JP6598205B2 - 非破壊検査方法および装置 - Google Patents
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Description
図1をさらに模式化したものを図2に示す。
図2で(a)は1回散乱であるが、図2(b)は本発明で用いる2回散乱である。すなわち、図2(a)の1回散乱では、エネルギーE0を有する入射γ線γ0は、対象物3Aで散乱し、エネルギーE1の1回散乱γ線γ1が検出される。図2(b)では、エネルギーE0の入射γ線γ0は、対象物3Aで1回散乱が生じ、エネルギーE21の1回散乱γ線γ21となり、次いで、対象物3Bで2回目の散乱が生じ、エネルギーE22の2回散乱γ線γ22が生じ、これが検出される。
図4(a)に示す2回散乱の場合において、γ線源1を点線源でペンシルビームを放出するものとし、さらに散乱γ線の観測点となる検出器2も理想的な鉛コリメーターを設置して1点のみとすると、検出器2おける2回散乱ピークの信号強度は、γ線照射軸と検査対象物との交点I2、散乱γ線検出軸と検査対象物との交点I3およびγ線照射軸と散乱γ線検出軸との交点I1とを含む面P1と検査対象物31とが交わる領域R1内の散乱情報を得ていることになる。このため、2回散乱ピークは、1回散乱γ線γ21が鉄材料サンプル内の領域R1を通り、2散乱γ線γ22として検出される。一方、図4(b)に示す2回散乱の場合においては、1回散乱γ線γ21の一部は、減肉により、一部は空気中を通って、2散乱γ線γ22として検出される。ここで、空気よりも鉄の方が1回散乱γ線21の減衰割合が大きいので、従来の1回散乱を利用して減肉を検出する場合とは異なり、減肉が有る場合には、健全な場合と比較して、2回散乱γ線γ22の信号強度は大きくなり、その増加割合は減肉の大きさに依存する。
図5は本発明の第1の実施の形態に係る非破壊検査装置を示すブロック図である。同図に示すように、本形態に係る非破壊検査装置は、本形態における検査対象物である検査対象物31にγ線を照射するγ線源1と、検査対象物31に照射されたγ線に基づき生成される2回コンプトン後方散乱γ線を入射して所定の処理を行う検出器2とを有する。γ線源1と、2回コンプトン後方散乱γ線を入射する検出器2とは、検査対象物31に対し同じ側(図では左側)に配設されている。
検査対象物31の一例である配管32(図7参照)には、これを横断する一つの直線上に2箇所の肉厚部(壁部)が存在する。すなわち、同一直線上におけるγ線源1側(以下、これを「手前側」と称する。)の肉厚部とその反対側(以下、これを「奥側」と称する。)の肉厚部である。上記第1の実施の形態は、検査対象物である配管32の手前側の肉厚部における減肉の有無等を検出するものである。これに対し、減肉は配管32の奥側の肉厚部にも発生する場合がある。本実施形態では、2回散乱γ線のγ線エネルギー分布特性により手前側の壁部の減肉を測定し、1回散乱γ線のγ線エネルギー分布特性により奥側の壁部の減肉を測定する例を説明する。
なお、γ線の照射方向とγ線の検出方向との交点I1は、領域IIの奥側の肉厚部の手前側の表面に位置するようにする。
上述した第2の実施形態では、領域IIの減肉の観察を1回コンプトン散乱γ線のエネルギー分布の変化に求めるものとしたが、領域IIの減肉の観察も2回散乱ピークを用いて行うこともできる。すなわち、領域IIの奥側の肉厚部の奥側表面又は肉厚部を突き抜けたさらに奥側に、γ線の照射方向とγ線の検出方向との交点が位置するようにし、奥側の肉厚部において、1回目のコンプトン散乱を生じてから2回目のコンプトン散乱を生じるまでの経路が奥側の肉厚部を通過するようにすれば、1回目のコンプトン散乱を生じてから2回目のコンプトン散乱を生じるまでの経路中に減肉が存在するか否かにより、1回散乱γ線γ21が検査対象物の構成物質そのものを通過するか、減肉により形成された空間を通過するかの違いが生じ、領域Iと同様に減肉の有無を検出することができる。なお、この場合においても、領域Iのピークと、領域IIのピークとは時間特性を考慮して分離することができる。
