核破砕中性子源の水銀ターゲット容器溶接部に対する超音波検査技術

Ultrasonic inspection technique for weld part of mercury target vessel for spallation neutron source

涌井 隆  ; 若井 栄一  ; 直江 崇   ; 粉川 広行  ; 羽賀 勝洋  ; 高田 弘   ; 新宅 洋平*; Li, T.*; 鹿又 研一*

Wakui, Takashi; Wakai, Eiichi; Naoe, Takashi; Kogawa, Hiroyuki; Haga, Katsuhiro; Takada, Hiroshi; Shintaku, Yohei*; Li, T.*; Kanomata, Kenichi*

J-PARCの核破砕中性子源の水銀ターゲット容器(幅1.3m、長さ2.5m)は、水銀容器と二重壁構造を持つ保護容器からなる薄肉(最小厚さ3mm)の多重容器構造で、溶接組立による複雑な構造を持つので、溶接部の検査が重要である。溶接検査の精度を向上することを目的として、欠陥を有する試験片(厚さ3mm)を用いて、新たな超音波法の適用性を検討した。50MHzの探触子を用いた水浸超音波法計測では、直径約0.2mmの球状欠陥を検出できた。その大きさは、目標とする最小検出欠陥寸法(0.4mm)より十分小さい。また、フェーズドアレイ超音波法で評価した未溶接部長さは、断面観察より得られた結果(0.81.5mm)と良く一致した。

A mercury target vessel has been used for the spallation neutron source at J-PARC. It has a complicated multi-layered structure composed of a mercury target and a surrounding double-walled water shroud, which is assembled with thin plates (minimum thickness of 3 mm) by welding. Thus, welding inspection during the manufacturing process is important. We investigated the applicability of new ultrasonic inspections using specimens (thickness of 3 mm) with defects to improve the accuracy of welding inspection for the mercury target vessel. Immersion ultrasonic testing using a probe (frequency of 50 MHz) could detect a spherical defect with a diameter of 0.2 mm. The size was smaller than target value of 0.4 mm. The length of unwelded region estimated using the phased array ultrasonic testing corresponded with the actual length (0.8 - 1.5 mm).