JPH05340858A

JPH05340858A - 腐食環境センサー及び腐食環境制御装置

Info

Publication number: JPH05340858A
Application number: JP4150892A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hayashi; 眞琴林; Satoshi Sugano; 智菅野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-06-10
Filing date: 1992-06-10
Publication date: 1993-12-24
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JP3230840B2; US5378429A; US5556596A

Abstract

(57)【要約】【目的】亀裂が進展しても応力拡大係数をほぼ一定に
保つことができること。【構成】亀裂進展部の亀裂長さａが亀裂進展開始端Ａ
から途中位置である最小幅Ｗ２側まで進展すると、亀裂
進展部において亀裂進展開始端Ａから途中位置までは亀
裂進展部の断面積が漸減しているので、応力拡大係数Δ
Ｋが次第に増加し、しかも亀裂進展部において今度は断
面積が漸増するので、応力拡大係数ΔＫがよりいっそう
増加し過ぎるのを防ぐことができる。このため、亀裂進
展部における亀裂長さが進展した場合、応力拡大係数Δ
Ｋに若干の変動が生じるものの、応力拡大係数ΔＫを亀
裂長さに関係なく一定にさせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、腐食割れ等の亀裂進展
速度を測定する腐食環境センサーと、該腐食環境センサ
ーを用いることによって腐食環境状態を判定する腐食環
境測定装置に係り、特に変位一定の荷重を腐食環境セン
サーに負荷させ、該腐食環境センサーの亀裂の進展状態
を直流ポテンシャル法により測定して亀裂長さの時間変
化から亀裂進展速度を自動的に計算し、亀裂進展速度か
ら腐食環境の内容を判定するのに好適なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】腐食環境中での亀裂進展速度を計測する
ため、ダブルカンチレバー形試験片に一定変位を負荷し
て直流ポテンシャル法により前記試験片の亀裂進展長さ
を測定することが原子力発電所で試験的に開発されてい
る。このようなダブルカンチレバー（以下、ＤＣＢセン
サー）は、図３７乃至図３９に示す如き形状をなしてい
る。即ち、それらの図に示すＤＣＢセンサー１は、互い
に対向する長尺形状のビーム１ａ，１ｂ間に亀裂進展部
１ｃが形成されている。該亀裂進展部１ｃはビーム１
ａ，１ｂ間において途中位置から右側の末端までの長さ
に亘り配置され、適宜の幅をもって真直に延びると共
に、末端側においては夫々のビーム１ａ，１ｂと同じ幅
となるように拡開され、しかも先端部には放電加工によ
り若干の長さで予亀裂５０が形成されている。また、夫
々のビーム１ａ，１ｂの他端側には、これに一定変位を
負荷するウェッジ（図示せず）を挿入するため、ウェッ
ジ挿入部１ｄが形成されている。該ウェッジ挿入部１ｄ
は、ビーム１ａ，１ｂの他端部の互いに対向する位置に
内方に突設されている。このＤＣＢセンサー１は、原子
力発電所において沸騰水型原子炉の圧力容器内の循環水
が通る位置に設置され、ビーム１ａ，１ｂのウェッジ挿
入部１ｄ間にウェッジを挿入して一定の変位が付与され
ることにより、亀裂進展部の亀裂の変化を判定する。
尚、従来技術に関連するものとして、特開昭６２−１７
７４４０号公報，特開平２−２５９５５５号公報等があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記に示す
従来技術のＤＣＢセンサーは、亀裂の応力拡大係数の分
布が一定と称しているものの、７インチと云う長い試験
片であり、亀裂が１インチ伸びると応力拡大係数が初期
の６０％まで低下するので、ほぼ一定の応力拡大係数の
分布のもとで亀裂進展速度を正確に測定することができ
ない問題がある。本発明の目的は、上記事情に鑑み、亀
裂が進展しても応力拡大係数をほぼ一定に保つことがで
き、亀裂進展速度を正確に測定することが可能な腐食環
境センサーを提供することにあり、他の目的は、上記腐
食環境センサーを使用して腐食環境を自動的にかつ高精
度に算出することができる腐食環境制御装置を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の腐食環境センサ
ーにおいては、亀裂進展部の幅を、亀裂進展開始端から
亀裂進展終了端の途中位置まで至るに従い第一の曲率半
径をもって次第に狭め、かつ途中位置から亀裂進展終了
端に至るに従い前記第一の曲率半径より小さい第二の曲
率半径をもって次第に拡開する形状に形成している。ま
た本発明の腐食環境制御装置においては、上記腐食環境
センサーと、該腐食環境センサーに対し直流電流を、極
性を切換えて給電する給電系と、腐食環境センサーにお
ける複数の所定位置間相互の電位差を測定する測定計
と、直流ポテンシャル法により水質を判定する制御部と
からなり、かつ該制御部は、測定計によって測定された
電位差に応じ電位差比を求めると共に、その電位差比に
基づき、該電位差比と亀裂長さ長さと亀裂進展速度と腐
食電位との関係から亀裂進展速度及び腐食電位を求め、
求めた腐食電位と亀裂進展速度とに基づいて水質の良否
を判定する。

【０００５】

【作用】本発明では、亀裂進展部の亀裂長さが亀裂進展
開始端から途中位置である最小幅側まで進展すると、亀
裂進展部の幅が上述の如く、亀裂進展開始端から亀裂進
展終了端の途中位置に至るまで次第に狭めた形状をな
し、亀裂進展部において亀裂進展開始端から途中位置ま
では亀裂進展部の断面積が漸減しているので、応力拡大
係数が次第に増加し、しかも亀裂進展部の幅が上述如
く、途中位置から亀裂進展終了端側に至るに従い拡開さ
れた形状をなし、亀裂進展部において今度は断面積が漸
増するので、応力拡大係数がよりいっそう増加し過ぎる
のを防ぐことができる。このため、亀裂進展部における
亀裂長さが進展した場合、応力拡大係数に若干の変動が
生じるものの、応力拡大係数を亀裂長さに関係なく一定
にさせることができる。即ち、亀裂長さの進展に拘るこ
となく応力拡大係数をほぼ一定に保つことができる。ま
た本発明装置では、上述の如く腐食環境センサーが亀裂
長さの進展に拘ることなく応力拡大係数をほぼ一定に保
つことができ、しかも制御部が、測定計によって測定さ
れた電位差に応じ電位差比を求めると共に、その電位差
比に基づき、該電位差比と亀裂長さ長さと亀裂進展速度
と腐食電位との関係から亀裂進展速度及び腐食電位を求
め、求めた腐食電位と亀裂進展速度とに基づいて水質の
良否を判定するので、亀裂進展速度応力拡大係数との両
方から腐食環境を精度良く判定することができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図３６によ
り説明する。図１乃至図８は本発明による腐食環境セン
サーの第一の実施例を示している。この腐食環境センサ
ーは、いわゆるダブルカンチレバー型のものであって、
図１，図２に示すように、互いに対向するビーム１ａ，
１ｂ間に、該ビームの途中位置から末端に亘る亀裂進展
部１ｃがビームの長さ方向に沿って形成されると共に、
亀裂進展部１ｃの先端部に亀裂進展部における亀裂を促
進させるため放電加工によって予亀裂５０が形成されて
いる。また腐食環境センサーの各ビーム１ａ，１ｂの先
端部には互いに対向する位置にウェッジ挿入部１ｄが突
設されている。そして、ウェッジ挿入部１ｄに図示しな
いウェッジを挿入して双方のビーム１ａ，１ｂ間に一定
の変位を付与し、この状態のままで腐食環境中に設置
し、そのとき亀裂進展部に生じる亀裂進展速度を直流ポ
テンシャル法によって測定すると、腐食環境が悪い場合
には亀裂進展速度が速く、逆に腐食環境が良い場合には
亀裂進展速度が遅い。このような亀裂進展速度は、応力
拡大係数と腐食環境の程度によって決まり、同じ応力拡
大係数である場合には、腐食環境中の例えば溶存酸素濃
度が高ければ進展速度が速く、反対に溶存酸素濃度が低
ければ遅い。或いは図４に示すように、水環境が悪くて
腐食電位が高い場合には進展速度が速く、腐食電位が低
い場合には遅い。一方、応力拡大係数が高いほど進展速
度は速い。従って、ウェッジにより適当な応力拡大係数
に設定されたＤＣＢセンサー１を腐食環境中において、
亀裂長さを測定し、進展速度を求めれば、その速度から
腐食環境の程度を知ることができる。従って、ダブルカ
ンチレバーを上記のようにして利用することにより、腐
食センサーとして用いることができる。このようなダブ
ルカンチレバーを以下では、ＤＣＢセンサーとして呼
ぶ。しかしながら、従来のＤＣＢセンサー１では亀裂進
展に伴って応力拡大係数が減少するため、進展速度と応
力拡大係数の両方から腐食環境を評価する必要がある。

【０００７】ところが、図９に示すように、ＤＣＢセン
サー１のスリット部分の長さを十分に長くとれば、亀裂
が多少進展しても、亀裂進展部における亀裂先端の応力
拡大係数がそれほど変化しないが、スリット部分の長さ
が十分でない場合、亀裂の進展に伴って応力拡大係数が
急激に減少する。その場合、亀裂長さの進展に伴って応
力拡大係数が減少すると、亀裂は進展しなくなり、腐食
センサーとしての機能を果たさなくなる。或いは、亀裂
が伸びても該亀裂が進展するようにウェッジを厚くし、
初期応力拡大係数を大きくとれば、亀裂は急速に進展し
て、センサーとしての寿命が短くなる。また、センサー
は小型でないと、沸騰水型原子炉内に設置されている中
性子計装管（ＬＰＲＭ）などの計測管の内部に設置でき
ない。そこで、実施例においては、ＤＣＢセンサー１の
亀裂進展部が二次曲線的なテーパ形状に形成されてい
る。即ち、図２に示すように、ＤＣＢセンサー１におけ
る亀裂進展部の両側面は、亀裂進展終了端Ｂから亀裂進
展開始端Ａ側に向かって距離Ｌを隔てた位置を中心線Ｏ
とし、亀裂進展開始点Ａからその平行線Ｏと交差する位
置まで次第に幅を狭めるように第一の曲率Ｒ１で円弧を
形成し、かつ該円弧の先端と接するよう前記中心線Ｏと
し、平行線Ｏと交差する位置から亀裂進展終了端Ｂまで
前記第一の曲率Ｒ１より小さい半径の第二の曲率Ｒ２で
円弧を形成している。従って、亀裂進展部の幅が、亀裂
進展開始端Ａから亀裂進展終了端Ｂまでの途中位置（平
行線Ｏ上）に至るに従い第一の曲率半径Ｒ１をもって次
第に狭め、しかもその途中位置から亀裂進展終了端Ｂに
至るに従い第二の曲率半径Ｒ２をもって次第に拡開する
ように形成されている。具体的に数値を述べると、図２
において、ＤＣＢセンサー１の幅Ｗｏ＝１５ｍｍ，長さ
ａｆ＝１００ｍｍに対し距離Ｌ＝１５〜２０ｍｍのと
き、亀裂進展部の最小断面幅Ｗ２＝２ｍｍ程度となるよ
うにする。このとき、第一の曲率Ｒ１＝１１０〜１６０
ｍｍ，第二の曲率Ｒ２＝６０〜７５ｍｍに組み合わせる
ことによって亀裂進展部の幅を上記の如きテーパ形状と
する。

