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研究一覧

受託調査研究

プロジェクト略称
プロジェクト名
研究期間
研究概要
備考
NSA
シュラウド等非破壊検査技術実証事業
平成15年~18年
シュラウド等に対して従来のVT等に加えて総合的な非破壊検査を行うために、SCCを兆候段階で検出すると共に高精度でサイジングする新UT法及び電磁気法等によるシュラウド等の検査技術に関する実証事業を実施した。
平成15年10月以降、(独)原子力安全基盤機構へ移管
NNW
炉内構造物特殊材料溶接部検査技術調査
平成14年~
20年
国内外の原子力プラントで損傷が認められているニッケル基合金溶接部や低合金鋼とステンレス鋼の異材溶接部などの特殊材料溶接部に対し、超音波探傷試験や渦流探傷試験等の非破壊検査技術調査を実施した。
平成15年10月以降、(独)原子力安全基盤機構へ移管
SGF
原子力発電施設検査技術実証事業
平成4年~
16年
蒸気発生器の伝熱管に発生する疲労割れ及び施栓部のSCCを早期に検出する超音波及び渦電流による非破壊探傷技術を開発した(~平成7年)。又、機器の製造時の検査に超音波を使用する場合の適用性 (試験方法/判定値)を評価し、省令123号への提案事項をまとめた(~平成11年)。更に、原子炉容器や配管に発生したきずの超音波による検出性及びサイジング精度に関する実証試験を実施した。
平成15年10月以降、(独)原子力安全基盤機構へ移管
AGE
実用原子力発電施設材料等信頼性実証試験
平成2年~
9年
原子力プラントの長寿命化による材料の経年変化を検出し、事故発生を未然に防止するために、原子炉容器及び一次冷却系配管の疲労、熱脆化及び照射脆化を対象とし、陽電子、超音波を用いた手法及び材料の電磁気特性の変化を利用した手法による材料の劣化度と非破壊信号の定量的な関係を求め、非破壊的手法による材料劣化診断技術に関する実証試験を実施した。
NDE
原子力施設検査技術等確証試験
昭和59年~
平成3年
原子力プラント機器の供用期間中検査(ISI)で欠陥指示が認められた場合に、欠陥を三次元像或いは断層像として捉え欠陥情報をより正確に把握する装置として、ライナックCT装置、超音波ホログラフィ装置及び電磁超音波探傷装置を開発した。更に、ISIの実施に先立って欠陥発生の有無を予測する検査情報評価システム及びISIで欠陥が検出された場合の欠陥の種類と発生原因を推定する欠陥同定プログラムを開発した。また、経済協力開発機構・原子力機関(OECD・NEA)が主催する「溶接部の欠陥探傷に関する国際共同研究(PISC計画)」に日本の事務局として回送試験に参加し、データ蓄積に貢献した。

自主調査研究

研究No.
研究テーマ名
研究期間
研究概要
備考
 A-78
CTイメージングによるSCCの進展挙動に関する調査
平成24年度
UTシミュレーションの高度化には、き裂の3次元形状や分布に関する情報が必須である。シミュレーション技術を検証する際、UT測定が可能な大きさの試験片を用いて材料内部のき裂位置やき裂寸法の3次元情報を計測し、UT測定結果と直接比較できれば最も正確な評価が可能となる。昨年度はUT測定が可能な大型試験片を用いてミラクル(高エネルギーX線イメージング)の適用性を検討したが、現在の技術ではイメージング画像の十分な解像度が得られなかった。このため、画像解像力の大きいSPRING8を用いて、小型試験片(直径10mm程度)のSCCの進展挙動の解析に取り組む。
A-77
電磁誘導試験法による損傷評価の高度化
平成24年~
26年度
渦電流探傷法では、表面近傍の欠陥検出、欠陥長さサイジングに関して測定精度・信頼性が広く認められつつある一方、従来の単独方向の磁束計測による検出センサーでは応力腐食割れのような複雑な欠陥の深さサイジング能力は十分とは言えず、課題が残されている。また、昨年度までの調査研究では保温材外側からの減肉測定に関するパルス渦電流法の可能性が見出されたため、これを実用化する必要がある。本研究では、電磁誘導試験法において非接触かつ高速な計測法という特長を生かし被覆部位や多層構造に対してその外側から非接触で測定する方法を検討するとともに、現時点で課題が残っているサイジングの精度向上を図る。
