JPS62266401A - ライナ管のライナ厚測定方法 - 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） この発明は、渦流法によりライナ管のライナ厚の厚みを
測定するライナ厚測定方法に関する。

（従来の技術とその問題点） 原子炉運転の効率化のためには、急激な出力上昇や下降
が不可欠である。ところが、核燃料を封入する被覆管と
して、従来のジルカロイ管を用いたのでは、上記のよう
な急激な出力変動に耐えられず、応力腐蝕割れが発生す
るあそれがある。そこで近年、このような応力腐蝕割れ
を防ぐものとしてジルカロイ管の内周面に極薄の純ジル
コニウムライナ層を形成した被覆管が開発されている。

このような被覆管のライナ厚は、強度上の要請からある
程度厚く形成する必要がある一方、母材部であるジルカ
ロイ厚の層厚を確保する上から制限も受１プるので、こ
のライナ厚を一定に管理することが重要になる。

このような２種類の金底層からなる管の厚みを測定する
方法としては、破壊的測定と非破壊的測定の２つの方法
があるが、破壊的測定法では実際に測定の行われる管の
両端部についてしか厚みが保証されず、管内の全域にわ
たる測定が不可欠な上記ライナ被覆管の場合には適用で
きない。一方、非破壊的測定方法には超音波法と渦流法
とがあるが、超音波法においてはライナ層表面でのエコ
ーと、母材層とライナ厚の境界面でのエコーの識別が極
めて困難であるため適用できない。これに対し、交流電
流を流したコイルを被測宇金ぶ表面に近接配置して、金
属表面に渦電流を流し、その渦電流により誘起される誘
１ｊ磁場のために被測定金属の状況に応じて変化する上
記コイルのインピーダンス変化量から金属表面の情報を
得る渦流法では、上記渦電流が被測定金属の厚さ、固有
抵抗ρ、透磁率μ、などに支配されること、および上記
ライナ被覆管のライナ層（μ、＝１．ρ＝５０μΩ・Ｉ
ｙＲ）と母材層（μ、＝１．ρ＝７０μΩ・ｍ）との４
１ｉ率σ（＝１／ρ）に差があることから、上記ライナ
厚の測定が可能である。

このような渦流法によろライナ厚の測定方法の一例とし
て、特開昭５９−６７４０５号公報に開示されたものが
ある。ところで、測定されたインピーダンス成分をライ
ナ層に換算する際には、コイルを含めた測定器の感度を
把握する（感度調整）とともにその測定器での基準点（
零点）を設定することが必要であるが、その１つの方法
が、゛渦流深傷試ＭＡ（日本非破壊検査協会、８５２発
行）″に示されている。この方法によれば、ライナ厚の
ない母材だけの標準板と、既知のライナ層を備えた厚み
標準板を用い、これらの板の一点で測定されたインピー
ダンス成分から零点、感度調整が行なわれる。

このように厚み標準板を用いてコイルを含めた測定器の
零点、感度の経時変化を校正する場合には、厚み標準板
は厚さが一様であることが、プローブの位置合せ精度等
の問題から望まれる。しかし実際問題として、ジルコニ
ウムライナ管においては、ライナ厚の標準管として、ラ
イナ厚が一様である管を製作することは非常に困難であ
る。もしライナ厚が一様でないなら、少くとも１点にお
いてライナ厚が既知（それを標準厚みとする）でなけれ
ばならないが、たとえそうであったとしても、その位置
にプローブを正確に位置合せすることは難しいという別
の問題を生じる。そのため従来では、経時的に変化する
コイルを含めた測定器の感度を正確に把握し、基準点を
正確に設定することができず、測定結果が不正確になる
という問題があった。

（発明の目的） この発明は、上記問題を解決するためになされたもので
、渦流法によるライナ管のライナ厚測定を、簡単な校正
処理により正確に行うことのできるライナ管のライナ厚
測定方法を提供することを目的とする。

（目的を達成するための手段） この発明のライナ管のライブ厚測定方法は、ライナ管内
部にプローブコイルを挿入して渦流法によりライナ層を
測定する際に、被測定ライナ管と同径かつ一周の平均ラ
イナ厚が既知でその厚みが互いに異なる２種類の標準ラ
イナ管を回転させて冑られる渦流測定器の出力から各標
準ライナ管の一周の平均ライナ厚の測定値を求め、この
測定値と前記既知の平均ライナ厚とから算出されるコイ
ルを含めた渦流測定器の感度の較正値および零点補正値
を求めて、渦流測定器の出力から被測定ライナ管のライ
ナ層を測定するようにしている。

