WO2012173140A1 - ウォータージェットピーニング方法及びその装置 - Google Patents

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WO2012173140A1
WO2012173140A1 PCT/JP2012/065122 JP2012065122W WO2012173140A1 WO 2012173140 A1 WO2012173140 A1 WO 2012173140A1 JP 2012065122 W JP2012065122 W JP 2012065122W WO 2012173140 A1 WO2012173140 A1 WO 2012173140A1
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water
nozzle
wjp
jet peening
ion
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PCT/JP2012/065122
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French (fr)
Inventor
大橋　健也
孝一 黒澤
波東　久光
昇 齋藤
良 石橋
征史 深谷
松井　祐二
富士夫 吉久保
孝浩 青木
Original Assignee
日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社
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    • G21C17/022—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator for monitoring liquid coolants or moderators
    • G21C17/0225—Chemical surface treatment, e.g. corrosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/10—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for compacting surfaces, e.g. shot-peening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
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    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method of water jet peening (hereinafter referred to as WJP (water jet peening)) and an apparatus used therefor, and in particular, WJP is applied not only to a limited portion such as a weld portion of a construction object,
  • WJP water jet peening
  • the present invention relates to a WJP method suitable for WJP construction over the entire surface of a construction object or over a wide area.
  • WJP water jet peening
  • Patent Document 3 also describes that a compound containing a noble metal is attached to the surface of a structural member of a nuclear reactor by WJP.
  • Non-Patent Document 1 Although the corrosion rate indicated by the current density in the polarization measurement is reduced by WJP application in steel materials such as carbon steel. ing.
  • the application range of WJP is not limited to the weld portion or the heat affected zone, but covers the entire surface of the object to be installed or a wide range of the surface.
  • the jet nozzle is scanned by two axes, and it is important to complete full-scale construction in as short time as possible while avoiding construction omission and multiple construction, during the effective width of WJP during construction. It is necessary to grasp.
  • Non-Patent Document 1 shows the effects shown in Non-Patent Document 1 .
  • An object of the present invention is to provide a water jet peening method and apparatus for improving corrosion resistance when applying WJP over the entire surface of a target object or a wide area of the surface.
  • the water supplied from a pump is jetted from the nozzle into the water where the nozzle is present, and the nozzle that jets the water is a water jet peening target to be placed in the water
  • oxidizing ions generated by collapsing bubbles contained in the water sprayed from the nozzle into the water from the nozzle are applied to the water jet peening application object, and are applied to the surface of the object It is characterized by forming an oxide film.
  • corrosion resistance can be imparted to the entire surface of a construction object by WJP.
  • FIG. 1 The block diagram of the WJP apparatus used for the WJP method of Example 1 which is one Example of this invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of the vicinity of a turntable of the WJP device shown in FIG. 8. The enlarged view of the movement apparatus in which the nozzle of the WJP apparatus shown in FIG. 8 is provided. The figure which shows typically the form of the bubble in the water flow injected from the nozzle.
  • the feature of the present invention is that when bubbles are broken by WJP, decomposition products of water molecules (H 2 O) such as OH radicals and O atoms are released from inside the bubbles and included in the jet jetted from the nozzle into water.
  • the metal surface which is the construction object surface by the action that positive ions in the aqueous solution contained in the jet are released toward the construction object surface together with the OH radicals and water decomposition products by the shock wave generated by the collapse of the bubbles.
  • the residual stress can be improved not only by the excitation force when the jet directs the construction object but also by the excitation power of the shock wave, and at the same time, the effect of improving the corrosion resistance of the construction object surface by the oxidation power of water decomposition products Can also be expected.
  • High-pressure water 38 is supplied from a pump (not shown) to the nozzle 6 disposed in the water 3.
  • a pump not shown
  • high-pressure water 38 is injected from the injection port 37 of the nozzle 6 into water, a large number of micro air bubbles are generated in the water to generate a cavitation cloud 39 in a lump.
  • shock wave and water decomposition products are released.
  • a bubble collapses and a shock wave is generated, a large number of bubbles present around the bubble are swept away by the shock wave. For this reason, the vortex cavitation 40 in which the bubble group which is pushed away continues is formed.
  • reference numeral 42 is a bubble in which small bubbles are combined to increase the diameter.
  • the installation target object does not exist in the figure, and the condition which spouted the free jet stream in water is shown.
  • the cavitation cloud 39 or the like spreads in the direction away from the center of the jet stream, so the distribution of the bubble collapse occurrence position may spread in the direction parallel to the surface of the object to be installed.
  • the stress improvement effect and the corrosion resistance improvement effect on the construction object are not caused by the presence of bubbles in the jet, but are brought about by the collapse of the bubbles, and the closer the distance between the bubble collapse position and the surface of the construction object is the effect large.
  • the nozzle 6 and the support member 17 are attached to the nozzle scanning device 10, and two ion sensors (charge detection devices) 14A and 14B are installed at intervals in parallel with the surface of the construction object 2.
  • the nozzle 6 and the ion sensors 14A and 14B are disposed in the water, and the WJP target object 2 is also disposed in the water.
  • the nozzle 6 is opposed to the surface of the construction object 2 on which the WJP is to be applied.
  • the ion sensors 14A and 14B are disposed near the surface of the construction object 2 at a position slightly away from the jet center ejected from the nozzle 6.
  • the ion sensors 14A and 14B are attached to the support members 16A and 16B, respectively, and are configured to move following the scanning of the nozzle 6.
  • an ion detector you may use pH sensor, an electric potential sensor, and an absorbance sensor other than an ion sensor.
  • the ion-containing aqueous solution detects ions by the ion sensors 14A and 14B and outputs an ion detection signal.
  • the ion concentration of the ion-containing aqueous solution in water is V (ml / cm 3 ), a sensor (for example, an ion sensor) located near the position of ion generation (the position where bubbles are collapsed, ie, the generation position of ion-containing aqueous solution)
  • the coordinate value in the Y-axis direction of 14B) is y1 (m)
  • the coordinate value in the Y-axis direction of a sensor for example, AE sensor 14A present at a position far from the sound source position is y2 (m).
  • the action time of the radical on the ion sensor be t (s), and let T1 (s) be the time difference between the detection time of the ion concentration in the ion sensor close to the detection time of the ion concentration in the ion sensor located far away .
