JPH02212753A - 探傷検査法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は原子カプラント等の大型プラント構造物の非破
壊的な探傷検査法に係る。

（従来の技術） 一般に非破壊検査（試験）は機器構造物を構成する素材
の購入時や、部品の製造、使用等の過程において、既に
存在していたまたは新たに発生し得る各種の欠陥を、素
材、部品等に変形や破壊を及ぼすことなく検知する方法
である。

而して、最近の機械システムにおいては各部品要素の構
造が複雑化し、その数も巨大となっており、機器の健全
性を確保し品質保証の程度を確認し把握するために、非
破壊検査の担う役割は重大となっている。

従来の非破壊検査法としては、放射線透過法、超音波探
傷法、磁粉探傷法、浸透探傷法、渦電流探傷法、ＡＥ法
等の核検査法があり、それぞれ種々の分野で利用されて
いる。

上記従来の非破壊検査手法を原子カプラントの構造物の
検査に適用すると、各手法毎に特異の制約が存在する。

例えば、放射線透過法による検査を実施しようとすれば
、放射線の透過可能な厚さによる制約があり、その上内
部の流体の影響があるのでそれを防ぐための遮蔽が必要
となる。

超音波探傷法による検査を実施しようとすれば、探触子
を被験体に接触させなりればならないので、被験体が高
温の場合には何等かの特殊の技術を必要どする。

また、磁粉探傷法は被験体が磁性体の場合にし、か適用
できないし、浸透探傷法は外表面（大気中）にしか適用
できない１、さらに、渦電流探傷法、ＡＥ法は試験結果
の評価が困難であり、実績も少ないので信頼性に問題が
ある。。

このように、従来の各種の非破壊検査手法は原子カプラ
ントの非破壊検査、特にプラント運転中の高温部のモニ
タについては殆ど適用不可能である。

本出願人は」−記の問題を解決するものとして、前３１
３特願昭６２−２１７６９号開示の電位差法に基づく探
傷装置を開発した。この装置によれば。

電気ポテンシャル法（ＥＰＤ法）により亀裂発生および
その進展に伴う実断面積の減少に応した′電気抵抗の変
化を、円筒状被験体の全周に渡−）て測定し、これによ
って得られたデータを境界要素解法のアルゴリズムを用
いて電算機処理することにより、欠陥の三次元情報断面
像（（：Ｔ像）を作成し、よって亀裂の検出を行うよう
にしているものであるから、従来の探傷検査法において
は探傷不可能とされていた検査を実施し得る。

（発明が解決しようとする課題） ところが、従来の探傷検査法は何れも検査対象部に存在
する微小な欠陥の検出を行うものであり、それ等の分解
能には限界がある。すなわち、検査対象部に既に生じた
欠陥の検出のみに有効であり、これから欠陥に発展しよ
うとする部位の発見には何等寄与し２得ないものである
。。

本発明は４−記の事情に基づきなされたもので、鉄系合
金の全ての材料からなる構造物に対して、構造物が高温
であっても分解能に優れた欠陥情報を簡便に得ることが
できる探傷検査法を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の探傷検査法は、被験体に間隔をおいて接触され
る電流供給端子から被験体に一定電圧の電流を印加し、
前記両電流供給端子間に配置され前記被験体表面に先端
を圧接される測定電極間の被験体の電気抵抗を測定し、
この測定値を電流変化率曲線の変曲点（極小値）を検出
する損傷評価アルゴリズムを用いて演算処理して、局所
的な歪の累積を検出し、巨視的な亀裂の発生予想個所を
検知することを特徴とする。

（作用） に記構酸の本発明の探傷検査法においては、測定電極間
の被験体の抵抗値を測定し７、この測定値を電流変化曲
線の変曲点を検出する損傷評価アルゴリズムによって演
算処理し、局所的な歪の累積を検出するようにしている
ので、巨視的な亀裂発生前にその発生個所を予想、検知
することができる。

（実施例） 第１図は一ト記構成の本発明一実施例の模式的断面図、
第２図Ａ、Ｂはその損傷評価アルゴリズ１１を説明する
線図である。第１図において、中空円筒状の被験体１ト
に載置された測定部２は、１対一 の電流供給端子３と、これ等の電流供給端子間に配置さ
れた２箇の測定端子４とを具え、前記電流供給端子３に
は電源５から規定電圧の電流が印加されている。また、
測定端子４は測定用増巾器６の入力端子に接続され、測
定用増巾器６の出力は演算装置７に入力されている。

なお、簡略化のため図示は省略したが前記電流供給端子
３は、　′ｌＡｌ１定部枠構（以下単に枠構と呼ぶ）に
固定支持されており、測定端ｐ４は前記枠構に測定端子
事態の軸方向に可摺動に支持され、下方に向けてのばね
圧を印加されている。

」ユ記構成の検査装置を図示しない前記枠構を、前記電
力供給端子３、測定端子４が被験体１の軸線に垂直にな
るように被験体上に設置する。この状態において、測定
端子４は前記印加されたばね圧によって被験体１表面に
圧着されることとなる。