A-76
応力とひずみ測定の高精度化に関する調査
平成24年~
25年度
X線回折法は、表面の残留応力を非破壊で測定することができ、古くから二次元検出器を用いた応力測定法が報告されている。現在ではパソコンのデータ処理能力の向上に伴い、二次元検出器を用いて短時間で多量のデータを取得することができる。しかし、ニッケル基合金溶接金属のような粗大結晶粒を有する材料の応力算出については定まった方法が無く、検討課題になっている。このため、ニッケル基合金溶接金属に対して二次元検出器を用いたX線回折法により応力を算出することが可能か調査する。さらに、電磁気的手法により引張応力と圧縮応力の判別が可能であるかを調査する。
A-75
X線イメージングと3次元画像の高度化(Phase2)
平成23年度
UTシミュレーションの高度化には、き裂の3次元形状や分布に関する情報が必須である。シミュレーション技術を検証する際、UT測定が可能な大きさの試験片を用いて材料内部のき裂位置やき裂寸法の3次元情報を計測し、UT測定結果と直接比較できれば最も正確な評価が可能となる。本研究ではUT測定が可能な大きさの試験片中の3次元欠陥の観察法としてX線イメージング法の適用可能性を検討する。また、得られた画像の処理技術を高度化した。
A-74
ガイド波を用いた探傷及びモニタリング技術に関する研究
平成23年~
25年度
原子力プラント等の状態監視技術は重要性を増してきており、広範囲を一括かつ遠隔から検査することが可能な手法の一つとして期待されているガイド波探傷技術が注目されている。しかし、曲管部や分岐管部等の複雑形状部への適用に関しては実用化に向けた課題は多く、国内外で技術開発や研究が行われている。これまで当協会が蓄積してきた超音波可視化技術や有限要素法(FEM)による大規模シミュレーション解析技術を活用することで複雑形状部におけるガイド波の伝搬挙動を把握することが期待できることから、本研究では、曲管部や分岐管部等の複雑形状部でのガイド波伝搬挙動を試験及びシミュレーション解析により把握し、探傷及びモニタリング技術としてのガイド波の配管探傷への適用に向けた開発を行う。
A-73
高精度UTシミュレーション技術等に関する研究(Phase2)
平成23年~
25年度
軽水炉における超音波探傷技術に関して、ニッケル基合金溶接部に発生するSCCのサイジング及びステンレス鋼鋳鋼に発生する欠陥の検出及びサイジングは、溶接又は凝固組織で生じるノイズと欠陥からの信号の分離・識別にまだ課題が残されており、国内外で技術開発や研究が行われている。これまでUTシミュレーション技術の開発を進めてきたが、ノイズの発生要因であるニッケル基合金溶接部の柱状晶組織及びステンレス鋼鋳鋼の粗大結晶粒(柱状晶)組織のモデル化がUTシミュレーション技術の高精度化に大きく影響することから、本研究では組織シミュレーションによる柱状晶組織予測技術の開発を行うとともに、組織シミュレーション結果を取り込んだUTシミュレーション解析モデルの検討を行い、UTシミュレーション技術の高精度化を図る。
A-72
電磁気的な手法による異状検出及び診断
平成21年~
23年度
近年、原子力発電所安全管理および設備稼働率の向上を目指して、従来型のプラントやシステムを全面停止して行う定期的な機器分解点検中心の‘時間基準保全’から、運転中の設備診断を適用する‘状態監視保全’へ移行することが検討された。従来の設備診断では、振動検査、油分析、赤外線サーモグラフィーが主に適用されているが、それ以外の新たな定量性の高い設備異状検出及び診断技術も望まれている。さらに、原子力プラント及びシステム全体の保全に関わる機器、設備の数を見ると、‘静的’な構造物、設備より、‘動的’な設備、機器の数が圧倒的に多く、この膨大な数の機器に適用できる異状検出及び診断技術を開発することは、原子力プラントの安全を確保する上で有用である。本研究では、定期的に及び連続的に機器を監視し、その異状を検出できる電磁気手法を開発して、さらに、その定期的、あるいは連続的なデータから、機器の運転状態(正常・異常)を把握するシステムの開発を行った。
