JPS62245902A - 核燃料被覆管内面コ−テイング膜厚測定方法および測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コーティングの膜厚測定、特に核燃料被覆管
内面コーティング膜厚測定方法および測定装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

核燃料被覆管（以下被覆管と称する）内面のコーティン
グの膜厚測定に関しては、被覆管を切断して判定する破
壊式測定方法と１例えば特開昭５８−１６６２０３号公
報、特ＩＪＩ＠５９−６７４０６号公報に開示されてい
るような非破壊式測定方法がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

被覆管の切断による方法は、切断面を酸に漬け。

母管材とコーティング膜の耐食性の差により生ずる表面
液本状況の差を光学的に調べて厚さを求める方法である
が、破壊的検査方式であるため、抜取り検査には適用で
きても全品検査には適用できず、また測定に時間がかか
るという欠点がある。

非破壊式による膜厚測定方法は、第３図に示すようなも
ので、被覆管１の内側にコイルを具備するプローブ２を
挿入して行なうものであるが、被覆管１の内面とプロー
ブ２との距離を常に一定に保つため、リーフスプリング
等が設けられており、このスプリング等が被覆管ｌの内
面を移動する場合、コーティング膜ＫｇＪをつけるとい
う恐れがある。

このように従来技術では、いずれの方法を用いてもコー
ティング膜に損傷を与え、あるいは測定に時間がかかる
などの問題があった。

本発明は、被覆管内面コーティングの膜厚を無接触法に
より、非破壊的に測定する核燃料被覆管内面コーティン
グ膜厚測定方法および測定装置を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するため、コーティング膜
内に渦電流が流れるようにし、この渦′１ｉＫよって被
覆管の外側に巻装された噴出コ〜ｒルのインピーダンス
を変化せしめ、このインピーダンスの変化からコーティ
ングの膜厚を無接触で測定する手段と、被覆管を軸方向
に移動可能とし、被覆管の全長にわたり連続的に膜厚を
測定する手段とを用い、問題点の解決を計ったものであ
る。

〔作用〕

以上のように本発明の測定方法ｐよび測定装置において
は、被覆管のコーティング膜の厚さは検出コイルのイン
ピーダンスの変化として求められ、被覆管の全長につい
て非破壊的測定が行なわれる。

以下、本発明の測定方法および測定装置の作用について
説明する。

ｉｇ１図は本発明の核燃料被覆管内面コーティング膜厚
測定方法の測定原理を示す説明図である。

図において、３は高周波電源、４はブリッジ回路で、ブ
リッジ回路４の電源端子には高周波ＩＣ源３の電圧が印
加されている。５および６は検出用のコイルで、それぞ
れのコイルはブリッジ回路４の二辺を形成している。７
および８はそれぞれ基準用被覆管および測定用被覆管で
、コイル５およびコイル６の中を貫通するようになって
いる。９はブリッジ４の出力側測定部で、増幅器、波形
整形回路々どを有する。

ブリッジ４に高周波電圧が印加されると、コイル５．コ
イル６に高周波電流が流れ、高周波磁界が発生する。こ
の高周波磁界はコイル５および６を貫通している被６′
ＩＦ７および８と鎖交するから、被覆管７および８に渦
電流が発生する。渦電流が発生するとコイル５，６と被
覆管７．８の間にはそれぞれに電磁誘導作用が生じ、コ
イル５およびコイル６の端子からみたインピーダンスが
変化することになる。この場合、被覆ｆ７，８に生ずる
渦電流は、電源の周波数を一定とすれば、それぞれの材
料が有する導電率、透磁率および直径、内径、肉厚等の
形状によって異なるものとなる。

したがって被覆管７および８が全く同じ材質。

形状のものであるならば、ブリッジ４は平衡状態となり
、測定部９はこれに対応する値を指示する。

次に被覆管７，８がコーティングの厚さのみ異なり、他
の諸性質が全く同一とすれば、被覆管７゜８の渦電流、
シたがってコイル５．６のインピーダンスがこのコーテ
ィングの厚さによって異るものとなる。この場合、例え
ば被＃Ｗ７にコーティング厚さが既知のものを用い、被
覆管８にはコーティング厚さが未知のものを用いれば、
予め厚さの既知のものについてブリッジ回路４を調整し
ておくことにより、厚さが未知の被覆管８が挿入された
場合の測定部９の指示から、被覆・ａ８のコーティング
の厚さが求められることになる。

本発明の核燃料被覆管内面コーティング膜厚測定装置は
、上記の渦ｉｌ流に関係する諸要因のうち。

影響の最も大きい導電率の相違を用いてコーティング膜
厚を測定するものである。

コーティング膜の例としては、被覆管本体をジルカロイ
材とした場合、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎ；＋々どが代
表的なものである。これらコーティング膜材の導電率は
、ジルカロイ材の導電率を１．０とした場合、相対導電
率は銅で約４０倍。

ニッケルで約１０倍となシ、材料によシ導電率に大きな
差がある。この導電率の差を用いれば、コーティング；
漠の厚さを感度よく測定することができる。

これらのコーティング材料に通常の渦流探傷器を適用し
て測定すると、渦流探傷器のコイルに生ずる起電力およ
び位相は２材料の導電率によって異なり、ｔたコーティ
ング膜の厚さによって異なるものとなる。したがってコ
ーティング膜厚が既知である標準の被覆管試料を用い、
起電力および位相の変化とコーティング膜厚の関係を校
正しておけば、これらの値と試験用の被覆管を用いたと
きの起電力および位相から、試験用被覆管のコーティン
グ膜の厚さが求められる。

