JPS63313042A - 放射性流体配管の検査方法 - 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〕 本発明は稼働中プラントの配管の管内面異常検査法に係
り、特に原子炉−次系配管の肉厚減少検査法に好適な配
管検査法に関する。

〔従来の技術〕

放射線による検査は溶接部の欠陥検査に最も良く使われ
ている〔原子カプラントにおける非破壊査と破壊力学的
評価：昭和５２年９月　社団法人日本溶接学会発行〕、
シかし、それは機器の側進過程など運転開始前に使わけ
る場合が多い〔２８１３０機器の稼働中の検査（Ｉ　Ｓ
　Ｉ）には、高放射線場、装置の接近性、検査員の被爆
等の点から適用部位は限定される。

また、超音波探傷、液体浸透探傷、磁粉探傷。

渦流探傷が機器の稼働中の検査として良く使われるが、
運転中のモニタリングとして使われているものは無い。

蓄積性放射線計測に関する出願もあるが（特願昭５３−
１２２８８０号）、人体に関するものであって、モニタ
リングにはむいていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来から良く使われている。放射線検査は特別の線源、
照射装置、電源、冷却水を要し、しかも運転開始したプ
ラントにたいしてはさらに接近性、検査員の被爆等問題
があるために従来の放射線検査技術は限られた部位に対
してしか適用できず、主として、運転開始前の製造過程
での検査に使われることが多かった。運転開始後は共用
期間中検査として超音波探傷、液体浸透探傷が行われる
ことが殆どであるが、これも溶接部など特定部位にたい
してしか用いられない。

上記の従来技術は全て材料中の傷を検査するものであっ
て、管内面のクラッド状況や肉厚減少を調べたりするも
のはない。また、共用期間中検査は定期検査として行わ
れるものであって、任意時期の検査あるいは常時の異常
監視として行われるものではない。

本発明の目的は、上記の従来技術の這点を排し。

放射線検査の手法を応用した配管内面の放射性クラッド
の正常付着、異常付着、剥離、減肉等の性状及び亀裂進
展等の結果生じた割れからの流体漏洩をプラント運転中
でも監視できる方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

原子カプラントの一次系配管内には、６０Ｃｏ。

５８Ｃｏ、５４Ｍｎ等の放射性腐食生成物質を含有する
冷却水が流れている。これ等の放射性物質は配管内表面
に付着してクラッドを形成する。見方を変えると、原子
カプラントの一次系配管は放射線源を自身で内蔵してい
ることになる。従って、配管外表面に放射線感応フィル
ムを接置しておき適当な期間を置いた後にそのフィルム
を取外して現像処理をおこない、その黒化度解析から配
管内面の性状、肉厚減少状況を評価することができる。

本フィルムは装着期間内における管内面のクラッドの付
着剥離、減肉等の挙動の累積情報として把握できる。

また、漏洩冷却水による湿分吸収により電気抵抗が変化
する流体捕捉材に複数の電極を一定間隔をおいて配置し
た漏洩検出テープの電極間抵抗及び電位を計ることによ
って１貫通割れを検出することができ、常時Ｉｌ！察も
できる。

すなわち、放射線感応フィルムと漏検出テープ連結する
ことによって配管内面の性状、肉厚減少状況及び貫通割
れの両方共検出することができ、また、モニタリングが
可能となる。

〔作用〕

管の肉厚減少、クラッドの局部的剥離、クラッドの局部
的付着等の配管内面の異常が本発明によって検査できる
基本概念をいかに述べる。配管内の放射性流体に含まれ
る放射性物質の例として６０Ｃｏの例について述べるが
、５４Ｍｎ、５８Ｃｏ等の場合も基本は変わらない。

配管内の放射性流体に含まれる放射性物質は管の内壁に
錆等の形で付着してクラッド層を形成する。配管内の放
射性物質の９５％はクラッドに、残りの５％が放射性流
体に含まれている。

肉厚２５ＩＩＩｍの鉄鋼管の原子力配管につき、放射作
物質として６０Ｃｏのみを含むと仮定した単純モデルの
肉厚内の放射線エネルギー分布を求めて見たものを第３
図に示す。同図（ａ）を管の内壁に固着した放射線クラ
ッド層のみによる分布であり、同図（ｂ）は放射性流体
中に含まれる放射性物質が全て管の内壁に集まったと仮
定した放射性クラッド層のない場合の分布であって、放
射性クラッドの剥離部を模擬した分布である。

