報告書番号

Q08002

タイトル（和文）

超音波断面画像によるき裂判別技術の開発（第一報）－映像化のための要素確認試験－

タイトル（英文）

Ultrasonic Sectional Imaging for Crack Identification (Part1) -Confirmation Test of Essential Factors for Ultrasonic Imaging-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

1970年代に沸騰水型原子力発電プラントのステンレス鋼配管溶接部にIGSCCが検出されて以来、超音波探傷試験による確実なIGSCC検出と深さ測定のため、様々な技術開発が行なわれてきた。最近、高速で高画質な探傷画像が得られるフェーズドアレイ装置のIGSCC検出及び深さ測定への適用が進みつつある。しかしフェーズドアレイ装置は未だ高価なためその現場適用は限定的であり経済的で簡便かつ確実にIGSCCの検出及び深さ測定ができる検査技術の開発が求められている。
本研究では画像表示機能付汎用超音波探傷装置をベースにIGSCCおよび探傷部位周辺形状を映像化してIGSCCの判別及び深さ測定を容易にする技術の開発を目的とし、その第一段階として、IGSCC付きステンレス配管溶接部試験体を使用し、IGSCCとその周辺形状である溶接部及び配管内面形状を画像化するための最適探傷周波数及び探傷感度について確認試験を行なった。
試験の結果、探傷周波数ではIGSCCの管内面開口部及び先端部は2MHz、溶接部及び配管内面形状は5MHz以上の高い周波数が良いSN比で断面画像を表現できることがわかった。探傷感度については、IGSCC、溶接金属及び配管内面形状の反射波のレベルが大きく異なるため、通常のリニアアンプ型超音波探傷器を使用して画像化する場合は描写対象に合わせて感度を変えてデータを採取する必要があるがログアンプを使用すればこの感度再設定の問題が解決できることを確認した。

概要 （英文）

Since the first reports of inter-granular stress corrosion crack (IGSCC) in boiling water reactor (BWR) pipe in the 1970s, nuclear power industry has focused considerable attention on IGSCC detection and sizing using ultrasonic examination. In recent years, phased array systems, those reconstruct high quality flaw images at real time are getting to apply for IGSCC detection and sizing. But because the price of phased array systems are expensive for inspection vendors, field application of phased array systems are limited and reliable ultrasonic imaging systems with reasonable price are expected.
This research develops cost effective ultrasonic equipment with sectional image (B-scan) presentation as the simplified imaging system for assisting ultrasonic examination personnel. To develop the simplified B-scan imaging system, the frequency characteristics of IGSCC echoes and neighboring geometry echoes such as base-metal to weld interface and inner surface of a pipe are studied. The experimental study confirmed the reflectors have different frequency characteristics and 2MHz is suitable to visualize IGSCC and 5MHz and higher frequency are suitable to reconstruct geometry images. The other study is the amplifier selection for the imaging system. To reconstruct images of IGSCC and geometry echoes, the ultrasonic imaging instrument with linear amplifier has to adjust gain setting to the target. On the other hand, the ultrasonic imaging instrument with logarithmic amplifier can collect and display wider dynamic range on a screen and this wider dynamic range are effective to visualize IGSCC and geometry echoes on a B-scan presentation at a time.

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