JPS60260802A - 渦電流プローブの使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、原子力蒸気発生器において熱交換管を
均等に離間するのに用いられている板の上縁および下縁
の位置を正確に測定するために渦電流プローブを使用す
る方法に関するものである。

原子力蒸気発生器においてバッフル板および支持板の位
置を探知するために渦電流プローブを使用する方法は従
来知られている。このようなプローブの使用例は、本願
と同一の出願人に譲渡されている１９８６年１２月３０
日付けのヨーロッパ特許願Ｓｅｒ、’ｔＪｎ８４１１５
４８８．３号明細書に開示されている。このような渦電
流プローブは、特に、熱交換管の選択された部分を半径
方向に拡張もしくは拡大することが要求される原子力蒸
気発生器における保守作業を実施する上に有用である。

このような保守作業におけるプローブの役割について充
分に理解を得るた、めには、蒸気発生器と関連の保守上
の問題および作業の背景について成る程度の知識が必要
であろう。

原子力蒸気発生器は、一般に１、炉心からの高温の放射
性の水を、Ｕ字形かまたは直線形状であり得る複数個の
熱交換管に流入させるための一次側を備えている。この
・蒸気発生器はさらに、熱交換−を離間して収容、する
と共に非放射性の水を循環させて炉心のエネルギ出力か
ら非放射性の蒸気を発生するための二次側を備えている
。

蒸気発生器の管は、その内部表面に沿って流れる放射性
の水から熱を、外部表面上を流れる非放射性の水に伝達
する。この熱伝達を容易にする目的で、熱交換管を互い
に均等に離間するために蒸気発生器の二次側には複数の
水平に配置されたバッフル板および支持板が取付けられ
ている。これら板の各々は、（孔とすることができる）
複数の均等に離間した開口を備えており、これら開口を
貫通して管が延びている。板の開口は、熱交換管を互い
に平行に配設できるように互いに整列して設けられてい
る。熱交換管の外部表面と二次側を流れる非放射性の水
との間の熱接触を大きくするために、蒸気発生器のバッ
フル板は、蒸気発生器の二次側を循環する水が蛇行状パ
ターンで杆余曲折して流れるように、ジグザグ配列で配
置されている。このような曲りくねった水の流れと関連
する液体流で、不都合なことには、時として熱交換管は
、バッフル板および支持板の孔の壁に対して振動せしめ
られる。その結果生ずる機械的な衝撃で管は凹まされ、
さらにこれら管を形成するのに一般に用いられているイ
ンコネルの結晶構造を崩壊することにより摩耗傷を生ぜ
しめる。このような凹みや摩耗傷が原因で、管の外部表
面は、蒸気発生器の二次側を流れる非放射性の水の中に
存在する塩やスラッジによる腐蝕劣化を受ける。終局的
には、バッフル板および支持板の孔の側壁に対してがた
つく熱交換管による振動で、相当数の熱交換管は亀裂が
生ずるまで腐蝕して、蒸気発生器の二次側を流れる水を
放射能で汚染する事態が起り得る。

このような管の破壊的な振動と関連する問題を解決する
ために、油圧拡張装置のマントレッジを、振動する管内
に上方向に挿入してバッフル板および支持板の孔の近傍
で管を半径方向に拡張すると言う保守方法が開発されて
いる。管をこのように半径方向に拡張することにより、
管の外壁と、該管が貫通する板の孔もしくは他の開口の
壁との間の間隙が減少もしくは除去され、それにより管
の壁に対してがたつく傾向が阻止される。しかしながら
、このような管の拡張を成功裡に実現するためには、板
の孔により取巻かれる管の領域と油圧拡張マンドレルと
の適正な軸方向整合が１つの前提要件となる。拡張マン
ドレルの中心が、管を取囲む板の孔の中心線と密接に整
合しない場合には、管の半径方向に拡張された壁の部分
が、板の上面または下面を越えて張出し、それにより、
熱交換管を形成するインコネルの結晶構造に相当量の歪
を生ぜしめる可能性がある。経験の示すところによれば
、このような管の歪領域は、亀裂に到′り得る腐蝕劣化
をさらに受け易くなる。

管を、このような破壊的な膨出を伴なうことなく拡張す
るように管内で・油圧拡張マンドレルを適１切に整列す
るために、従来、一対の軸方向に配列された検知コイル
を用いた渦電流プローブが用いられている。これらコイ
ルを、市販品として入手可能な渦電流回路に接続し、２
つのコイル間の電流差を、インピーダンス型のブリッジ
回路に並列に接続されたオシロスコープを用いて正確に
監視すれば、コイルが板の孔の中心線の周りに対称的に
配置された時に零点信号が発生される。しかしながら、
この零点信号の精度は、不都合なことに、板を貫通する
孔に完全な幾何学的対称性が存在するか否かにより左右
される。孔の縁の一方が面取りもしくは斜切されており
他方の縁が面取りされていない場合にも不正確が起り得
る。さらに、このような零点信号は、（コイルが板の厚
さと同じ距離だけ離間しているものと仮定した場合）板
の孔の縁のうちの１つの縁の位置だけしか確実に表示で
きない。