この放射線エネルギー強度分布は、Ｉ／Ｉｏ＝ｅｘｐ−
μＸから求めたものである。ただし、Ｉｏは線源の強度
、■は線源からＸａａ離れた位置での強度、μは放射線
伝播培質の吸収係数である。

６０Ｃｏ（Ｉｏ＝ＩＭｅＶ）のγ線の鉄の吸収係数μｏ
＝０．４８ａｍ″″ｌとして放射線エネルギー強度分布
を求めて第３図に示したものである。これから放射性ク
ラッドのある部分とクラッド剥離部分の外表面における
放射線エネルギー強度分布には非常に著しい差の有るこ
とが推察される。

さて、肉厚減少が起こる過程は単純化すると第４図のよ
うに二通りが考えられる。ここでは５０％肉厚減少が起
こったとして放射線エネルギー強度分布を示した。第一
は侵食と腐食の重畳過程であり、減肉部にクラッドは付
着しないと考えられるので外面における放射線エネルギ
ー強度は低い。

第二は腐食単独の過程であり、この場合は減肉部にクラ
ッドが付着すると考えられるので外面における放射線エ
ネルギー強度は高い。すなわち、健全部、クラッド無し
減肉部、クラッド有り減肉部の外表面における放射線エ
ネルギー強度はそれぞれ４ｏ％弱、６０％、数％となり
、５０％減肉管でも外表面放射線エネルギー強度分布は
著しく異なることが分かる。

第５図は以上を纏めて、減肉のないクラッド付着部分、
減肉のないクラッド剥離部分、減肉のあるクラッド付着
部分、減肉のあるクラッド剥離部分の外表面放射線エネ
ルギー強度分布を示したものである。これより管外表面
に放射せん感応フィルムを設置して置くことによって、
管内面の異常を調べることができることになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図に示す０図において本
発明の放射線感応フィルム１〜１′は配管２の長手方向
に設置されている。３は放射性物質を含む流体である。

１〜１′の保温材４の側には１の保護と１の感度増大の
ために鉛箔を付けた金属箔、例えばステンレスの増感箔
５が設けである。４の外側には保温カバーが設けである
。第２図は第１図の断面図を示す。これより分かるよう
に基本実施例では放射せん感応フィルム（以下放射線フ
ィルム）１〜１″′　　が配管２の長手方法９０°間隔
で設置されている。本例では放射線フィルムが配管２の
長手方向に設置されているから、配管２の長手方法に広
範囲にわたって分布している管内面の異常を見逃さずに
調べることができるという特徴がある。

第６図は放射線フィルム１の詳細構造を示す。

１−１．１−１’は、ポリエミド、テフロン等の耐熱性
透明プラスチック膜１−２の両面に塗られるかまたは蒸
着されたハロゲン化銀膜であり。

１−１．１−１’　を保護するために保護膜１−３゜１
−３′が設けである０通常のＸ線フィルムはポリエステ
ル膜が１−１として使われ、１−２．１−３までで構成
される０本例が通常のＸ線フイムルと異なるところは１
−２として約３００℃まで耐える耐熱性のポリエミド樹
脂、沸素樹脂、シリコン樹脂、及び繊維素系樹脂等のプ
ラスチック膜を用いてことに加えて、以下に述べる事項
である。

即ち、原子カプラントにおいては周囲環境の放射線が通
常の自然環境の放射線より格段に高いことを考慮して原
子カプラント環境の放射線と可視光線に感光することを
防止するための鉛いり遮光膜１−５及び可視光線のみ遮
光し配管の内部からの放射線は自由に通す遮光膜１−５
′が設けである。１−５には４本、１−５’には２本の
ミシン目が刻まれ遮光処理が施されている。１−５′の
外側の２本のミシン目は配管からフィルム取外しを容易
にするための刻み目であり、１−５′の内側の２本と１
−５の２本刻み目はフィルムの現像処理の際のフィルム
取り出しを容易にするためのものである。１−５の外側
には距離マークが記しであるから異常が検出された場合
の位置評定を容易に行うことができる。

１−５，１．−５’は接着剤１−４〜１−４”’を介し
て１−３．１−３’に接着されている。１−１．ｌ−１
’　、１−２．１−３．１−３’　、１−５の幅よりも
ニー５′の幅は広くしてあり、その広い部分には配管に
接着するための接着剤１−６．１−６’が設けである。