  • the one-dimensional approximate model of the reactive ion arrival path by the radical in the Y-axis direction is the arrival time of ions from the ion generation position to each ion concentration detection device, for example, the ion sensors 16B and 16A is (1) and (2) It is expressed by a formula.
  • V ⁇ t (y1 ⁇ y0) (1)
  • V (m / s) of the ion in water for example, the speed of sound in water 1500 (m / s)
  • the coordinate value in the Y axis direction of the ion generation position (Y of the ion generation position
  • the axial position) y 0 (m) is a generation position of the reactive ion, and can be calculated by the equation (3).
  • the residual stress can be improved not only by the excitation force when the jet directs the construction object but also by the excitation power of the shock wave, and at the same time, the effect of improving the corrosion resistance of the construction object surface by the oxidation power of water decomposition products Can also be expected.
  • the properties of the film formed on the surface of the metal to be applied are changed by previously dissolving nitrates and the like of the noble metal in the jet flow to form an aqueous solution containing noble metal ions. That is, it was found that the ion valence of the cation of the metal to be treated was increased because it was further oxidized, and the noble metal ion was also more oxidised to become an oxide or hydroxide. It is considered that this is because the oxidation of the OH radical and the hydrolyzate has a strong effect on the metal surface.
  • the WJP device 1 includes a nozzle 6, a high pressure pump 5, a nozzle scanning device 10, AE sensors (shock wave detecting devices) 14A and 14B, a signal processing device 20, a nozzle scanning control device 31, and a pump control device 30.
  • the nozzle scanning device 10 has an X-axis scanning mechanism 11, a Y-axis scanning mechanism 12, and a Z-axis scanning mechanism 13, holds the injection nozzle 6, and scans the nozzle 6 in the water 3 in the water tank 4.
  • a water supply hose 7 is attached near the bottom of the water tank 4 and connected to the high pressure pump 5.
  • a high pressure hose 9 is connected to the high pressure pump 5 and the nozzle 6.
  • the water tank 4 is provided with a chemical solution injection device 50 so that additives other than water can be added to the supplied water and stirred.
  • the signal processing device 20 includes an A / D converter 21, an ion extraction unit 22, an ion concentration calculation unit 23, a reactive ion calculation unit 24, a film formation calculation unit 25, a corrosion rate calculation unit 26, a corrosion resistance index calculation unit 27,
  • the display information generation unit 28 is provided.
  • the ion extraction unit 22 is connected to the A / D converter 21.
  • a series of operation units including the ion concentration calculation unit 23, the reaction ion calculation unit 24, the film formation calculation unit 25, the corrosion rate calculation unit 26 and the corrosion resistance index calculation unit 27 are connected to the A / D converter 21.
  • the A / D converter 21, the ion extraction unit 22, the corrosion resistance index calculation unit 27, and the display device 29 are connected to the recording / display information creating unit 28.
  • Ion sensors 14 A and 14 B which are ion detection devices, are attached to the nozzle scanning device 10 and installed in the water 3 in the water tank 4.
  • the ion sensors 14A and 14B are attached in the vicinity of the surface of the construction object 2 in a straight line passing through the center of the jet in parallel with the Y axis.
  • a densitometer 15A and an amplifier 15B are attached to the nozzle scanning device 10.
  • the ion sensor 14A is connected to the amplifier 15B, and the ion sensor 14B is connected to the densitometer 15A.
  • the amplifier 15 B and the ion sensor 15 B are connected to the A / D converter 21.
  • the nozzle scanning control device 31 is connected to the nozzle scanning device 10 and controls the X axis scanning mechanism 11, the Y axis scanning mechanism 12, and the Z axis direction scanning mechanism 13.
  • a pump controller 30 is connected to the high pressure pump 5.
  • a pressure gauge 33 and a flow meter 32 attached to the high pressure hose 9 are connected to the pump control device 30.
  • the pump control unit 30 and the nozzle scan control unit 31 are connected to the signal processing unit 20.
  • the water jet peening method of the present embodiment performed using the WJP device 1 will be described. In the water jet peening method of this embodiment, the following operation or process is performed.
  • the water 3 is filled in the water tank 4, and the WJP target object 2 is placed in the water 3 in the water tank 4.
  • the construction object 2 is a component installed in a plant, for example, a nuclear plant to be constructed.
  • the construction object 2 is a component of a nuclear power plant which has been operated, and the equipment of FIG. 1 is configured in a water-filled reactor pressure vessel or pool located in a control area of the plant. You may do WJP construction.
  • the construction object 2 is shown in a schematically simplified shape.
  • the nozzle 6 is moved to the scanning start position in the X-axis / Y-axis direction, and the standoff is set to be the upper limit value of the search condition.
  • the water 3 in the water tank 4 is led to the high pressure pump 5 through the water supply hose 7 by the start of the high pressure pump 5.
  • the pump control device 30 controls the pressure of the water discharged from the high pressure pump 5 based on the measurement value of the pressure gauge 33. In addition, if the pressure of the supply water is determined, the value in the appropriate range according to the high pressure hose 9 and the nozzle 6 should be taken, but if the measured value of the flow meter 32 deviates from the appropriate range, WJP Since there should be a problem somewhere in the device 1, once the injection is stopped and the device is checked.
  • the water 3 discharged from the high pressure pump 5 is supplied to the nozzle 6 through the high pressure hose 9 at an initial pressure and flow rate, and becomes high pressure water flow 34 from the nozzle 6 in the water tank 4. It is injected underwater. Shock waves 35 are generated as the air bubbles 36 in the jetted water stream 34 collapse in water.
  • the concentration in the jet water is set to 100 ppm and injected into carbon steel, SUS316L stainless steel, 182 nickel base alloy, then immersed in artificial seawater for up to 100 hours to remove corrosion products, then reduce weight
  • the measurement results are shown in FIG. 2 to FIG.
  • FIG. 2 shows an example in which the amount of corrosion measured in artificial seawater is compared after the surface of carbon steel is subjected to WJP treatment using the WJP apparatus shown in FIG.
  • A indicates untreated without WJP
  • B indicates WJP treated with pure water
  • C indicates the amount of corrosion when 100 ppm of Pd is contained in WJP jetted water.
  • D shows the amount of corrosion when 10 ppm of Pd is contained in WJP jetted water.
  • E shows the amount of corrosion when 10 ppm of Pt is contained in WJP jetted water.