【０００８】このような形状のＤＣＢセンサー１は、応
力腐食割れを良好にさせるものでなければならず、その
ため、材料としては、予め実験室における応力腐食割れ
試験により降伏応力が高く、かつ応力腐食割れ感受性の
高いものを撰び出し、それと同じ素材から加工して形成
することが望ましい。このようにして形成されるＤＣＢ
センサー１の材料としては、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼
で、Ｃの含有量が０．０５％以上のものである。その
際、材料の素材からの採取する場合、その採取方法によ
っては応力腐食割れの進展に悪影響を及ぼすことがあ
る。そこで、図３に示すように、Ｃが０．０５％以上の
含有量をもつステンレス鋼を圧延形成し、その圧延され
た板材１００において、圧延方向Ｚと亀裂進展部１ｃの
亀裂進展方向とが同じ方向で、かつその圧延方向Ｚに対
し亀裂が進展する方向が垂直方向となるようにＤＣＢセ
ンサー１を加工している。従って、ＤＣＢセンサー１を
ステンレスの圧延鋼板から加工形成するには、ビーム１
ａ・１ｂの長さと亀裂進展部の長さとが圧延鋼板の圧延
方向に沿うように加工形成し、しかも圧延方向Ｚと同一
平面上において該圧延方向Ｚと直交する方向にビーム１
ａ，１ｂの変位付与方向Ｙが作用するようにする。

【０００９】実施例のＤＣＢセンサー１の作用について
述べる前に、まず、亀裂進展部が一定の幅に形成された
従来技術のＤＣＢセンサーについて、図５を参照して述
べる。図５は一定変位振幅の疲労試験を行って求めた応
力拡大係数の亀裂長さに伴う変化を表している。同図に
おいて、応力拡大係数ΔＫは、亀裂長さａが５０ｍｍの
とき約１８ＭＰａ√ｍであるが、亀裂長さが長くなるに
従い急速に減少し、亀裂長さａが７５ｍｍのときには約
６ＭＰａ√ｍまで下がり、初期亀裂のときの４０％以下
まで低下することとなる。次に、実施例のＤＣＢセンサ
ー１について図６及び図７を参照して述べる。図６及び
図７は図５と同様、一定変位振幅の疲労試験を行って求
めた応力拡大係数の亀裂長さに伴う変化を表している。
実施例のＤＣＢセンサー１においては、亀裂進展部の亀
裂長さａが亀裂進展開始端Ａから途中位置である最小幅
Ｗ２側まで進展すると、亀裂進展部の幅が上述の如く、
亀裂進展開始端Ａから亀裂進展終了端Ｂの途中位置に至
るまで次第に狭めた形状をなし、亀裂進展部において亀
裂進展開始端Ａから途中位置までは亀裂進展部の断面積
が漸減しているので、図６及び図７に示すように、応力
拡大係数ΔＫが次第に増加し、しかも亀裂進展部の幅が
上述如く、途中位置から亀裂進展終了端Ｂ側に至るに従
い拡開された形状をなし、亀裂進展部において今度は断
面積が漸増するので、応力拡大係数ΔＫがよりいっそう
増加し過ぎるのを防ぐことができる。このため、亀裂進
展部における亀裂長さが進展した場合、応力拡大係数Δ
Ｋに若干の変動が生じるものの、応力拡大係数ΔＫを亀
裂長さに関係なく一定にさせることができる。即ち、亀
裂長さの進展に拘ることなく応力拡大係数ΔＫをほぼ一
定に保つことができる。図６及び図７によれば、応力拡
大係数ΔＫが何れも亀裂長さΔａ＝２５〜３０ｍｍの範
囲で１０％以内の変動幅に収まっており、ほぼ一定とみ
なすことができる。また応力拡大係数ΔＫの絶対値をみ
ると、図６に比べ、図７の場合の方がやや大きいが、こ
れは亀裂進展部の最小断面幅Ｗ２が多少小さく、逆に曲
率Ｒ１，Ｒ２が多少大きいためである。なお図６及び図
７はＤＣＢセンサー１の幅Ｗｏ＝１５ｍｍ，長さａｆ＝
１００ｍｍに対し距離Ｌ＝１５〜２０ｍｍで、最小断面
積Ｗ２＝２ｍｍ程度であり、かつ第一の曲率Ｒ１＝１１
０〜１６０ｍｍ，第二の曲率Ｒ２＝６０〜７５ｍｍの範
囲内のものを所望寸法に組み合わせることによって得ら
れたデータである。

【００１０】また、上記の如きＤＣＢセンサー１は、ウ
ェッジの厚さを薄くすることにより、ビーム部１ａ，１
ｂにかかる曲げモーメントを低減することができる。即
ち、図８はＤＣＢセンサー１の各寸法のうち、最小断面
積Ｗ２＝１ｍｍ程度とし、第一の曲率≒１８０〜２２０
ｍｍ，第二の曲率＝９０〜１００ｍｍとし、それ以外は
前述した寸法としたときの応力拡大係数と亀裂長さとの
関係図である。同図によれば、亀裂長さΔａ＝１５ｍｍ
の範囲で応力拡大係数ΔＫは１０％以内の変動幅に収ま
っていることがわかる。但し、この場合、最小断面積Ｗ
２の幅が狭い分、同じ変位振幅に対するΔＫの絶対値が
図６及び図７の場合よりも７５％程度大きいので、その
分ウェッジの厚さを薄くすることにより、ビーム部１
ａ，１ｂにかかる曲げモーメントを確実に低減できる。

【００１１】その際、最小断面積幅Ｗ２の寸法は、以下
に述べる理由により極端に狭くすることができない。そ
の理由は、亀裂進展部の曲率半径Ｒ１，Ｒ２を小さくし
て平面ひずみ状態を保つようにしても、最小断面幅Ｗ２
が極端に小さい場合には、平面ひずみ状態を長時間に渡
り維持することが難しいこと、及び応力腐食割れの亀裂
進展速度にセンサー材料の組織敏感性が現れてくること
が予想されるからである。従って、上記不具合を考慮す
れば、最小断面積Ｗ２としては１ｍｍが限界とすること
が好ましい。さらに、ＤＣＢセンサー１を沸騰水型原子
炉に適用した場合、実際には約３００℃の純粋中に曝す
ことになるが、このような高温でもＤＣＢセンサー１の
ビーム１ａ，１ｂにかかる曲げモーメントが大きいと、
クリープによってリラクゼーションンを生じ、亀裂先端
の応力拡大計数が低下してしまう。この不具合を抑制す
るため、亀裂が進展する部分の断面の幅を、最大でセン
サーの幅の２０％以下とすることが望ましく、従って、
図２において、ＤＣＢセンサー１の幅Ｗｏにおける亀裂
進展部の最大幅Ｗ１≦０．２Ｗｏの関係とする。同じ意
味で、センサーの高さを該センサーの幅より大きくして
やることが、ビーム部１ａ，１ｂにかかる曲げモーメン
トの低減にいっそう有効である。

【００１２】そして、ＤＣＢセンサー１として、Ｃが
０．０５％以上を含むステンレスの圧延鋼板１００から
形成すれば、応力腐食割れの反応が良好となり、かつ降
伏応力が高いので、ＤＣＢセンサー１として約３００℃
の純水高温にも確実に使用することができる。

【００１３】図９乃至図１５はＤＢＣセンサーを使用し
た腐食環境制御装置の実施例を示す。図９において、Ｄ
ＣＢセンサー１，１’の表面の所定位置に直流電流供給
するための二本の給電リード線２と、電位差を測定する
ための測定リード線３とがスポット溶接によって夫々接
続されている。給電リード線２は一端がＤＣＢセンサー
１，１’の先端面に溶接されると共に、その他端が端子
ボックス４を介して腐食環境監視装置５の電流用マルチ
プレクサ６に接続され、二個の直流電源７，７′からの
直流電流が電流極性切換え装置８によって間欠的に切り
換えられ、ＤＣＢセンサー１，１’に供給される。測定
リード線３は一端がＤＣＢセンサー１，１’の先端側の
表面部（上面及び下面）に所定の間隔をもって接続され
ると共に、他端が前記端子ボックス４を介して電差測定
用のマルチプレクサ９に接続され、該マルチプレクサ９
によって測定される位置を切り換えられ、微小電位差計
１０により電位差が測定される。測定された電位差はＧ
Ｐ−ＩＢインターフェース１１を介してコンピュータ１
３に転送される。コンピュータ１３は測定を開始する
と、試験時間または運転時間データと共に一定時間毎に
測定される電位差からＤＣＢセンサー１，１’の亀裂長
さを後述する方法により計算し、かつ記録する。そし
て、亀裂進展曲線を求め、その勾配から亀裂進展速度を
計算し、応力拡大係数との関係を求めて、ＣＲＴ１４の
画面上に表示したり、プリンタ１２に出力する。なお、
コンピュータ１３はＧＰーＩＢインターフェース１１を
介し電流極性切換え装置８やマルチプレクサ６，９を制
御する。図９において、８０はＤＣＢセンサー１，１’
に挿入されたウェッジである。

