ITER ブランケット冷却配管溶接部における
渦電流探傷試験による欠陥検出の予備的検討
仕様書
国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 核融合エネルギー研究開発部門 那珂核融合研究所 ＩＴＥＲプロジェクト部 遠隔保守機器開発グループ目次 1 一般仕様 ... 1 1.1 件名 ... 1 1.2 目的及び概要 ... 1 1.3 契約範囲 ... 1 1.4 作業実施場所 ... 1 1.5 納期 ... 1 1.6 納入物件 ... 1 1.7 検収条件 ... 2 1.8 支給品 ... 2 1.9 貸与品 ... 2 1.10 適用法規 ... 3 1.11 産業財産権等 ... 3 1.12 機密保持 ... 3 1.13 グリーン購入法の推進 ... 3 1.14 協議 ... 3 2 技術仕様 ... 4 2.1 検査対象 ... 4 2.2 模擬欠陥サンプルの製作 ... 5 2.2.1 母材 ... 5 2.2.2 溶接 ... 6 2.2.3 模擬欠陥の加工 ... 6 2.3 プラスポイントプローブによる ECT 試験の実施 ... 7 2.4 数値解析 ... 7 2.4.1 モデル化方法の検討 ... 7 2.4.2 数値解析によるプローブ条件の最適化 ... 7 2.5 報告書の作成 ... 7 参考図 ... 8 別紙 1 産業財産権等の取扱いについて
1 一般仕様
1.1 件名 ITER ブランケット冷却配管溶接部における渦電流探傷試験による欠陥検出の予備的検討 1.2 目的及び概要 量子科学技術研究開発機構（以下「量研機構」という。）では ITER ブランケット遠隔保守 システムの設計・製作を進めている。ITER 真空容器内は放射線環境となるためブランケッ ト冷却配管はレーザ溶接ツールの遠隔操作により溶接を実施しており、真空容器内で溶接品 質を確認する手法の開発は重要である。 本件では、溶接品質の検査方法として有効と考えられる渦電流探傷試験（以下「ECT」と いう。）の予備的作業として、プラスポイントプローブを用いた欠陥検出試験を実施し、試 験結果を数値解析することで、より欠陥検出性に優れるプローブ条件の選定を実施する。 1.3 契約範囲 ECT による欠陥検出性の向上に関し、以下の予備的作業を実施する。 (1) 欠陥模擬サンプルの製作 (2) プラスポイントプローブによる欠陥検出試験 (3) 数値解析の実施によるプローブ条件の最適化 1.4 作業実施場所 受注者社内 1.5 納期 平成 30 年 2 月 28 日 1.6 納入物件 (1) 提出図書 図 書 名 提 出 時 期 部数 確認 作業体制表及び工程表 契約後速やかに 1 部 要 打合せ議事録 打合せ後 2 週間以内 1 部 不要 実施計画書 作業着手前 1 部 要 試験要領書 試験実施前 1 部 要 数値解析要領書 数値解析前 1 部 要 報告書 納入時 1 部 不要 提出図書に関わる 電子ファイル 納入時 1 式 不要(2) 納入品 (a) 本仕様で製作した模擬欠陥サンプル 1 式 （納入場所） 〒311-0193 茨城県那珂市向山 801-1 量研機構 那珂核融合研究所 ITER 研究開発棟 R134 室 （確認方法） 量研機構は、確認のために提出された図書を受理したときは、期限日を記載した受領印 を押印して返却する。また、当該期限までに審査を完了し、受理しない場合には修正を指 示し、修正等を指示しないときは、確認したものとする。「再委託承諾願」は、量研機構の 確認後、書面にて回答するものとする。 1.7 検収条件 1.6 項に示す納入物件の確認及び量研機構が仕様書に定める業務が実施されたと認めた ときをもって、検収とする。 