また、電流供給端子を介して電源５から供給された電流
は、被験体１を流れ、各測定端子４には分圧が現れる。

この分圧は隣接する測定端子間の電気抵抗を示している
。この分圧は測定用増巾器６において増巾され、演算装
置７に入力される。

なお、本発明の探傷検査法の実施に際しては前記探傷検
査装置を被験体１の軸方向、円周方向に間欠的に移動さ
せながら、各停止点において測定を行う。

本発明の探傷検査法は実験によって得られた下記のよう
な知見に基づく。すなわち、亀裂進展試験の実施中に前
記図示説明した検査装置による分圧の測定を施した場合
に、従来の亀裂検出法による検出限界以下の亀裂発生の
初期、つまり巨視的な亀裂の安定成長以前において、分
圧の微小な変化が現れることが分かった。本発明の探傷
検査法においては、上記の微小な分圧変化を生じる微小
電流の変化点、すなわち電流減少領域を測定し、これに
より亀裂発生の可能性を把握するものである。

第２図Ａは従来の探傷検査法における測定の実体を示す
＃１図であり、縦軸に亀裂長さ、横軸に繰り返し荷重回
数を取って示す。この図から、曲線Ｃに示すように亀裂
は成る繰り返し荷重回数のところで発生し、そこから極
めて緩やかに亀裂の成長が進行し、材料の疲労限界Ｆに
至って検出限界り以上の亀裂Ｆ１となり、それ以後急速
に亀裂の成長が見られることが分かる。従来の探傷検査
法によっては、第２＠Ａの検出限界りと曲線Ｃとの間に
囲まれた領域については何等知り得ず、亀裂発生の予測
を行うことは不可能である。

本発明においては、縦軸に測定電極間分圧を示す電位差
を取り、横軸に繰り返し荷重回数を取って示す第２図Ｂ
に示すように、前記分圧と巨視的亀裂の安定成長依然の
亀裂の成長との間にはスポットＳ□〜Ｓｎで示すような
関係が存在することを利用している。前記のスポット８
１〜Ｓｒｌの配列から、亀裂発生の初期においては分圧
の減少が認められる。これは亀裂長さの減少を意味する
ものではなく、測定対象部に塑性歪が累積し、繰り返し
の歪（損傷）の集中が電気抵抗の変化となるために生じ
る現象と考えられる。

演算装置７は前記入力されたデータから、電気抵抗の変
化率曲線の変曲点を求め、前記の理論によって初期値お
よび前回測定値と比較することにより、損傷の発生また
は歪の累積の程度を検知する。

なお、本発明の探傷検査法を実施するに際しては、各測
定端子４と被験体１との接触圧従って接触抵抗が一定し
ないと、隣接する測定端子間の電気抵抗を正確に測定で
きないことがあるので、測定端子の接触圧を検出するセ
ンサを設け、その検出値を圧着機構にフィードバックし
、接触圧を一定化させ正確な測定値を得るようにするこ
とも可能である。

また、前記したように測定部２を被験体１の軸方向１円
周方向に被験体の全体にわたって移動させ、間欠的に測
定すれば損傷（累積歪）の分布およびそれ等の大きさを
被験体全体について把握することができる。

なお１本発明の探傷検査法は例示の円筒状被験体のみで
なく、他の任意の形状の被験体にも適用し得ることは勿
論である。

［発明の効果］ 上記構成の本発明の探傷検査法においては、測定部を被
験体の全体にわたって損傷（累積歪）の分布およびそれ
等の大きさを被験体全体について把握することができる
。従って、放射線透過法、超音波探傷法、磁粉探傷法、
渦電流探傷法、Ａ、Ｅ法等が持っている手法上の固有の
制約から全く自由であり、高温、高放射線下にある原子
カプラント等の構造物の非破壊検査に十分な信頼性で使
用することができる。

また、被験体が円筒上である場合に測定部が被験体の円
周上を１°移動するに必要な時間は１０秒程度であり、
１回の測定に要する時間は１〜２秒程程度あるから、全
周３６０°を１°間隔で測定しても約１時間あれば全周
の測定値を得ることができ、探傷検査を極めて簡便且つ
迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の模式的断面図、第２図Ａ、第
２図Ｂは本発明の探傷検査法の原理を説明するための線
図であり、第２図Ａは繰り返し荷東回数に対する亀裂長
さの関係を、 第２図＋３は繰 り返し荷重回数に対する電位差出力の関係を示ず６１　
・・ ・・被験体 ・・・・測定部 電流供給 端子 ・・測定端子 ５・ 電源 ｇ＋１１定 増［１］器 ・・・・演算装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被験体に間隔をおいて接触される電流供給端子から被験
   体に一定電圧の電流を印加し、前記両電流供給端子間に
   配置され前記被験体表面に先端を圧接される測定電極間
   の被験体の電気抵抗を測定し、この測定値を電流変化率
   曲線の変曲点（極小値）を検出する損傷評価アルゴリズ
   ムを用いて演算処理して、局所的な歪の累積を検出し、
   巨視的な亀裂の発生予想個所を検知することを特徴とす
   る探傷検査法。