JPS59170706A - Method for measuring thickness of clad layer of neutron absorbing rod of zircaloy clad hafnium - Google Patents
Method for measuring thickness of clad layer of neutron absorbing rod of zircaloy clad hafniumInfo
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- JPS59170706A JPS59170706A JP4512583A JP4512583A JPS59170706A JP S59170706 A JPS59170706 A JP S59170706A JP 4512583 A JP4512583 A JP 4512583A JP 4512583 A JP4512583 A JP 4512583A JP S59170706 A JPS59170706 A JP S59170706A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子炉の制御棒として用いられるゾルカロイク
ラッドハフニウム中性子吸収棒のクラッド層の厚さを電
気的な非破壊検査によって測定する方法に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of measuring the thickness of the cladding layer of a zolcaloy-clad hafnium neutron absorption rod used as a control rod of a nuclear reactor by electrical non-destructive testing.
水冷型原子炉における制御棒は原子炉内の中性子の内、
余分々中性子を吸収して核***の連鎖反応を調整するも
のである。この御制棒は原子炉の燃料集合体の間に配置
され、炉の長軸方向（上下方向）に移動可能に取付けら
れている。Control rods in a water-cooled nuclear reactor emit neutrons within the reactor.
It absorbs excess neutrons and adjusts the chain reaction of nuclear fission. This control rod is disposed between the fuel assemblies of the nuclear reactor and is attached so as to be movable in the longitudinal direction (vertical direction) of the reactor.
例えば沸騰水型原子炉（ Ｂ’ｖＶＲ ）の椙合、制御
棒は第１図に示すように上方から見て十字形をなすブレ
ード１と、この上部に固定された吊り上げハンドル２と
、下部に取付けられた支持体３とによって形成されてい
る。この支持体３の底部は、緊急時に制御棒の移動（下
降）がゆるやかに行えるように円板状のスピードリミッ
タ４が形成されている。For example, in a boiling water reactor (B'vVR), the control rod has a blade 1 that is cross-shaped when viewed from above, a lifting handle 2 fixed to the top, and a control rod at the bottom, as shown in Figure 1. It is formed by an attached support 3. A disk-shaped speed limiter 4 is formed at the bottom of the support 3 so that the control rod can be moved (lowered) slowly in an emergency.
上記ブレード１は内部が中空に形成されており、この中
に多数のポイズンチューブ５がブレード１の各面に沿っ
て並べて配置されている。The blade 1 is formed to have a hollow interior, and a large number of poison tubes 5 are arranged in line along each surface of the blade 1 inside.
このポイズンチー＝ｆｓは第２図に示すように断面がほ
ぼ円筒状のステンレスチー−ブで形成されていると共に
、その内部には中性子吸収材６となる約１００μｍ（平
均粒径）のボロンカーバイ） （Ｂ４Ｃ）が充填密封さ
れている。このボロンカーバイトは充填密度約７０％で
充填され、その上下動は少ないが、更にこの移動を抑え
るためにポイズンチューブ５の各所をくびれ変形させて
移動防止体７を固定している。As shown in Fig. 2, this poison cheese (fs) is formed of a stainless steel cheese with a substantially cylindrical cross section, and inside it is a boron carbide (about 100 μm (average particle size)) that becomes the neutron absorbing material 6. B4C) is filled and sealed. This boron carbide is filled with a packing density of about 70%, and its vertical movement is small, but in order to further suppress this movement, the poison tube 5 is constricted at various parts to fix the movement preventive body 7.
このように形成された制御棒を原子炉内に装荷して駆動
させると、原子炉内の余分な中性子はブレード１とポイ
ズンチューブ５を介して中性子吸収材６であるボロンカ
ーバイトに吸収されて正常な運転が持続される。When the control rod formed in this manner is loaded into a nuclear reactor and driven, excess neutrons in the reactor are absorbed by boron carbide, which is a neutron absorbing material 6, through the blade 1 and poison tube 5. Normal operation is maintained.