1.8 支給品 なし 1.9 貸与品 (1) 品名 (a) 過去に量研機構で実施した溶接試験で検出された溶接欠陥に関する資料 (b) ITER Vacuum Handbook with Attachment 1 and Appendices 3 and 12 (c) ITER 機構にて実施した ECT の報告書 1. CT_43-679_Validation_of_non-destructive__JLD2K2_v1_0.pdf 2. Genereic_Procedure_for_Eddy_Current_NDT__PTGD5N_v1_0.pdf 3. PO_43_00000679_Blanket_Bore_Weld_NDT,_Ma_PT7BV7_v1_0.pdf 4. PO_4300000679_Key_points_regarding_indus_PTAZV7_v1_0.pdf 5. Summary_report_for_NDT_of_Blanket_hydrau_PTGKMC_v1_0.pdf 6. Validation_of_eddy_current_NDT_probe_for_PH6PF2_v1_0.pdf (2) 引渡場所 量研機構 那珂核融合研究所 ITER 研究開発棟 R134 室 (3) 引渡時期 別途協議 再委託承諾願 （量研機構指定様式） 作業開始 2 週間前 ※下請負等がある場合に提出のこと。 1 部 要
(4) 引渡方法 別途協議 1.10 適用法規 (1) 労働基準法 (2) 労働安全衛生法 (3) 量研機構内諸規程（安全衛生管理規程、電気工作物保安規程） (4) 日本工業規格（JIS） (5) 日本電機工業会標準基準（JEM） (6) 日本電線工業会規格（JCS） (7) 電気設備技術基準 1.11 産業財産権等 産業財産権等の取扱いについては、別紙１「産業財産権等の取扱いについて」に定めら れたとおりとする。 1.12 機密保持 (1) 技術情報の取扱い 受注者は、本契約を実施することによって得た技術情報を第三者に開示しようとす るときは、あらかじめ書面による量研機構の承認を得なければならないものとする。 量研機構が本契約に関し、その目的を達成するため受注者の保有する技術情報を了知 する必要が生じた場合は、量研機構と受注者協議の上、決定するものとする。 (2) 成果の公開 受注者は、本契約に基づく業務の内容及び成果について、発表若しくは公開し、又 は特定の第三者に提供しようとするときは、あらかじめ書面による量研機構の承認を 得なければならないものとする。 1.13 グリーン購入法の推進 (1) 本契約において、グリーン購入法（国等による環境物品等の調達の推進等に関する 法律）に適用する環境物品（事務用品、OA 機器等）が発生する場合は、これを採 用するものとする。 (2) 本仕様に定める提出図書（納入印刷物）については、グリーン購入法の基本方針に 定める「紙類」の基準を満たしたものであること。 1.14 協議 本仕様書に記載されている事項及び本仕様書に記載のない事項について疑義が生じた場 合は、量研機構と協議の上、その決定に従うものとする。
2 技術仕様
本件では ECT による欠陥検出性の向上に関し、以下の予備的作業を実施する。 (1) 欠陥模擬サンプルの製作 (2) プラスポイントプローブによる欠陥検出試験 (3) 数値解析の実施によるプローブ条件の最適化 表 1 に技術仕様内における略語一覧を示す。 表 1 技術仕様内における略語一覧 2.1 検査対象 参考図 1 に遠隔保守工程において交換対象となる FW・SB モジュールを、参考図 2 に ECT において検査対象となる溶接部を示す。検査対象となる溶接部は以下の 4 通りの形状であ り、それぞれ溶接径と溶接方向が異なるが、材質 SUS316L、肉厚 3mm は共通である。 (1) 冷却配管-キャップ 溶接径：φ51mm、キャップの上側から溶接。 (2) 冷却配管-FS 溶接径：φ42mm、配管の内側から溶接。 (3) FS-SB 開口部 溶接径：φ70mm、FS の上側から溶接。 (4) SB-CC 溶接径：φ100mm、CC の内側から溶接。 ECT により検出すべき溶接部の欠陥を表 2 に示す。この検出目標は表面欠陥と内部欠陥 の両者に対して適用する。 略語 正式名称、意味 ECT 渦電流探傷試験 FW 第一壁、ファーストウォール SB シールドブロック CC コアキシャルコネクタ FS フローセパレータ表 2 ECT による欠陥の検出目標
また、参考として過去に量研機構や ITER 機構で実施した ECT に関する以下の資料を貸与 する。
