JPH07333147A - 材料検査・補修方法及びその装置 - Google Patents
材料検査・補修方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH07333147A JPH07333147A JP6130087A JP13008794A JPH07333147A JP H07333147 A JPH07333147 A JP H07333147A JP 6130087 A JP6130087 A JP 6130087A JP 13008794 A JP13008794 A JP 13008794A JP H07333147 A JPH07333147 A JP H07333147A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concentration
- optical fiber
- plasma
- heat input
- repairing method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】パルスレーザ光を光ファイバ３により材料の対
象部位へ導いて集光・照射し、材料の極表面層のみをプ
ラズマ化する。プラズマ発光を集光して光ファイバ３で
分光・検出器８に導き、Ｈｅの線スペクトル強度から材
料中に含まれるＨｅ濃度を定量する。Ｈｅ濃度に応じ
て、溶接等の材料への入熱がある材料補修工法の適用の
可否、並びに最適な施工条件を判定する。 【効果】材料中のＨｅ濃度を非破壊的に定量し、その結
果に基づいて補修工法の入熱条件を設定することによ
り、補修時の温度上昇に起因する材料劣化を避けること
ができる。
象部位へ導いて集光・照射し、材料の極表面層のみをプ
ラズマ化する。プラズマ発光を集光して光ファイバ３で
分光・検出器８に導き、Ｈｅの線スペクトル強度から材
料中に含まれるＨｅ濃度を定量する。Ｈｅ濃度に応じ
て、溶接等の材料への入熱がある材料補修工法の適用の
可否、並びに最適な施工条件を判定する。 【効果】材料中のＨｅ濃度を非破壊的に定量し、その結
果に基づいて補修工法の入熱条件を設定することによ
り、補修時の温度上昇に起因する材料劣化を避けること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、核融合炉あるいは原子
炉の炉内のように、中性子照射にさらされる雰囲気に置
かれる材料の検査及び補修方法、並びに装置に関する。
炉の炉内のように、中性子照射にさらされる雰囲気に置
かれる材料の検査及び補修方法、並びに装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】中性子照射により生成するＨｅが溶接等
の入熱を伴う補修工法では温度上昇によりバブル化して
補修部周囲の材質が劣化する可能性がある。このため、
中性子照射場に置かれた材料に損傷が発生した場合に
は、材料の一部を採取してＨｅ量を分析し、問題ないこ
とを確認した後に補修するか、あるいは入熱を伴わない
補修工法を採用していた。材料を採取する場合には、採
取部の補修が新たな問題となる。また、溶接以外の補修
工法は一般に汎用性が低く、費用もかかる問題があっ
た。
の入熱を伴う補修工法では温度上昇によりバブル化して
補修部周囲の材質が劣化する可能性がある。このため、
中性子照射場に置かれた材料に損傷が発生した場合に
は、材料の一部を採取してＨｅ量を分析し、問題ないこ
とを確認した後に補修するか、あるいは入熱を伴わない
補修工法を採用していた。材料を採取する場合には、採
取部の補修が新たな問題となる。また、溶接以外の補修
工法は一般に汎用性が低く、費用もかかる問題があっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、材料
中のＨｅ濃度を非破壊的に定量し、その結果に基づいて
補修工法の施工条件を判断する方法を提供することにあ
る。
中のＨｅ濃度を非破壊的に定量し、その結果に基づいて
補修工法の施工条件を判断する方法を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザプラズ
マ発光を利用して、非破壊的に材料中のＨｅ濃度を定量
することにより、溶接を含む補修工法の最適な施工条件
を決定する。
マ発光を利用して、非破壊的に材料中のＨｅ濃度を定量
することにより、溶接を含む補修工法の最適な施工条件
を決定する。
【０００５】
【作用】中性子場の外部からレーザ光を光ファイバで検
査対象となる材料表面に導き、照射すると、材料の極表
面層がプラズマ化し、材料中の成分元素が発光する。発
光を再び光ファイバで中性子場の外部に導き、スペクト
ル分析により、補修の障害となるＨｅ濃度を定量する。
分析結果に基づき、溶接の入熱条件等の施工条件を決定
するか、あるいは溶接以外の適切な補修工法を選択する
ことができる。厳密には破壊分析であるが、材料の極表
面層のみであり、新たな補修対象を造ることなく、最適
な補修が可能となる。
査対象となる材料表面に導き、照射すると、材料の極表
面層がプラズマ化し、材料中の成分元素が発光する。発
光を再び光ファイバで中性子場の外部に導き、スペクト
ル分析により、補修の障害となるＨｅ濃度を定量する。
分析結果に基づき、溶接の入熱条件等の施工条件を決定
するか、あるいは溶接以外の適切な補修工法を選択する
ことができる。厳密には破壊分析であるが、材料の極表
面層のみであり、新たな補修対象を造ることなく、最適