ところが、中性子吸収材６として用いるボロンカーバイ
トは粉末であるため、ポイズンチューブ５の端部は第２
図に示すように封着体８で密閉されているが、駆動中に
移動して第３図に示すように移動防止体７の下方に空間
９が形成されてし脣う。このため部分的にボロンカーバ
イトが存在しなくな９、原子炉制御が困難となり、制御
棒の寿命が短縮されてしまう問題がある。またボロンカ
ーバイトは中性子吸収断面積が大きいので吸収体として
は有利であるが、中性子と反応すると（ｎ・α）反応で
α線、即ちヘリウム原子が生成される。このヘリウムは
ポイズンチー−ブ５の空間９に放出されて内圧を高める
。またボロンと中性子の反応により生成されたリチウム
（液体）と、このときの反応熱によシテロンカーバイト
粉末が膨潤してポイズンチューブ５を破壊に至らしめる
可能性が考えられる。However, since the boron carbide used as the neutron absorbing material 6 is a powder, the end of the poison tube 5 is
As shown in the figure, it is sealed with a sealing body 8, but it moves during driving and a space 9 is formed below the movement prevention body 7 as shown in FIG. As a result, boron carbide is partially absent9, making nuclear reactor control difficult and causing problems such as shortening the life of control rods. Further, boron carbide has a large neutron absorption cross section, so it is advantageous as an absorber, but when it reacts with neutrons, it generates α rays, that is, helium atoms, through an (n·α) reaction. This helium is released into the space 9 of the poison chamber 5 to increase the internal pressure. Furthermore, it is conceivable that the lithium (liquid) generated by the reaction between boron and neutrons and the reaction heat at this time cause the cytoron carbide powder to swell and cause the poison tube 5 to be destroyed.
そこで従来のボロンカーバイトを用いたポイズンチュー
ブの問題点を改善し、中性子との反応が（ｎ・α）反応
ではなく（ｎ・γ）反応であるためヘリウムの発生がな
く、内圧の高騰や膨潤によるステンレスチューブの破壊
がない上、製造が容易で量産性に優れ、しかも中性子吸
収作用が均一で効率が高いハフニウムを中性子吸収体と
して利用することが考えられてきた。Therefore, we improved the problems of conventional poison tubes using boron carbide, and because the reaction with neutrons is an (n・γ) reaction instead of an (n・α) reaction, there is no generation of helium and no rise in internal pressure. It has been considered to use hafnium as a neutron absorber because it does not destroy stainless steel tubes due to swelling, is easy to manufacture, has excellent mass productivity, and has uniform neutron absorption and high efficiency.
ハフニウムは高温高圧水中での耐食性は優れているが、
更に表面の耐食性を向上させ制御棒の長寿命化を図るた
め、表面に約１００〜３００μｍの厚さのジルカロイを
クラッドしたものが考えられている。Hafnium has excellent corrosion resistance in high temperature and high pressure water, but
Furthermore, in order to improve the corrosion resistance of the surface and extend the life of the control rod, it is being considered that the surface is clad with Zircaloy with a thickness of about 100 to 300 μm.
このジルカロイクラッドハフニウム中性子吸収棒の製造
に際し、ゾルカロイのクラッド厚を設計仕様値に抑える
ことが重要である。When manufacturing this zircaloy clad hafnium neutron absorption rod, it is important to keep the zircaloy cladding thickness within the design specification value.
このクラッド層の厚さ全惧］定する方法としては中性子
吸収棒を切断して、この切断面を腐蝕し、耐触性の差に
よる表面状態を光学的に調べることにより測定できるが
、このような破壊検査方法では、抜き、取シ検査となシ
金製品の測定ができず、才た測定に時間がかかる問題が
ある。The complete thickness of this cladding layer can be determined by cutting a neutron absorption rod, corroding the cut surface, and optically examining the surface condition due to the difference in contact resistance. With conventional destructive testing methods, it is not possible to measure metal products by sampling or removing them, and there is a problem in that it takes time to perform thorough measurements.
これに対し非破壊的に厚さを測定する方法としては従来
、特公昭４．９−４３２１７号記載の方法や、誦−公昭
４０−２３９５６号記載の方法などが提案さ力、ている
。On the other hand, methods for non-destructively measuring the thickness have been proposed, such as the method described in Japanese Patent Publication No. 4.9-43217 and the method described in Japanese Patent Publication No. 40-23956.