（実施例） 第１図はこの発明によるライナ管のライナ厚測定方法の
実施に使用される装置の概略図を示し、第２図（ａ）〜
（Ｃ）はそれぞれ、この実施例に適用される被測定ライ
ナ管１の断面図、第１標準ライチ管２の断面図および第
２標準ライナ管３の断面図を示す。

この実施例で、第２図（ａ）に示すように母材管である
ジルカロイ部１ａの内周面に純ジルコニウムのライナ層
１ｂを形成したライナ管１の上記ライナ層１ｂの厚み測
定が行なわれる。上記ライナ管１は、その軸心回りに回
転するように回転機４上に支持される一方、このライナ
管１内に挿入可能なプローブ５が、上記ライナ管１の両
端側に位置する渦流測定器６でそれぞれ支持されている
。

プローブ５内には絶対値型のコイルが埋め込まれており
、そのコイル径は約１ｍφである。左右のプローブ５の
コイルからの信号、すなわちコイルインピーダンス変化
は、左右の渦流測定器６により例えば電圧信号として検
出される。この渦流測定器６より得られる位相検波出力
は、インターフェース部７を通して所定の算出式がプロ
グラムされた次段の演算装置８に入力され、その入力に
応じたライナ厚が演算されて、その結果が表示器９で表
示されるように構成されている。ここでは、ライナ管１
の左右から別々のプローブ５を挿入し、ライナ管１の全
長にわたろライナ厚を両側から同時に測定することによ
り、測定の高速化がはかられている。回転機４および渦
流測定Ｂ６の駆動は、駆動機構制御装置１０によって制
御される。

コイルに流される交流電流の周波数として、２Ｍ　ＨＺ
と４Ｍ１−１２の２重周波数が用いられる。このように
ライナ厚の測定において、２重周波数によりコイルを励
磁しているのは、リフトオフ、ライナ層１ｂ・ジルカロ
イ部１ａのＳｔ率、ライナ厚の変動に対応するコイルイ
ンピーダンス変化の方向が周波数によって変ることを利
用するためであり、これによって各励磁周波数での渦流
測定器６の位、相撲波出力Ｈ、Ｖｌ、）−１、Ｖ２（Ｈ
ｌ。

Ｖｌは４　Ｍ　Ｉ−Ｉ　Ｚの位相検波出力、）−ｉ　　
、Ｖ　　は２ＭＨ２の位相検波出力）からリフトオフの
変動やライナ層１ｂ・ジルカロイ部１ａの導電率の変動
などの影響を無（しライナ厚を求めることができるので
ある。

前記ライナ管１の両端部には、それぞれ第２図（ｂ）に
示すようにこのライナ管１と同径でかつジルカロイ部２
ａの内周面に一周の平均厚み５０μｍの純ジルコニウム
のライナ層２ｂが形成された第１の標準ライナ管２と、
第２図（Ｃ）に示すようにジルカロイ部３ａの内周面に
一周の平均厚み１３０μｍの純ジルコニウムのライナ層
３ｂが形成されたＭ２の標準ライナ管３が同心状に固定
されている。なお、ここで測定対象となる上記ライナ管
１のライナ１１１ｂの厚みは、５０μｍ〜１３０μ瓦の
範囲内であり、この厚み範囲の上下限に対応させて上記
第１．第２の標準ライナ管２，３のライナ厚が設定され
ている。

このライナ厚測定方法では、ライナ管１のライナ厚測定
を行う前に、コイル５を含めた渦流測定器６の感度、零
点の経時変化による影響を除去するために、次の手順に
よる校正が行われる。

（１）　　まずプローブ５を第１の標準ライナ管２内に
移動させて第１の標準ライナ管２を回転させ、そのとき
の渦流測定ミロの位相検波出力Ｈ１，Ｖ、Ｈ、Ｖ　　か
ら標準ライナ管２が一回転する１　　　　２・　　　２ 間のライナ厚を算出し、その算出値を平均化して基準値
Ａとする。同様にプローブ５を第２の標準ライナ管３内
に移動させて第２の標準ライナ管３を回転させ、そのと
きの渦流測定Ｂ７の位相検波出力Ｈ、Ｖ　　、Ｈ、Ｖ、
２から標準ライナ管３が一回転する間のライナ厚を算出
し、その算出値を平均化して基１１６Ｂとする。