したがって、油圧拡張マンドレルを管の拡張に対して適
切に位置付けるために、渦電流プローブで蒸気発生器内
の板の双方の縁の位置をより正確に検出することができ
る方法に対する需要が存在する。さらに、管の膨出と関
連する潜在的に破壊的な作用に鑑み、管の拡張の結果膨
出状態が生じた場合に渦電流プローブでそれを正確に且
つ簡単に検出し、それにより、膨出と関連する潜在的な
腐蝕と言う問題を、スリーブを嵌装するとかあるいはプ
ラグで栓塞することにより阻止する方法に対する要求が
存在する。

本発明のその広い様相において、導管に隣接する金属構
造の隣接縁を探知するために、電位源に接続されて一致
する回転軸線を有する実質的に同じ先導および追尾コイ
ルを備え上記導管内に移動可能に配置された渦電流プロ
ーブを使用する方法において、（ａ）上記先導コイルお
よび追尾コイルを備えた上記渦電流プローブを、上記コ
イルの回転軸線が上記導管の縦軸線と実質的に平行にな
るように配位して、上記構造の近傍部で上記導管を通し
て運動させ、（ｂ）上記導管内における上記先導コイル
の縦軸方向の位置の関数として上記２つのコイルの間の
コイル電流差の変化率を監視し、（（１）上記電流差の
変化率がその第１の最大値に達する上記導管の縦軸線に
沿う上記先導コイルの位置をマークすると共にコイル電
圧における変曲点をマークし、そして（（１）上記２つ
のコイル間に実質的に差電流が流れない時の先導コイル
の位置をマークする諸ステップを含む渦電流プローブの
使用方法を提案する。

ここに開示する好ましい実施例は、構造要素に隣接して
プローブを変位する際に、プローブのコイルのインピー
ダンスの変化率をマークすることにより、該構造要素の
縁を正確に探知するように渦電流プローブを使用する方
法を教示するものである。複数の熱交換管が１つまたは
２つ以上の支持板を貫通して延びている蒸気発生器にお
いては、本発明の方法は、熱交換管の縦軸線に対する上
記板の上縁および下縁の位置″を正確に検知するのに良
く適している。前に述べたように、この種の情報は、管
と支持板との間の隙間を減少するために管の拡張を行な
ったり、支持板により囲繞されている領域だけに拡張を
正確に制限するように油圧拡管装置が成功裡に動作した
か否かを評価するのに極めて有用である。

既に述べたように、本発明の好ましい方法は、一般に、
板その他の構造要素の近傍で管の中で渦電流プローブを
移動させながら、管の縦軸線に沿うコイルの位置の関数
としてコイルを流れる電流の変化率を監視する段階を含
む。コイルのインピーダンスの変化率が最初の最大値に
達した時に管の縦軸線に沿うコイルの位置をマークする
。本発明者等は、経験的に、この最初の最大値は、コイ
ルの中心平面が支持板の下縁に対して平行になる時に生
ずることを確認した。

本発明の方法は、さらに、プローブが、支持板に囲繞さ
れている管の近傍を変位する際にコイルのインピーダン
スの第２の最大変化率が生ずる時点をマークし、それに
基すいて該支持板の上縁の位置を確認する段階を含むこ
とができる。

さらに、本発明の方法においては、一致する回転軸線を
有する２つの実質的に同じコイルを備えた渦電流プロー
ブを使用することができる。

この種のプローブを使用する場合には、コイルの各々に
実質的に等しいＡＣ（交流）電流を通して、コイル間の
電流差（差電流とも称する）を、導管もしくは管内にお
ける１つのコイルの縦軸方向位置の関数として監視する
。差電流の変化率がその最初の最大値に達した時に導管
もしくは管の縦軸線に沿・う被監視コイルの位置をマー
クする。この場合にも、該最大値は、先導コイルの中心
平面が、導管もしくは管を囲繞する板その他の構造要素
の縁のうぢの１つの縁と平行になったことを表わす。本
発明の方法のこの実施例においては、（差電流が零であ
るこ吉を表わす）零点が生ずる時点で導管もしくは管の
縦軸線に沿う先導コイルの位置をマークする付加ステッ
プを設けることができる。零点は、先導および追尾コイ
ルが、板の中心線を中心に等間隔で離間していることを
表わす。さらに、本発明の方法は、差電流の第２の最大
変化率が生ずる時点をマークする段階を含むことができ
る。