な補修が可能となる。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例を図１に示す。レーザ１から
のレーザ光２を光ファイバ３により、中性子遮蔽４内部
の検査・補修対象である材料５近傍へ運び、集光光学系
６を通して材料表面に照射する。材料の表面層がプラズ
マ化して生じる発光７を集光して光ファイバ３により分
光・検出器８に導き、Ｈｅのスペクトル強度を検出す
る。この検出強度をデータ処理装置９に取り込み、予め
求めてあるレーザ光強度とＨｅスペクトル強度の相関を
利用してＨｅ濃度を定量する。レーザ照射部の状況につ
いては、観察用の光ファイバによりモニタ１０で観察す
る。図中には記載していないが、光ファイバは遠隔駆動
装置により、中性子遮蔽の内部で所望の部位へ操作す
る。
のレーザ光２を光ファイバ３により、中性子遮蔽４内部
の検査・補修対象である材料５近傍へ運び、集光光学系
６を通して材料表面に照射する。材料の表面層がプラズ
マ化して生じる発光７を集光して光ファイバ３により分
光・検出器８に導き、Ｈｅのスペクトル強度を検出す
る。この検出強度をデータ処理装置９に取り込み、予め
求めてあるレーザ光強度とＨｅスペクトル強度の相関を
利用してＨｅ濃度を定量する。レーザ照射部の状況につ
いては、観察用の光ファイバによりモニタ１０で観察す
る。図中には記載していないが、光ファイバは遠隔駆動
装置により、中性子遮蔽の内部で所望の部位へ操作す
る。
【０００７】レーザとしては、プラズマ生成に適したパ
ルスレーザが適している。パルスレーザ光により生成す
るプラズマの発光は、生成直後は白色スペクトルが強
く、元素毎の線スペクトル検出のバックグラウンドにな
る。したがって、検出感度を向上するには、レーザパル
スを起点に時間分解分光を行い、白色スペクトルが減衰
し、かつ、線スペクトルが増加する時間領域で測定すれ
ば良い。レーザをプラズマ生成用とは別に線スペクトル
増感用に用意するとさらに検出感度を向上できる。この
場合、プラズマ生成用のレーザパルスから適当な時間差
をおいて、プラズマ生成後に照射する。本実施例では、
レーザ光とプラズマ発光の集光光学系及び伝送光学系を
兼用としたが、費用・空間的余裕が許せば、それぞれに
最適な光学系を用意しても良い。
ルスレーザが適している。パルスレーザ光により生成す
るプラズマの発光は、生成直後は白色スペクトルが強
く、元素毎の線スペクトル検出のバックグラウンドにな
る。したがって、検出感度を向上するには、レーザパル
スを起点に時間分解分光を行い、白色スペクトルが減衰
し、かつ、線スペクトルが増加する時間領域で測定すれ
ば良い。レーザをプラズマ生成用とは別に線スペクトル
増感用に用意するとさらに検出感度を向上できる。この
場合、プラズマ生成用のレーザパルスから適当な時間差
をおいて、プラズマ生成後に照射する。本実施例では、
レーザ光とプラズマ発光の集光光学系及び伝送光学系を
兼用としたが、費用・空間的余裕が許せば、それぞれに
最適な光学系を用意しても良い。
【０００８】レーザ光強度とＨｅスペクトル強度の相関
については、予めＨｅ濃度既知の材料を利用した試験に
より求めておく。このとき用いる試験材料と検査対象の
材料とはもちろん同一材質である必要があるが、試験材
料と実際の材料とは表面状態が必ずしも同一でない可能
性がある。材料の表面状態の施工時、及び供用期間中の
変化による影響を避ける手法としては、分析時に数パル
スのレーザにより表面を平滑化してから濃度定量する手
法を利用できる。
については、予めＨｅ濃度既知の材料を利用した試験に
より求めておく。このとき用いる試験材料と検査対象の
材料とはもちろん同一材質である必要があるが、試験材
料と実際の材料とは表面状態が必ずしも同一でない可能
性がある。材料の表面状態の施工時、及び供用期間中の
変化による影響を避ける手法としては、分析時に数パル
スのレーザにより表面を平滑化してから濃度定量する手
法を利用できる。
【０００９】Ｈｅ分析により材料中のＨｅ濃度を定量で
きると、図２に示すように、その値と予め設定してある
基準値との比較により溶接の適用可否を判定する。不可
の場合には、溶接以外の補修工法を選択する。一方、溶
接が可能な場合には、溶接の適切な入熱条件を、予め設
定してあるＨｅ濃度の基準値に基づいて、設定する。定
性的には、Ｈｅ濃度が高いほど、入熱の小さい条件での
溶接が適当である。これらの基準値は、Ｈｅ濃度既知の
材料に対して実際に溶接を施すか、あるいは、溶接を模
擬した熱処理を施してから、材料劣化程度を診断して決
定する。以上、溶接について述べたが、溶接以外の入熱
を伴う補修工法に関しても同様である。本実施例によれ
ば、レーザ光を光ファイバで検査対象材料まで導き、レ
ーザプラズマ発光を検出することにより、材料をほとん
ど破壊することなく材料中のＨｅ濃度を定量でき、適切
な溶接条件を設定できる利点がある。
きると、図２に示すように、その値と予め設定してある
基準値との比較により溶接の適用可否を判定する。不可
の場合には、溶接以外の補修工法を選択する。一方、溶
接が可能な場合には、溶接の適切な入熱条件を、予め設
定してあるＨｅ濃度の基準値に基づいて、設定する。定
性的には、Ｈｅ濃度が高いほど、入熱の小さい条件での
溶接が適当である。これらの基準値は、Ｈｅ濃度既知の
材料に対して実際に溶接を施すか、あるいは、溶接を模
擬した熱処理を施してから、材料劣化程度を診断して決
定する。以上、溶接について述べたが、溶接以外の入熱
を伴う補修工法に関しても同様である。本実施例によれ