前者の方法は被測定金属板の−ｆｉｌに送イ徳用コイル
を他側に受信用コイルを夫々配置し、送信コイルに信号
電力を印加して金属板中に渦電流をデー２生さぜ、受信
用コイルに前記渦電流に訪起される電圧電位の変化から
金属板の厚さを測定する方法である。この方法は単一金
属板の厚さを測定する方法で複合したクラッド層の厚さ
を測定することができない。The former method places a transmitting coil on one side of the metal plate to be measured and a receiving coil on the other side, and applies signal power to the transmitting coil to generate an eddy current in the metal plate. This method measures the thickness of a metal plate from the change in voltage potential caused by the eddy current in the receiving coil. This method measures the thickness of a single metal plate and cannot measure the thickness of a composite cladding layer.
また後者の方法は磁性材料からなる母材上に形成された
焼入層、浸炭層の厚さを高周波の表皮作用によシ測定す
るもので、母材と焼入層、浸炭層の透磁率の差に基く測
定用コイルのインダクタンスの変化量から厚さを測定す
る方法である。この方法ではジルカロイクラッドハフニ
ウムの如く、母材クラッド層間に透磁率の差がない場合
には、クラッド層の厚さを測定することができない。In the latter method, the thickness of the hardened layer and carburized layer formed on the base material made of magnetic material is measured using high-frequency skin action, and the magnetic permeability of the base material, hardened layer, and carburized layer is measured. This method measures the thickness from the amount of change in the inductance of the measuring coil based on the difference between the two. This method cannot measure the thickness of the cladding layer when there is no difference in magnetic permeability between the base material cladding layers, such as with zircaloy clad hafnium.
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、ジルカロイ
クラッド層の厚さ全電気的な非破壊検査によって精度良
く測定することができるジルカロイクラッドハフニウム
中性子吸収棒のクラッド層の厚さ測定方法を提供するも
のである。The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method for measuring the thickness of the cladding layer of a zircaloy-clad hafnium neutron absorption rod, which can accurately measure the thickness of the zircaloy-cladding layer by all-electric non-destructive testing. It is something to do.
本発明はジルカロイでクラッドしたハフニウム中性子吸
収棒のクラッド側からｎＡ探傷器の試験コイルによｐ
５０ ｋＨｚ〜５ Ｍｌ（ｚの高周波を印加して渦電流
を発生させ、内部のハフニウムとクラッドしたゾルカロ
イとの抵抗率の差に基いて、前記コイルから得られる交
流に表わ）ｔだ位相の差を検出して、この検出値からク
ラッド層のノ厚さを測定することを特徴とするものであ
る。In the present invention, a test coil of an nA flaw detector is inserted from the cladding side of a hafnium neutron absorption rod clad with Zircaloy.
50 kHz to 5 Ml (by applying a high frequency of z to generate an eddy current, expressed in the alternating current obtained from the coil based on the difference in resistivity between the internal hafnium and the cladding Zorcaloy) This method is characterized by detecting the difference and measuring the thickness of the cladding layer from this detected value.
まず本発明の原理について説明する。第４図に示すよう
に、導電性のある材料からなる板１０にコイル１１を、
その軸線を板面に垂直に近接させ、コイル１１に交流電
源１２から交流全印加すると、板１０には電磁誘導作用
により渦電流１３が発生す７
この渦電流１３の大きさは材料の抵抗率、透磁率、材料
の形状、寸法、コイル１１と板１０との距離等によって
定まる。また板１０に生じた渦電流１３はその電磁誘導
作用によシ逆にコイル１１にも影響を与え、そのインピ
ーダンスを変化させる。従ってコイル１１に生ずるイン
ピーダンスの変化を捕えれは板１０の種々の情報が得ら
れることになる。First, the principle of the present invention will be explained. As shown in FIG. 4, a coil 11 is mounted on a plate 10 made of a conductive material.