なお、１−５は配管内部からの放射線以外を完全に遮蔽
するように１−１．ｌ−１’　、１−２．１−３．１−
３’　　を完全に密閉している。さらに、本発明では説
明のためにフィルム構造は全て大きく誇張して示しであ
る。

本発明の実施に際しては、例えば、プラントの定期検査
時に保温材を剥がし配管表面に直接的に１−６．１−６
’で接着して第１＠ｌのように再び保温材を取付ける。

プラントを運転して次回定検時にフィルムを１−５の刻
み目のうち１−６．１−６′に近い方の刻み目で配管か
ら剥がして現像処理する。配管に第５図のように異常が
あれば、それに応じてフィルムの黒化度が変わるのでそ
れから異常判定ができる。

第７図は放射線フィルムを螺旋のようにスパイラル状に
取付けた実施例を示す６第１図、第２図の実施例では管
の軸方向に真っ直延びた異常については、この位置に放
射線フィルムが一致して設置されてなければ検査ができ
ないが、スパイラル状に取付けて有ればこのような不具
合は生じない。

第８図は保温カバー６の外表面に放射線フィルムを取付
けた実施例を示す０本例によれば保温材料を取り除くこ
となくプラントの運転中の任意の時期に放射線フィルム
脱着が可能であり、定期検査時期以外でも自由に検査で
きる利点がある６また。保温カバー６の外表面温度はＢ
ＷＲプラントでは約６０℃と低温であるからフィルムの
耐熱性の点で配管に直接設置する場合よりも優れている
。

第６図の放射線フィルムの１−２のプラスチック膜自身
が放射線劣化により変化しやす材料、例えば、フェノー
ル樹脂、ポリエチレン樹脂の薄膜を使用することによっ
て放射線劣化変色と１−１゜１−１′の黒化とが重畳す
るために、感度を上げることができる。

第９図はプラスチック膜の放射線劣化による変色を応用
した例で、鏡面に磨いた金属箔１−７の鏡面側にフェノ
ール樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニ
ル樹脂、ポリアミド樹脂の膜１−２を接着したものであ
る。これによれば、現像処理が不要となるので、現場で
即座に配管の異常を判定できるという利点がある。さら
に、管内からの放射線が当ったときに２次電子の発生し
やすい鉛等の金属箔１−８が１−７の反研磨面側に設け
である。１−８で放射線量が増加することとなるので管
内面異常検出感度を高めることができる。

第１０図は、放射線劣化による電気抵抗変化及び配管異
常部での高温流体の漏洩が生じた場合に漏洩流体による
電気抵抗変化の両方測定できる漏洩検出テープ７と１を
接続した実施例を示す、第１１図は第１０図の漏洩検出
テープ７側の断面図を示す。７−ＩＡ〜７−ＩＥは抵抗
検出用電極ｐ　ａ　＝　Ｐ　ｅに電気を通ずる導電箔で
ある。７−２は各電極を絶縁する絶縁膜であり、７−３
は発泡プラスチック、ガラス綿９石綿フェルト等の漏洩
流体を捕捉し易い材料からなる漏洩流体捕捉材である。

７−１には抵抗解析器９からケーブル８が接続されてい
る。７と１は分離容易なように境界部にミシン目が刻ま
れている。これを第１図または第７図のように配管表面
に接着し、プラント運転中に７−５により電極Ｐ　ａ　
＝　Ｐ　ｅ間の電気抵抗を測定することにより、各電極
間の抵抗解析から配管異常による劣化及び漏洩流体によ
る電気抵抗変化が求められる。漏洩検出テープ７は常時
遠隔計測ができるのでモニタリングに都合がよい。

第１２図は本例の効果を示す図で、縦軸は健全部の抵抗
Ｒで基準化した抵抗であり横軸は時間を表している。例
えば電極Ｐａとｐｂの間で減肉が生じたとすればこの間
の抵抗Ｒａｂは７−３の抵抗増大により■坤■のごとく
変化し、漏洩が生ずると■埠■のように急激に低下し、
減肉と漏洩が検出される。

第１３図は、１及び７と配管の間に遮へい材］−８を設
けたものであり、これによって１及び７の耐熱性を大幅
に向上させることができる。１−８には接着剤１〜９〜
１９′が設けてあり、配管への設着が容易に行なわれる
。