  • F shows the corrosion amount at the time of making WJP jet water contain 10 ppm of Rh.
  • FIG. 3 is an example comparing the amount of corrosion measured in artificial seawater after applying WJP treatment to a stainless steel (SUS316L) surface using the WJP apparatus shown in FIG.
  • A indicates untreated without WJP
  • B indicates WJP treated with pure water
  • C indicates the amount of corrosion when 100 ppm of Pd is contained in WJP jetted water.
  • D shows the amount of corrosion when 10 ppm of Pd is contained in WJP jetted water.
  • E shows the amount of corrosion when 10 ppm of Pt is contained in WJP jetted water.
  • F shows the corrosion amount at the time of making WJP jet water contain 10 ppm of Rh.
  • FIG. 4 is an example of comparing the amount of corrosion measured in artificial seawater after applying WJP treatment to the surface of the alloy 182 which is a nickel base alloy using the WJP apparatus shown in FIG.
  • A indicates untreated without WJP
  • B indicates WJP treated with pure water
  • C indicates the amount of corrosion when 100 ppm of Pd is contained in WJP jetted water.
  • D shows the amount of corrosion when 10 ppm of Pd is contained in WJP jetted water.
  • E shows the amount of corrosion when 10 ppm of Pt is contained in WJP jetted water.
  • F shows the corrosion amount at the time of making WJP jet water contain 10 ppm of Rh.
  • FIG. 5 shows the change over time of the amount of corrosion when the 316L stainless steel surface was treated with the WJP apparatus shown in FIG. 1 and immersed in 3.5% artificial seawater for up to 1000 hours.
  • A shows the amount of corrosion when WJP is not applied
  • B is WJP treated with pure water
  • C is WJP jetted water containing 10 ppm of Pd
  • D is WJP jetted water containing 10 ppm of Pt.
  • FIG. 6 shows the surface of the nickel base alloy 182 treated with the WJP apparatus shown in FIG. 1 and immersed in high temperature pure water having a dissolved oxygen concentration (DO) of 200 ppb at a temperature of 288 degrees up to 1000 hours. Shows the change over time of the amount of corrosion of A indicates untreated without WJP applied, B indicates WJP treated with pure water, and C indicates the amount of corrosion when 10 ppm of Pd is contained in WJP jetted water.
  • DO dissolved oxygen concentration
  • Precious metal ions can be dissolved in water in which the object to be installed is disposed, and WJP can be performed with pure water. Thereby, the same corrosion control effect as the case where the precious metal ion is dissolved in the injected water is obtained.
  • a water jet peening method according to a second embodiment which is another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the WJP method of the present embodiment is implemented, for example, on internal structures installed in a reactor pressure vessel of a boiling water nuclear power plant.
  • This reactor internal is, for example, a core shroud.
  • the reactor 75 of the boiling water nuclear power plant includes a reactor pressure vessel (hereinafter referred to as RPV) 76, a core shroud 77, a core support plate 79, an upper lattice plate 80, and a jet pump 81.
  • the core shroud 77, the core support plate 79, the upper lattice plate 80 and the jet pump 81 are installed in the RPV 76.
  • a core support plate 79 located at the lower end of the core is installed in the core shroud 77 surrounding the core, and an upper grid plate 80 located at the upper end of the core.
  • a plurality of jet pumps 81 are disposed within an annular downcomer 82 formed between the RPV 76 and the core shroud 77.
  • the WJP device 1B used in the water jet peening method of the present embodiment has a configuration in which the nozzle scanning device 10 in the WJP device 1 used in the first embodiment is replaced with a nozzle scanning device 10A.
  • the other configuration of the WJP device 1 B is the same as that of the WJP device 1.
  • the nozzle scanning device 10A will be described.
  • the nozzle scanning device 10A includes moving devices 58A, 58B, a post member 62, an elevating body 63, and a turntable 65, as shown in FIGS.
  • the turntable 65 is pivotally mounted on an annular guide rail 66 mounted on the upper surface of the upper flange 78 of the core shroud 77.
  • the turntable 65 is provided with a plurality of wheels (not shown) in contact with the upper surface of the guide rail 66.
  • a motor (not shown) for rotating at least one wheel (not shown) is provided on the turntable 65.
  • the moving devices 58A, 58B are installed on the turntable 65.
  • the moving devices 58A and 58B having the same configuration will be described by taking the moving device 58A as an example.
  • the moving device 58A has a device body 59, two arms 60, and a ball screw 72, as shown in FIG.
  • Two arms 60 penetrate the casing of the device body 59 and are slidably attached to the casing. Both ends of the two arms 60 are connected by connecting members 61A and 61B.
  • a ball screw 72 penetrating the casing of the device body 59 is rotatably attached to the connecting members 61A and 61B.
  • a motor is installed in the casing of the apparatus main body 59, and a gear (not shown) attached to the rotation shaft of the motor meshes with a gear (not shown) engaged with the ball screw 72. There is.
  • the drive of this motor causes the gears to rotate, and the ball screw 72 moves in the radial direction of the RPV 76.
  • An axially extending post member 62 of the RPV 76 is attached to the connecting member 61B.
  • An elevator body 63 is attached to the post member 62 so as to move along the post member 62.
  • a motor 64 for moving the elevating body 63 up and down is provided at the upper end of the post member 62.
  • the nozzle 6, the AE sensors 14A and 14B, and the monitoring camera 67 are installed on the elevating body 63.
  • WJP is applied to the outer surface of the upper end portion of the core shroud 77.
  • the core shroud 77 is a WJP target object.
  • the guide rail 66 is transferred onto the upper flange 78 using the overhead crane and installed on the upper flange 78.
  • the turntable 65 on which the moving devices 58A and 58B are installed is transported by the overhead crane and installed on the guide rail 66.
  • the post member 62 to which the elevating body 63 is attached is installed in each of the moving devices 58A and 58B.
  • the turntable 65 is installed on the guide rail 66, the post members 62 provided on each of the moving devices 58A, 58B are disposed in the downcomer 82.
  • a high pressure pump 5 is placed on the operation floor 69 of the reactor building, and a signal processing unit 20, a nozzle scan control unit 31, and a pump control unit 30 are provided.
  • the operating floor 69 surrounds the reactor well 68.