When the axis of the coil 11 is placed perpendicularly close to the plate surface and a full alternating current is applied to the coil 11 from the AC power source 12, an eddy current 13 is generated in the plate 10 due to electromagnetic induction.7 The magnitude of this eddy current 13 is determined by the resistivity of the material. , the magnetic permeability, the shape and dimensions of the material, the distance between the coil 11 and the plate 10, etc. Furthermore, the eddy current 13 generated in the plate 10 adversely affects the coil 11 due to its electromagnetic induction, changing its impedance. Therefore, by capturing the change in impedance occurring in the coil 11, various information about the plate 10 can be obtained.
本発明は上記原理を応用し、渦電流によってコイルのイ
ンピーダンスに影響をおよぼす要因中、抵抗率の相違か
ら生じる位相の差を利用してクラッド層の厚さを測定す
るものである。ジルカロイクラッドハフニウム棒の場合
、ハフニウムの抵抗率は約３５μΩ／ｍ、ジルカロイ−
２の抵抗率は約７０μΩ＾で、ジルカロイ−２の方が２
倍も大きい。この抵抗率の違いは、他の位相の差はクラ
ッド層の厚さによって変化し、そ（Ｄ範囲はハフニウム
のみによる中性子吸収棒による位相と、ジルカロイのみ
による中性子吸収棒による位相との間となる。The present invention applies the above principle to measure the thickness of the cladding layer by utilizing the phase difference caused by the difference in resistivity among the factors that affect the impedance of the coil due to eddy current. For Zircaloy-clad hafnium rods, the resistivity of hafnium is approximately 35 μΩ/m;
The resistivity of Zircaloy-2 is about 70μΩ^, and Zircaloy-2 is higher than 2.
It's twice as big. This difference in resistivity is due to the fact that other phase differences vary depending on the thickness of the cladding layer, and the D range is between the phase due to a neutron-absorbing rod made of only hafnium and the phase due to a neutron-absorbing rod made only of Zircaloy. .
従ってクラッド層の厚さが既知である対比試験試料を用
いて位相変化とクラッド層の厚さの校正を行えば、位相
の差からクラッド層の厚さを測定することができる。Therefore, by calibrating the phase change and the thickness of the cladding layer using a comparative test sample whose cladding layer thickness is known, the thickness of the cladding layer can be measured from the phase difference.
次にゾルカロイクラッドハフニウム棒のジルカロイクラ
ッド層の厚さを測定する場合、印加する交流電源の周波
数について説明する。Next, when measuring the thickness of the zircaloy clad layer of the zircaloy clad hafnium rod, the frequency of the applied alternating current power source will be explained.
母材であるハフニウムの肉厚（直径）が異なると、試験
コイルによって発生した磁場内の中性子吸収材の位置や
、磁場内に占めるスペースの割合が変化し、この結果渦
電流の）ｄ束量が異なり試験コイルのインピーダンスが
変化する。If the wall thickness (diameter) of the hafnium base material differs, the position of the neutron absorbing material in the magnetic field generated by the test coil and the proportion of the space occupied in the magnetic field will change, resulting in a change in the amount of d flux of eddy currents. is different, and the impedance of the test coil changes.
実際に中性子吸収棒として使用されるノ・フニウム棒の
直径の寸法許容差は±２チの範囲でばらついているが、
このばらつきによるインピーダンスの変化量は微少では
あるが、ゾルカロイクラッド層の厚さ以上に渦電流探傷
器に位相や振幅の変化として表われる。このため直径の
ばらつきによるインピーダンス変化は、クラッド層の厚
さの変化によるインピーダンス変化と重なってしまうの
で、肉厚のばらつきによるインピーダンス変化の影響を
取シ除かなければ、クラッド層の厚さを測定することが
できない。The dimensional tolerance of the diameter of the no-funium rods actually used as neutron absorption rods varies within a range of ±2 inches.
Although the amount of change in impedance due to this variation is minute, it appears as a change in phase and amplitude on an eddy current flaw detector more than the thickness of the Zorcaloy cladding layer. For this reason, impedance changes due to diameter variations overlap with impedance changes due to changes in cladding layer thickness, so unless the effects of impedance changes due to wall thickness variations are removed, the cladding layer thickness cannot be measured. Can not do it.