【００１４】次に、腐食環境制御装置の概要を図１０に
基づいて述べる。まず、ステップ（１）でＤＣＢセンサ
ー１の取付け、腐食環境の温度や水質の設定などの初期
状態を設定する。以下は、ステップを省略して単に括弧
付きの符号のみで表示する。（２）でウェッジ８０をＤ
ＣＢセンサー１に挿入して一定変位の荷重を負荷した
後、（３）で試験を開始すると、（４）で試験時間を測
定するための時計、例えば１６時間測定用の時計をスタ
ートさせる。そして、（５）でＤＣＢセンサー１の電位
差を測定し、（６）で亀裂長さａ／ａｆを算出する。そ
の後、（７）で亀裂進展速度を算出し、（８）で図４の
関係特性曲線を用いて腐食電位を計算する。この場合、
（７）で算出した亀裂進展速度とウェッジ８０によって
ＤＣＢセンサー１に付与した応力拡大係数とに基づき、
図４に示す亀裂進展速度と腐食電位との関係特性図から
腐食電位を求める。しかる後、（９）では求めた腐食電
位の結果に基づき、腐食環境のチェック、特に水質とし
て例えば溶存酸素濃度などのチェックを行う。

【００１５】その結果、水質が異常であれば、（１０）
で警報を出力して測定を中断し、或いは図示していない
が、水質を正常に戻すように水素を注入する。一方、水
質が正常であれば、（１１）で測定終了か否かをチェッ
クし、測定が継続中であると、（１２）でＤＣＢセンサ
ー１の長さａｆで基準化して亀裂長さａ／ａｆが、予め
設定された許容値０．９５以上であるかを否かをチェッ
クし、許容値より小さければその値になるまで（５）以
降の処理を繰り返し実行し、亀裂長さａ／ａｆが許容値
以上に達すると終了する。

【００１６】図１１はＤＣＢセンサーの亀裂長さ測定の
ための電位差測定を示すフローチャートである。同図に
おいて、（２１）で電位差の測定回数ｎ＝０としてリセ
ットした後、（２２）で例えば直流電源７，７′からＤ
ＣＢセンサー１に＋の電流を供給したときの電位差Ｖｏ
（＋）とＶ（＋）を微小電位差計により測定し、次いで
（２３）において電流極性切換え装置８により供給電流
の極性を切換えることにより−の電流をＤＣＢセンサー
１に供給し、（２４）でその電位差Ｖｏ（−）とＶ
（−）を測定する。その後（２５）では電流極性切換え
装置８により電流を元の極性に戻し、（２６）で測定回
数をカウントした後、（２７）で測定回数が予め定めら
れた所定の回数（この場合は１０回）に達したか否かを
判定する。その結果、所定回数に達していないと、２２
以降の処理を繰り返し実行し、所定回数に達すると、
（２８）でいままでの電位差測定値が正常であるか否か
を判定する。その際、電位差測定値が正常であると、測
定終了となるが、異常があった場合には（２９）におい
て再測定となり、（２１）以降の処理を繰り返し実行す
ることとなる。

【００１７】図１２は電位差測定値判定のサブルーチン
を示すフローチャートである。同図において、（３１）
において図１１に示す如く電位差が測定されると、（３
２）で測定された夫々の電位差の振幅Ｖｉ＝（Ｖ（＋）
−Ｖ（−））／２とＶｏｉ＝（Ｖｏ（＋）−Ｖｏ
（−））を計算し、次いで（３３）で求めた電位差の振
幅から電位差比Ｖ／Ｖｏｉ＝Ｖｉ／Ｖｏｉを計算する。
その後、（３４）では、求めた１０回の電位差比のう
ち、電位差測定のばらつきを考慮し、最大の電位差比と
次に大きい電位差比と、最小の電位差比と次に小さい電
位差比との４回を夫々除外する。そして、（３５）で残
り６回の電位差比から、平均の電位差比Ｖ／Ｖｏｍ＝Σ
（Ｖｉ／Ｖｏｉ）／６を求め、次の（３６）では求めた
電位差比の平均値に基づき、電位差比の標準偏差σを求
めた後、（３７）でその標準偏差σが基準値（本例では
０．００５）以下か否かを判定する。該判定結果、標準
偏差σが基準値より大きければ、測定異常と判断し、
（３８）の再測定を経由して（３１）以降の処理を実行
し、標準偏差σが基準値以下であれば終了する。

【００１８】次に、電位差測定による亀裂長さの検出に
ついて図１３乃至図１５により説明する。図１３は電位
差測定を測定するための夫々のリード線の配線を示す。
夫々のリード線のうち、直流電流供給用の給電リード線
２Ａ，２ＢはＤＣＢセンサー１のビーム１ａ，１ｂの先
端面の中央部にスポット溶接により夫々取付けられる。
電位差測定用の測定リード線３１〜３６はビーム１ａ，
１ｂの外側表面部に互いに対向するよう三個ずつ取付け
られ、相互の間で電位差を測定する。例えば、電位差
は、六本の測定リード線３１〜３６の場合、Ｖ12，Ｖ1
3，Ｖ14，Ｖ15，Ｖ16，Ｖ23，Ｖ24，Ｖ25，Ｖ26，Ｖ3
4，Ｖ35，Ｖ36，Ｖ45，Ｖ46，Ｖ56の１５個が測定され
ることとなる。測定リード線３１〜３３と３４〜３６間
の間隔は等しくし、両側のリード線が対象に配置される
ので、基本的には各測定リード線間の電位差は、Ｖ12＝
Ｖ23＝Ｖ45＝Ｖ56、Ｖ13＝Ｖ46、Ｖ15＝Ｖ24、Ｖ16＝Ｖ
34、Ｖ26＝Ｖ35の関係となるが、実際には測定リード線
の取付け誤差により差が生じる。従って、亀裂長さ測定
の精度を良くするためには多数の電位差を測定し、その
電位差と亀裂長さとのマスターカーブを用いて亀裂長さ
を求め、その平均から算出するのが最適である。ところ
で、電位差はＤＣＢセンサーの材質だけでなく、温度の
影響を受ける。材質と温度の影響を排除するための方法
として二箇所の電位差を測定し、一方を基準電位差Ｖｏ
として互いの比Ｖ／Ｖｏを用いれば、電位差比Ｖ／Ｖｏ
と亀裂長さとのマスターカーブは材質と温度との影響を
受けないと云う方法が考えられる。ＤＣＢセンサーの場
合、基準電位差としては、Ｖｏ＝Ｖ12≒Ｖ23≒Ｖ45≒Ｖ
56、Ｖｏ′＝Ｖ13≒Ｖ46の六個、作動電位差としてはＶ
＝Ｖ14、Ｖ15≒Ｖ24、Ｖ16≒Ｖ34、Ｖ25、Ｖ26≒Ｖ35、
Ｖ36の九個である。従って、全部で６×９＝５４個の電
位差比の組み合わせがあることになる。但し前述したよ
うに、基準電位差はＶｏ＝Ｖ12＝Ｖ23＝Ｖ45＝Ｖ56、ま
たはＶｏ′＝Ｖ13＝Ｖ46の二個であり、しかもＶｏ′＝
２Ｖｏであるので、基本的は基準電位差は一個である。
作動電位差はＶ＝Ｖ14、Ｖ15＝Ｖ24、Ｖ16＝Ｖ34＝Ｖ2
5、Ｖ26＝Ｖ35、Ｖ36の五個であるので、電位差比とＶ
／Ｖｏと亀裂長さとのマスターカーブは全部で１×５＝
５個作成すればよい。更に基本的には、Ｖ14＝Ｖ36＋４ＶｏＶ15＝Ｖ24＝Ｖ36＋３ＶｏＶ16＝Ｖ25＝Ｖ34＝Ｖ36＋２ＶｏＶ26＝Ｖ35＝Ｖ36＋Ｖｏであるので、電位差比Ｖ36／Ｖｏと亀裂長さａとのマス
ターカーブだけを作成すればよいことになる。

【００１９】図１４は有限要素法による電場解析により
得られた亀裂長さ判定のマスターカーブの模式図を示
す。同図において、縦軸は電位差比Ｖ／Ｖｏ、横軸はＤ
ＣＢセンサーの長さａｆで正規化した亀裂長さａ／ａｆ
である。曲線１はＶ／Ｖｏ＝Ｖ14／Ｖ12、曲線２はＶ／
Ｖｏ＝Ｖ15／Ｖ12、曲線３はＶ／Ｖｏ＝Ｖ16／Ｖ12、曲
線４はＶ／Ｖｏ＝Ｖ26／Ｖ12、曲線５はＶ／Ｖｏ＝Ｖ36
／Ｖ12に対応するものである。夫々のマスターカーブは
通常五次式で近似して、その近似式により電位差比Ｖ／
Ｖｏから亀裂長さａ／ａｆを計算する。一連の亀裂長さ
の計算が終了すると、図９に示すコンピュータ１３によ
り図１５に示す順にデータ処理を行う。図９は亀裂長さ
判定，亀裂進展速度計算，及び腐食環境測定のフローチ
ャートを示す。同図において、（４１）で電位差比Ｖ／
Ｖｏｉを読み込むと、（４２）ではその電位差比と図１
４の曲線に基づいて亀裂長さａｉを求め、求めた亀裂長
さａｉから（４３）で亀裂長さの平均ａｊ＝Σａｉ／５
４によりを算出する。次に、（４４）ではその平均亀裂
長さａｊと亀裂長さを測定した時間ｔｊとを記録した
後、（４５）で亀裂進展速度の計算を実行するか否かを
判定する。亀裂進展速度は亀裂長さを測定した場合に必
ず計算することはなく、ある一定時間毎に計算すること
になるので、（４５）の処理を行う。（４５）の判定結
果、計算しない場合には（４１）以降の処理を実行し、
計算を実行する場合には、（４６）で一定時間範囲Δｔ
＝Ｔｍの平均亀裂長さａｊと時間ｔｊのデータを用い、
一次式で最小自乗法により亀裂進展速度ｄａ／ｄｔを求
める。そして、（４７）では図４に示す腐食進展速度と
腐食電位との関係曲線を用い、求めた亀裂進展速度ｄａ
／ｄｔから腐食電位ＥＣＰを計算した後、（４８）では
時間ｔｊと亀裂進展速度ｄａ／ｄｔ及び腐食電位ＥＣＰ
を記録し、（４９）において亀裂進展速度ｄａ／ｄｔと
腐食電位ＥＣＰとに基づいて水素注入量を決定する。こ
の場合、基本的には亀裂進展速度が、ｄａ／ｄｔ≦２×１０~⁹ｍｍ／ｓｅｃとなるように、或いは、腐食電位ＥＣＰが、ＥＣＰ≦−２５０ｍＶとなるように、亀裂進展速度ｄａ／ｄ／ｔと腐食電位Ｅ
ＣＰの測定値との差に応じて水素を注入する。但しこの
場合、水素を注入しても直ちに炉水の溶存酸素濃度が減
少するわけではなく、また、無闇に水素を注入しても効
果がないので、水素注入量としては２ｐｐｍを上限とす
る。そして、水素を注入すると、（５０）では腐食電位
ＥＣＰ≧Ｄか、または亀裂進展速度ｄａ／ｄｔ≧Ｍかで
あるかを判定する。ここで、Ｄ及びＭは夫々が環境良否
の限界値である。（５０）の判定結果、ＥＣＰ＜Ｄでか
つｄａ／ｄｔ＜Ｍであれば、（４１）以降の処理を繰り
返すこととなる。一方、ＥＣＰ≧Ｄ、またはｄａ／ｄｔ
≧Ｍであれば、（５１）で警報を出力し、（５２）で運
転を継続するか否かを判定し、運転継続の場合には図１
０において（５）の処理に戻って運転を続けることとな
る。