  • Two high pressure hoses 9 connected to the high pressure pump 5 are respectively attached to the moving devices 58A and 58B, and separately connected to the nozzle 6 provided to the moving device 58A and the nozzle 6 provided to the moving device 58B. There is.
  • the control signal line 71 connected to the nozzle scan control device 31 is provided on the motor 64 provided in each of the moving devices 58A and 58B, the motor provided in the casing of the device main body 59, and the turn table 65 to turn It is connected to the motor which rotates the wheel of table 65, respectively.
  • Each motor is provided with an encoder (not shown), and each encoder detects the movement distance of the member moved by the motor, that is, the position of the member after movement.
  • each effect produced in the first embodiment can be obtained.
  • the present invention can improve the residual stress of a construction object and improve the corrosion resistance.

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Abstract

　ＷＪＰで施工対象物を全面施工する場合に、噴射溶液中の貴金属イオンにより施工対象物表面に酸化皮膜を形成し、耐食性を向上させる。　白金属イオン（Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｒｈ及びＯｓから選ばれる少なくとも１種）を噴射水に溶解して、この噴射水を施工対象物の表面に噴射し、白金属を含む酸化皮膜を形成する。なお、施工対象物が配置された水中に貴金属イオンを溶解しておき、純水によるＷＪＰ施工をしてもよい。

Description

ウォータージェットピーニング方法及びその装置
　本発明は、ウォータージェットピーニング（以下、ＷＪＰ（Water Jet Peening）と称する）方法とそれに用いる装置に係り、特に、施工対象物の溶接部等の限られた部位だけにＷＪＰ施工するのではなく、施工対象物の表面全面、或いは、広範囲に亘ってＷＪＰ施工する場合に好適なＷＪＰ方法に関する。
　原子炉の構成部材の溶接部及び熱影響部などの表面近傍に残留応力が存在する場合には、この溶接部及びこれの熱影響部などにウォータージェットピーニング（以下、ＷＪＰと称する）を施工して構成部材の表面付近に存在する引張残留応力を圧縮残留応力に改善することが行われている。ＷＪＰは、残留応力を改善する構成部材を水中に浸漬させた状態で、水中でノズルから高圧の水流を噴射して行われる。噴射された水流に含まれる気泡が崩壊することによって衝撃波が生じる。この衝撃波が水中の構成部材の表面に衝突することによって、その構成部材の表面付近の引張残留応力が圧縮残留応力に改善される。このため、構成部材における応力腐食割れ（ＳＣＣ）の発生が抑制される。ＷＪＰによる応力改善方法は、例えば、特許文献１，２に記載されている。
　また、特許文献３には、ＷＪＰで原子炉の構造部材の表面に、貴金属を含む化合物を付着させることが記載されている。
　さらに、表面改質による耐食性向上については、炭素鋼のような鉄鋼材料において、ＷＪＰ施工により、分極測定における電流密度で示される腐食速度が低減することを一例のみだが、非特許文献１に記載されている。
　ＷＪＰ施工中では、気泡崩壊時に衝撃波が発生するので、施工対象物への応力改善効果が期待できる。さらに、ＷＪＰで気泡が崩壊する際に、気泡内部からＯＨラジカルやＯ原子等の水分子（Ｈ２Ｏ）の分解物が放出される場合があるので、施工対象物表面の耐食性を改善できる可能性がある。このような場合には、ＷＪＰの施工範囲は溶接部や熱影響部に限定されず、施工対象物の表面全面、或いは、表面の広範囲に亘る。全面施工の場合には噴射ノズルを２軸で走査することになり、施工抜けや多重施工を回避しながら、なるべく短い時間で全面施工を完了させることが重要で、ＷＪＰの有効幅を施工中に把握することが必要である。
　このような技術のうち、施工対象物表面の耐食性改善については、不明点が多く、非特許文献１に示された効果が報告されているにとどまっている。
特許２８４１９６３号公報 特許３５３０００５号公報 特許４２８３１６６号公報
祖山均、キャビテーション噴流による材料試験と表面改質、材料、vol.47，NO.4，pp.381-387，Apr.1998
　本発明の目的は、ＷＪＰで施工対象物の表面全面、或いは、表面の広範囲に施工する場合に、耐食性を向上させるウォータージェットピーニング方法及びその装置を提供することにある。
　本発明のウォータージェットピーニング方法は、ノズルが存在する水中に、ポンプから供給された水を前記ノズルから噴射し、前記水を噴射している前記ノズルを、前記水中に存在するウォータージェットピーニング施工対象物に沿って走査し、前記ノズルから前記水中に噴射された前記水に含まれた気泡が潰れて発生する酸化性イオンを、前記ウォータージェットピーニング施工対象物にあてて、施工対象物の表面に酸化皮膜を形成することを特徴とする。
　本発明によれば、ＷＪＰで施工対象物の表面全面に耐食性を付与することができる。