ば、レーザ光を光ファイバで検査対象材料まで導き、レ
ーザプラズマ発光を検出することにより、材料をほとん
ど破壊することなく材料中のＨｅ濃度を定量でき、適切
な溶接条件を設定できる利点がある。
【００１０】
【発明の効果】中性子照射を受けた材料中のＨｅ濃度を
非破壊的に定量分析でき、材料への入熱を伴う補修工法
の最適な施工条件を設定できる利点がある。
非破壊的に定量分析でき、材料への入熱を伴う補修工法
の最適な施工条件を設定できる利点がある。
【図１】本発明の実施例の装置構成を示すブロック図。
【図２】Ｈｅ分析結果に基づく溶接入熱条件設定のフロ
ーチャート。
ーチャート。
１…レーザ、３…光ファイバ、６…集光光学系、８…分
光・検出器、９…データ処理装置。
光・検出器、９…データ処理装置。
Claims (4)
- 【請求項１】中性子照射場に置かれる構造材料にレーザ
光を照射して表面をプラズマ化し、プラズマ発光分光に
よりＨｅを検出し、予め求めてあるレーザ光強度とＨｅ
発光強度の相関から材料中のＨｅ濃度を定量することを
特徴とする材料検査方法。 - 【請求項２】中性子照射場の外部に設置されたレーザ
と、レーザ光を中性子照射場内部に導き、構造材料に照
射する光ファイバからなる伝送照射光学系と、材料表面
からの発光を集光して外部へ導く光ファイバからなる検
出伝送光学系と、発光を分光して強度を検出する分光検
出系と、分光強度から材料中のＨｅ濃度を定量するデー
タ処理装置から構成されることを特徴とする材料検査装
置。 - 【請求項３】請求項１において、求めた材料中のＨｅ濃
度に基づき、材料の補修工法の施工条件を設定する材料
補修方法。 - 【請求項４】請求項３において、補修工法が溶接又は材
料の温度上昇を伴う工法である材料補修方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6130087A JPH07333147A (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 材料検査・補修方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6130087A JPH07333147A (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 材料検査・補修方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07333147A true JPH07333147A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15025668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6130087A Pending JPH07333147A (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 材料検査・補修方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07333147A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002524732A (ja) * | 1998-09-04 | 2002-08-06 | ジェネレーション・テクノロジー・リサーチ・ピーティーワイ・リミテッド | 石炭用に適したレーザ誘起イオン化分光器 |
| KR100825302B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2008-04-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 플라즈마 분광기법을 이용한 레이저 용접공정 계측장치 및이를 이용한 계측방법 |
| JP2016048212A (ja) * | 2014-08-28 | 2016-04-07 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 特定の元素の厚み計測装置及び特定の元素の厚み計測方法 |
-
1994
- 1994-06-13 JP JP6130087A patent/JPH07333147A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002524732A (ja) * | 1998-09-04 | 2002-08-06 | ジェネレーション・テクノロジー・リサーチ・ピーティーワイ・リミテッド | 石炭用に適したレーザ誘起イオン化分光器 |
| KR100825302B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2008-04-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 플라즈마 분광기법을 이용한 레이저 용접공정 계측장치 및이를 이용한 계측방법 |
| JP2016048212A (ja) * | 2014-08-28 | 2016-04-07 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 特定の元素の厚み計測装置及び特定の元素の厚み計測方法 |
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