A-71
γ線イメージングと3次元画像の高度化
平成21年~
22年度
UTシミュレーションの構築、高度化には、鋼中き裂の3次元形状や分布に関する情報が必須であり、欠くことのできない重要な情報であるが、このシミュレーションの検証もまた重要である。検証には、UT測定可能な大きさの試料を用い、鋼中実欠陥位置、大きさとUT測定結果とを直接比較できれば最も正確な評価が可能となる。本研究ではUT測定可能な大きさの試料中の3次元欠陥の観察法としてコンプトン散乱γ線イメージング法の適用可能性を検討した。また得られた透過像の3次元き裂再構成画像処理技術のより高度化を図ることができた。
A-70
原子炉炉内構造物の予防保全対策の持続性に関する研究
平成21年~
23年度
原子炉炉内構造物でのSCC発生予防保全対策としてピーニングにより圧縮残留応力が付与されているSUS316Lについて、長期間使用により残留応力が緩和したときの再ピーニングの効果について検討を行う。また、実機で予防保全対策として近年ピーニングが行われているケースが多いニッケル基合金溶接金属については、表面近傍における残留応力計測方法(X線回折法等)を確立し、ピーニングによる残留応力分布と熱時効(288~350℃)による圧縮残留応力の持続性を把握する。さらに、ニッケル基合金溶接金属の熱処理時間とSCC感受性との関係を調査した。
A-69
高精度UTシミュレーション技術に関する研究
平成20年~
22年度
UT技術は、原子力プラント等の健全性確保のために重要な技術の一つであり、高経年化対策の観点からもより高度なUT技術開発の要求が高まっている。この様な要求に対してシミュレーション解析技術の活用は有効な方法の一つであり、本研究では高度なUT技術の評価に対応できるようUTシミュレーション技術の高精度化を行なう。具体的にはオーステナイト系鋼溶接金属組織のモデル化技術とSCC等のき裂のモデル化技術について検討を行なった。
A-68
オーステナイト系溶接金属の柱状晶組織予測手法に関する研究
平成20年~
22年度
オーステナイト系ステンレス鋼溶接金属やNi合金溶接金属のUTによる欠陥検出、サイジング精度を向上させるためには、溶接金属の柱状晶組織を考慮する必要がある。実機における溶接金属の柱状晶組織は、モックアップ試験体の溶接部断面の組織観察により予測可能であるが、原子力発電プラントの多大な溶接部に対してモックアップ試験体を作製し、柱状晶組織を予測することは多大な時間とコストを要する。このためオーステナイト系溶接金属の柱状晶組織を予測する手法として、計算機シミュレーションを用いた手法を確立した。
A-67
放射光による鋼中の割れの3次元表示とき裂先端性状調査
平成19年~
20年度
エネルギーが高く、強度が強く、また指向性の高いシンクロトロン光(放射光)を用い、ステンレス鋼やNi基合金の応力腐食割れ(SCC)の割れ形状・分布・割れ深さ、および割れ深さと幅との相関等を3次元的に調べた。また、同時にき裂先端部近傍の性状について詳細に調べ、超音波探傷(UT)や渦流探傷(ECT)法など非破壊検査における検出性およびサイジング精度の向上およびその高度化を図るための基礎的データを得た。
A-66
火力発電用9Cr-1Mo系耐熱鋼溶接部のPWHT条件とクリープ特性に関する研究
平成18年~
21年度
火力発電プラントの600℃近くの高温において、9Cr-1Mo系耐熱鋼が用いられているが、12Cr系も含め、予想より短時間でクリープ破壊が生じ、問題となっていた。これまでの研究によると、9Cr-1Mo鋼の溶接金属は熱処理温度を高めに設定しないと、十分なじん性が得られないとされているが、高めの温度に設定することで、強度低下を起こし、耐クリープ特性低下が懸念されいた。本研究では技術基準で定められた温度のPWHTを付与した試験片に対して、破断目標17500h(最長)のクリープ試験を行った。その結果、一部の析出物については析出個数にPWHT温度依存性が見られたが、クリープ破断強度や硬さ変化、組織やその他の析出物の析出状況に明確なPWHT温度依存性は認められなかった。従って、本研究の条件ではPWHT温度がクリープ特性に与える影響は極めて少ないと考えられる。