そこで試験コイルに印加する高周波の周波数を表皮効果
の表われる周波数として発生する渦電流が殆んどクラッ
ド層の近傍にのみ流れるようにして、ハフニウム自体の
直径のばらつきによる影響を除去する必要がある。Therefore, it is necessary to set the high frequency applied to the test coil to the frequency at which the skin effect appears, so that the generated eddy current flows almost only in the vicinity of the cladding layer, thereby eliminating the influence of variations in the diameter of the hafnium itself. .
ジルカロイクラッド層・フニウム中性子吸収棒の場合、
ハフニウム棒の直径は約４．２〜４．６ ｍｙｎ ＋ゾ
ルカロイクラッド層の厚さは０１〜０．３ ｗ ８度で
あシ、１だ仕上シの中性子吸収棒の直径の寸法許容差は
約２％程度であるので、試験コイルに印加する周波数は
５０ ｋＨｚ〜５ ＭＩ（ｚの範囲が望ましい。In the case of zircaloy clad layer/funium neutron absorption rod,
The diameter of the hafnium rod is approximately 4.2 to 4.6 myn + the thickness of the solcaloy cladding layer is 01 to 0.3 w The dimensional tolerance of the diameter of the neutron absorption rod with 8 degree and 1 degree finish is Since it is about 2%, the frequency applied to the test coil is preferably in the range of 50 kHz to 5 MI (z).
次に本発明において印加する交流電源の周波数を上記範
囲に限定した理由について説明する。Next, the reason why the frequency of the AC power applied in the present invention is limited to the above range will be explained.
ジルカロイクラッドハフニウム棒のクラッド層に試験コ
イルを近接させて、コイルに交流を印加した時に生ずる
渦電流工は次式（１）で表わされる。The eddy current that occurs when a test coil is brought close to the cladding layer of a zircaloy-clad hafnium rod and an alternating current is applied to the coil is expressed by the following equation (1).
Ｉ＝Ｉｏｅ−ａ ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（］、）但し■ｏ ： ジルカロイク
ラッドハフニウム棒表面における電流
Ｘ ： ジルカロイクラッドハフニウム棒表面からの距
離δ−１／Ｖ］〒７７
ｆ：交流周波数
μ：透磁率
ρ：導電率
上記の式によシ中性子吸収棒表面からの特定の距離で発
生する渦電流を求め、これと特定の距離以外の他の場所
で発生した渦電流とが試、験コイルに誘導起電力を起す
割合を求める。この誘導起電力を起す割合は、上記の式
中の周波数ｆによって定まるので、これによシフラッド
層の厚さ測定に適する周波数を求めることができる。I=Ioe-a ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(],) However ■o: Current on the surface of the Zircaloy clad hafnium rod Electric conductivity According to the above formula, the eddy current generated at a specific distance from the surface of the neutron absorption rod is calculated, and this and the eddy current generated at other locations other than the specified distance are used to calculate the electromotive force induced in the test coil. Find the rate at which this occurs. Since the rate at which this induced electromotive force is generated is determined by the frequency f in the above equation, it is possible to determine the frequency suitable for measuring the thickness of the sifted layer.
この場合、周波数の下限は、中性子吸収棒自体の肉厚が
２ヂ（ばらつきの範囲）変化しても、この変化によるイ
ンピーダンス変化を除去する必要がある。周波数が低い
と渦電流は内部棟で発生し、肉厚のばらつきによる影響
を受けるので、表皮効果が得られる範囲に規定する必要
がある。In this case, even if the thickness of the neutron absorption rod itself changes by 2 degrees (range of variation), the lower limit of the frequency needs to eliminate the impedance change due to this change. If the frequency is low, eddy currents will occur in the internal ridges and will be affected by variations in wall thickness, so it is necessary to specify the range within which a skin effect can be obtained.
ここで
Ａ＝中性子吸収棒の直径が４８±０．１ ｗｎのときに
試験コイルに生ずる誘導起電力
Ｂ−中性子吸収棒の直径が４．８ ｒｒｍ＋のときに試
験コイルに生ずる誘導起電力
とすると（Ａ−Ｂ）／Ｂが数・ぐ−セント以内におさま
る範囲に選定することによシ近接効果を持たせて肉厚の
ばらつきを少なくできるので下限上５０ ｋＨｚとした
。Here, A = Induced electromotive force generated in the test coil when the diameter of the neutron absorption rod is 48 ± 0.1 wn B - Induced electromotive force generated in the test coil when the diameter of the neutron absorption rod is 4.8 rrm + By selecting a range in which (A-B)/B is within a few cents, a proximity effect can be created and variations in wall thickness can be reduced, so the lower limit and upper limit were set at 50 kHz.