この第２の最大変化率は追尾コイルの平面が、その時点
で、導管もしくは管を囲繞するバッフル板その他の構造
要素の他方の縁と平行になっているこきを表わす。

本発明の方法の第２の実施例は、管拡張部の縦方向の限
界が管を囲繞する支持板の厚さを越えているか否かを決
定するのに特に良く適している。この実施例においては
、一方のコイル（好ましくは先導コイル）に高い周波数
の電流を通し、そして双方のコイルに同時に低い周波数
の電流を通す。先導コイルおよび追尾コイルを、管拡張
部および囲繞板近傍で管内を移動させる。

高周波電流に対する先導コイルのインピーダンスの変化
を監視する。同時に、先導コイルおよび追尾コイル双方
における低周波電流間の差電流の変化率を監視する。管
拡張部の長さおよび位置は、先導コイルを流れる上記高
周波電流のインピータンスに相当な変化が生じた時の管
の縦軸線に沿う二重周波数の先導コイルの位置をマーク
するときにより確認される。次に、第２の周波数の差電
流の変化率が最初の最大値に達し、次いで零点になった
時点で二重周波数の先導コイルの位置をマークすること
により、管の縦軸線に沿う構造の厚さおよび位置を決定
する。

最後に、管拡張部の縦軸方向の限界および位置を支持板
の縦軸方向の限界および位置と比較して、管拡張部が支
持板の開口内に適切に位置しているか否かを確かめる。

本発明は、単なる例として示す好ましい実施例に関する
以下の記述を添付図面と関連して考察することにより一
層深く理解されよう。なお図面中、同じ参照数字は全図
面を通し同様要素を指すものとする。

さて、第１図を参照するに、本発明の方法は、特に、原
子炉の蒸気発生器１内の図示のようにＵ字形とすること
ができる管９の選択された部分の拡張を行なうのに適応
される。このような拡管の有用性の理解に当っては、そ
の前に、こ　゛の様な蒸気発生器１の一般的構造ならび
に蒸気発生器と関連の保守上の問題について成る程度理
解しておくことが必要であろう。

原子力蒸気発生器は一般に、−次側３と、複数のＵ字形
の熱交換管９を収容している二次側５とを備えている。

−次側６は、分割板１９により２つの区劃室に分割され
ている。炉心からの高温の放射性の水は、矢印で示すよ
うに、−次側３の右手側の区劃室内に流入しそこからＵ
字形の管９の入口に流入する。この個所から、高温の放
射性の水は蒸気発生器１の二次側５内のＵ字形の管９に
沿い完全に−周りして矢印で示すように一次側３の左側
の区劃室内に流出し、出口１７から流出し去る。このよ
うに高温の水がＵ字形の管９の内部を通流する間、二次
側の流入口２１からの非放射性の水がこれら管の外側表
面上に沿い流れる。管は、放射性の水から熱を非放射性
の水に伝達する。管９と流入口２１から該管上を流れる
非放射性の水との間の熱交換量を最大にする目的で、Ｕ
字形の管９の脚部を互Ｇ°）に一様な平行整列関係に均
等に離間するために、蒸気発生器１の本体内には複数の
支持板１１およびバッフル板１３が設けられる。

これと関連して支持板１１およびバッフル板１６の各々
には複数個の孔１４が設けられており、これら孔１４に
管９の脚部を挿通した場合に管９が平行で均等な離間関
係に配列されるようにこれら孔１４は互いに整列されて
いる。既に述べたように、蒸気発生器１の二次側５を通
流する水によって発生される液体流は、Ｕ字形の管９の
脚部をして支持板１１およびバッフル板１３の孔１４才
たは他の開口の壁に対して振動せしめ得る。このような
振動により発生される機械的衝撃で、管９の壁は腐蝕劣
化する傾向を強め、それにより管９の壁が弱体化される
と言う由々しい問題が生じ得る。管のこのような腐蝕劣
化ならびにその結果惹起される管９の壁の弱体化を阻止
するために、本発明の方法を用いて、支持板１１および
バッフル板１３の縁部を正確に探知し、その結果に基ず
いてこれら管９の壁を油圧拡張マンドレルにより正確に
拡張もしくは拡大し、板１１および１３の孔１４と管と
の間の隙間を除去もしくは少なくとも減少することがで
きる。以下に述べるように、本発明の方法はまたこのよ
うな管拡張部が板１１および１３の上縁と下縁との間に
正確に位置するかどうかを判定するのに適用することも
できる。

本発明の方法のこの第２番目に述べた適用によれば、板
の縁の外部にある膨出部もしくは張出し部が、上記油圧
拡張マンドレルの不適切な位置決めにより生じたものか
あるいは管９の内壁に過度に大きい圧力を加えたために
生じたものかを判定するための簡便で正確な方法が得ら
れる。このような膨張もしくは膨出は、管９の壁を形成
するインコネルの結晶構造を転移する歪状態を管内に生
ぜしめ、それにより管の腐蝕劣化する傾向は更に高まる
。

