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論文

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

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*

超音波Techno, 30(5), p.16 - 20, 2018/10

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(0.8$$sim$$1.5mm)と良く一致した。

論文

Recent studies for structural integrity evaluation and defect inspection of J-PARC spallation neutron source target vessel

涌井 隆; 若井 栄一; 直江 崇; 新宅 洋平*; Li, T.*; 村上 一也*; 鹿又 研一*; 粉川 広行; 羽賀 勝洋; 高田 弘; et al.

Journal of Nuclear Materials, 506, p.3 - 11, 2018/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.98(Materials Science, Multidisciplinary)

J-PARCの核破砕中性子源の水銀ターゲット容器は、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3mm)の多重容器構造で、TIG溶接により組み立てられる複雑な構造を持つ。容器の健全性を評価するためには、溶接部等の欠陥を正確に測定することが重要である。溶接部の非破壊検査方法として、放射線透過試験では検出が難しい欠陥形状等もあるので、超音波探傷試験の併用が有効である。JISで規定されている非破壊の超音波探傷試験方法では、厚さが6mm以上のものを対象としているため、薄肉構造の本容器の検査には適用できない。そこで、より有効な検査方法を開発するため、寸法が分かっている微小な欠陥を持つ試料に対して、様々な超音波探傷法による測定を試みた。その結果、最新のフェーズドアレイ法(FMC/TFM)では、計測値(約1.3mm)と実寸法(約1.2mm)とほぼ同じであり、これまで、欠陥測定が困難であった薄肉構造においても、正確な欠陥検知が可能であることが初めて分かった。

口頭

J-PARC核破砕中性子源の水銀標的容器に対するフェーズドアレイ超音波探傷器などの非破壊検査による欠陥調査研究

若井 栄一; 涌井 隆; 粉川 広行; 直江 崇; 荘司 政行; 石川 和義; 安 一三*; 勅使河原 誠; 花野 耕平; 成井 紀男; et al.

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設では高強度の核破砕中性子源を用いて物質生命科学の研究を推進している。この中性子源は水銀標的を用い、316L鋼製の容器内で水銀を流動させて運転している。また、この標的容器は、水銀を入れた容器(厚さ8mm)を2重の保護容器(厚さ: 各3mm)で包んだ多重容器構造を持つ。本研究では本容器の健全性評価において、より有効な検査方法を開発するため、FMV/TFM法(全素子組送受波形収集によるデジタル全フォーカス法)によってリアルタイムに画像処理したフェーズドアレイ超音波探傷器及びX線透過等の試験で本構造体の内部状態や欠陥状態などを詳細に調査をした。その結果、これまで検査が困難であった最外層薄肉容器の未溶接部やき裂を含む内部の欠陥状態等を評価できることが分かった。このため、今後、製作する水銀標的容器に対してこれらの検査方法を適用させていく予定である。

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