また周波数が高くなると、表皮効果が極端になｐ１クラ
ッド層でしか渦電流が発生しない。Furthermore, as the frequency increases, the skin effect becomes extreme and eddy currents occur only in the p1 cladding layer.
ここで Ｃ−クラ、ド層中で発生する渦電流が試験コイ
ルに誘起する誘導起
電力
とするとＤ／Ｃが数パーセント以上になるように周波数
を規定すれば、クラッド層の近傍のハフニウム中にも渦
電流が生じ、しかも得られた位相の電位差全直接的にデ
〜り処理に利用することができるので、」二限を５ ＋
ＶＩＨｚとしたものである。Here, if the eddy current generated in the C-cladding layer is the induced electromotive force induced in the test coil, if the frequency is specified so that D/C is several percent or more, However, eddy currents are generated, and the resulting phase potential difference can be directly used for de-treatment.
VIHz.
次に第５図に示す測定装置を用いて本発明方法によりジ
ルカロイクラッドハフニウム中性子吸収棒のクラ、ド層
の厚さ全測定する場合につｂて説明する。Next, a case will be described in which the total thickness of the cladding and cladding layers of a zircaloy-clad hafnium neutron absorbing rod is measured by the method of the present invention using the measuring apparatus shown in FIG.
図において１４は；尚電流探傷器で、ここから先端に取
付けたプローブ試験コイル１５に５０ｋＨ７〜５ ＭＩ
（ｚの高周波を印加する発振機能を備えていると共に、
試験コイル１５から得らｉする交流の位相全検出する機
能を有するものである。In the figure, 14 is a current flaw detector.
(It has an oscillation function that applies a high frequency of z, and
It has a function of detecting all phases of the alternating current obtained from the test coil 15.
１６は中性子吸収棒で、ハフニウムからなる中性子吸収
棒本体１６ｇの表面に、ジルカロイクラ、ド層１’ ６
ｂが破覆されたものである。16 is a neutron absorption rod, and the surface of the neutron absorption rod main body 16g made of hafnium is covered with a layer of zircaloucla, 1' 6
b is destroyed.
この中性子吸収（＄１６は回転架台１７上に支持され、
水平移動、回転運動が連続約１たは１１４Ｊ欠的に移動
するようになっており、プローブ試験コイル１５により
中性子吸収棒Ｉ６の全周の測定全行うことができるよう
になっている。This neutron absorption ($16 is supported on the rotating pedestal 17,
The horizontal movement and rotational movement are made to move intermittently by about 1 J or 114 J, so that the probe test coil 15 can measure the entire circumference of the neutron absorption rod I6.
上記装置によシフラッド層の厚さを測定する手順は次の
通シである。The procedure for measuring the thickness of the Sifluid layer using the above device is as follows.
■ 校正を行なう対比試験片および被測定用の中性子吸
収棒の表面に付着している金属粉、酸化スケール等を充
分に除去しておく。■ Thoroughly remove metal powder, oxide scale, etc. adhering to the surfaces of the comparison test piece to be calibrated and the neutron absorption rod to be measured.
■ 中性子吸収棒の直径、送り速度兼に回転速度を考慮
して印加する周波数ｆ ５０ ］＜Ｈｚ〜５ＭＨｚの範
囲で適切な周波数を選定する。(2) Select an appropriate frequency in the range f 50 ]<Hz to 5 MHz, taking into account the diameter of the neutron absorption rod, the feeding speed, and the rotational speed.
■ 渦電流探傷器のブリッジバランス全調整し、プロー
ブ試験コイルを含むブリッジ回路の平衡をとる。■ Fully adjust the bridge balance of the eddy current flaw detector and balance the bridge circuit including the probe test coil.