第２Ａ図は、本発明の方法を実施するのに用いられる渦
電流プローブ２５の好ましい実施例を示す。この渦電流
プローブ２５は、ナイロンまたは機械加工されたデルリ
ン（登録商標）から形成するのが好ましいほぼ円筒状の
プし一ブ本体２７を備えている。このプローブ本体２７
は、中空でほぼ円筒状の内部２９を有しており、この内
部空間２９内には下端に電気ソケット３１が収容されて
いる。プローブ本体２７の上端には、−組のねじ山が設
けられており、このねじ山は、既述のヨーロッパ特許願
Ｓｅｒ、Ｎａ８４１１５４８８．５　号明細書に開示さ
れている本発明者等による油圧拡張マンドレルの端取付
は部かまたは上端キャップのいずれかを受けることがで
きる。同様にして、プローブ本体２７の下端にも一組の
ねじ山が峻ｉられており、このねじ山は、プローブ本体
２７のこの下端と渦電流回路に到る同軸ケーブルとの間
の接続組立体を受けることができる。

渦電流プローブ２５は、図示のように、第１および第２
の検知コイル３７および３９を備えている。コイル３７
および３９の軸線は同円関係にするのが好ましいが、本
発明の方法は、このように同円関係にしなくても実施で
きると信する。もつとも同円関係にしない場合には、端
部の縁の探知に関し本発明の方法で達成し得る高い精度
が成る程度犠牲になることを甘受しなければならないで
あろう。なお、本明細書で用いられるコイルに関連の術
語として、２つのコイル３７および６９間の差電流の監
視中、板１３の孔１４により取巻かれている管９の部分
を通して最初に挿入されるコイルに依存し、コイルは「
先導」コイルとしてかあるいはまた「追尾」コイルとし
て機能する。以下の説明において、プローブ２５は板１
６の下縁を通して上方に挿入され、したがってコイル６
７が先導コイルとして作用するものと仮定する。しかし
ながら、プローブを一旦孔１４により囲繞されている管
９の部分に完全に挿入した後に肢管９から引出す場合に
は、コイル３９が先導コイルとしての機能をなし得るこ
５とは言うまでもない。

コイル３７および３９の特定の構造について述べると、
各コイルは、約２００ターンの巻線を有しており、約１
２オームの抵抗値を示す。

先導コイル３７および追尾コイル６９を双方共に、それ
ぞれの半径よりも相当に小さい長さを有する平坦なボビ
ン形状のコイルにした場合に本発明を最良の仕方で実施
することができると信する。例えば、プローブ本体２７
の直径が１、’６０ｃｍである場合には、コイル３７お
よび６９の各々は、０．１５８７５Ｃｒｎに等しいかま
たはそれよりも小さい長さを有するのが好ましい。

このような比較的平坦なコイル形状によれば、コイル３
７および６９によって発生される磁力線は各コイルの円
形平面に沿い集中するこさになり、それにより、本発明
の方法の実施中、板１１および１６の下縁および上級の
鮮鋭な探知分解能が実現される。

さらに、２つのコイル間では、インピーダンスおよびイ
ンダクタンスを、±１チまたはそれ以下の誤差の範囲内
で同じにするのが好ましい。

コイル３７および３９の各々の半径方向の縁は、プロー
ブ本体２７の外表面に小さい距離を置いて達しないよう
にするのが好ましい。このようにしてコイル３７および
３９の半径方向の縁とプローブ本体２７の円筒状の外表
面との間に形成される小さいギャップもしくは空隙には
、コイルの傷付き易い巻線を保護し且つプローブ本体の
表面があらゆる個所で同面関係になるようにするために
、エポキシ樹脂が充填される。最後に、電気ソケット３
１の端子５５ａおよび３３ｂは、先導コイル３７の入力
端および出力゛　端にそれぞれ接続され゛、他方、電気
ソケット３１の端子３’５ａおよび６５ｂ（図示せず）
は、追尾コイル３９の入力端および出力端にそれぞれ接
続される。

次に第２Ｂ図を参照するに、この実施例において用いら
れている好ましい渦電流回路４５は、米国ワシントン州
イザーク（工５ａｑｕａｈ）所在のゼテツク・インコー
ポレーション（Ｚｅｔｅｃ■ｎｃｏｒｐｏｒ’ａ’ｔｉ
ｏｎ）社により製作されている「Ｍ工２−１２」型の周
波数マルチプレクサである。この渦電流回路は、異なっ
た周波数のＡＣ（交流）電流をコイル６７および６９の
いずれか一方または双方の入力リード線に通すことがで
き且つこれらコイルの出力電流を誘導性ブリッジ回路ま
たは他の校正された回路に通すことができるテスタ４７
を備えている。テスタ４７の誘導性ブリッジ回路の出力
端は、オシロスコープ４９に接続されると共に、図示の
ようにテープレコーダ５１を介して２チヤンネルのスト
リップ記録装置５６に接続されている。電気ソケット３
１の端子３５ａ、３３ｂならびに６ｓａ、ｘｓｂ（図示
せず）は同軸ケーブル４３を介して上述のゼテツク社製
のマルチプレクサに接続されており、先導コイル３７を
同時に、「絶対」モードならびに追尾コイル６９と関連
しての「差動」モードで使用できるようになっている。