【００２０】このように、ＤＣＢセンサー１に予め定め
られた複数の位置間の電位差Ｖ／Ｖｏを夫々測定し、測
定した電位差Ｖ／Ｖｏに基づいて複数の位置間の電位差
比Ｖ／Ｖｏｉを求め、求めた電位差比に応じ該電位差比
と亀裂長さとの関係から亀裂長ａｉを算出すると共に、
複数の位置間の平均亀裂長さａｊを算出し、その平均亀
裂長さａｊと時間ｔｊとから亀裂進展速度ｄａ／ｄｔを
求めると共に、該亀裂進展速度ｄａ／ｄｔに基づき亀裂
進展速度と腐食電位との関係から腐食電位ＥＣＰを求
め、求めた腐食電位ＥＣＰと亀裂進展速度ｄａ／ｄｔと
から注入すべき水素量を算出するので、炉水内の溶存酸
素濃度を確実にチェックすることができ、またその際、
算出した水素注入量に応じ炉水に対する水素の注入と警
報の出力とを選択的に行うようにしたので、水質を監視
することができる。このため、コンピュータ１３は電位
差計１０の測定によって電位差比を求める第一の演算部
１３ａと、電位差比に基づいて亀裂長さａ／ａｆ及び平
均亀裂長さａｊを求める第二の演算部１３ｂと、平均亀
裂長さに基づいて亀裂進展速度ｄａ／ｄｔを求める第三
の演算部１３ｃと、亀裂進展速度に基づき腐食電位ＥＣ
Ｐを求める第四の演算部１３ｄと、これら腐食電位と亀
裂進展速度から注入すべき水素量を求める第五の演算部
１３ｅとを有している。

【００２１】図１７は腐食環境制御装置を沸騰水形原子
炉に適用した実施例を示す。同図において、２０は沸騰
水形原子炉の圧力容器、２１は中性子計装管、２２は主
蒸気配管、２３はタービン、２４は復水器、２５は原子
炉給水ポンプ、２６，２６′は再循環ポンプ、２７は炉
水浄化系パイプ、２８は炉水浄化系、２９は水質管理シ
ステム、３０は水質診断システム、３１は水素注入シス
テム、３２は水素製造装置、３３は水素貯蔵タンクであ
る。そして、中性子計装管２１の内部にＤＣＢセンサー
１が設置され、また再循環系配管３４の一部にＴ型継手
を介しＤＣＢセンサー１′が設置されている。これらＤ
ＣＢセンサー１，１′は詳細に図示していないが、直流
電流供給用の給電リード線２及び電位差測定用の測定リ
ード線３を介し腐食環境制御装置５に接続され、該腐食
環境制御装置５は図９に示すものとほぼ同様の構成なの
で、ここではその説明を省略する。この場合は、ＤＣＢ
センサー１により中性子計装管２１内の炉水から電位差
を測定する一方、ＤＣＢセンサー１′により再循環系配
管３４を通る循環水から電位差を夫々測定し、その測定
した電位差に基づいて亀裂長さ，亀裂進展速度，腐食電
位を夫々求めることによって水質の状態を判定するよう
にしている。この場合、水質の状態によって溶存酸素濃
度が低いと、水質診断システム３０が水素注入システム
３１により復水器２４と給水ポンプ２５との間の配管に
水素を注入させることにより、炉水の水質を良好にする
ことができるようにしている。このとき、水質診断シス
テム３０では、予めコンピュータシミュレーションによ
り求めた原子炉内の水質分布を基に水素注入量を決定す
る。但し、水質分布が予想されたものとは異なることも
考えられるため、水質管理システム２９において、過去
の水素注入量と水質との関係などのデータベースを作成
して、水質診断システム３０のコンピュータシミュレー
ション結果に補正を加える機能を持たせる。このよう
に、水質管理システム２９が補正機能を備えると、水質
分布が予想されたものと異なっても、水質診断システム
３０が容易に対処することができ、水質を確実に良好な
ものとすることができる。なお、水素注入システム３１
は水質診断システム３０により水素注入量が決定される
と、水素貯蔵タンク３３内に貯蔵された水素を所定量取
り込んで注入し、水素貯蔵タンク３３内の水素は水素製
造装置３２によって製造される。

【００２２】この実施例によれば、二つのＤＣＢセンサ
ー１，１′により中性子計装管２１内の炉水と循環系配
管の循環水との双方から水質を判定するので、水質管理
をより的確に行える。また本例では、水質診断システム
３０及び水質管理システム３１は図９に示す腐食環境制
御装置５のコンピュータ１３と別に設け、独自に機能す
る例を示したが、その機能をコンピュータ１３で処理さ
せることができるのは勿論である。

【００２３】図１８乃至図２０に本発明によるＤＣＢセ
ンサーの種々の実施例を夫々示す。図１８の実施例にお
いては、ＤＣＢセンサー１を機械加工したまま炉水中に
曝しても、応力腐食割れによる亀裂が容易に進展しな
い。これは、亀裂進展部の先端に放電加工等によって予
亀裂５０を形成しておいても、同様である。そこで、図
１８に示すように、亀裂進展部の先端に放電加工によっ
て予亀裂５０を形成すると共に、該予亀裂５０に接続さ
せて疲労予亀裂５１を形成する。疲労予亀裂５１は、亀
裂進展部の先端に予亀裂５０を形成した状態のとき、ビ
ーム１ａ，１ｂのウェッジ挿入部１ｄにウェッジ等を挿
入し、亀裂進展部に応力を負荷させることによって予め
形成されたものであり、その長さは０．５ｍｍ程度とす
る。但し、このとき余り高い応力拡大係数範囲ΔＫを負
荷すると、亀裂先端に繰り返し塑性域の形成に伴う圧縮
残留応力場が形成されるため、できるだけ低い応力拡大
係数範囲を負荷することが望ましい。適当な応力拡大係
数範囲ΔＫとしては、亀裂進展下限界の直上のΔＫ＝１
０〜１５ＭＰａ√ｍである。このように、亀裂進展部の
先端に予亀裂５０とこれにつながる疲労予亀裂５１とを
設けておくと、炉水中に設置すれば、応力腐食割れによ
る亀裂が円滑にかつ容易に進展できる。

【００２４】図１９の実施例において図１８に示す実施
例と異なるのは、亀裂進展部に予亀裂５０及び疲労予亀
裂５１を夫々設ける他、さらに応力腐食割れによって形
成されたＳＣＣ予亀裂５２を設けたものである。即ち、
このＳＣＣ予亀裂５２は、亀裂進展部に予亀裂５０及び
疲労予亀裂５１を設けた後、このＤＣＢセンサー１にウ
ェッジを挿入させた状態で該センサー１を原子炉の計装
管中に設置ことにより、疲労予亀裂５１の先端に実際に
生じさせたものである。この場合、負荷する応力拡大係
数範囲ΔＫとしては、亀裂進展下限界に近い値Ｋｍａ
ｘ、例えばＫｍａｘが２５ＭＰａ√ｍ程度が良く、また
ＳＣＣ予亀裂５２の長さとしては０．２ｍｍ程度が良
い。この実施例によれば、疲労予亀裂につながるように
実際に形成されたＳＣＣ予亀裂５２を設けるので、応力
腐食割れによる亀裂を確実にかつ円滑に進展させること
ができ、腐食環境センサーとしての信頼性をいっそう高
め得る。

【００２５】図２０は本発明によるＤＣＢセンサーの第
四の実施例を示す。これまでの実施例では、亀裂進展部
の厚みが先端と末端との間で一定の形状をなしているた
め、先端面が平面に形成されたものを示したが、本実施
例においては、亀裂進展部の先端部が所望の角度をもっ
たＶ字状に形成されている。即ち、この先端部は、亀裂
進展部において発生すべき亀裂が同一平面上に形成され
るようにするため、６０°や９０°の角度をもつＶ字状
に形成され、しかも先端が適宜の曲率半径ををもってい
る。その曲率半径としては、１ｍｍ1程度の緩いものに
した場合、亀裂が亀裂進展部の所定の位置を進展せず、
リガメント面積の小さいビーム部１ａ，１ｂの方へ進展
するおそれがあることから、亀裂先端部において厚みの
真ん中の先端から同一平面上で確実に亀裂が発生し得る
ようにするため、０．１ｍｍ以下とするのが望ましく、
本例では０．１ｍｍとなっている。このような亀裂進展
部は機械加工により、より正確に形成することができ
る。