本発明の一実施例である実施例１のＷＪＰ方法に用いられるＷＪＰ装置の構成図。 図１のＷＪＰ装置を用いて炭素鋼表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した図。 図１のＷＪＰ装置を用いてステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した図。 図１のＷＪＰ装置を用いてニッケル基合金であるアロイ１８２表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した図。 図１のＷＪＰ装置により、３１６Ｌステンレス鋼表面を処理し、３.５％の人工海水中に１０００時間まで浸漬した際の腐食量の経時間変化を示した図。 図１のＷＪＰ装置により、ニッケル基合金１８２表面を処理し、原子炉水環境である溶存酸素濃度（ＤＯ）２００ppb、温度２８８度の高温純水中に１０００時間まで浸漬した際の腐食量の経時間変化を示した図。 衝撃波を示す図である。 本発明の他の実施例である実施例２のＷＪＰ方法に用いられるＷＪＰ装置の構成図。 図８に示すＷＪＰ装置のターンテーブル付近の斜視図。 図８に示すＷＪＰ装置のノズルが設けられる移動装置の拡大図。 ノズルから噴射された水流内での気泡の形態を模式的に示す図。
　本明細書は、本願の優先権の基礎である特願２０１１－１３３７９９号の明細書、特許請求の範囲および図面に記載された内容を包含する。
　本発明の特徴は、ＷＪＰで気泡が崩壊する際に、気泡内部からＯＨラジカルやＯ原子等の水分子（Ｈ２Ｏ）の分解物が放出され、ノズルから水中に噴射された噴流に含まれた気泡が崩壊して発生する衝撃波により、噴流に含まれる水溶液中のプラスイオンが該ＯＨラジカルや水分解物と共に施工対象表面に向けて放出されることの作用により、施工対象表面である金属表面で生ずる酸化皮膜形成反応を促進させ、かつ、高耐食性皮膜とすることにある。
　また、ＷＪＰ施工に関する装置については、この溶液中のプラスイオンによる酸化皮膜形成作用を、噴射ノズルに設置した電磁界を付与する装置で制御することを構成要素に加える。このことにより、ＷＪＰ施工による酸化皮膜形成による耐食性付与の効率を向上させ、腐食を抑制する表面処理に適したＷＪＰ装置を構成することができる。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　ＷＪＰでは水中に存在する施工対象物に向けて高圧噴流水を噴射する。水中に噴流を噴射したときに、気泡が発生・崩壊するキャビテーションと呼ばれる現象が起こる。気泡崩壊の直前で気泡が収縮したときに、気泡内部は高温高圧となる。このため、気泡が崩壊した瞬間に衝撃波が発生すると同時に、高温高圧環境下で生成したＯＨラジカルやＯ原子等の水分子の分解生成物が水中および施工対象物表面に向けて放出される。噴流が施工対象物を直射するときの加振力だけでなく衝撃波の加振力によっても残留応力が改善できると同時に、水の分解生成物の酸化力によって施工対象物表面の耐食性を改善する効果も期待できる。
　噴射された噴流内で気泡が発生してから潰れるまでの状態を、図１１に模式的に示している。水３内に配置されたノズル６にポンプ（図示せず）から高圧水３８が供給される。高圧水３８がノズル６の噴射口３７から水中に噴射されたとき、水中に微小な気泡が多数発生して塊状となったキャビテーションクラウド３９が発生する。発生した複数のキャビテーションクラウド３９内で、一つ、または、数個の気泡が崩壊するとき、衝撃波と水の分解生成物が放出される。気泡が崩壊して衝撃波が発生するとき、その気泡の周囲に存在する多数の気泡が衝撃波によって押し流される。このため、押し流される気泡群が連なっている渦糸キャビテーション４０が形成される。さらには、気泡が押し流されてしまったために気泡が消滅したかのように見えるスポット４１が観察される。図１１において、４２は小さな気泡が合体して径が大きくなった気泡である。なお、図１１においては、図中に施工対象物が存在せず、水中に自由噴流を噴出した状況を示している。噴流が施工対象物にぶつかる場合には、キャビテーションクラウド３９等は噴流中心から離れる方向に広がるので、気泡崩壊発生位置の分布は、施工対象物表面と平行方向へ広がる可能性がある。
　施工対象物への応力改善効果や耐食性向上効果は、噴流中に気泡が存在することではなく、気泡が崩壊することによってもたらされ、気泡崩壊位置と施工対象物表面の距離が近いほど効果が大きい。
　本発明者らは、これらのＷＪＰ施工効果が、噴流中の気泡の数によってではなく、単位時間当たりの気泡の崩壊数（気泡の崩壊頻度）、すなわち、単位時間当たりの衝撃波の発生数（衝撃波の発生頻度）によって確認できることを見出した。また、本発明者らは、施工対象物表面でＷＪＰ施工効果が得られる有効範囲と、気泡崩壊発生範囲（＝衝撃波発生範囲）が概ね一致するので、施工対象物表面と平行方向の位置（噴流中心からの距離）毎の衝撃波の発生によって、施工対象物表面における酸化反応が進行し、噴流気泡に内在しているＯＨラジカル及び水分解励起分子が施工対象表面金属と反応して酸化物あるいは水酸化物となることを見出した。また、この際、噴流中にＰｄやＰｔのような貴金属イオンが存在する場合には、酸化反応にこれらの貴金属イオンが加わり、形成される酸化物あるいは水酸化物に複合化合物として施工対象表面金属と同様に皮膜反応を担うことを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて成されたものである。
　これらの知見に基づいて成された本発明の概念を、図１に示す一つの具体例を用いて説明する。ノズル６及び支持部材１７がノズル走査装置１０に取り付けられ、２個のイオンセンサ（電荷検出装置）１４Ａ，１４Ｂが施工対象物２の表面と平行方向に間隔を置いて設置される。ノズル６及びイオンセンサ１４Ａ，１４Ｂが水中に配置され、ＷＪＰ施工対象物２も水中に配置される。ノズル６が施工対象物２の、ＷＪＰを施工する表面に対向している。イオンセンサ１４Ａ，１４Ｂが施工対象物２の表面近くで、ノズル６から噴射する噴流中心から少し離れた位置に配置される。イオンセンサ１４Ａ，１４Ｂはそれぞれ支持材１６Ａ，１６Ｂに取り付けられており、ノズル６の走査に追随して移動する構成としている。イオン検出装置としては、イオンセンサ以外にｐＨセンサ，電位センサ，吸光度センサを用いてもよい。
　ノズル６から噴射された高圧の水流３４に含まれた気泡が潰れたとき、イオン含有水溶液が発生する。このイオン含有水溶液は、イオンセンサ１４Ａ，１４Ｂでそれぞれイオンを検出してイオン検出信号を出力する。
　イオン含有水溶液の水中でのイオン濃度をＶ（ｍｌ／ｃｍ３）、イオン生成の位置（気泡が潰れた位置、すなわち、イオン含有水溶液の発生位置）に近い位置に存在するセンサ（例えば、イオンセンサ１４Ｂ）のＹ軸方向の座標値をｙ１（ｍ）、音源の位置から遠い位置に存在するセンサ（例えば、ＡＥセンサ１４Ａ）のＹ軸方向の座標値をｙ２（ｍ）、近い位置に存在するイオンセンサへのラジカルの作用時間をｔ（ｓ）、遠い位置に存在するイオンセンサにおけるイオン濃度の検出時間と近い位置に存在するイオンセンサにおけるイオン濃度の検出時間の時間差をＴ１（ｓ）とする。Ｙ軸方向におけるラジカルによる反応性イオン到達経路の１次元近似モデルは、イオン生成位置から各イオン濃度検出装置、例えば、イオンセンサ１６Ｂ，１６Ａまでのイオンの到達時間は（１）式及び（２）式で表される。