なお、上述のゼテツク社の装置が好ましいが、単一また
は複数周波数の電流を発生することができる任意の渦電
流プローブ回路を用いても本発明の方法を実施できるも
のであると理解されたい。

本発明の方法の１つの好ましい実施例は、拡管のための
準備段階においてバッフル板１３の縁の位置を正確に決
定するのに特に良く適している。本発明のこの特定実施
例は、第３Ａ図、第３Ｂ図および第３Ｃ図〜第６Ａ図、
第６Ｂ図および第６Ｃ図に図解しである。灰′に、特に
第３Ａ図を参照するに、既述のプローブ２５は、ぞの先
導コイル６７および追尾うイル６９を既述の渦電流プ西
−ブ回路４５に接続し同じ電圧および位相のＡＣ電流が
これらコイルを流れるようにして、拡張を行なうべき熱
交換管９を通し上向きに摺動変位される。全体的に平坦
なコイル３７および３９の平面は、プローブ２５が管９
を通して上方向に摺動変位される際に、板１６の下面お
よび上面１ｊａおよび１６ｂに対し平行に配位するのが
好ましいが、本発明の方法は、コイル３７．３９の平面
と板１６の表面１６ａ、１６ｂとの間を平行でない位置
関係にしそも実施することができよう。バッフル板１３
の金属と、コイル６７および３９との間における電磁結
合の大きさを最大にするために、渦電流回路は、比較的
低い周波数のＡＣ電流が同時に双方のコイル３７および
３９を流れるように調節される。このような比較的低い
周波数の電流によれば、コイル３７および３９によって
発生される磁界はインコネル製の管９の壁を透過して板
１３内に渦電流を発生することができる。

このようにして、コイル３７および３９の少なくとも一
方の半径方向の平面を、バッフル板１３の下側表面１６
ａと円筒形の孔１４の壁とにより画定される該バッフル
板１３の隣接縁に接近させる。本発明者等は、実際上、
本発明の目的に対して１ｏ　ｋＨｚの周波数が効果的で
あることを発見した。しかしながら他の周波数をも用い
ることができよう。

先導コイル６７が近似的に第６Ａ図に示した位置になる
と、こ−のコイル３７を流れるＡＣ電流によって発生さ
れる変化する磁場で、金属板１３内に渦電流が発生し始
める。この渦電流の発生で、先導コイル６７のインピー
ダンスが変化し始め、その結果、このコイルを流れる電
流の正味の大きさが減少し、正弦波電圧曲線とこの電流
の電流曲線との間の位相角が変化する。

既に述べたように、２つのコイル３７　、３９の出力電
流は、渦電流回路４５内部で電気ブリッジ回路のいずれ
かの端に接続される。これらコイル間にインピーダンス
不平衡が生ずると、常にブリッジには差ＡＣ電流が流れ
、この差電流は第６Ｂ図に示すように、オシロスコープ
上に電圧および位相変化曲線として表示することができ
る。

第６Ｂ図の電圧および位相変化曲線はりサジューの図形
であって、垂直電圧成分および水平電圧成分を含み、こ
れら電圧成分の各々は、２チヤンネルのストリップもし
くはチャート記録装置５６により個別に追跡記録するこ
とができる。第６Ｂ図の電圧および位相変化曲線の垂直
電圧成分は、実際上、上記２つの電圧成分のうち、より
多くの情報を有する成分であることが判明したので１本
発明の方法は水平電圧成分ではなくこの垂直電圧成分と
関連して説明する。

第３Ｃ図には、熱交換管９の縦軸線［ｘＪに沿う先導コ
イル３７の位置の関数としてこの垂直電圧成分Ｅ（りを
示す。この垂直電圧成分Ｅ（りは、コイル３７および３
９が管９の軸線に沿って変位する際に該コイル３７およ
び３９間における正味の電流差を表わす。先導コイル６
７が第３Ａ図に示す位置にある時には、自明なように、
渦電流回路４５のオシロスコープ４９は、第６Ｂ図に示
すように、リサジュー図形（これは「数字の８」に類似
の形状の曲線である）の上半分を将に描き始める。第３
Ｃ図において、この曲線の垂直電圧成分Ｅ（ｖ）はほぼ
正弦波形の波の２分の１の部分の根元を描き始めている
ことが判る。