(1) 過去に量研機構で実施した溶接試験で検出された溶接欠陥に関する資料 (2) ITER Vacuum Handbook with Attachment 1 and Appendices 3 and 12 (3) ITER 機構にて実施した ECT の報告書 1. CT_43-679_Validation_of_non-destructive__JLD2K2_v1_0.pdf 2. Genereic_Procedure_for_Eddy_Current_NDT__PTGD5N_v1_0.pdf 3. PO_43_00000679_Blanket_Bore_Weld_NDT,_Ma_PT7BV7_v1_0.pdf 4. PO_4300000679_Key_points_regarding_indus_PTAZV7_v1_0.pdf 5. Summary_report_for_NDT_of_Blanket_hydrau_PTGKMC_v1_0.pdf 6. Validation_of_eddy_current_NDT_probe_for_PH6PF2_v1_0.pdf 2.2 模擬欠陥サンプルの製作 本件で製作するプローブの欠陥検出性を試験するための、模擬欠陥サンプルを製作するこ と。製作するサンプルの仕様を以下に示す。 2.2.1 母材 (1) 材質：SUS316L (2) 寸法：100×100×t3mm（参考図 3 参照） 欠陥の種類 検出目標 平面状欠陥 ・亀裂 ・融合不良 ・溶け込み不良 欠陥面積：1mm² 気孔 (1) 単一の気孔 直径：≦0.6mm (2) 複数の気孔 気孔が存在する領域における気孔面積：1% ルートの凹み、収縮溝 h≦0.15mm 過大溶け込み h≦2mm
(3) 数量：10 体 2.2.2 溶接 2.2.1 項で製作した平板を、参考図 4 に示すように 2 体の母材を隙間なく突合せた状態 でレーザ照射を行い、接合すること。接合後のサンプルは 5 体となる。以下に、レーザ溶接 条件を示す。なお、この条件で溶接した場合、溶接ビード幅は 3mm 程度となる。 (1) レーザ種：ファイバーレーザ (2) 波長：1060nm (3) レーザ径：φ1.2mm (4) レーザ出力：3.2kW (5) 溶接速度：1.1m/min (6) シールドガス：He (7) ガス流量：≧10L/min (8) レーザ照射角度：突合せ部の傾きと平行にレーザ照射すること。 (9) 後処理：溶接後の表面研磨などの処理は行わないこと。 2.2.3 模擬欠陥の加工 2.2.2 項で突合せ溶接したサンプルの反照射側の溶接ビード上に、表 3 に示す模擬欠陥 を加工すること。1 条件につき溶接した平板サンプルを 1 体使用し、等間隔に模擬欠陥を加 工すること。残る 1 体の平板サンプルは試験時のリファレンス用とする。 表 3 模擬欠陥リスト ＊表中の赤字は、ECT による欠陥検出目標を示す。 サンプル名 模擬欠陥形状 形状 (1) 模擬気孔 A 平底穴 ①φ0.6mm:深さ 0.6mm ②φ0.6mm:深さ 1.2mm ③φ0.6mm:深さ 1.8mm (2) 模擬気孔 B 平底穴 ①φ1.0mm：深さ 0.5mm ②φ1.0mm：深さ 1.5mm ③φ1.0mm：深さ 2.5mm (3) 模擬亀裂 A 切り込み 幅 0.2mm ①長さ 2.0mm：深さ 0.5mm（面積 1.0mm2) ②長さ 5.0mm：深さ 0.5mm（面積 2.5mm2) ③長さ 10.0mm：深さ 0.5mm（面積 5.0mm2) (4) 模擬亀裂 B 切り込み 幅 0.2mm ①長さ 1.0mm：深さ 1.0mm（面積 1.0mm2) ②長さ 2.5mm：深さ 1.0mm（面積 2.5mm2) ③長さ 5.0mm：深さ 1.0mm（面積 5.0mm2)