【００２６】図１乃至図５は本発明によるＤＣＢセンサ
ーの他の実施例を示す。ＤＣＢセンサー１は、前述の如
く、直流ポテンシャル法により亀裂長さを測定するた
め、二個の給電端子と、六個の電位差測定端子を設ける
必要がある。従来技術では、給電リード線（給電端子）
及び測定リード線（電位差測定端子）をＮｉ，Ｐｔ或い
はＤＢＣセンサーと同じ材質のもので形成し、その線を
センサーの外側にスポット溶接などにより直に接続して
いた。しかし、原子炉内に設置した場合、配線がルース
パーツとなるおそれがある。そこで、本実施例では、図
２及び図３に明示するように、ＤＣＢセンサー１の対向
するビーム１ａ，１ｂの各々に第一の孔４２が形成され
ている。該第一の孔４２は各ビーム１ａ，１ｂを長手方
向に沿って貫通している。また、ビーム１ａ，１ｂの先
端面には第一の孔４２に連絡する第二の孔４３が穿設さ
れ、さらに、ビーム１ａ，ビーム１ｂの先端側の外面部
には第一の孔４２に連絡するよう第三の孔４４が穿設さ
れている。第三の孔４４は、第一の孔４２と直交する方
向に配置され、ビーム１ａ，１ｂの先端面から等距離を
もって三個設けられている。そして、第一の孔４２に給
電リード線２を挿通し、該給電リード線２の一端を第二
の孔４３に入れて溶接により固着する一方、第三の孔４
４から第一の孔４２に測定リード線３を挿通し、該測定
リード線３の一端を第三の孔４４に入れたままで溶接に
より固着する。この場合、第二，第三の孔４３，４４か
らＤＢＣセンサー内に炉水が浸入しないようにするた
め、第二，第三の孔４３，４４を夫々塞ぐように溶接す
る。なお、溶接はＴＩＧ溶接またはスポット溶接の何れ
でも良い。さらに、第一の孔４２に挿入し得る大きさの
碍子４５を形成し、第一の孔４２に挿入した碍子４５に
給電リード線２及び測定リード線３を夫々挿通させる。
碍子４５は絶縁性を考慮してセラミックで構成され、実
施例では四個からなっており、これらが第一の孔４２に
順次挿入されている。この場合、第一の孔４２において
は、図２に示すように、ビーム先端側の一個目の碍子４
５に給電リード線２のみを通し、次いで二個目の碍子４
５に給電リード線２と最初の測定リード線３とを夫々一
本ずつ、合計二本通し、さらに三個目の碍子４５に給電
リード線２と二本の測定リード線３とを、合計三本通
し、その後、四個目の碍子４５に給電リード線２と三本
の測定リード線３とを合計四本通す。四個目の碍子４５
は亀裂進展終了端面側までは一本の長いものでも良い
が、ビーム１ａ，１ｂに曲げモーメントが作用したと
き、それらのビームが多少曲がり、その力が碍子に作用
するのを避けるため、例えば１０ｍｍ程度の短いものを
何本か繋ぐことが望ましい。一方、双方のビーム１
ａ，１ｂにおいて夫々の第一の孔４２内を挿通した二本
の給電リード線２と、六本の測定リード線３とは、２芯
のリード線を有する四本の絶縁ケーブルに溶接により接
続される。該絶縁ケーブルはシース型のＭＩケーブル４
６からなっており、図４に示すように、前記夫々の端子
線２，３の先端とスポット溶接により接続される。この
場合、ＭＩケーブル４６に炉水が浸入すると、該炉水が
ＭＩケーブル４６を構成するＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃等の被覆
部を通って外部に漏洩するおそれがある。そこで、ビー
ム１ａ，１ｂの亀裂進展終了端部にキャップ４７が溶接
により固定され、該キャップ４７によって炉水がビーム
内に浸入しないようにしている。このため、キャップ４
７は図４及び図５に示すように、ＤＣＢセンサー１の亀
裂進展終了端部に形成された円柱部を嵌合し得る大きさ
に形成され、かつＭＩケーブル４６用の挿通孔４７ａを
有し、該挿通孔４７ａにＭＩケーブル４６を挿通しその
周縁部を溶接すると共に、前記円柱部に嵌合してその周
縁部を溶接することにより、キャップ内部と外部との気
密状態を維持するようにしている。この実施例によれ
ば、ビーム１ａ，１ｂの先端側において、給電リード線
２と測定リード線３とが、ビーム１ａ，１ｂ内の第一の
孔４２に配設された複数個の碍子４５を挿通することに
よって互いに絶縁され、しかも双方の端子線２，３の一
端がビーム１ａ，１ｂの表面部に溶接によって固着され
ているので、双方の端子線２，３がルースパーツとなる
ことを防ぎ得、またビーム１ａ，１ｂの亀裂終了端部に
おいてはＭＩケーブル４６を封止したキャップ４７が溶
接によって気密に固定されているので、ＤＣＢセンサー
１の各構成部品もルースパーツとなるのを防ぐことがで
きると共に、ビーム内に炉水が浸入すると云うおそれが
ない。

【００２７】図２６乃至図２９はＤＣＢセンサーのルー
スパーツを防止するための実施例を夫々示す。図２６に
おいて、ＤＣＢセンサー１の亀裂が進展した場合、これ
に一定変位を負荷するウェッジ８１にかかる荷重が低下
すると、ウェッジ８１がＤＣＢセンサー１のウェッジ挿
入部１ｄから外れ、ウェッジ８１がルースパーツとなる
なるおそれがある。そこで、本実施例では、ＤＣＢセン
サー１を包囲し得る形状のスリーブ５３を形成し、該ス
リーブ５３内にＤＣＢセンサー１を収納すると共に、該
ＤＣＢセンサー１に固着したキャップ４７をスリーブ５
３に取付け、炉水がスリーブ５３を通過するように構成
したものである。具体的に述べると、前記スリーブ５３
は図２６に示すように、ＤＣＢセンサー１を収納し得る
大きさをなし、しかも一端側が開口された円筒状に形成
され、その先端側の上部に炉水を取り込む炉水入口５４
が形成され、かつ他端側の下部に炉水を外部に排出させ
るための炉水出口５５が形成されている。そしてスリー
ブ５３内に、ウェッジ８１を挿入したＤＣＢセンサー１
を収納し、該ＤＣＢセンサー１のキャップ４７の周囲を
溶接することにより、ＤＣＢセンサー１をスリーブ５３
に取付けた後、このスリーブ付きＤＣＢセンサー１を炉
内の所定位置に設置すると、炉水がスリーブ５３の炉水
入口５４から入り込み、該スリーブ５３内を循環して炉
水出口５５から流出するようにしている。その際、ウェ
ッジ８１がＤＣＢセンサー１のウェッジ挿入部から外れ
た場合、外れたウェッジ８１がスリーブ５３の炉水入口
５３と炉水出口５４との何れからも外部に流出しないよ
うになっており、そのため、炉水入口５３と炉水出口５
４とはウェッジ８１が通過できない大きさに形成されて
いる。なお、ＤＣＢセンサー１は図２１乃至図２５に示
すものと同様の構成であるので、ここではその説明を省
略する。このように、スリーブ５３を用いると、万一、
ウェッジ８１がＤＣＢセンサー１から外れることがあっ
ても、スリーブ５３の外部に流出しないので、ウェッジ
８１がルースパーツとなるのを防ぐことができる。

【００２８】図２７に示す実施例は、ＤＢＣセンサー１
を構成するビーム１ａ，１ｂ及び亀裂進展部１ｃと同一
材質で薄い板５６を形成し、その薄板５６にビーム１
ａ，１ｂの亀裂終了端面Ｂをスポット溶接により取付け
たものである。従って、薄板５６にビーム１ａ，１ｂを
取付けると、亀裂が亀裂進展部の先端から亀裂終了端ま
で進展しても、双方のビームが分離することがなくな
り、センサー自体がルースパーツとなることがない。こ
の場合、薄板５６としては、ビーム１ａ，１ｂ自体の強
度が変化しないようにするため、極力薄いものが好まし
く、本例では０．５ｍｍ程度の薄いもので形成されてい
る。

【００２９】図２８に示す実施例は、二つのビーム１
ａ，１ｂ間に挿入されたウェッジ８１をスポット溶接に
より固定し、これによりウェッジ８１のルースパーツを
防止するようにしたものである。また、ビーム１ａ，１
ｂに亀裂長さ測定用の直流電流を印加したとき、該電流
がビームを経てウェッジ８１に流れるので、ウェッジ８
１の材質によっては亀裂進展部に流れる電流が極端に低
下することがある。そのため、ウェッジ８１の材質とし
ては、ビーム１ａ，１ｂと同材質のもので形成し、亀裂
進展部に流れる電流の低下を極力抑えるようにする。

【００３０】図２９に示す実施例は、ビーム１ａ，１ｂ
とこれに挿入されたウェッジ８１とにボルト挿通孔（符
示せず）が貫通して設けられ、該挿通孔にボルト６０を
通すと共に、ボルト６０をナット６１で締め付け、さら
に、ナット６１とボルト６０を溶接している。この実施
例によれば、ウェッジ８０をボルト６０，ナット６１で
締め付ける他、溶接するので、ウェッジ８１とビーム１
ａ，１ｂとを確実に組み付けることができ、亀裂が亀裂
進展部の全体に亘って発生しても、両者１ａ・１ｂ，８
１のルースパーツを防止することができる。

【００３１】図３０乃至図３２はＤＢＣセンサーのさら
に他の実施例を夫々示す。図３０に示す実施例は、一方
のビーム１ａの先端部に設けられたねじ孔（符示せず）
に、導電材で形成されたウェッジ８２をねじ込み、該ウ
ェッジ８２の先端部が他方のビーム１ｂを押圧すること
により、双方のビーム１ａ，１ｂに一定変位を負荷する
ようにしたものである。このため、ウェッジ８２は適宜
の長さを有するものであって、外周にねじ部が刻設さ
れ、先端部が半球状に形成され、締め付けたとき、ウェ
ッジ８２の先端がビーム１ｂに対する接触点を移動する
ことにより、ビームに対し不必要な曲げ荷重をかけると
云うおそれがない。

【００３２】図３１に示す実施例は、前述の実施例を応
用したものであって、先端部が半球状に形成されたウェ
ッジ８２をを二本用い、夫々のウェッジ８２をビーム１
ａ，１ｂにねじ込んでウェッジ８２の先端を互いに押圧
させることにより、一定変位を付与するようにしてい
る。その場合、双方のウェッジ８２が半球状に形成され
ているので、締め付けたときに互いの接触点が移動する
ため、ビームに対し不必要な曲げ荷重をかけると云うお
それがない。