本発明がなされる以前においては、一般に、第３Ｂ図お
よび第３Ｃ図に示した曲線の初期挙動は、渦電流プロー
ブ２５の先導コイルの中心平面が、検出しようとする板
構造の縁に対して平行であることを示すものと一般に考
えられていた。しかしながら、本発明は、以下の論述か
ら明らかになるように、この解釈は誤っていることを判
子するものである。

第４Ａ図、第４Ｂ図および第４Ｃ図は、本発明の基礎と
なる重要な概念の１つを図解する点で特に興味深い図で
ある。コイル３７の中心平面が、第４Ａ図に示すように
、板１３の隣ｉ縁と平行になると、第４Ｃ図に示す垂直
電圧成分Ｅ（り曲線に変曲点が生ずる。この変曲点は、
コイル３７と３９との間の差インピーダンス（したがっ
てまた元電流）における変化率が極大値に達したことを
表わす。垂直成分電圧Ｅ（りのこの変曲点は、第４Ｂ図
に示すように、オシロスコープ上の「数字８」形状のり
サジュー図形が垂直方向に配位されている場合にのみ見
られる点に注意されたい。板１３の厚さが既知である場
合には、本発明の方法はこの時点で終末する。その理由
は、上側表面１６ｂおよび孔１４の壁によって形成され
る板１３の上級は、垂直電圧成分Ｂ　（ｖ）曲線におけ
る変曲点に対応する軸方向距離（ｘ）に板厚を加算する
ことにより推論的にめることができるからである。しか
しながら、本発明の好ましい実施例においては、２つの
コイル３７と５９との間の差電流のオシロスコープ上の
波形および垂直電圧成分Ｅ（りの監視は、プローブ２５
の先導コイル３７が、バッフル板１６の孔１４により取
囲まれている管９の部分を完全に押通されるまでは終ら
ない。先導コイル３７が第５Ａ図に示しである管９内の
位置まで進むと、リサジュー図形およびその垂直電圧成
分Ｂ　（ｖ）の曲線はそれぞれ第５Ｂ図および第５Ｃ図
に示すような形状をとる。

この図の垂直電圧成分Ｅ（ｖ）曲線は、先導コイル３７
および追尾コイル５９が上記の位置になると、これらコ
イル間の差電流が最大になることを示している。本発明
者等は、これは先導コイル３７のＡ’Ｏ電流によって発
生される磁力線が、管を囲繞する板１３と最大電磁結合
度を呈し、他方、追尾コイル３９のＡＯ電流によって発
生される磁力線の作用は、板１３との相互作用に関して
は無視し得ると言う事実に基ずくものであると考える。

先導および追尾コイル３７および３９が、第６Ａ図に示
す位置においてバッフル板１５の縁を横切り対称的に位
置すると、コイル５７と板１３との間ならびにコイル３
９と板１６との間の電磁結合度は本質的に同じになる。

したがって、渦電流回路４５のブリッジ回路には、差電
流は流れない。リサジュー図形およびその垂直電圧成分
Ｅ（りの曲線は、双方共に、第６Ｂ図および第６Ｃ図に
示すように、それぞれの垂直軸線との零点交差により上
記のように差電流が存在しないことを示している。

この様な交差が生ずるグラフ上の場所もしくは位置は、
零点として知られている。２つのコイルの中心平面が、
プローブ本体２７の縦軸線に沿い、板１３の厚さと同じ
距離だけ離間している場合には、第６Ｂ図および第６０
図のグラフにおけるこれら零点は、先導コイル３７の中
心平面が板１６の上縁と平行であることを表わす。

最後に、プローブ２５を、板１５の孔１４によって取囲
まれている管９の部分に元金に押通すと、リサジューの
図形ならびにこの曲線の垂直電圧成分Ｅ（り両者の形状
は総ての実質的な点において重なり合い、相違は曲線の
極性だけである。したがって、説明が冗長になるのを避
けるために、これら曲線の形状については特別に説明す
ることは省略す゛る。ただ、追尾コイル３９がバッフル
板の上縁と整列状態になると、垂直電圧成分Ｅ（り曲線
に変曲点が生ずること°を述べておく必要はあろう。こ
の変曲点は、コイル３７および３９がバッフル板の厚さ
と同じ距離だけ離間しているかいないかに関係なくノイ
ツフル板１３の上級の位置の正確な表示を与えると言う
点で有用な情報となる。