1 γ線源
2 検出器
3、31、32 配管(検査対象物)
Claims (14)
- X線またはγ線(以下、両者をまとめてγ線という)を検査対象物に照射して前記検査対象物におけるコンプトン散乱に基づく1回散乱γ線のエネルギーよりも高エネルギー側に出現する2回散乱γ線のエネルギーに対する信号強度を表す散乱γ線エネルギー分布特性を検出する第1の工程と、
前記散乱γ線エネルギー分布特性に基づき前記検査対象物における減肉の有無を検出する第2の工程とを有し、
前記検査対象物の前記減肉の有無を検出している部位とは異なる部位におけるコンプトン散乱に基づく1回散乱γ線のエネルギーに対する信号強度を表す散乱γ線エネルギー分布特性を検出し、前記異なる部位の減肉の有無を検出することを特徴とする非破壊検査方法。 - 請求項1に記載する非破壊検査方法において、
前記検査対象物に対して、前記γ線を照射する側と、前記2回散乱γ線を検出する側は、同じ側であることを特徴とする非破壊検査方法。 - 請求項2に記載する非破壊検査方法において、
前記検査対象物に前記γ線が入射して1回目のコンプトン散乱を生じてから2回目のコンプトン散乱を生じるまでの経路が前記減肉の有無を検出する対象箇所であることを特徴とする非破壊検査方法。 - 請求項2又は3に記載する非破壊検査方法において、
前記γ線を照射する方向に伸びる仮想の第1直線と、前記2回散乱γ線を検出する方向に伸びる仮想の第2直線とは、前記検査対象物の前記γ線の照射側及び前記2回散乱γ線の検出側とは反対側で交差するようにし、この状態で、前記検査対象物からの散乱γ線に基づく2回散乱γ線のピークに基づき、前記検査対象物の減肉の有無を検出することを特徴とする非破壊検査方法。 - 請求項2又は3に記載する非破壊検査方法において、
前記γ線を照射する方向に伸びる仮想の第1直線と、前記2回散乱γ線を検出する方向に伸びる仮想の第2直線とは、前記検査対象物の前記γ線の照射側及び前記2回散乱γ線の検出側と同じ側で交差するようにし、この状態で、前記検査対象物からの散乱γ線に基づく2回散乱γ線のピークに基づき、前記検査対象物の減肉の有無を検出することを特徴とする非破壊検査方法。 - 請求項1〜5の何れか一項に記載する非破壊検査方法において、
前記検査対象物が前記γ線の照射方向に伸びる直線に前記γ線の照射側で交差する第1の壁部材および当該第1の壁部材の前記γ線の照射側とは反対側で前記直線に交差する第2の壁部材を有する場合であって、
前記第1の壁部材および前記第2の壁部材の何れか一方の減肉の有無を前記2回散乱γ線のエネルギーに対する信号強度を表す散乱γ線エネルギー分布特性で検出し、他方の減肉の有無を前記コンプトン散乱に基づく1回散乱γ線のエネルギーに対する信号強度を表す散乱γ線エネルギー分布特性で検出することを特徴とする非破壊検査方法。 - 請求項6に記載する非破壊検査方法において、
散乱γ線信号を検出する際に、前記γ線が照射された時点を基準として前記散乱γ線信号の時間軸に沿う成分を考慮し、前記第2の壁部材の減肉の有無を検出する際には前記第1の壁部材からの散乱γ線に基づく部分が除去されるとともに、前記第2の壁部材からの散乱γ線に基づく部分が選択されるように前記散乱γ線信号の時間軸に沿う成分の一部を除去し、前記第1の壁部材の減肉の有無を検出する際には前記第2の壁部材からの散乱γ線に基づく部分が除去されるとともに、前記第1の壁部材からの散乱γ線に基づく部分が選択されるように前記散乱γ線信号の時間軸に沿う成分の一部を除去し、減肉の有無を検出することを特徴とする非破壊検査方法。 - 検査対象物に向けてγ線を照射するγ線源と、前記照射により検査対象物においてコンプトン散乱に起因して散乱された散乱γ線を検出する検出器とを有する非破壊検査装置において、
