Surface decoration of stainless steel for LBE flow measurement by ultrasonic techniques

超音波技術による鉛ビスマス共晶合金流れ計測のためのステンレス鋼の表面処理

菊地 賢司; 手塚 正雄*; 斎藤 滋   ; 大井川 宏之 ; 武田 靖*

Kikuchi, Kenji; Tezuka, Masao*; Saito, Shigeru; Oigawa, Hiroyuki; Takeda, Yasushi*

ADS概念の核破砕ターゲット及び冷却材である鉛ビスマス流速を超音波ドップラーで測定するために超音波の透過性を検証した。鋼をLBE中に浸すと、LBEは自由液面近傍のガス,液体、固体共存部を除けば鋼に接触する。この接触部を通じて超音波は鋼を介してLBEに伝達されると期待される。しかし、超音波のエコーはあまりに低く、測定できなかった。測定が成功したのは、鋼とLBE界面にあるコーテングを施した場合のみであった。LBE浸食試験の結果、鋼表面層には10から20mのLBEが付着して残存したことがわかった。これは、本コーテングの結果、LBE中での鋼の濡れ性が確保されたことを示す証拠である。その結果、超音波技術が適用可能になることを明らかにした。

When the steel is submerged into LBE, LBE will contact with the steel except for the interface among LBE, gas and metal where the surface energy controls the shape of the free surface in LBE. It is supposed that LBE will transmit ultrasonic wave into LBE through the contacting area. However, the ultrasonic echo was too low to detect from the steel container filled with LBE. The measurement was improved by coating the interface between the steel and LBE with the SnPb solder. After an immersion test the steel surface was covered with thin LBE layer. The thickness of the layer is only 10 to 20 micron m. So it will not disturb the flow pattern where UVP is applied. Sn was not detected by X ray analyses. This is an evidence how the steel was wetted in LBE and how the ultrasonic wave transmitted though the interface of LBE and the steel.