第１４図はフィルムの感光部分１−１〜１−３′が管内
面からの放射線に感光することを防止する遮光膜として
自然光遮光膜１−５で１−１〜１−３′を完全密封した
後に放射線遮光膜１−５′で環境放射線（バックグラウ
ンド放射線）を防止するようにしたものである。両者を
分けることによって、１−５’　、１−５の製作が容易
になり、１−５′は保護カバーの役割りをする利点も生
れる。順序として１−５＃を先に設け、１−５で全体を
つつむようにすることもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば原子炉−次系配管のように使用状態にお
いて配管内に存在する放射線を線源として利用できるの
で専用の放射線源を必要とせずに稼働中における配管の
減肉等の異常検査を容易かつ迅速に行なうことが可能と
なる。また、外部線源を使わないことから空間的な制約
条件は全くなく、狭隘部の配管検査も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すための部分的断面図、第
２図は第１図の横断面図、第３図は放射線クラッドの有
無により管肉厚内の放射線エネルギー分布が異なること
を示す説明図、第４図は減肉と放射線エネルギー分布の
関係を示す説明図、第５図は管内面の減肉等の性状異常
によって管外面における透過放射線のエネルギーが異な
ることを示す説明図、第６図は本発明によってなる放射
線フィルムの横断面図、第７図及び第８図はフィルムの
取材力の変形例を示す図、第９図は放射線フィルムの変
形例を示す図、第１０図は漏洩検出テープを組み合せた
実施例を示す図、第１１図はその断面図、第１２図は第
１０図の効果を示す説明図、第１３図は第１０図の実施
例に断熱材を設けた実施例の横断面図、第１４図は第６
図の変形例の横断面図を示す図である。 １・・・放射線感応フィルム、２・・・配管、１−８．
５・・・増感箔、１−４・・・接着剤、１−５・・・遮
光膜、１−７・・・金属箔、７・・・漏洩検出テープ。 ネ　　１　　目 寮　２　巳 第　３　目 第　４Ｕｆ！Ａ 蓼　５　　呂 第　６　目 第７０ １−１へｌ−１’・・ハロゲン化銀峡 第　８　の １−８・・Ｊｉｔ４堪 纂　１２　囚 Ｐｆｒ　藺

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、配管の内部又は外面の異常を調べる原子力配管の検
   査法において、内部に含有する流体放射性物質を検査用
   線源として用いて、管の肉厚減少、割れ及びクラッドの
   剥離は堆積などの異常を管外面に設置した放射線フィル
   ムの黒化度から判定することを特徴とする放射性流体配
   管の検査方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、自然光感光防止膜
   及び放射線感光防止膜で放射線フィルムを真中にしては
   さみ、その自然光感光防止膜側の両端部に接着剤を塗布
   し、かつ、この接着剤塗布部と非塗布部の境界部にミシ
   ン目を刻み、さらにフィルムと放射線感光防止膜に距離
   マークをつけた放射性流体配管の検査方法。 ３、特許請求の範囲第２項において、放射線フィルム配
   管の長手方向に貼付けるか、またはスパイラル状に貼付
   けることを特徴とする放射性流体配管の検査方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、放射線フィルムに
   隣接して流体漏洩検出テープを接続したフィルムを用い
   る放射性流体配管の検査方法。 ５、特許請求の範囲第４項において、流体漏洩検出テー
   プとして、複数の電気抵抗計測電極を配置した電気抵抗
   体から成る漏洩流体補捉膜を用いて電極間の抵抗変化及
   び放射線フィルムの黒化度から流体漏洩及び管内面異常
   を検査することを特徴とする放射性流体配管の検査方法
   。 ６、特許請求の範囲第５項において、漏洩流体補捉膜と
   して、吸湿性の多孔膜または繊維状織布のいずれかを用
   いる放射性流体配管の検査方法。 ７、特許請求の範囲第４項において、放射線フィルムに
   隣接して流体漏洩検出テープを接続した複合フィルムの
   配管接着面側に断熱テープを接着して耐熱性を高めたフ
   ィルムを用いて電極間の抵抗変化及び放射線フィルムの
   黒化度から流体漏洩及び管内面異常を検査することを特
   徴とする放射性流体配管の検査方法。