　　Ｖ×ｔ＝（ｙ１－ｙ０）　…（１）
　　Ｖ×（ｔ＋Ｔ１）＝（ｙ０－ｙ２）　…（２）
　ｔ（ｓ）は実際には測定することができず、測定できるのは時間差Ｔ１（ｓ）である。水中でのイオンの拡散到達速度Ｖ（ｍ／ｓ）が既知である（例えば、水中音速１５００（ｍ／ｓ））場合には、イオン生成位置のＹ軸方向の座標値（イオン生成位置のＹ軸方向位置）ｙ０（ｍ）は、反応性イオンの発生位置であり、（３）式により算出できる。
　　ｙ０＝（ｙ１＋ｙ２）／２－Ｖ×Ｔ１／２　…（３）
　ＷＪＰでは水中に存在する施工対象物に向けて高圧噴流水を噴射する。水中に噴流を噴射したときに、気泡が発生・崩壊するキャビテーションが起こる。気泡崩壊の直前で気泡が収縮したときに、気泡内部は高温高圧となり、気泡が崩壊した瞬間に衝撃波が発生すると同時に、高温高圧環境下で生成したＯＨラジカルやＯ原子等の水分子の分解生成物が水中および施工対象物表面に向けて放出される。噴流が施工対象物を直射するときの加振力だけでなく衝撃波の加振力によっても残留応力が改善できると同時に、水の分解生成物の酸化力によって施工対象物表面の耐食性を改善する効果も期待できる。この際、噴流中に予め貴金属の硝酸塩等を溶解させ、貴金属イオンを含む水溶液にすることで、施工対象金属表面に形成される皮膜の性質が変化する。すなわち、施工対象金属のカチオンのイオン価がより酸化されるために増加し、貴金属イオンもより酸化されたイオン価数となり、酸化物あるいは水酸化物となることがわかった。これはＯＨラジカルと水分解物の酸化作用が金属表面で強力に作用したためと考えられる。
　以下に、本発明の実施例を説明する。
　本発明の好適な一実施例である実施例１のウォータージェットピーニング方法を、図１，図７を用いて説明する。
　本実施例のウォータージェットピーニング方法を説明する前に、本実施例に用いるウォータージェットピーニング装置（以下、ＷＪＰ装置という）１を、図１を用いて説明する。ＷＪＰ装置１は、ノズル６，高圧ポンプ５，ノズル走査装置１０，ＡＥセンサ（衝撃波検出装置）１４Ａ，１４Ｂ，信号処理装置２０，ノズル走査制御装置３１及びポンプ制御装置３０を備えている。
　ノズル走査装置１０は、Ｘ軸走査機構１１，Ｙ軸走査機構１２，Ｚ軸方走査機構１３を有し、噴射ノズル６を把持し、水槽４内の水３の中でノズル６を走査する。また、給水ホース７が水槽４の底部付近に取り付けられ、高圧ポンプ５に接続される。高圧ホース９が、高圧ポンプ５及びノズル６に接続される。水槽４には、薬液注入装置５０を備えており、供給水に水以外の添加物を加えて攪拌できるようになっている。
　信号処理装置２０は、Ａ／Ｄ変換器２１，イオン抽出部２２，イオン濃度算出部２３，反応イオン算出部２４，皮膜形成算出部２５，腐食速度算出部２６，耐食性指数算出部２７及び記録・表示情報作成部２８を有する。イオン抽出部２２がＡ／Ｄ変換器２１に接続される。イオン濃度算出部２３、および、反応イオン算出部２４と皮膜形成算出部２５と腐食速度算出部２６と耐食性指数算出部２７からなる一連の演算部がＡ／Ｄ変換器２１に接続される。記録・表示情報作成部２８には、Ａ／Ｄ変換器２１，イオン抽出部２２，耐食性指数算出部２７及び表示装置２９が接続される。
　イオン検出装置であるイオンセンサ１４Ａ，１４Ｂが、ノズル走査装置１０に取り付けられて水槽４内の水３の中に設置されている。イオンセンサ１４Ａ，１４Ｂは、施工対象物２の表面近傍で、Ｙ軸と平行で噴流中心を通る直線状に取り付けられる。濃度計１５Ａ，増幅器１５Ｂがノズル走査装置１０に取り付けられている。イオンセンサ１４Ａが増幅器１５Ｂに接続され、イオンセンサ１４Ｂが濃度計１５Ａに接続される。増幅器１５Ｂ，イオンセンサ１５ＢがＡ／Ｄ変換器２１に接続される。
　ノズル走査制御装置３１がノズル走査装置１０に接続され、Ｘ軸走査機構１１，Ｙ軸走査機構１２，Ｚ軸方走査機構１３を制御する。ポンプ制御装置３０が高圧ポンプ５に接続される。高圧ホース９に取り付けられた圧力計３３及び流量計３２がポンプ制御装置３０に接続される。ポンプ制御装置３０及びノズル走査制御装置３１が信号処理装置２０に接続される。
　ＷＪＰ装置１を用いて行う本実施例のウォータージェットピーニング方法を説明する。本実施例のウォータージェットピーニング方法では、以下の操作または処理が行われる。
　水槽４内に水３が充填され、ＷＪＰ施工対象物２が、水槽４内の水３の中に設置される。この施工対象物２は、プラント、例えば、建設される原子力プラントに設置される構成部材である。あるいは、施工対象物２は運転を経験した原子力プラントの構成部材であって、プラントの管理区域内に位置する、水が満たされた原子炉圧力容器またはプール内に、図１の設備を構成してＷＪＰ施工してもよい。図１では、施工対象物２は模式的に簡略化した形状で示されている。
　ＷＪＰ施工をする際には、まず、ノズル６をＸ軸・Ｙ軸について固定した状態の定点打ちで適切な噴射条件を探索し、噴射条件が定まってからノズル６をＸ軸方向とＹ軸方向に矩形走査する。
　ノズル６をＸ軸・Ｙ軸方向の走査開始位置に移動し、スタンドオフは探索条件の上限値となるように設定する。高圧ポンプ５の起動によって水槽４内の水３が給水ホース７を通して高圧ポンプ５に導かれる。ポンプ制御装置３０は、圧力計３３の計測値に基づいて、高圧ポンプ５から吐出される水の圧力を制御する。また、供給水の圧力を定めれば、高圧ホース９やノズル６に応じた適正範囲の値をとるはずであるが、流量計３２の計測値が適正範囲から逸脱していた場合には、ＷＪＰ装置１内のどこかに不具合があるはずなので、一旦、噴射を停止して装置をチェックする。
　図７に示すように、高圧ポンプ５から吐出された水３は、初期値の圧力及び流量で、高圧ホース９を通してノズル６に供給され、ノズル６から高圧の水流３４となって水槽４内の水中に噴射される。噴射された水流３４内の気泡３６が水中で潰れることにより衝撃波３５が発生する。
　ここで、水流３４内の気泡３６が水中で破壊する際に、衝撃波３５との作用で水中に貴金属イオンが存在する場合は、酸化力が増加した状態で施工対象金属表面へと達する。
　貴金属イオンがＰｄの場合、噴射水中の濃度を１００ｐｐｍとして炭素鋼，ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼，１８２ニッケル基合金に噴射した後、人工海水中に１００時間まで浸漬して腐食生成物を除去後、重量減少を計測した結果を図２～図６に示す。
