053_10非破壊検査

製 品 紹 介 非 破 壊 検 査 用 高 エネルギー X 線 発 生 装 置 高 橋 光 幸 *1 鎌 上 則 夫 *2 菅 井 孝 郎 *3 三 宅 朝 成 Takahashi Mitsuyuki Kamagami Norio Sugai Takao Miyake Tomonari *4 1. はじめに 非 破 壊 検 査 用 の X 線 源 として 直 線 加 速 器 (リ ニアック)を 用 いた 高 エネルギー X 線 発 生 装 置 の 販 売 を 2013 年 10 月 より 開 始 した IIC の 高 エネ ルギー X 線 発 生 装 置 はこれまで 税 関 向 け 大 型 X 線 検 査 装 置 用 として X 線 エネルギー 9MeV タイプ 等 を 納 入 してきたが 日 本 国 内 向 けに X 線 エネル ギー 1MeV 未 満 の 放 射 線 取 扱 主 任 者 が 不 要 な 0.95MeV タイプの 装 置 を 開 発 し 0.95MeV から 9MeV までのエネルギー 範 囲 の 製 品 をラインナッ プとして 揃 えた IIC の 非 破 壊 検 査 用 の 高 エネルギー X 線 発 生 装 置 は 税 関 向 け X 線 検 査 装 置 等 で 協 業 契 約 を 締 結 している NUCTECH 社 ( 中 国 )の 子 会 社 である GRANPECT 社 が 製 造 している 2013 年 8 月 に 当 社 愛 知 事 業 所 向 けに 0.95MeV の X 線 発 生 装 置 を 設 置 して RT( 放 射 線 透 過 試 験 ) に 使 用 している また 2014 年 10 月 には IHI 相 生 工 場 向 けに 3MeV の 装 置 を 設 備 更 新 のため 納 入 した 当 社 ではこれまで 大 型 から 中 小 型 まで 各 種 X 線 検 査 装 置 を 納 入 してきた 実 績 があり また RT をは じめとした 非 破 壊 検 査 技 術 と 各 種 機 械 設 備 の 設 計 製 作 技 術 を 保 有 していることから 客 先 のニーズ に 合 わせた 最 適 な X 線 検 査 システムの 提 供 が 可 能 である X 線 発 生 装 置 については 単 体 販 売 だけで なく 放 射 線 遮 へい 計 算 を 含 む 遮 へい 設 計 および 官 庁 申 請 手 続 きの 支 援 X 線 発 生 装 置 の 支 持 移 動 機 構 の 設 計 製 作 X 線 検 出 器 や 搬 送 装 置 を 組 合 わせた X 線 検 査 装 置 のシステム 提 案 なども 行 っ ている また 新 規 設 備 導 入 を 計 画 する 客 先 には 当 社 保 有 の X 線 発 生 装 置 を 使 用 し 試 験 体 にて 撮 影 を 行 い 事 前 に 画 像 評 価 することも 可 能 である 納 入 後 の 保 守 については 税 関 向 け X 線 検 査 装 置 の 保 守 拠 点 を 活 用 することにより 当 社 技 術 者 による 保 守 の 他 各 地 区 の 協 力 員 により 迅 速 に 修 理 対 応 できる 保 守 体 制 をとっている 2. X 線 発 生 装 置 の 概 要 当 社 愛 知 事 業 所 に 設 置 した 0.95MeV の X 線 発 生 装 置 を 図 1に 示 す 愛 知 事 業 所 向 けでは 支 持 架 ふ 台 は 床 固 定 式 とし 上 下 調 整 および 仰 俯 角 調 整 機 構 を 持 っている X 線 発 生 装 置 の 主 要 仕 様 を 表 1 表 2に 示 す X 線 エネルギーにより シングルエ ネルギータイプ( 表 1)の 6 種 類 エネルギー 切 換 可 能 なデュアルエネルギータイプ( 表 2)の 3 種 類 を 標 準 機 種 として 揃 えている *1 : 大 型 検 査 装 置 グループ 部 長 *2 : 大 型 検 査 装 置 グループ 次 長 *3 : 大 型 検 査 装 置 グループ 課 長 *4 : 大 型 検 査 装 置 グループ 65 IIC REVIEW/2015/04. No.53