前記散乱γ線エネルギーに対する前記散乱γ線信号の信号強度を表し、かつ1回散乱γ線のエネルギー線よりも高エネルギー側に出現する2回散乱γ線のエネルギーの散乱γ線エネルギー分布特性に基づき、前記2回散乱γ線の前記信号強度のピークである2回散乱γ線のピークにより前記検査対象物における減肉の有無を検出するように前記検出器を構成し、
前記検査対象物の前記減肉の有無を検出している部位とは異なる部位におけるコンプトン散乱に基づく1回散乱γ線のエネルギーに対する信号強度を表す散乱γ線エネルギー分布特性を検出し、前記異なる部位の減肉の有無を検出するように前記検出器を構成したことを特徴とする非破壊検査装置。 - 請求項8に記載する非破壊検査装置において、
前記γ線源と、前記検出器とは、前記検査対象物に対して同じ側に配置されていることを特徴とする非破壊検査装置。 - 請求項9に記載する非破壊検査装置において、
前記検査対象物に前記γ線が入射して1回目のコンプトン散乱を生じてから2回目のコンプトン散乱を生じるまでの経路を前記減肉の有無を検出する対象箇所とすることを特徴とする非破壊検査装置。 - 請求項9又は10に記載する非破壊検査装置において、
前記γ線源から前記γ線を照射する方向に伸びる仮想の第1直線と、
前記検出器へ前記2回散乱γ線を検出する方向に伸びる仮想の第2直線とは、前記検査対象物の前記γ線の照射側及び前記2回散乱γ線の検出側とは反対側で交差するようにし、この状態で、前記検査対象物からの散乱γ線に基づく2回散乱γ線のピークに基づき、前記検査対象物の減肉の有無を検出することを特徴とする非破壊検査装置。 - 請求項9又は10に記載する非破壊検査装置において、
前記γ線源から前記γ線を照射する方向に伸びる仮想の第1直線と、
前記検出器へ前記2回散乱γ線を検出する方向に伸びる仮想の第2直線とは、前記検査対象物の前記γ線の照射側及び前記2回散乱γ線の検出側と同じ側で交差するようにし、この状態で、前記検査対象物からの散乱γ線に基づく2回散乱γ線のピークに基づき、前記検査対象物の減肉の有無を検出することを特徴とする非破壊検査装置。 - 請求項8〜12の何れか一項に記載する非破壊検査装置において、
前記検査対象物が前記γ線の照射方向に伸びる直線に前記γ線の照射側で交差する第1の壁部材および当該第1の壁部材の前記γ線の照射側とは反対側で前記直線に交差する第2の壁部材を有する場合において、
前記第1の壁部材および前記第2の壁部材の何れか一方の減肉の有無を前記2回散乱γ線のエネルギーに対する信号強度を表す散乱γ線エネルギー分布特性で検出し、他方の減肉の有無を前記コンプトン散乱に基づく1回散乱γ線のエネルギーに対する信号強度を表す散乱γ線エネルギー分布特性で検出するように前記検出器を構成したことを特徴とする非破壊検査装置。 - 請求項13に記載する非破壊検査装置において、
散乱γ線信号を検出する際に、前記γ線が照射された時点を基準として前記散乱γ線信号の時間軸に沿う成分を考慮し、前記第2の壁部材の減肉の有無を検出する際には前記第1の壁部材からの散乱γ線に基づく部分が除去されるとともに、前記第2の壁部材からの散乱γ線に基づく部分が選択されるように前記散乱γ線信号の時間軸に沿う成分の一部を除去し、前記第1の壁部材の減肉の有無を検出する際には前記第2の壁部材からの散乱γ線に基づく部分が除去されるとともに、前記第1の壁部材からの散乱γ線に基づく部分が選択されるように前記散乱γ線信号の時間軸に沿う成分の一部を除去し、減肉の有無を検出するように前記検出器を構成したことを特徴とする非破壊検査装置。
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