【００３３】図３２に示す実施例は、先端部が半球状に
形成れた一本のウェッジ８２と三本のウェッジ８３を用
い、これらのウェッジ８２，８３を一方のビーム１ａに
対し適宜の距離をもってねじ込み、夫々のウェッジが他
方のビーム１ｂに形成された絶縁性の凹み部６１に突き
当てる。このとき、ビーム１ａ，１ｂに対し最も左側の
ウェッジ８２により所定の変位を付与し、それ以外のウ
ェッジ８３では締め付けトルクを一様となるように管理
してビームに一定変位を付与する。ウェッジ８３に対す
る締め付けトルクの管理に際しては、トルクの大きさを
測定するための器具などを用いて正確に行う。従って、
この実施例では、ビーム１ａ，１ｂの先端側に所定の変
位を付与する一本のウェッジ８２と、一定の変位を付与
する複数のウェッジ８３とを有している。この実施例に
よれば、ビーム１ａ，１ｂに対するウェッジ８３の締め
付けトルクを一定にするので、初期の変位を維持するこ
とができる。

【００３４】図３３乃至３６はＤＣＢセンサーの他の実
施例を示す。これまでの実施例では、ＤＣＢセンサー１
の亀裂進展部の形状を変えることによって応力拡大計数
をΔＫを一定に保つてるようにしたものであるが、本実
施例においては、亀裂進展部の形状を従来技術のままと
し（図３９参照）、亀裂進展部に発生する亀裂長さの変
化に応じ、ビーム１ａ，１ｂに負荷する荷重を変えるこ
とにより、亀裂先天の応力拡大計数ΔＫを一定に保つよ
うにしたものである。即ち、この実施例のＤＣＢセンサ
ー１は、図３３に示すように亀裂進展部が真直に形成さ
れた幅をなしており、その先端に亀裂及び疲労予亀裂５
１が形成されている。そして、図３４に示すように、双
方のビーム１ａ，１ｂの相対向する先端部にウェッジ挿
入部が形成され、該挿入部に伸縮可能に形成されたウェ
ッジ９０が挿入されている。このウェッジ９０は小型シ
リンダで構成され、該シリンダが一方のビーム１ｂに設
けられた流体路（図示せず）を介し圧縮供給パイプ７１
に接続され、進展該圧縮供給パイプ７１から圧縮空気や
圧縮液体などの作動流体が送り込まれてロッドが前進す
ることにより、ビーム１ａ，１ｂに対する負荷を変える
ようにしている。従って、亀裂進展部において亀裂が進
展したとき、その亀裂長さに応じウェッジ９０が延びる
ことにより、亀裂先端の応力拡大係数を常に一定に保つ
ようにしている。なお、ウェッジ９０とビーム１ａ，１
ｂ間は固定手段によって固定しても良く、またウェッジ
９０と一方のビームとの間に絶縁物を挟んでも良い。

【００３５】ところで、亀裂進展部の幅が上述の如く一
定のＤＣＢセンサーでは、図１１に示すように亀裂の進
展に伴い応力拡大係数ΔＫが減少する。一般に、梁の撓
みδは、 δ＝−Ｗｌ³／３ＥＩであるので、変位一定では荷重Ｗが亀裂長さの非の３乗
に比例して減少するため、初期荷重Ｗｏに対しては、次
式のようになる。Ｗ／Ｗｏ＝（ｌｏ／ｌ）³ 従って、初期亀裂長さａ＝４５ｍｍでの荷重を基準にし
た場合、下表に示すようになる。

【００３６】

【表１】

【００３７】一方、応力拡大係数ΔＫは図１１に示すた
如く、亀裂長さの増分に比例して減少する。ΔＫ値一定
にするためには、荷重は、Ｗ／Ｗｏ′＝１／（Ｋ／Ｋｏ）・（Ｗ／Ｗｏ）とすることが必要になり、表と図３５のようになる。そ
れを亀裂長さの関数で表すと、Ｗ／Ｗｏ′＝１．０−０．０３７７ａ＋０．０００８５ａ２となる。これより、ウェッジ７０の圧力調整は、亀裂の
進展量がΔａ＝０．２ｍｍ程度毎に行えば十分である。
なお、ウェッジ７０は通常のロッド形式のシリンダで構
成しているが、ロッドの圧力保持のためのＯリングには
ステンレス製の金属Ｏリングを用いると良い。

【００３８】次に、上記ウェッジを用いた場合の制御動
作を図３６に基づいて説明する。ここでは、ＤＣＢセン
サー１における亀裂長さの測定が前述した直流ポテンシ
ャル法と全く同様であるので、ウェッジ７０の制御例に
ついてのみ説明する。図３６において、調整槽７６には
圧力調整バルブ７５によって圧力が調整された流体、例
えば純粋が蓄えられており、該純粋を高圧ポンプ７７よ
り吸い込んで昇圧しアキュムレータ７８に送り込まれ
る。アキュムレータ７８の下流側の供給パイプ７１は二
方向に分岐しており、その一端が上述のウェッジ９０に
接続されると共に、もう一端が圧力調整バルブ７５に接
続されている。調整バルブ７５のニードルがモータ７４
の出力軸に取付けられ、該モータ７４はコンピュータ１
３によりインターフェース７２及びモータ駆動装置７３
を介して駆動される。従って、モータ７４の駆動によっ
て圧力調整バルブ７５の開度が決定され、供給パイプ７
１内の純粋の圧力を昇圧することにより、ウェッジ９０
の伸びを制御するようになっている。ここで、原子炉の
圧力容器２０内では圧力が高いため、ウェッジ９０がＤ
ＣＢセンサー１に負荷するための圧力の他、圧力容器２
０内の圧力を余分に加える必要がある。そのため、供給
パイプ７１の途中位置には、そのパイプ７１を通る純粋
の圧力を検出するための圧力検出器７９が設置され、圧
力容器２０の内部にはその圧力を検出するための圧力検
出器８０が設置されている。そして、圧力容器２０内の
ＤＢＣセンサー１の亀裂が進展した場合、コンピュータ
１３は、圧力検出器７９の検出によって検出された圧力
と、圧力検出器８０によって検出された圧力容器２０の
圧力とを加えた圧力となるよう、モータ７４及び圧力調
整バルブ７５を作動し、供給パイプ７１内の純粋の圧力
を制御することにより、亀裂先端の応力拡大係数が一定
となるようにしている。この場合、ウェッジ７０の圧力
調整は、亀裂の進展量Δａ＝０．２ｍｍ程度毎に行えば
十分である。

【００３９】このように、ＤＣＢセンサー１の亀裂進展
部１ｃに生じる亀裂長さに応じウェッジ９０を伸張させ
ると、亀裂進展部１ｃが真直に形成された場合であって
も、応力拡大係数をほぼ一定にさせることができ、腐食
環境センサーとして確実に使用することができる。ま
た、ウェッジ９０の駆動手段として、上述の如く、モー
タ駆動装置７３，モータ圧力調整バルブ７５，調整槽７
６，高圧ポンプ７７，アキュムレータ７８，圧力検出器
７９・８０を有して構成したので、コンピュータ１３に
よりウェッジ９０を確実に制御することができる。なお
図示実施例では、ウェッジ９０がシリンダで構成された
例を示したが、ベローズなどで代用すれば、構成の簡素
化も図れる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１〜
６によれば、亀裂進展部の幅を先端から途中位置まで次
第に狭め、かつ途中位置から亀裂終了端まで次第に拡開
する形状にしたので、亀裂長さの進展に拘ることなく応
力拡大係数をほぼ一定に保つことができる効果があり、
特に請求項２，５によれば、ビームにかかる曲げモーメ
ントを低減することもでき、また請求項３，６によれ
ば、亀裂が亀裂進展部の同一平面上で進展させ、亀裂長
さの測定を良好に行えるので、沸騰水型原子炉のような
高温水に用いても、腐食環境センサーとしての信頼性を
高めることができる効果がある。そして、請求項７によ
れば、高い引張り残留応力が亀裂進展部に生じるのを抑
制し得るので、亀裂進展速度が予想外に著しく進むと云
うのを防げ、請求項８によれば、疲労予亀裂を設けるこ
とによって亀裂の進展を容易にスムースにさせることが
でき、請求項９によれば、さらにＳＣＣ予亀裂を設ける
ので、亀裂の進展をいっそう容易にさせることができ
る。請求項１０によれば、亀裂が亀裂進展部の全長にわ
たり発生しても薄板によりビームがルースパーツとなる
のを防止でき、請求項１１〜１５によれば、ウェッジが
ルースパーツとなるのを防止でき、特に請求項１１では
直流電流を印加したときに電流が低下するのを防ぐこと
もでき、請求項１３，１４，１５ではビームに不必要な
曲げ荷重がかかることがなく、さらに請求項１６によれ
ば、直流電流の印加時、ウェッジに電流が流れることが
ないので、亀裂長さの測定精度が低下するのを防げる。
請求項１７及び１８によれば、給電リード線及び測定リ
ード線をビーム内に配線することによって給電端子部や
測定端子部がルースパーツとなるのを防止でき、またビ
ームにキャップを被着するので、水がビーム内に浸入す
ることもないので、耐久性を高めることができ、特に請
求項１８によれば、ウェッジがルースパーツとなること
もない。またさらに請求項１９，２０によれば、腐食環
境センサーとして確実に使用することができ、請求項２
１によればＤＢＣセンサーを容易に製作することができ
る。請求項２２によれば、水質の良否を判定できるの
で、水質を検査する種々なものに利用することができ、
請求項２３によれば、自動的に水質を判定できるので、
沸騰水型原子炉に十分活用することができる。また請求
項２４によれば、安定した測定精度を得ることができ、
請求項２５によれば、亀裂進展速度と応力拡大係数の両
方から腐食環境を判定するので、腐食環境判定を的確に
実施し得、請求項２６によれば、亀裂長さに進展に伴い
ウェッジを制御することによって応力拡大係数をほぼ一
定の保つので、ＤＣＢセンサーの形状を変えることなく
腐食環境の判定を的確に実施し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による環境腐食センサーの第一の実施例
を示す側面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。

【図２】図１（ｂ）の横断面の説明図である。

【図３】環境腐食センサーを一枚の圧延板材から製作す
るときの説明図である。

【図４】腐食進展速度と腐食電位との関係を示す曲線図
である。

【図５】従来技術の環境腐食センサーを用いた場合の応
力拡大係数と亀裂長さとの関係を示す説明図である。

【図６】実施例の環境腐食センサーを用いた場合の応力
拡大係数と亀裂長さとの関係を示す説明図である。

【図７】最小幅，曲率半径を変えた環境腐食センサーを
用いた場合の応力拡大係数と亀裂長さとの関係を示す説
明図である。

【図８】亀裂進展部の幅をさらに狭くした環境腐食セン
サーを用いた場合の応力拡大係数と亀裂長さとの関係を
示す説明図である。

【図９】環境腐食センサーを用いた腐食環境制御装置の
例を示す説明図である。

【図１０】腐食環境制御装置の概略の制御動作を示すフ
ローチャートである。

【図１１】電位差測定の内容を示すフローチャートであ
る。

【図１２】電位差測定値判定のサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図１３】給電リード線と測定リード線とビームとの接
続関係を示す説明図である。