A-65
テンパービード補修溶接における溶接否定常部施工法と残留応力評価
平成18年~
20年度
テンパービード補修溶接の溶接非定常部(溶接始終端部等)において十分なテンパー効果が得られる溶接施工法を検討し、適正開先形状、溶接施工条件を明確にした。また、残留応力測定および解析を実施し、健全性を評価した。
A-64
インコネル溶接金属の応力腐食割れ特性に関する研究(フェーズⅡ)
平成18年~
20年度
NCF600系のインコネル溶接金属において、応力腐食割れ(SCC)の発生が近年報告されているが、発生の要因については不明な点が多い。インコネル溶接金属は、ステンレス鋼や低合金鋼の異材溶接金属として用いられることが多く、溶接時に母材の希釈を受け、耐SCC性に影響を与えると考えられるCやPが、インコネル溶接金属中に多く混入することが想定される。本研究はインコネル溶接金属中の成分元素が、耐SCC性に与える影響を調査した。
A-63
電磁気を用いた劣化評価及びSCC欠陥識別とサイジングの高度化
平成18年~
20年度
電磁気的手法を用いて、材料劣化評価とSCCサイジングの高度化を行うため、交流磁化法によるクリープ損傷評価の実機適用に当たっての課題を検討し、渦流探傷(ECT)の逆解析等によるサイジングに必用なき裂種類(疲労き裂とSCCき裂)を識別する技術及びSCCの長さと深さサイジング精度の向上を図った。
A-62
高Cr系耐熱溶接部のPWHT後の特性に関する調査
平成17年度
火力発電プラントにおいて高Cr系耐熱鋼(9Cr.12Cr)溶接部が予想より短時間で破断しており、その原因は溶接熱影響部の細粒域から発生するTypeⅣクラックによるクリープ破壊とされている。この研究では高Cr系耐熱鋼における既存知見と課題の整理を行い、12Cr系鋼溶接金属の基礎データの採取を行った。
A-61
SCCサイジング精度・誤認識改善等UT技術の向上に関する研究
平成17年~
19年度
超音波探傷試験によるSCCの深さサイジング精度及び検出精度向上のため、SCC屈曲部と先端部の識別手法、間隔の狭い先端部の特定手法、溶接金属組織エコー等との識別手法の検討を行った。
A-60
研修のための非破壊検査技術の調査
平成16年~
17年度
溶接非破壊検査アカデミーの研修内容の充実を図るために、関連する技術開発動向の調査を行う。また、超音波探傷試験コースに用いるSCC付与試験体の合理的な製作方法を調査した。
A-59
最新超音波探傷検査技術等導入可能性調査
平成15年~
16年度
非破壊検査手法の一層の高度化を図る為に、改良型超音波探傷検査手法に関する高度化調査を実施した。さらに、その結果を基に指針、手順書や基本データを整備した。
A-58
炉内溶接構造物の残留応力評価に関する研究
平成15年~
17年度
SCC発生防止に重要な表面圧縮応力付与に関し、ショットピーニング法、各種圧縮残留応力導入法による圧縮応力の付与深さ等の安定性、長時間稼動時の圧縮応力の残存度につき検討した。
さらに、SCCのき裂進展挙動を予測するのに重要な内部(板厚方向)残留応力の測定に関し、中性子回折法の有効性を検討した。
A-57
オーステナイト系ステンレス鋼の応力腐食割れ発生と進展挙動に関する研究
平成15年~
17年度
近年、BWR原子力発電プラントの炉内構造物であるシュラウド溶接部近傍に応力腐食割れ(SCC)が発生し、問題となっている。この件は、低炭素ステンレス鋼(SUS316L)に発生し、当該部位の組織は熱鋭敏化していないことである。
そこでBWR炉水環境における低炭素ステンレス鋼(SUS316L)の粒内割れ発生の起点の特定および粒内割れによるき裂進展機構について検討した。
A-56
電磁気法による材料劣化検出及び深部欠陥探傷法の開発
平成15年~