（２）　　上記基準値Ａ、Ｂと各標準ライナ管２゜３の
既知の平均ライナＷ５０μｍ、１３０μｍとから、前記
渦流測定器７の零点補正ｔｉＣおよび感度補正値りを Ｄ＝　（Ａ−Ｂ）／　（５０−１３０）　　・・・（１
）Ｃ＝Ａ−ＤＸ５０　　　　　　　　　　・・・（２）
として求める。上記Ａ、Ｂ、Ｃ，，Ｄの関係は、渦流測
定器７の出力から算出される測定値（上記基準ＩｍＡ、
Ｂ）を縦軸に、この測定値に対応する実際の値（上記平
均ライナ厚５０μｍ、１３０μＴｒＬ）を横軸にそれぞ
れとった第３図に示す座標上の直線グラフＧに対し、感
度補正値りがグラフＧの勾配に対応し、零点補正値Ｃは
グラフＧが交差する縦軸上の値に対応している。すなわ
ちグラフＧは、このときの渦流測定器６の出力から求め
られる測定値、例えばｔｌと、これに対応する実際のラ
イナ厚ｔ２との関係を与える校正表をなしている。

（３）　　そこで、上記座標の縦軸の値すなわち渦流測
定器６の出力から求められる測定値をＴ１、上記座標の
横軸の値すなわら実際のライナ厚をＴ２とすると、上記
グラフＧの関係式は Ｔ　＝ＤＴ２＋Ｃ・・・（３） となる。この（３）式は Ｔ２＝　（Ｔ、−Ｃ）／Ｄ　　　　　　・・・（４）と
変換できるので、これをライナ管１のライナ厚の測定値
に当てはめることにより、コイル５を含めた渦流測定器
６の経時変化による測定値のずれが校正される。

すなわら、上記（１）、　（２）の手順で基準値Ａ、Ｂ
および零点補正値Ｃ１感度補正値りを求めたあと、プロ
ーブ５を本来の測定対象であるライナ管１内に挿入し、
このライナ管１を回転させながらプローブ５を移動させ
る。このときの渦流測定器６の位相検波出力Ｈ１，Ｖ　
　、Ｈ、Ｖ　　からライナ厚Ｔ１を算出し、この算出値
を上記（４）式に代入して、較正されたライナ厚Ｔ２を
求めるのである。

上記した各演算はすべて先述した演算装置８で行われ、
得られた校正済みライナ厚Ｔ２は表示器９で表示される
。

以上の方法で測定した結果を第４図に示す。同図から明
らかなように、上記校正を経たライナ厚の算出値は実測
値と高精度に対応しており、正確なライナ厚測定方法が
可能なことが認められる。

（発明の効果） 以上のように、この発明のライナ管のライナ厚測定方法
によれば、プローブの位置合せに煩わされることなく簡
単な処理により渦流測定器の経時変化による測定値のず
れを校正でき、ライナ管のライナ厚を高精度に測定する
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるライナ管のライナ厚
測定方法に使用される装置の概略図、第２図（ａ）〜（
Ｃ）はそれぞれ被測定ライナ管、第１の標準ライナ管、
第２の標準ライナ管を示す断面図、第３図はこの実施例
の測定値校正手順を説明するための図、第４図は実施例
による測定結果を示す図である。 １・・・ライナ管、 ２・・・第１の標準ライナ管、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ライナ管内部にプローブコイルを挿入して渦流法
   によりライナ厚を測定する際に、被測定ライナ管と同径
   かつ一周の平均ライナ厚が既知でその厚みが互いに異な
   る２種類の標準ライナ管を回転させて得られる渦流測定
   器の出力から各標準ライナ管の一周の平均ライナ厚の測
   定値を求め、この測定値と前記既知の平均ライナ厚とか
   ら算出されるコイルを含めた渦流測定器の感度の較正値
   および零点補正値を求めて、渦流測定器の出力から求め
   られる被測定ライナ管のライナ厚を測定することを特徴
   とするライナ管のライナ厚測定方法。