　図２は、図１に示すＷＪＰ装置を用いて炭素鋼表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した例である。ＡはＷＪＰを施さない未処理、Ｂは純水によるＷＪＰ処理、ＣはＷＪＰ噴流水にＰｄを１００ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。ＤはＷＪＰ噴流水にＰｄを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。ＥはＷＪＰ噴流水にＰｔを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。ＦはＷＪＰ噴流水にＲｈを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。
　図３は、図１に示すＷＪＰ装置を用いてステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した例である。ＡはＷＪＰを施さない未処理、Ｂは純水によるＷＪＰ処理、ＣはＷＪＰ噴流水にＰｄを１００ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。ＤはＷＪＰ噴流水にＰｄを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。ＥはＷＪＰ噴流水にＰｔを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。ＦはＷＪＰ噴流水にＲｈを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。
　図４は、図１に示すＷＪＰ装置を用いてニッケル基合金であるアロイ１８２表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した例である。ＡはＷＪＰを施さない未処理、Ｂは純水によるＷＪＰ処理、ＣはＷＪＰ噴流水にＰｄを１００ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。ＤはＷＪＰ噴流水にＰｄを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。ＥはＷＪＰ噴流水にＰｔを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。ＦはＷＪＰ噴流水にＲｈを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。
　図５は、図１に示すＷＪＰ装置により、３１６Ｌステンレス鋼表面を処理し、３.５％の人工海水中に１０００時間まで浸漬した際の腐食量の経時間変化を示している。ＡはＷＪＰを施さない未処理、Ｂは純水によるＷＪＰ処理、ＣはＷＪＰ噴流水にＰｄを１０ｐｐｍ含有させた場合、ＤはＷＪＰ噴流水にＰｔを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。
　図６は、図１に示すＷＪＰ装置により、ニッケル基合金１８２表面を処理し、原子炉水環境である溶存酸素濃度（ＤＯ）２００ppb、温度２８８度の高温純水中に１０００時間まで浸漬した際の腐食量の経時間変化を示している。ＡはＷＪＰを施さない未処理、Ｂは純水によるＷＪＰ処理、ＣはＷＪＰ噴流水にＰｄを１０ｐｐｍ含有させた場合の腐食量を示す。
　いずれもＷＪＰ施工がない場合（Ａ）ではＷＪＰ処理後や貴金属イオン噴射でのＷＪＰ処理後と比較すると腐食量が増加し、特に貴金属噴射でのＷＪＰと比較すると、２倍以上となった。
　このことは、ＷＪＰ及び貴金属イオン注入ＷＪＰによりＷＪＰ施工表面金属上にＷＪＰによる酸化皮膜形成が進行し、その皮膜が耐食性を有することを示している。Ｐｄイオンは酸化皮膜中に１０％以上カチオン分率として含有されるとともに、Ｐｄのイオン価数は通常の２から４へと増加していた。このＰｄのイオン価数の増加は、ＸＰＳ（X-ray photoelectron spectroscopy；Ｘ線光電子分光）で確認することができる。このことは、ソノケミストリ効果による酸化作用の増進に関わり、ＷＪＰの作用がない場合より著しく酸化作用が生ずるために施工金属表面に形成される酸化皮膜がその後の環境の腐食作用の大きな障壁となることを示している。Ｒｈを用いた場合も、良好な耐食性が得られる。
　なお、施工対象物が配置された水中に貴金属イオンを溶解しておき、純水によるＷＪＰ施工することもできる。これにより、噴射水に貴金属イオンを溶解させた場合と同等の腐食抑制効果が得られる。
　本発明の他の実施例である実施例２のウォータージェットピーニング方法を、図８を用いて説明する。本実施例のＷＪＰ方法は、例えば、沸騰水型原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置された炉内構造物を対象に実施される。この炉内構造物は、例えば、炉心シュラウドである。
　沸騰水型原子力プラントの原子炉付近の構造を、図８を用いて説明する。沸騰水型原子力プラントの原子炉７５は、原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという）７６，炉心シュラウド７７，炉心支持板７９，上部格子板８０及びジェットポンプ８１を備えている。炉心シュラウド７７，炉心支持板７９，上部格子板８０及びジェットポンプ８１は、ＲＰＶ７６内に設置される。炉心を取り囲む炉心シュラウド７７内には、炉心の下端に位置する炉心支持板７９が設置され、炉心の上端に位置する上部格子板８０が設置される。複数のジェットポンプ８１が、ＲＰＶ７６と炉心シュラウド７７の間に形成される環状のダウンカマ８２内に配置される。
　本実施例のウォータージェットピーニング方法に用いられるＷＪＰ装置１Ｂは、実施例１で用いられるＷＪＰ装置１においてノズル走査装置１０をノズル走査装置１０Ａに替えた構成を有する。ＷＪＰ装置１Ｂの他の構成はＷＪＰ装置１と同じである。
　ノズル走査装置１０Ａについて説明する。ノズル走査装置１０Ａは、図８～図１０に示すように、移動装置５８Ａ，５８Ｂ，ポスト部材６２，昇降体６３及びターンテーブル６５を有する。ターンテーブル６５が、炉心シュラウド７７の上部フランジ７８の上面に設置された環状のガイドレール６６に旋回可能に設置される。ターンテーブル６５には、ガイドレール６６の上面に接触する図示されていない複数の車輪が設けられる。少なくとも１つの車輪（図示せず）を回転させるモータ（図示せず）がターンテーブル６５に設けられる。移動装置５８Ａ，５８Ｂがターンテーブル６５上に設置される。