17年度
渦電流探傷法及び交流磁化法をインコネルやステンレス鋼等に応用し、シミュレーションと実験により応力腐食割れ及び鋭敏化の検出性を明らかにすると共に、応力腐食割れ欠陥信号の逆解析手法により長さと深さを同定できる手法を開発した。
A-54
圧縮残留応力の導入・残存に関する研究
平成14年度
オーステナイト系ステンレス鋼のSCC対策として用いられている各種の残留応力導入法について、残留応力導入後の残留度も含めその安定性及び経年炉での再導入等の処置の必要性を評価した。
平成15年度以降A-58に統合
A-53
インコネル溶接金属の応力腐食割れ特性に関する研究
平成14年~
17年度
原子炉圧力容器内の炉内構造材料に多く使用されているインコネル溶接部の応力腐食割れ特性について基礎データを取得し、応力腐食割れ感受性の評価手法を検討した。
A-51
ステンレス鋼の粒界型応力腐食割れ挙動に関する研究
平成14年度
BWR炉内環境における粒内型応力腐食割れ(TGSCC)発生のメカニズムを材料側の因子に注目して検討した。
平成15年度以降A-57に統合
A-50
オーステナイト系ステンレス鋼溶接部の耐食性に及ぼすγ線照射の影響に関する研究
平成14年度
原子炉圧力容器内の炉内構造材料に多く使用されているオーステナイト系ステンレス鋼の表面に形成される不動態皮膜へのγ線照射の影響について調べ、γ線が材料の耐食性に及ぼす影響を検討した。
平成15年度以降A-57に統合
A-49
圧力容器鋼中のヘリウム挙動に関する研究
平成14年~
16年度
照射を受けた原子炉圧力容器鋼を溶接するときの鋼中のHe挙動を調べ、溶接時割れに関するシミュレーションモデルを検討した。
A-48
電磁気的な手法による劣化診断の定量化に関する研究(フェーズ1)
平成14年度
電磁気的手法による低合金鋼の照射脆化の定量的評価手法を検討し、電磁気信号から照射脆化の程度を推定する逆解析手法を開発した。
平成15年度以降A-56に統合
A-45
火力発電用1.25Cr-0.5Mo鋼溶接継手部の寿命評価に関する研究
平成13年~
17年度
火力発電用ボイラ過熱器及び再熱器など高温機器部材(1.25Cr-0.5Mo鋼)の余寿命診断を行うためのマスターカーブを作成した。
A-42
インコネル溶接部の超音波特性向上に関する基礎研究
平成12年~
14年度
インコネル溶接部の超音波伝搬特性を支配する冶金的因子を明らかにし、超音波伝搬に関する基本データを整備し、最適な斜角探傷法を検討した。
A-41
自動UTを用いた二相ステンレス鋼探傷技術に関する研究
平成12年~
15年度
2相ステンレス鋼の超音波探傷条件の最適化および欠陥からの超音波反射波とノイズの識別技術を検討し、2相ステンレス鋼に適した超音波探傷装置を開発した。
A-40
UT画像法における裏波エコーと欠陥エコーの識別に関する研究
平成12年~
15年度
超音波による溶接部の欠陥検出性を向上させるために、溶接部裏波からの超音波反射波(エコー)と欠陥からの超音波反射波(エコー)を識別する技術を開発した。
A-37
モデル比較機能を導入した高感度超音波探傷器に関する研究
平成11年~
14年度
金属材料中の超音波伝搬の様子を可視化したり探傷波形を予測する機能を超音波探傷器に組み入れ、現場に適用できるポータブルな新しい装置を開発した。
A-36
交流磁化法によるクリープ損傷評価の研究
平成11~
14年度
低合金鋼のクリープ損傷を非破壊的に評価する手法及び現場で適用できるポータブルな装置を開発した。
A-34
溶接部の開先検査(開先面の汚れ)に関する調査
平成10年~
12年度
溶接部の開先検査で指摘の多い開先面の汚れに関して、各種の汚れを再現した溶接継手を作成して溶接欠陥の発生との関係を調べ、検査員が現場で活用できる「検査員の検査の目安」を作成した。
A-33
非破壊的手法による原子炉(圧力)容器鋼の照射脆化度測定法に関する研究
平成10年~
13年度
原子炉圧力容器鋼の照射による脆化度を非破壊的に評価する技術として開発された改良陽電子消滅法の適用性を評価し、た手法を開発した。