本発明の方法の別の実施例として、バッフル板または支
持板の縁間の領域内に管の拡張部が正しく設置されてい
るかいないかを決定するのに本発明の方法を適用するこ
とができる。本発明のこの実施例においては、先導コイ
ル３７および追尾コイル３９を備えたプローブ２５は、
上に述べたのと全く同じ仕方で熱交換管９を通して摺動
変位される。上述の方法との実質的な１つの相違は、実
質的に異なった癲波数の２つのＡＣ電流がコイルのうち
の少なくとも１つのコイルを通される点である。具体的
に述べると、先導コイル３７および追尾コイル６９双方
には同時に同じ電圧の比較的低い周波数のＡＣ電流（例
えば１０　ｋＨｚのＡＣ電流）が通され、さらにコイル
３７および３９のうちの少なくとも１つのコイルには比
較的高い周波数のＡＣ電流が付加的に通される。この１
つのコイルとして選ばれるコイルは、以下の説明におい
ては先導コイル３７であるとする。好ましい実施例にお
いてはこの付加ＡＣ電流は、４００　ｋＨｚと８００　
ｋＨｚとの間の周波数を有する。先導コイル３７を通さ
れるこの第２のＡＣ電流の周波数は、板１３の縁を検出
するのに用いられる電流よりも相当に高くし、それによ
り磁力線が「表皮」効果によりほとんど排他的に管９の
拡張された壁とだけ相互作用するように制限して、これ
ら壁を透過しバッフル板゛１５．内の金属と顕著な相互
作用をしないように選択するのが好ましい。

第７Ａ図、第７Ｂ図および第７Ｃ図は、本発明のこの変
形実施例を用いて、板１３に形成されている孔１４の上
縁と下縁との間に管拡張部が正しく整列されているか否
かを決定する仕方を図解する図である。第７Ａ図は、こ
のような管９の正しく整列された半径方向拡張部を示す
。

また、第７Ｂ図および第７Ｃ図は、管の縦軸線「ｘ」に
沿う２つのコイル間の差電圧のりサジュー図形の垂直電
圧成分Ｅ（りならびに先導コイル３７を流れる高周波電
流に対するインピーダンス［ｚＪの振幅もしくは大きさ
をそれぞれ示す。

線分ｘ、−ｘ、は、板１５の厚さを表わし、且つ管９の
縦軸線に沿う該板１３の位置を表わす。同様にして第７
Ｃ図に示しであるインピーダンス「ｚ」のグラフの線分
ｘ、−ｘ、は、管９の半径方向拡張部の中心部分の長さ
および軸方向位置を表ワス。管９がバッフル板１３の上
級と下縁との間で正しく拡張されている場合には、線分
ｘ、　−１，。

ｘ４は、管９の縦軸線「ｘ」に沿う線分ｘ１−ｘ、内に
含まれることになる。しかしながら、線分Ｘ、−ｘ番が
管９の縦軸線に沿う線分！、−Ｘｔのいずれかの限界端
から出ていることを表わす記録が読取られた場合には、
このことは、管９の半径方向拡張部の中央部分が板１３
の孔１４内に完全に収まって該孔の壁に当接しておらず
、この拡張部の一部分が板１３の上縁かまたは下縁を越
えていることを意味する。ベル形状の２曲線が、線分ｘ
Ｉ　ｘ！のいずれかの限界点から出ている場合には、膨
出状態が表示される。既に述べたように、この様な膨出
には、しばしば、少なくと。

も板１３の近傍にある管９の部分に過度に大きな結晶転
移歪が伴ない、それにより、管９は原子力蒸気発生器の
二次側を流れる水に含まれている塩やスラッジによる腐
蝕劣化を受け易くな。

る。したがって、このような膨出状態を積極的に検出す
ることにより、この領域における金属の腐蝕劣化から管
の壁に生ずる問題を阻止するために、スリーブの嵌着と
かプラグでの栓塞のような保護的保守作業のための機会
が得られるのである。