　同じ構成を有する移動装置５８Ａ，５８Ｂを、移動装置５８Ａを例にとって説明する。移動装置５８Ａは、図１０に示すように、装置本体５９，２本のアーム６０及びボールネジ７２を有する。２本のアーム６０が、装置本体５９のケーシングを貫通しており、スライド可能にそのケーシングに取り付けられる。２本のアーム６０の両端部が連結部材６１Ａ，６１Ｂによって連結されている。装置本体５９のケーシングを貫通するボールネジ７２が、回転可能に連結部材６１Ａ，６１Ｂに取り付けられる。装置本体５９のケーシング内には、図示されていないが、モータが設置され、このモータの回転軸に取り付けられた歯車（図示せず）が、ボールネジ７２に噛み合う歯車（図示せず）と噛み合っている。このモータの駆動によってそれらの歯車が回転し、ボールネジ７２がＲＰＶ７６の半径方向に移動する。ＲＰＶ７６の軸方向に伸びるポスト部材６２が、連結部材６１Ｂに取り付けられる。昇降体６３が、ポスト部材６２に沿って移動できるように、ポスト部材６２に取り付けられる。昇降体６３を上下動させるモータ６４がポスト部材６２の上端部に設けられる。
　ノズル６，ＡＥセンサ１４Ａ，１４Ｂ及び監視カメラ６７が昇降体６３に設置される。
　本実施例では、炉心シュラウド７７の上端部の外面に対してＷＪＰが施工される。本実施例では、炉心シュラウド７７がＷＪＰ施工対象物である。沸騰水型原子力プラントの運転が停止された後、ＲＰＶ７６の上蓋が取り外され、ＲＰＶ７６内に設置されている蒸気乾燥器及び気水分離器が取り外されてＲＰＶ７６の外に搬出される。これらの搬出は、ＲＰＶ７６が設置されている原子炉建屋内の天井クレーン（図示せず）を用いて行われる。これらの取り外し及び搬出作業を行うとき、ＲＰＶ７６の真上に位置する原子炉ウエル６８内に、水３が充填されている。
　ガイドレール６６が、その天井クレーンを用いて上部フランジ７８上まで移送され、上部フランジ７８に設置される。移動装置５８Ａ，５８Ｂが設置されたターンテーブル６５が、天井クレーンによって搬送され、ガイドレール６６上に設置される。昇降体６３が取り付けられたポスト部材６２が、ターンテーブル６５の搬送前に、移動装置５８Ａ，５８Ｂのそれぞれに設置されている。ターンテーブル６５がガイドレール６６に設置されたとき、移動装置５８Ａ，５８Ｂのそれぞれに設けられたポスト部材６２が、ダウンカマ８２内に配置される。
　高圧ポンプ５が原子炉建屋内の運転床６９の上に置かれ、信号処理装置２０，ノズル走査制御装置３１，ポンプ制御装置３０が設けられる。運転床６９は原子炉ウエル６８を取り囲んでいる。高圧ポンプ５に接続された２本の高圧ホース９が、移動装置５８Ａ，５８Ｂにそれぞれ取り付けられ、移動装置５８Ａに設けられたノズル６及び移動装置５８Ｂに設けられたノズル６に別々に接続されている。
　ノズル走査制御装置３１に接続される制御信号線７１が、移動装置５８Ａ，５８Ｂのそれぞれに設けられたモータ６４，装置本体５９のケーシング内に設けられたモータ、及びターンテーブル６５に設けられてターンテーブル６５の車輪を回転させるモータにそれぞれ接続される。それぞれのモータにはエンコーダ（図示せず）が設けられ、各エンコーダは、モータによって移動される部材の移動距離、すなわち、その部材の移動後の位置を検出する。
　本実施例も、実施例１で生じた各効果を得ることができる。
　本明細書中で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書中にとり入れるものとする。
　本発明は、施工対象物の残留応力を改善し、耐食性を向上することができる。
１，１Ａ，１Ｂ　ＷＪＰ装置
４　水槽
５　高圧ポンプ
６　ノズル
９　高圧ホース
１０　ノズル走査装置
１４Ａ，１４Ｂ　イオンセンサ
２０　信号処理装置
２２　衝撃波信号抽出部
２３　全衝撃波の発生頻度算出部
２４　反応イオン算出部
２５　発生位置算出部
２６　頻度分布算出部
２７　有効幅算出部
２８　記録・表示情報作成部
２９　表示装置
３０　ポンプ制御装置
３１　ノズル走査制御装置
５０　薬液注入装置
６０　アーム
６２　ポスト部材
６３　昇降体
６５　ターンテーブル
７６　原子炉圧力容器
７７　炉心シュラウド

Claims (8)

  1. 　ノズルが存在する水中に、ポンプから供給された水を前記ノズルから噴射し、前記水を噴射している前記ノズルを、前記水中に存在するウォータージェットピーニング施工対象物に沿って走査し、前記ノズルから前記水中に噴射された前記水に含まれた気泡が潰れて発生する酸化性イオンを、前記ウォータージェットピーニング施工対象物にあてて、施工対象物の表面に酸化皮膜を形成することを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
  2. 　請求項１において、イオンセンサを用いて前記酸化性イオンを検出することを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
  3. 　請求項１において、噴射水に、予め貴金属イオンを溶解させておくことを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
  4. 　請求項３において、前記貴金属イオンが、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｒｈ及びＯｓから選ばれる少なくとも１種のイオンであることを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
  5. 　請求項３または４において、前記貴金属イオンの濃度範囲が、５ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下であることを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
  6. 　請求項１において、前記ウォータージェットピーニング施工対象物が、原子炉容器内の炉内構造物であることを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
  7. 　水中に存在して水を噴射するノズルと、ノズルに水を供給するポンプと、ノズルを水中で保持、走査する走査装置とを備えたウォータージェットピーニング装置において、
    　前記走査装置は、薬液注入装置を備えることを特徴とするウォータージェットピーニング装置。
  8. 　請求項７において、前記噴射ノズルの周囲に電磁気発生器を設置し、噴射水に電磁界を印加し、制御することを特徴とするウォータージェットピーニング装置。
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