■ 対比試１倹片にプローブ試醗コーｆルを近接してク
ラッド層の厚さの差が確認できる程度にケ゛イン、フィ
ルタ、リジェクション等全調整スる。■ Comparative Test 1 Place a probe tester close to the specimen and adjust the key, filter, rejection, etc. to the extent that the difference in the thickness of the cladding layer can be confirmed.
■ 対比試験片を使用してクラッド層の２厚さに対する
位相の変化の校正曲線上京める。■ Create a calibration curve for the phase change for two thicknesses of the cladding layer using a comparison specimen.
■ 以上の手順を経た後、測定を開始するが測定中、時
々対比試験片を用いて測定条件を確認する。■ After completing the above steps, start the measurement, but occasionally check the measurement conditions using a comparison test piece during the measurement.
上記手順に従ｂ１プローブ試験コイルにＩＭＨｚの周波
数を印加して直径４．８調のプルカロイクラッドハフニ
ウム中性子吸収棒のクラッド層の厚さを測定した。なお
この測定に際し、対比試験片を用いてＩ ＭＨｚにおけ
るクラッド層の厚さと試験コイルに誘起させる誘導起電
力の位相との関係を求め第６図に示す校正曲線を求めた
。According to the above procedure, a frequency of IMHz was applied to the b1 probe test coil to measure the thickness of the cladding layer of a Plucaroy clad hafnium neutron absorption rod with a diameter of 4.8 scale. In this measurement, a comparison test piece was used to determine the relationship between the thickness of the cladding layer at I MHz and the phase of the induced electromotive force induced in the test coil, and a calibration curve shown in FIG. 6 was determined.
上記方法により被測定用のジルカロイクラッドハフニウ
ム中性子吸収棒について、試、験コイルに生じた交流の
位相の電位・差ヲ調べたところ１、２ Ｖであり、これ
を第６図の校正曲線からその厚さを求めたところ、クラ
ッド層の厚さは１１０μｍに読み取れた。更に確認のた
めに上記中性子吸収棒を切断し、その断面を顕微鏡を用
いてクラッド層の厚さを迎ｊ定したところ１０７〜１１
３μｍであり、本発明方法は非破壊で精度良くクラッド
層の厚さを測定できることが確認された。Using the above method, we investigated the potential/difference in the phase of the alternating current that occurred in the test coil for the zircaloy-clad hafnium neutron absorption rod to be measured, and found that it was 1.2 V, which was determined from the calibration curve in Figure 6. When the thickness was determined, the thickness of the cladding layer was found to be 110 μm. For further confirmation, the above neutron absorption rod was cut and the cross section was examined using a microscope to determine the thickness of the cladding layer.107-11
3 μm, confirming that the method of the present invention can measure the thickness of the cladding layer non-destructively and with high precision.
また回転架台を、駆動させ、被測定用の中性子吸収棒を
軸方向の移動および回転移動させ全周にわたって測定す
ることによシ、クラッド層の局所的な肉厚変化をとらえ
ることができ、製造時に発生したくぼみや小さなりラッ
クを高感度で検出することもできる。In addition, by driving the rotating mount and moving the neutron absorption rod to be measured in the axial direction and rotationally to measure over the entire circumference, it is possible to detect local thickness changes in the cladding layer. It is also possible to detect dents and small cracks that sometimes occur with high sensitivity.
なお上記実施例では試験コイルとしてプローブ試験コイ
ルを用いた場合について示したが、貫通試験コイルを使
用すれば、周方向の平均的なりラッド層の厚さの変化を
高感度で測定することができる。Although the above example shows the case where a probe test coil is used as the test coil, if a penetration test coil is used, changes in the average thickness of the rad layer in the circumferential direction can be measured with high sensitivity. .
以上説明した如く本発明に係るジルカロイクラッドハフ
ニウム中性子吸収棒のクラッド層の厚さ測定方法によれ
ばジルカロイクラッド層の厚さを精度良く測定すること
ができると共に、電気的な非破壊検査により、全製品の
測定を短時間に行なうことができるものである。As explained above, according to the method for measuring the thickness of the cladding layer of a zircaloy clad hafnium neutron absorption rod according to the present invention, the thickness of the zircaloy cladding layer can be measured with high accuracy, and the thickness of the zircaloy cladding layer can be measured with high accuracy. It is possible to measure products in a short time.
