報告書番号

Q19009

タイトル（和文）

フェーズドアレイ超音波法を用いた亀裂検出性に関する基礎検討

タイトル（英文）

Basic study on crack detectability using phased array ultrasonic technology

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背　　景
超音波探傷試験（Ultrasonic Testing：UT）は構造物の内部の損傷を検知する手法として一般的に活用されている。近年ではフェーズドアレイUT（PAUT）を活用することでより効率的かつ信頼性の高い検査を可能としている。一方で，軽水炉の供用期間中検査（Inservice Inspection：ISI）では，事前に検出能力を確認することが要求されており，新たな技術を適用する際には実証試験が必要との認識がある。そのため過去の研究で実証されていないPAUTを用いた亀裂検出法については，規程（JEAC4207附属書C）では適用が可能とされているが，実際の適用は進んでいない。これに対して電気事業はPAUT適用のための実証研究を計画しているが，具体的に何を実証する必要があるのかが明確になっていない。そこで当所では規程に従った方法で亀裂検出を行った場合に，従来手法と比べてどのような差異があるかを確認する基礎検討を行うこととなった。
目　　的
亀裂検出性試験に適したステンレス鋼配管溶接部の応力腐食割れ(SCC)試験体製作技術を開発し，製作した試験体を用いてJEAC4207本文に定める従来手法と，同附属書CによるPAUTを用いた手法の差異を確認する。
主な成果
1. 微小亀裂試験体付与方法の開発
従来は困難だった亀裂発生位置を制御し，かつ亀裂付与面に溶接溶融部等を残さない亀裂付与方法を考案し，負荷応力と時間を制御することで微小なSCC付与に成功した。
2. 検出性の比較
従来手法である横波45度斜角探傷をフェーズドアレイによる横波45度斜角探傷に置き換えた場合では、従来法と比較して同程度かより向上した感度で検出可能で，探傷画像でも同等の識別性があることが示された。別の屈折角を用いたフェーズドアレイ横波斜角探傷を行う場合、規格に従った横穴による校正で検出すべき亀裂は検出可能であった。さらにノッチによる校正を追加することで，従来手法との比較が可能になるものと考えられる。
今後の展開
実際に実機で亀裂検出作業を行う組織を主体として，実機で使用する探傷機材を使用し，多くの試験体を用いたデータの拡充を行う，研究計画を提案する。

概要 （英文）

The ultrasonic testing (UT) is a major nondestructive technique for inservice inspection (ISI) of light water nuclear power plants in Japan and conventional UT techniques (A-scan display type UT instrument) have mainly been used. In recent years, although ultrasonic testing using phased array technology has been applied to other non-nuclear fields, it is not actively applied to detect cracks in ISI. Despite scope to use phased array technology according to codes and regulations, the technology is only applicable to special cases such as crack depth sizing or vessel internal inspections and the lack of demonstration data for field applications hinders application of the technology. In this basic study, crack detectability is compared between the phased array UT technique and the conventional UT method and a method for fabricating a crack induced specimen usable to detect defects was developed.
When replacing the conventional method with phased array technology under the same conditions, the detectability is approximately equivalent to or improved compared to the focused area. When the sensitivity is confirmed by calibration, although detection of the crack sought is possible, it is preferable to consider calibration not only via a side drilled hole but also a notch to compare with the conventional UT method.

報告者

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