【図１４】亀裂長さ判定のマスターカーブを示す模式図
である。

【図１５】亀裂進展速度及び腐食電位の計算のサブルー
チンを示すフローチャートである。

【図１６】コンピュータの機能を示すブロック図であ
る。

【図１７】腐食環境制御装置を原子炉に適用した実施例
を示す説明図である。

【図１８】腐食環境センサーの第二の実施例を示す説明
図である。

【図１９】腐食環境センサーの第三の実施例を示す説明
図である。

【図２０】腐食環境センサーの第四の実施例を示す亀裂
先端部の説明図である。

【図２１】腐食環境センサーの第五の実施例を示す全体
の断面図である。

【図２２】ビームの要部を示す拡大断面図である。

【図２３】ビームを示す図２２の左側面図である。

【図２４】ビームの末端側を示す要部拡大の断面図であ
る。

【図２５】図２４の右側側面図である。

【図２６】腐食センサーをホルダーに取付けた実施例を
示す説明図である。

【図２７】腐食センサーを薄板に取付け実施例を示す説
明図である。

【図２８】ウェッジをスポット溶接した説明図である。

【図２９】ビーム及びウェッジをボルトで固定した説明
図である。

【図３０】一本のねじ付きウェッジを使用した場合の説
明図である。

【図３１】日本のねじ付きウェッジを使用した場合の説
明図である。

【図３２】四本のねじ付きウェッジを使用した場合の説
明図である。

【図３３】亀裂進展部の幅を真直に形成した腐食環境セ
ンサーを示す図２に対応の横断面図である。

【図３４】伸縮可能なウェッジを用いた腐食環境センサ
ーを示す正面図である。

【図３５】設定荷重と亀裂長さとの関係を示す曲線図で
ある。

【図３６】腐食環境制御装置によって伸縮可能なウェッ
ジを制御する実施例を示す説明図である。

【図３７】従来技術の腐食環境センサーを示す正面図で
ある。

【図３８】図３７の左側面図である。

【図３９】図３７の横断面図である。

【符号の説明】

１…腐食環境センサー（ＤＣＢセンサー）、１ａ，１ｂ
…ビーム、１ｃ…亀裂進展部、１ｄ…ウェッジ挿入部、
８０…ウェッジ、２，２Ａ，２Ｂ…直流電流供給用の給
電リード線、３，３１〜３６…電位差測定用の測定リー
ド線、５…腐食環境制御装置、７，７′…直流電源、８
…電流極性切換装置、１０…微小電位差計、１３…コン
ピュータ、２０…圧力容器、２１…中性子計装管、３０
…水質診断システム、３１…水素注入システム、３４…
再循環パイプ、５０…予亀裂、５１…疲労予亀裂、５２
…ＳＣＣ予亀裂、４２…第一の孔、４５…碍子、４６…
絶縁ケーブル（ＭＩケーブル）、４７…キャップ、５３
…ホルダー、５４…炉水入口、５５…炉水出口、５６…
薄板、８１…ウェッジ、８２，８３…ねじ付きウェッ
ジ、９０…伸縮可能なウェッジ、７１〜８０…伸縮可能
なウェッジの駆動手段、Ｌ…距離、Ｒ１…第一の曲率半
径、Ｒ２…第二の曲率半径。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する二つのビームと、該二つ
のビーム間に該ビーム長さ方向の途中位置と末端とに亘
り所定の幅をもって一体に形成された亀裂進展部と、ビ
ームの他端部間に挿入され、夫々のビームに一定変位を
付与するウェッジとを有し、該ウェッジにより亀裂進展
部にビームの長さ方向に沿って亀裂を発生させるように
した腐食環境センサーにおいて、前記亀裂進展部の幅
を、亀裂進展開始端から亀裂進展終了端の途中位置まで
至るに従い第一の曲率半径をもって次第に狭め、かつ途
中位置から亀裂進展終了端に至るに従い前記第一の曲率
半径より小さい第二の曲率半径をもって次第に拡開する
形状に形成したことを特徴とする腐食環境センサー。
【請求項２】互いに対向する二つのビームと、該二つ
のビーム間に該ビーム長さ方向の途中位置と末端とに亘
り所定の幅をもって一体に形成された亀裂進展部と、ビ
ームの他端部間に挿入され、夫々のビームに一定変位を
付与するウェッジとを有し、該ウェッジにより亀裂進展
部にビームの長さ方向に沿って亀裂を発生させるように
した腐食環境センサーにおいて、前記亀裂進展部の幅
を、亀裂進展開始端から亀裂進展終了端の途中位置まで
至るに従い第一の曲率半径をもって次第に狭め、かつ途
中位置から亀裂進展終了端に至るに従い前記第一の曲率
半径より小さい第二の曲率半径をもって次第に拡開する
形状に形成し、また前記亀裂進展部の最大幅の寸法がビ
ーム幅の２０％以下で、最小幅の寸法を１ｍｍ以上と
し、かつ双方のビーム間の高さが該ビームの幅より大き
いことを特徴とする腐食環境センサー。
【請求項３】互いに対向する二つのビームと、該二つ
のビーム間に該ビーム長さ方向の途中位置と末端とに亘
り所定の幅をもって一体に形成された亀裂進展部と、ビ
ームの他端部間に挿入され、夫々のビームに一定変位を
付与するウェッジとを有し、該ウェッジにより亀裂進展
部にビームの長さ方向に沿って亀裂を発生させるように
した腐食環境センサーにおいて、前記亀裂進展部の幅
を、亀裂進展開始端から亀裂進展終了端の途中位置まで
至るに従い第一の曲率半径をもって次第に狭め、かつ途
中位置から亀裂進展終了端に至るに従い前記第一の曲率
半径より小さい第二の曲率半径をもって次第に拡開する
形状に形成し、また前記亀裂進展部の最大幅の寸法がビ
ーム幅の２０％以下で、最小幅の寸法を１ｍｍ以上と
し、かつ双方のビーム間の高さが該ビームの幅より大き
い寸法をなし、さらに前記亀裂進展部の側端部は先端に
至るに従い先細となるＶ字状に形成し、かつ先端の曲率
半径を０．１ｍｍ以下としたことを特徴とする腐食環境
センサー。
【請求項４】互いに対向する二つのビームと、該二つ
のビーム間に該ビーム長さ方向の途中位置と末端とに亘
り所定の幅をもって一体に形成された亀裂進展部と、ビ
ームの他端部間に挿入され、夫々のビームに一定変位を
付与するウェッジとを有し、該ウェッジにより亀裂進展
部にビームの長さ方向に沿って亀裂を発生させるように
した腐食環境センサーにおいて、前記亀裂進展部の幅
は、亀裂進展終了端から亀裂進展開始端方向に向かい所
定の距離を隔てた位置の中心線上を中心とし、亀裂進展
開始端から前記中心線上の位置まで至るに従い第一の曲
率半径をもって次第に狭め、かつ前記中心線上の位置か
ら亀裂進展終了端に至るに従い前記第一の曲率半径より
小さい第二の曲率半径をもって次第に拡開する形状に形
成し、かつビームの長さ１００ｍｍに対し、前記所定の
距離を隔てた中心線上の位置を１５〜２０ｍｍの寸法に
すると共に、第一の曲率半径を１１０〜１６０ｍｍにか
つ第二の曲率半径を６０〜７５ｍｍの寸法に夫々するこ
とを特徴とする腐食環境センサー。
【請求項５】互いに対向する二つのビームと、該二つ
のビーム間に該ビーム長さ方向の途中位置と末端とに亘
り所定の幅をもって一体に形成された亀裂進展部と、ビ
ームの他端部間に挿入され、夫々のビームに一定変位を
付与するウェッジとを有し、該ウェッジにより亀裂進展
部にビームの長さ方向に沿って亀裂を発生させるように
した腐食環境センサーにおいて、前記亀裂進展部の幅
は、亀裂進展終了端から亀裂進展開始端方向に向かい所
定の距離を隔てた位置の中心線上を中心とし、亀裂進展
開始端から前記中心線上の位置まて至るに従い第一の曲
率半径をもって次第に狭め、かつ前記中心線上の位置か
ら亀裂進展終了端に至るに従い前記第一の曲率半径より
小さい第二の曲率半径をもって次第に拡開する形状に形
成し、かつビームの長さ１００ｍｍに対し、前記所定の
距離を隔てた中心線上の位置を１５〜２０ｍｍの寸法に
すると共に、第一の曲率半径を１１０〜１６０ｍｍに、
かつ第二の曲率半径を６０〜７５ｍｍの寸法に夫々し、
前記亀裂進展部の最大幅の寸法がビーム幅の２０％以下
で、最小幅の寸法を１ｍｍ以上とし、また双方のビーム
間の高さが該ビームの幅より大きいことを特徴とする腐
食環境センサー。
【請求項６】互いに対向する二つのビームと、該二つ
のビーム間に該ビーム長さ方向の途中位置と末端とに亘
り所定の幅をもって一体に形成された亀裂進展部と、ビ
ームの他端部間に挿入され、夫々のビームに一定変位を
付与するウェッジとを有し、該ウェッジにより亀裂進展
部にビームの長さ方向に沿って亀裂を発生させるように
した腐食環境センサーにおいて、前記亀裂進展部の幅
は、亀裂進展終了端から亀裂進展開始端方向に向かい所
定の距離を隔てた位置の中心線上を中心とし、亀裂進展
開始端から前記中心線上の位置まて至るに従い第一の曲
率半径をもって次第に狭め、かつ前記中心線上の位置か
ら亀裂進展終了端に至るに従い前記第一の曲率半径より
小さい第二の曲率半径をもって次第に拡開する形状に形
成し、かつビームの長さ１００ｍｍに対し、前記所定の
距離を隔てた中心線上の位置を１５〜２０ｍｍの寸法に
すると共に、第一の曲率半径を１１０〜１６０ｍｍにか
つ第二の曲率半径を６０〜７５ｍｍの寸法に夫々し、前
記亀裂進展部の最大幅の寸法がビーム幅の２０％以下
で、最小幅の寸法が１ｍｍ以上とし、かつ双方のビーム
間の高さが該ビームの幅より大きい寸法とし、さらに前