しかし、このように起電力と位相を一々比較していたの
では、製品の連続測定を行なうことはできない。本発明
のＩＪＩ１１定装置ではｍｌｌｌ相定覆管の移動装置を
設け、被覆管を軸方向に移動しつつ基準値と比較するこ
とにより、連続測定を可能としたものである。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を図により説明する。

第２図は本発明の核燃料被覆管内面コーティング膜厚測
定装置の一実施例の説明図である。・官１図と同一部分
には同じ符号がつけられている。

図において、１０は回転ローラで、コイル６の両側にと
りつけられ、測定用被覆管８を保持するとともに、被覆
管８がコイル６の中心部を図示の矢印方向に移動するよ
うに回転する。１１は支持具で、基準用の被覆管７の中
心がコイル５の中心と一致するように被覆管７を支持し
、固定するものである。１２は測定部９の表示部である
。

この実施例の核燃料被覆管内面コーティング膜厚測定装
置においては、コイル５には基準用の被覆管７が挿入さ
れ、コイル５の内面と被覆管７の外面との間隔が一定と
なるように支持具１１で固定されている。コイル６には
測定用被覆管８を挿入し、これを回転ローラｌＯにより
図の矢印方向に移動して測定位置を変えるよう足してい
る。コイル５および６には高周波電源３からブリッジ回
路４を通して１ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの高周波電圧が印
加される。

高周波電圧が印加されるとコイル５および６には高周波
磁界が生じ、被覆管７および８とそれぞれの被覆管のコ
ーティング膜に渦電流が発生する。

渦′１流が発生すると前記の測定原理で述べたように、
この渦電流とコイルα流の間に電磁誘導作用が生じ、コ
イル５．６と鎖父する磁束が変化し。

コイル５，６のインピーダンスが変化するから。

このインピーダンス変化をブリッジ回路４１Ｃより検出
し、測定部９を通して表示部１２でアナログあるいはデ
ィジタルに表示することにより、コーティング膜の厚さ
を測定することができる。被覆管７および８の本体の性
質は全く同一であり、異なるのはコーティング膜の厚さ
のみであるから、表示部１２には、コーティング膜の厚
さが表示されることになる。

測定の手順は、予めコイル５，６に同一形状の基準用被
覆管を挿入し、ブリッジ回路４の平衡をとり、基準とな
る出力を求めておく。次にコイル６に挿入されている基
準用被１管を抜きとり、代シに測定しようとする被覆管
を挿入し、この被覆管をその軸方向に移動し、このとき
生ずる不平衡電圧を−ｊ定１表示する。この不平衡時の
表示を先に求めた平衡時の基準の値と比較することによ
り、測定しようとする被覆管のコーティングの膜厚を求
めることができる。

このようＫしてコーティング膜を損傷することなく、被
覆管の全長について精度よくコーティング膜厚を測定す
ることが可能となる。

以上のように本発明の測定方法を用いるときは、被（ｌ
Ｉ−Ｗをコイルに挿入するだけで容易にコーティングの
膜厚を測定することができるので１例えば被覆管に燃料
ベレットが充填されている核燃料棒に対しても適用する
ことが可能となる。

また本発明の測定装置を用いるときは・被覆管の支持具
に回転ローラを用いており、被覆管の移動を円滑に行な
うととも罠、被覆管と検出用コイルとの間隔を旧しく保
つことができるので、被覆管の製品試験を連続的に精度
よく行なうことができる。

すなわち４″発明により、被覆管内面のコーティング膜
の厚さを被覆管とは無接触で測定でき、被覆管の内外面
を損傷することなく、その全長について測定することが
できるので、コーティング膜厚の均一性を正確に他種す
ることが容易となり。

燃料棒の破損防止に極めて有効であり、プラントの安全
性向上に大きく寄与することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被覆管内面のコーティングの膜厚を、
無接触で精度よく測定可能な核燃料被覆管内面コーティ
ング膜厚測定方法および測定装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の核燃料被覆管内面コーティング膜厚測
定方法の測定原理説明図、第２図は本発明の核燃料被覆
管内面コーティング膜厚測定装置の一実施例の説明図、
第３図は従来のコーティング膜厚測定方法を適用する実
施例の説明図でちる。 ３・・・高周波電源、４・・・ブリッジ回路、５．６・
・・検出用コイル、７・・・基準用被覆、８・・・測定
用被覆管、９・・・測定部、１０・・・回転ローラ、１
１・・・支持具、帛２図 １０−ｍ−口享乙０−ラ １２−　　未木郁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、核燃料被覆管の内面に被覆され、該核燃料被覆管本
   体とは異なる導電率を有するコーティング膜の厚さを測
   定する方法において、前記核燃料被覆管の外側に貫通形
   のコイルを設け、該コイルに交番電流を印加し、前記コ
   ーティング膜と鎖交する交番磁界を発生させ、前記コー
   ティング膜内に生ずる渦電流により生ずるインピーダン
   スの変化を標準の核燃料被覆管を用いて得られるインピ
   ーダンスと比較し、前記コーティング膜の厚さを測定す
   ることを特徴とする核燃料被覆管内面コーティング膜厚
   測定方法。 ２、核燃料被覆管の内面に被覆され、該核燃料被覆管本
   体とは異なる導電率を有するコーティング膜の厚さを測
   定する装置において、標準核燃料被覆管を支持する支持
   具と、試験用該燃料被覆管をその軸方向に移動する移動
   体と、前記標準核燃料被覆管および前記試験用核燃料被
   覆管がそれぞれ貫通する貫通形コイルと、該貫通形コイ
   ルに高周波を印加する高周波電源と、それぞれの貫通形
   コイルに生ずるインピーダンスの変化を検出比較する比
   較手段と、該比較手段の出力を測定する測定手段とが設
   けてあることを特徴とする核燃料被覆管内面コーティン
   グ膜厚測定装置。