第１図は制御棒の一部を切欠して内部を示した斜視図、
第２図は従来のポイズンチューブの一部を拡大して示す
縦断面図、第３図は第２図のポイズンチューブ内の？ロ
ンカーバイトの移動状態を示す縦断面図、第４図は本発
明の詳細な説明するための説明図、第５図は本発明方法
によりクラッド層の厚さを測定する装置の概略’ｔ７”
ｌ成図、第６図はクラッド層の厚さと位相の電位差との
関係を示す校正曲線図である。
１・・・ブレード、３・・・支持体、５・・・ポイズン
チューブ、６・・・中性子吸収材、７・・・移動防止体
、１５・・・試験コイル、１６・・・中性子吸収棒、１
６ａ・・・中性子吸収棒本体、１６ｂ・・・ジルカロイ
クラッド層、１７・・・回転架台。
出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦４７Figure 1 is a perspective view showing the inside of the control rod with a part cut away.
Figure 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of a part of a conventional poison tube, and Figure 3 is an inside view of the poison tube in Figure 2. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the present invention in detail. FIG. 5 is a schematic diagram of an apparatus for measuring the thickness of a cladding layer by the method of the present invention.
FIG. 6 is a calibration curve diagram showing the relationship between the thickness of the cladding layer and the phase potential difference. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Blade, 3...Support, 5...Poison tube, 6...Neutron absorber, 7...Movement prevention body, 15...Test coil, 16...Neutron absorption rod ,1
6a... Neutron absorption rod main body, 16b... Zircaloy clad layer, 17... Rotating frame. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue 47
Claims (1)
を印加して渦電流を発生させ、内部のハフニウムとクラ
ッドしたジルカロイとの抵抗率の差に基いて、前記コイ
ルから得られる交流に表われた位相の差を検出して、こ
の検出値からクラッド層の厚さを測定することを特徴と
するジルカロイクラッドハフニウム中性子吸収棒のクラ
ッド層の厚さ測定方法。A high frequency of 50 kHz to 5 MHz was applied to the test coil to generate an eddy current, and based on the difference in resistivity between the internal hafnium and the cladding Zircaloy, the eddy current appeared in the alternating current obtained from the coil. A method for measuring the thickness of a cladding layer of a zircaloy-clad hafnium neutron absorption rod, the method comprising detecting a phase difference and measuring the thickness of the cladding layer from this detected value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4512583A JPS59170706A (en) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | Method for measuring thickness of clad layer of neutron absorbing rod of zircaloy clad hafnium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4512583A JPS59170706A (en) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | Method for measuring thickness of clad layer of neutron absorbing rod of zircaloy clad hafnium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59170706A true JPS59170706A (en) | 1984-09-27 |
Family
ID=12710541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4512583A Pending JPS59170706A (en) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | Method for measuring thickness of clad layer of neutron absorbing rod of zircaloy clad hafnium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59170706A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6454347A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-01 | Honda Motor Co Ltd | Method for inspecting fiber reinforced composite layer by electromagnetic induction |
| JPH03105219A (en) * | 1989-09-19 | 1991-05-02 | Nippon Steel Corp | Detection of level of molten metal |
| JPH03122526A (en) * | 1989-10-05 | 1991-05-24 | Nippon Steel Corp | Detection of level of molten metal |
| JPH03138536A (en) * | 1989-10-25 | 1991-06-12 | Nippon Steel Corp | Method for detecting top surface position of molten metal |
-
1983
- 1983-03-17 JP JP4512583A patent/JPS59170706A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6454347A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-01 | Honda Motor Co Ltd | Method for inspecting fiber reinforced composite layer by electromagnetic induction |
| JPH03105219A (en) * | 1989-09-19 | 1991-05-02 | Nippon Steel Corp | Detection of level of molten metal |
| JPH03122526A (en) * | 1989-10-05 | 1991-05-24 | Nippon Steel Corp | Detection of level of molten metal |
| JPH03138536A (en) * | 1989-10-25 | 1991-06-12 | Nippon Steel Corp | Method for detecting top surface position of molten metal |
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