記亀裂進展部の側端部は先端に至るに従い先細となるＶ
字状に形成し、かつ先端の曲率半径を０．１ｍｍ以下と
したことを特徴とする腐食環境センサー。
【請求項７】前記亀裂進展部を引張り残留応力が生じ
ないよう機械加工により形成してあることを特徴とする
請求項１〜６の一項に記載の腐食環境センサー。
【請求項８】前記亀裂進展部の先端に放電加工により
予亀裂を形成すると共に、該予亀裂を疲労させることに
よって形成された疲労予亀裂を亀裂進展部の長さに沿っ
て連設したことを特徴とする請求項１〜６の一項に記載
の腐食環境センサー。
【請求項９】前記亀裂進展部の先端に予亀裂を形成す
ると共に、該予亀裂の先端に疲労させることによって形
成された疲労予亀裂を亀裂進展部の長さに沿って連設
し、さらに該疲労予亀裂の先端に、実際の応力腐食れに
よって形成されたＳＣＣ予亀裂を連設したことを特徴と
する請求項１〜６の一項に記載の腐食環境センサー。
【請求項１０】双方のビームの末端面にスポット溶接
により固定され、かつ該ビームと同材質からなる薄板を
有することを特徴とする請求項１〜６の一項に記載の腐
食環境センサー。
【請求項１１】双方のビームの先端部間に挿入される
ウェッジをビームと同材質で形成し、かつ該ウェッジを
ビームに対しスポット溶接により固定したことを特徴す
る請求項１〜６の一項に記載の腐食環境センサー。
【請求項１２】双方のビーム及びウェッジを挿通し、
かつ該ウェッジをビームに固定する固定手段を有するこ
とを特徴とする請求項１〜６の一項に記載の腐食環境セ
ンサー。
【請求項１３】前記ウェッジは周囲にねじ部を刻設す
ると共に先端部を半球状に形成し、一方のビームにねじ
込んで先端部が他方のビームを押圧することを特徴とす
る請求項１〜６の一項に記載の腐食環境センサー。
【請求項１４】前記ウェッジは周囲にねじ部を刻設す
ると共に先端部を半球状に形成した二個からなり、夫々
を双方のビームに対しねじ込みかつ先端部を互いに圧接
することを特徴とする請求項１〜６の一項に記載の腐食
環境センサー。
【請求項１５】前記ウェッジは周囲にねじ部を刻設す
ると共に先端部を半球状に形成した三個以上のものから
なり、かつ一個のものはビームの端部にねじ込んで双方
のビームに所定の変位を付与し、他の二個以上のもの
は、一方のビームの途中位置に所望の間隔をもってねじ
込んで双方のビームに一定の変位を付与するように構成
したことを特徴とする請求項１〜６の一項に記載の腐食
環境センサー。
【請求項１６】ウェッジは少なくとも表面が絶縁材を
なしていることを特徴とする請求項１〜６の一項に記載
の腐食環境センサー。
【請求項１７】双方のビームに該ビームの一端側から
末端に形成された第一の孔と、該第一の孔に挿入し、か
つセラミック製の筒体からなる複数本の碍子と、各ビー
ムの一端面に一端が気密状態で固着され、かつ他端が複
数本の碍子を挿通する直流電流供給用の給電リード線
と、各ビームの外側表面部に該ビームの長さ方向に沿い
等間隔にかつ気密状態で一端が夫々固着され、かつ他端
が対応する位置の碍子を順次挿通する複数の電位差測定
用の測定リード線と、双方のビームの他端部に気密状態
に被着したキャップと、該キャップを気密状態で挿通し
かつ給電リード線及び測定リード線の他端部と接続され
た絶縁ケーブルとを有することを特徴とする請求項１〜
６の一項に記載の腐食環境センサー。
【請求項１８】双方のビームを包囲し得る形状をなす
と共に、一端に前記キャップを気密状態に固定したホル
ダーを有し、かつ該ホルダーはウェッジより小さい形状
の出入口を設けたことを特徴とする請求項１９に記載の
腐食環境センサー。
【請求項１９】ビーム及び亀裂進展部は応力腐食割れ
感受性が高く、かつ降伏応力の高い材料で形成したこと
を特徴とする請求項１〜６の一項に記載の腐食環境セン
サー。
【請求項２０】応力腐食割れ感受性が高くかつ降伏応
力の高い材料は、Ｃが０．０５％以上の含有率を有する
ＳＵＳ３０４であることを特徴とする請求項１７に記載
の腐食環境センサー。
【請求項２１】一枚の圧延板材により、ビームの長さ
と圧延板材の圧延方向とが同じで、かつ圧延方向と同一
平面上において該圧延方向と直行する方向にビームの変
位方向が作用するようビーム及び亀裂進展部を形成する
ことを特徴とする請求項１〜６の一項に記載の腐食環境
センサー。
【請求項２２】亀裂進展部の幅を、亀裂進展開始端か
ら亀裂進展終了端の途中位置まで至るに従い第一の曲率
半径をもって次第に狭め、かつ該途中位置から亀裂進展
終了点に至るに従い前記第一の曲率半径より小さい第二
の曲率半径をもって次第に拡開する形状に形成し、水中
に設置される腐食環境センサーと、該腐食環境センサー
に対し直流電流を、極性を切換えて給電する給電系と、
腐食環境センサーにおける複数の所定位置間相互の電位
差を測定する測定計と、直流ポテンシャル法により水質
を判定する制御部とからなり、かつ該制御部は、測定計
によって測定された電位差に応じ電位差比を求めると共
に、その電位差比に基づき、該電位差比と亀裂長さ長さ
と亀裂進展速度と腐食電位との関係から亀裂進展速度及
び腐食電位を求め、求めた腐食電位と亀裂進展速度とに
基づいて水質の良否を判定することを特徴とする腐食環
境制御装置。
【請求項２３】亀裂進展部の幅を、亀裂進展開始端か
ら亀裂進展終了端の途中位置まで至るに従い第一の曲率
半径をもって次第に狭め、かつ該途中位置から亀裂進展
終了点に至るに従い前記第一の曲率半径より小さい第二
の曲率半径をもって次第に拡開する形状に形成し、沸騰
水型原子炉の圧力容器と該圧力容器の循環系配管に夫々
設置される腐食環境センサーと、該腐食環境センサーに
対し直流電流を、極性を切換えて給電する給電系と、腐
食環境センサーにおける複数の所定位置間相互の電位差
を測定する測定計と、直流ポテンシャル法により炉水の
水質を判定する制御部と、炉水に水素を注入する水素注
入システムとを有し、かつ該制御部は、測定計によって
測定された電位差に基応じ電位差比を求めると共に、該
電位差比に基づき、その電位差比と亀裂長さとの関係及
び亀裂進展速度と腐食電位との関係から亀裂進展速度及
び腐食電位を求め、求めた腐食電位と亀裂進展速度に基
づいて水素の注入量を算出し、算出した量の水素を水素
注入システムを介し炉水に供給させることを特徴とする
腐食環境制御装置。
【請求項２４】前記腐食環境センサーは亀裂進展部の
幅が、亀裂進展終了端から亀裂進展開始端方向に向かい
所定の距離を隔てた位置の中心線上を中心とし、亀裂進
展開始端から前記中心線上の位置まて至るに従い第一の
曲率半径をもって次第に狭め、かつ前記中心線上の位置
から亀裂進展終了端に至るに従い前記第一の曲率半径よ
り小さい第二の曲率半径をもって次第に拡開する形状に
形成し、かつビームの長さ１００ｍｍに対し、前記所定
の距離を隔てた中心線上の位置を１５〜２０ｍｍの寸法
にすると共に、第一の曲率半径を１１０〜１６０ｍｍに
かつ第二の曲率半径を６０〜７５ｍｍの寸法に夫々する
ことを特徴とする請求項２２，２３の一項の記載の腐食
環境制御装置。
【請求項２５】前記、制御部は、測定計によって測定
された電位差に応じ電位差比を求める手段と、求めた電
位差比に応じ該電位差比と亀裂長さとの関係から亀裂長
さを算出すると共に、複数の位置間の平均亀裂長さを算
出する手段と、その平均亀裂長さに基づいて亀裂進展速
度を求める手段と、亀裂進展速度に基づき亀裂進展速度
と腐食電位との関係から腐食電位を求める手段と、求め
た腐食電位と亀裂進展速度とに基づいて水素の注入量を
算出する手段とを備えたことを特徴とする請求項２２，
２３の一項に記載の腐食環境制御装置。
【請求項２６】伸縮可能に形成されたウェッジを挿入
する互いに対向するビーム，ほぼ一定の幅に形成された
亀裂進展部を夫々有し、かつ沸騰水型原子炉の圧力容器
と該圧力容器の循環系配管に夫々設置される腐食環境セ
ンサーと、該腐食環境センサーに対し直流電流を、極性
を切換えて給電する給電系と、腐食環境センサーにおけ
る複数の所定位置間相互の電位差を測定する測定計と、
ウェッジを駆動し、腐食環境センサーに対する負荷荷重
を変える駆動手段と、直流ポテンシャル法により炉水の
水質を判定する制御部と、炉水に水素を注入する水素注
入システムとを有し、かつ該制御部は、測定部によって
測定された電位差に応じ電位差比を求める手段と、求め
た電位差比に基づき、求めた電位差比に応じ亀裂長さを
算出すると共に、複数の位置間の平均亀裂長さを算出す
る手段と、その平均亀裂長さに基づいて亀裂進展速度を
求める手段と、亀裂進展速度に基づき亀裂進展速度と腐
食電位との関係から腐食電位を求める手段と、求めた腐
食電位と亀裂進展速度とに基づいて水素の注入量を算出
する手段と、算出した量の水素を水素注入システムを介
し炉水に供給させる手段と、求めた平均亀裂長さの増大
に伴い亀裂進展部における亀裂先端の応力拡大係数が一
定となるよう駆動手段を介しウェッジを制御する手段と
を備えることを特徴とする腐食環境制御装置。