上には、２つのコイルを備えた渦電流プローブを用いる
と言う前提で本発明の第２の実施例を説明したが、単一
のコイルを有する渦電流プローブをも使用し得る点に留
意されたい。しかしながら、その場合には、２つのコイ
ルのプローブにより発生されるほぼ正弦波の波形の代り
に、１つのコイルのプローブでは２つの実質的にベル形
状の曲線が得られることになる。特に、管の縦軸線Ｘに
亘り低周波電流のインピーダンス２の変化を描けば、両
側に線分ｘ１−ｘ、を画定する変曲点を有するベル形状
の曲線が発生されることになり、拡張部が適切に位置付
けられている場合には、高周波電流のインピーダンス変
化の作図から得られるベル形状の曲線のピークは該線分
内に含まれることになろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子力蒸気発生器の断面図であって、このよ
うな蒸気発生器で用いられる熱交換管ならびに肢管を互
いに均等に離間する支持板およびバッフル板を示す図、
第２Ａ図は、本発明の方法の実施において用いられる渦
電流プローブの好ましい実施例を部分的に断面図で示す
側面図、第２Ｂ図は、第２Ａ図の渦電流プローブと関連
して用いられる回路の概略構成図、第３Ａ図は、熱交換
管を取囲む支持板の下縁に接近しつつある状態で第２Ａ
図のプローブを示す部分断面図、第３Ｂ図および第３Ｃ
図は、オシロスコープでの表示と関連して渦電流プロー
ブが支持板に接近する際に該プローブの先導コイルと追
尾コイルとの間における差電流の増加ならびに差電流の
合成波形の垂直成分をそれぞれ示す図、第４Ａ図は、渦
電流プローブの先導コイルの平面が支持板の下縁と平行
である状態で第２Ａ図の渦電流プローブを示す部分断面
図、第４Ｂ図および第４Ｃ図は、オシロスコープ表示と
関連して、渦電流プローブが第４Ａ図に示した位置にあ
る時に先導コイルと追尾コイルとの間の差電流−が最大
値に達する理由ならびに合成波形の垂直成分における変
曲点をそれぞれ図解する図、第５Ａ図は、先導コイルが
近似的に支持板の中心と整列し、そしてその追尾コイル
が該支持板、の下縁に接近している状態で渦電流プロー
ブを示す部分断面図、第５Ｂ図および第５Ｃ図は、オシ
ロスコープ表示と関連して、渦電流プローブが第５Ａ図
に示した位置にある時に先導コイルと追尾コイルとの間
の差電流の減少した変化率および最大値ならびに合成波
形の垂直成分をそれぞれ図解する図、第６Ａ図は、先導
コイルおよび追尾コイルがそれぞれ支持板の上縁および
下縁と整列した状態で第２Ａ図の渦電流プローブを示す
部分断面図、第６Ｂ図および第６Ｃ図は、オシロスコー
プ表示と関連して、プローブが第６Ａ図に示した位置に
ある時に生ずる差電流の零点ならびに合成波形の垂直電
圧成分をそれぞれ図解する図、第７Ａ図は、囲繞する支
持板の孔内における適切に形成された管拡張部を示す断
面図、第７Ｂ図は渦電流プローブの先導および追尾コイ
ル間における差電流の合成波形の垂直成分により管の縦
軸線に沿う第７４図の支持板の縁の探知を図解するグラ
フを示す図、そして第７Ｃ図は絶対モードで動作した場
合に渦電流プローブの先導コイルにより発生されるイン
ピーダンス曲線（ｚ）を用いて支持板の縁に対する第７
Ａ図の管の拡張部の位置を探知する方法を図解するグラ
フを示す図である。 １・・蒸気発生器、３・・−次側、５・・二次側、９・
・熱交換管、１１・・支持板、１３０・バッフル板、１
４０・孔、１７・・出口、１９・・分割板、２１・・流
入口、２５・・渦電流プローブ、２７・・プローブ本体
、３１・・電気ソケット、３７．３９・・コイル、４３
・・同軸ケーブル、４５・１・渦電流プローブ、４７・
・テスタ、４９・・オシロスコープ、５３・・ストリッ
プ記録装置。 ７］ ＦＩＧ、　２Ａ Ｆ／に、　７Ａ ＦＩＧ、　７Ｃ ５ ／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、導管に隣接する金属構造の隣接縁を探知するため
   に、電位源に接続されて一致する回転軸線を有する実質
   的に同じ先導および追尾コイルを備える、前記導管内に
   移動可能に配置された渦電流プローブを使用する方法に
   おいて、 （ａ）　前記先導コイルおよび追尾コイルを備えた前記
   渦電流プローブを、前記コイルの回転軸線が前記導管の
   縦軸線と実質的に平行になるように配位して、前記構造
   の近傍部で前記導管を通して運動させ、 （ｂ）　前記導管内における前記先導コイルの縦軸方向
   の位置の関数として前記２つのコイルの間のコイル電流
   の差の変化率を監視し、（Ｃ）前記電流差の変化率がそ
   の第１の最大値に達する前記導管の縦軸線に沿う前記先
   導コイルの位置をマークすると共にコイル電圧における
   変曲点をマークし、そして （ｄ）　前記２つのコイル間に実質的に差電流が流れな
   い時の先導コイルの位置をマークする、 ステップを含む渦電流プローブの使用方法。 ２）、少なくとも部分的に導管を取囲む導電性の板の近
   接縁を探知するために、ＡＣ電流が流れるボビン型のコ
   イルを有する渦電流プローブを使用する方法において、 （ａ）　前記コイルの回転軸線を前記導管の縦軸線と平
   行になるように配位して、前記プローブを前記板の近傍
   で前記導管を通して移動させ、 （ｂ）　前記導管の縦軸線に沿う前記コイルの位置の関
   数として前記コイルを流れる電流の変化率を監視し、そ
   して、 （Ｃ）　電流の変化率がその最初の最大値に達する前記
   導管の縦軸線に沿うコイルの位置をマークする段階を含
   む渦電流プローブを使用する方法。