2.3 プラスポイントプローブによる ECT 試験の実施 2.2 項で製作した模擬欠陥サンプルを用いて、プラスポイントプローブによる ECT を実施 し、欠陥検出性を評価すること。試験後、検出可能な模擬欠陥形状・寸法を算出すること。 (1) 走査方向：サンプルの表（レーザ照射側）、裏の両面に対してプローブを走査し、欠 陥検出性を評価すること。 (2) プローブ：コイル径の異なるプラスポイントプローブを使用すること。プローブは 受注者所有のものを使用すること（本件で製作は行わない。）。 (3) 試験装置：ECT 実施に必要な装置は受注者所有の装置を使用すること。 2.4 数値解析 2.4.1 モデル化方法の検討 2.3 項で実施した ECT の条件を模擬した数値解析を行い、解析結果と ECT 結果を比較する ことで、ECT による欠陥検出のモデル化を行うこと。 2.4.2 数値解析によるプローブ条件の最適化 2.4.1 項で作製した数値解析モデルを使用し、プローブの寸法・形状・周波数等を変更し て数値解析を行い、目標とする欠陥検出性を満足するプローブ条件を求めること。 2.5 報告書の作成 本件で実施した内容について、以下の項目を報告書に記載すること。 (1) 模擬欠陥サンプルに使用した材料データ (2) 模擬欠陥サンプルの寸法検査結果（平板、溶接部、模擬欠陥） (3) 使用したプラスポイントプローブの仕様 (4) ECT 検証試験結果 (5) 数値解析結果と算出したプローブ条件
参考図
参考図 1 FW/SB ブランケット
参考図 3 SUS316L 平板寸法
別紙 1 産業財産権等の取扱いについて （受注者が単独で行った発明等の産業財産権の帰属） 第１条 受注者は、本契約に関して、受注者が単独でなした発明又は考案（以下「発明等」 という。）に対する特許権、実用新案権又は意匠権（以下「特許権等」という。）を取得す る場合は、単独で出願できるものとする。ただし、出願するときはあらかじめ出願に際し て提出すべき書類の写しを添えて量研機構に通知するものとする。 （受注者が単独で行った発明等の特許権等の譲渡等） 第２条 受注者は、受注者が前条の特許権等を量研機構以外の第三者に譲渡又は実施許諾す る場合には、本取扱いの各条項の規定の適用に支障を与えないよう当該第三者と約定し なければならない。 （受注者が単独で行った発明等の特許権等の実施許諾） 第３条 量研機構は、第 1 条の発明等に対する特許権等を無償で自ら試験又は研究のために 実施することができる。量研機構が量研機構のために受注者以外の第三者に製作させ、 又は業務を代行する第三者に再実施権を許諾する場合は、受注者の承諾を得た上で許諾 するものとし、その実施条件等は量研機構、受注者協議の上、決定する。 （量研機構及び受注者が共同で行った発明等の特許権等の帰属及び管理） 第４条 量研機構及び受注者は、本契約に関して共同でなした発明等に対する特許権等を取 得する場合は、共同出願契約を締結し、共同で出願するものとし、出願のための費用は、 量研機構、受注者の持分に比例して負担するものとする。 （量研機構及び受注者が共同で行った発明等の特許権等の実施） 第５条 量研機構は、共同で行った発明等を試験又は研究以外の目的に実施しないものとす る。ただし、量研機構は量研機構のために受注者以外の第三者に製作させ、又は業務を代 行する第三者に実施許諾する場合は、無償にて当該第三者に実施許諾することができる ものとする。 ２ 受注者が前項の発明等について自ら商業的実施をするときは、量研機構が自ら商業 的実施をしないことに鑑み、受注者の商業的実施の計画を勘案し、事前に実施料等につ いて量研機構、受注者協議の上、別途実施契約を締結するものとする。 （秘密の保持） 第６条 量研機構及び受注者は、第１条及び第４条の発明等の内容を出願により内容が公開 される日まで他に漏えいしてはならない。ただし、あらかじめ書面により出願を行った 者の了解を得た場合はこの限りではない。 （委任・下請負） 第７条 受注者は、本契約の全部又は一部を第三者に委任し、又は請け負わせた場合におい ては、その第三者に対して、本取扱いの各条項の規定を準用するものとし、受注者はこの ために必要な措置を講じなければならない。 ２ 受注者は、前項の当該第三者が本取扱いに定める事項に違反した場合には、量研機 構に対し全ての責任を負うものとする。 （協議） 第８条 第１条及び第４条の場合において、単独若しくは共同の区別又は共同の範囲等につ いて疑義が生じたときは、量研機構、受注者協議して定めるものとする。 （有効期間） 第９条 本取扱いの有効期限は、契約締結の日から当該特許権等の消滅する日までとす る。 以上
