報告書番号

Q19007

タイトル（和文）

小口径管溶接部の欠陥検出訓練に用いるためのバーチャルUTシステムの拡張

タイトル（英文）

Extension of Virtual Ultrasonic Testing System for Crack Detection Training in Small Diameter Pipes

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背　　景
軽水型原子力発電所の機器や配管は定期的に検査され，口径が100A以上の大／中口径の重要配管の溶接部は，主に超音波探傷試験(Ultrasonic Testing：UT)によって健全性が確認されてきた。100A未満の小口径配管はUTが難しく，仮に破断しても相対的に影響が小さいとされていたため，外表面の検査あるいは耐圧試験時の漏えいの有無で健全性を確認していた。しかし，昨今では少量であっても冷却水の漏えいは社会的に大きな影響を与えることなどから，小口径管溶接部のUT検査ニーズは高まっている。これまでに小口径管溶接部に対する探傷技術は開発されてきたが，難度の高い検査であることから試験技術者の育成が求められている。一方で当所は，試験技術者の効果的な訓練に活用可能なバーチャルUTシステム(以下V-UT)を開発してきたが，これまで小口径管は対象としていなかった。また実際に訓練に使用されてきたことで，V-UTの改善要望があった。
目　　的
現状のV-UTシステムの機能向上に向けた検討を行うと共に，V-UTシステムを100A未満の小口径管溶接部のUT試験技術者の訓練に適用可能なように拡張し，さらなる高度化を進める。
主な成果
1. 波形補間計算方法の考案
現状のV-UTシステムでは，測定点ごとに波形データが記録されているが，これを補間することでスムーズな波形データ表示を可能とした。元の波形データを単純に線形補間する合成ではなく，記録されている波形データを時間軸(表示横軸)方向に波形の凹凸を合わせた上で合成することで，元の波形の特徴を失うことなく補間波形を短時間で計算することを可能とした。
2. 小口径管溶接部への拡張
人工欠陥を付与した試験体を製作し，波形データを採取，そのデータをシステムに実装すると共に，モックアップを追加することで50Aの小口径管の突合せ溶接部およびソケット溶接部に適用可能なV-UTシステムを構築し，従来の既開発のV-UTと同様に探傷作業を模擬することができた。
今後の展開
改良したV-UTシステムを用いた模擬訓練を実施し、試験技術者の技量が向上することを確認する。

概要 （英文）

The light water reactor (LWR) piping and vessels are regularly inspected via ultrasonic testing (UT) and other nondestructive testing methods. However, welds in small diameter pipes (with diameter smaller than 100A (4B)) are inspected by surface inspection techniques or leakage tests during pressure testing other than UT, given the difficulty of conducting UT inspections for small diameter pipes and the limited influence of their break. Nevertheless, in recent years, leakage or damage to small diameter pipes has also become publicly unacceptable. In previous studies, a UT technique was developed for small diameter pipes and it emerged that cracks at least 1 mm high were detectable. However, examination engineers must be trained to perform field inspections. We have developed a virtual UT system for training examination engineers without test specimens, but its scope excludes small diameter pipes.
In this study, we first developed an interpolation algorithm to calculate intermediate waveforms so that waveforms could be displayed smoothly without increasing data volume, then extended the system to apply it to small diameter pipes. We also generated waveforms using simulations rather than experiments. Waveforms generated in simulations are almost equivalent to those occurring in experiments but less noisy.

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