A-32
ウエーブレット解析のSUS溶接部UTへの適応
平成10年~
13年度
ステンレス鋼溶接部の超音波探傷信号にウェーブレット解析を用いた信号処理法を適用してSN比の改善を図り、ステンレス鋼溶接部内欠陥の検出性及びサイジング精度の向上を図った。又、インコネル溶接金属への適用も試みた。
A-31
残留応力(交流B-H曲線法)に関する研究
平成9年~
10年度
溶接継手部に施す後熱処理の有無及び施工温度を現場で非破壊的に評価する技術として、交流B-H曲線法を用いた手法を開発した。
A-29
ステンレス鋼溶接部の低温鋭敏化挙動に関する研究
平成9年~
13年度
ステンレス鋼溶接部及びその近傍における低温鋭敏化現象の中性子照射による加速/促進効果を調べ、溶接部近傍組織での照射誘起応力腐食割れ(IASCC)感受性が高まることを明らかにした。
A-28
火力発電用高温部材の劣化診断-2.25Cr-1Mo鋼溶接熱影響部
平成9年~
14年度
火力発電用ボイラ過熱器及び再熱器など高温機器部材(2.25Cr-1Mo鋼)の余寿命診断を行うための損傷評価システムを開発した。
A-27
オーステナイト系ステンレス鋼溶接部の超音波特性向上に関する基礎研究
平成9年~
14年度
火力発電用ボイラ過熱器及び再熱器など高温機器部材(2.25Cr-1Mo鋼)の余寿命診断を行うための損傷評価システムを開発した。
A-25
斜角探触子の距離振幅特性(DAC)曲線と欠陥検出能力の研究
平成8年~
10年度
超音波探傷試験を行なう前に対比試験片を用いて距離振幅特性(DAC)曲線を作成するが、材料によってはDAC曲線が急激に右下がりとなり、欠陥信号とノイズ信号の識別が困難になる場合がある。そこで、DAC曲線の急激な低下原因を特定し、改善が必要な場合に適正な斜角探触子を選定するための手引書を作成した。
A-24
局部PWHTの有効加熱範囲の実証
平成8年~
14年度
溶接継手部の局部溶接後熱処理(PWHT)に関する施工条件が国内外の基準で異なっているので、炭素鋼に対する適切なPWHT施工条件を明らかにした(フェーズⅠ)。更に、PWHTで溶接部の靭性低下の回復が要求されるCr-Mo鋼についての有効加熱幅を検証した。(フェーズⅡ)。
A-23
ステンレス鋼中のヘリウム挙動に関する基礎的検討
平成7年~
9年度
加速器照射シミュレーション手法を用いて、ステンレス鋼中にへリウムを注入し、溶接熱履歴を付与した後で金属組織を観察し、雰囲気温度が300℃でも結晶粒界にHeバブルが集まること及びこの現象はHe濃度及び溶接入熱/冷却速度に依存することを確認した。
A-22
交流磁化を用いた材料劣化診断技術の開発
平成7年~
9年度
原子力プラントに使用されている2相ステンレス鋼の長時間加熱による熱脆化度及び火力プラントに使用されている低合金鋼のクリープ損傷度を交流磁化法を用いて非破壊的に評価する手法を開発した。また、磁気光学素子を用いて微小表面欠陥の定量的検出法を開発した。
A-21
ウエーブレット解析の非破壊評価手法への適応
平成7年~
9年度
きずの検出が難しい「きず信号/ノイズ比(SN比)」の低い渦電流及び超音波信号に対して、ウェーブレット解析を適用し、ノイズ信号を除去してきず信号を取り出す技術を開発し、人工欠陥(EDMノッチ)の検出性向上に成果が得られた。
A-18
超音波探触子の性能評価に関する研究
平成6年~
9年度
きずの長さ測定に使用する超音波探触子の性能を評価し、探傷子の交換或いはシューの張り替えを判断するための試験方法を開発した。これは、NDIS2133「超音波斜角探触子のビーム左右対称性の測定法」として規格化され、JIS2350「超音波探触子の性能測定方法」改訂版の解説に引用された。
A-6
溶接技術基準等に関する調査
昭和59年度~
電気工作物の溶接の技術基準(火力及び原子力)、発電用火力及び原子力設備の技術基準に関する国内外の技術情報を入手し、国内外の規格・基準の検討、委託研究等に活用する。
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