ
ジングまたは管の周囲全体に均等にノズルによって行わ
れたか否かをチエツクすることができる。事実、粒子の
流れがハウジングまたは管の全周に亘り完全に均一な場
合に、センサー２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより供給され
る信号は同一である。３個の電圧計２３ａ、２３ｂ、２
３ｃにより得られる測定値の間に大きな差が検知される
と、粒子の流れの不均一を修正するため工具をチエツク
する。

このチエツクも直ちに行われ、かくして完全にコントロ
ールして各管の作業を行うことができる。

本発明は説明した実施例に限定されないことは明らかで
ある。

ハンマー加工の有効性を示す値を作り出すために、アナ
ログ型またはデジタル型の電圧計の代りに、圧電センサ
ー２０の受ける応力を示す電気的パラメータを測定また
は記録または表示するための装置を使用しても良い。

前記センサーの処理システムによって得られる電気信号
を連続的に記録する場合に、蒸気発生器の全作業工程を
再構築することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の圧電センサーを備えたハン
マー装置の垂直対称面における断面図、第２図は第１図
の線２−２における断面図、第３図は本発明の全制御装
置のブロック線図、第４図は制御装置のセンサーにより
得られる電気信号の波形を示す図、第５図は本発明の制
御装置を使用して実施した測定値間に相関関係を与える
較正曲線である。 １・−ハンマー工具 ２・−管板 ２ａ−人口面 ３−蒸気発生管 ５・−・外側ハウジング ６−・一端部 ｌＯ・−可動部分 １１−−・可視管 １２・−粒子射出ノズル １３・−本体部 １３ａ・・−輪郭部分 １４一端部品 １５−案内装置 ２０・−圧電センサー ２０ａ、２０ｂ、２０ｃｍ−圧電センサー２１・−増幅
器 ２２−　フィルター ２３・・・測定装置 ２３ａ、２３ｂ、２３　Ｃ−電圧計 ２４・−・信号集計装置 ２５−・−電圧測定装置 ２６−・集積モジュール ３０・−電気信号 ３１・・・電気信号 図面の浄書（内容に変更なし） １、事件の表示　　昭和６３年特許願第５９２１８号３
．補正をする者 事件との関係　　出願人 名　　称　　　　　　フ　　ラ　　マ　　ト　　−　　
ム４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）管板（２）に据えつけられた蒸気発生管（３）の
   端部周囲に在る前記管板（２）の入口面（２ａ）に近づ
   き接触する端面（６）を有する管状の外側ハウジング（
   ５）と、可撓管（１１）の端部に取付けられ高速ガスに
   乗って移動する粒子を射出するノズル（１２）を有し前
   記外側ハウジング（５）の中を軸線方向に移動可能に取
   付けられた工具と、を含む装置により前記管（３）の内
   面に粒子により行うハンマー加工の有効性を制御する装
   置において； 前記管板（２）に接触する前記外側ハウジング（５）の
   端面（６）に近接し且つ前記外側ハウジングの壁に接触
   して配置した少くとも１個の圧電センサー（２０）と、
   前記センサー（２０）に発生した電気信号を測定するた
   めの装置 （２３、２５）とを包含することを特徴とする制御装置
   。 （２）前記外側ハウジング（５）の周辺に配置された少
   くとも２個のセンサー（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を包
   含する請求項１記載の制御装置。 （３）前記外側ハウジング（５）の周辺に互に１２０度
   へだてて配置された３個の圧電センサー （２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を包含する請求項２記載の
   制御装置。 （４）前記センサー（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）のそれ
   ぞれが電気信号の処理システムに接続され、前記処理シ
   ステムそれ自体が信号集計装置 （２４）に接続され、前記信号集計装置のアウトプット
   に電圧測定装置（２５）が配置されている請求項２記載
   の制御装置。 （５）１個の圧電センサーと協働する電気信号処理シス
   テムのそれぞれがフィルター（２２）と増幅器（２１）
   と集積モジュール（２６）とを包含する請求項４記載の
   制御装置。 （６）電圧測定装置（２３）が信号集計装置（２４）の
   前で前記電気信号処理システム（２２、２６）のそれぞ
   れのアウトプットに分岐して配置されている請求項４記
   載の制御装置。 （７）管板（２）に据えつけられた蒸気発生管（３）の
   端部周囲に在る前記管板の入口面（２ａ）に近づき接触
   する端面（６）を有する管状の外側ハウジング（５）と
   、可撓管（１１）の端部に取付けられ高速ガスに乗って
   移動する粒子を射出するノズル（２）を有し前記外側ハ
   ウジング（５）の中を軸線方向に移動可能に取付けられ
   た工具と、を含む装置により前記管（３）の内面に粒子
   により行うハンマー加工の有効性を制御する装置におい
   て； 管（３）の中でハンマー作用を行った後粒子射出用ノズ
   ル（１２）を前記外側ハウジング（５）の内側の位置に
   移動し、 前記管（３）にハンマー作用を加えた粒子ジェットと同
   一速度でガスに懸吊した粒子のジェットを外側ハウジン
   グ（５）の内面に投射し、管（３）でのハンマー加工の
   効果を制御するため粒子の衝突により生じた電気信号を
   測定し且つ該電気信号の測定値を使用する、 ことを特徴とする制御方法。 （８）外側ハウジング（５）の周りの種々の位置で粒子
   が発生した超音波を検知し且つ電気信号に変換し、 入手した種々の電気信号の振幅を比較し、 前記種々の信号の振幅に顕著な差が存在するか否かを決
   める、 ことを特徴とする請求項７記載の制御装置。