表 1 X 線 発 生 装 置 の 仕 様 (シングルエネルギータイプ) 表 2 X 線 発 生 装 置 の 仕 様 (デュアルエネルギー タイプ) 図 1 IIC 愛 知 事 業 所 の X 線 発 生 装 置 (0.95MeV) いずれのタイプも X 線 焦 点 サイズは 直 径 2mm 以 下 で X 線 照 射 野 (X 線 を 照 射 する 範 囲 )は 円 すい 錐 形 で 30 以 下 矩 形 で 23 以 下 に 設 定 可 能 である また 放 射 線 漏 洩 率 は 0.1% 以 下 となっている 透 過 能 力 としては 表 1に 示 す 鋼 板 厚 において 線 形 透 過 度 計 で 1% 以 上 有 孔 形 透 過 度 計 で ASTM E94-04 1-2T 相 当 の 検 出 感 度 を 有 している リニアックを 用 いた RT は 放 射 性 同 位 元 素 Co-60 Ir-192 のガンマ 線 による 検 査 と 比 較 し 高 い 照 射 線 量 を 安 定 して 出 力 できるため 検 査 時 間 の 短 縮 を 図 ることが 可 能 であり 装 置 停 止 時 は 放 射 線 を 発 生 しないことから 安 全 で 管 理 も 容 易 であ る 66

X 線 発 生 装 置 は X 線 ヘッドおよび 支 持 機 構 モジュレータ 制 御 装 置 冷 却 水 装 置 トランス 盤 で 構 成 される 以 下 に 各 機 器 について 簡 単 に 説 明 する (1)X 線 ヘッド( 図 2) リニアック( 直 線 加 速 器 )により 電 子 を 所 定 の エネルギーまで 加 速 し 電 子 をターゲットに 衝 突 させ X 線 を 発 生 させるものである X 線 ヘッドは 加 速 管 マイクロ 波 発 生 源 およびマイクロ 波 伝 送 システム ガス 充 填 ユニット 冷 却 水 分 配 システ ム 電 子 銃 電 源 ユニット パルストランス 電 離 箱 遮 へい 体 真 空 システム AFC(Auto Frequency Controller)サンプリング 回 路 等 で 構 成 される 加 速 管 が 核 となる 機 器 で 2 極 管 電 子 銃 共 振 空 洞 ターゲット 導 波 管 結 合 器 RF 窓 Ti ポンプで 構 成 される マイクロ 波 発 生 源 としてはマグネト ロンを 使 用 し 2998MHz(S-band)の 共 振 周 波 数 で 電 子 を 加 速 している ヘッドには オプションとして レーザポイン タ レーザ 距 離 計 巻 尺 等 も 客 先 のニーズに 合 わ せ 取 付 け 可 能 である また ヘッドの 支 持 機 構 は 設 置 場 所 や 用 途 に 応 じて 固 定 式 可 動 式 など 任 意 に 設 計 が 可 能 である (2)モジュレータ( 図 3) モジュレータは 380V の 交 流 電 圧 をパルス 高 電 圧 に 変 換 するための 電 源 装 置 である パルスモ ジュレータ 回 路 PLC 制 御 システム フィラメン ト 電 源 (マグネトロン 電 子 銃 およびサイラトロ ン 用 ) X 線 警 報 システムで 構 成 される 図 3 モジュレータ (3) 制 御 装 置 ( 図 4) X 線 発 生 装 置 を 操 作 するための 制 御 操 作 ユニッ トで タッチパネル 操 作 の AFC ユニットと 各 種 モニタ 類 インターロックキー 等 のスイッチボッ クスで 構 成 される 基 本 的 な 機 能 は X 線 照 射 の 入 切 線 量 と 照 射 時 間 の 表 示 システムの 状 態 表 示 異 常 表 示 と 警 報 発 報 などを 行 う 図 2 X 線 ヘッド 図 4 制 御 装 置 67 IIC REVIEW/2015/04. No.53

(4) 冷 却 水 装 置 ( 図 5) X 線 ヘッド 内 の 加 速 管 マグネトロン サーキュ レータなどの 構 成 部 品 で 高 温 となる 部 分 を 冷 却 す るとともに 部 品 温 度 を 一 定 に 保 つことにより X 線 を 安 定 化 する 冷 却 水 チラーユニットで 冷 却 水 として 蒸 留 水 を 循 環 させている 3. IHI 相 生 工 場 向 け X 線 発 生 装 置 IHI 相 生 工 場 に 納 入 した X 線 発 生 装 置 を 図 6 図 7に 示 す 更 新 前 の 既 設 装 置 と 同 等 の 使 い 勝 手 となるよう X 線 発 生 装 置 の 他 パン チルト 機 能 を 有 する 位 置 調 整 機 構 露 出 時 間 演 算 ユニット 監 視 カメラの 一 式 を 更 新 した X 線 エネルギーは 3MeV で 照 射 線 量 率 の High/Low モード 切 換 が 可 能 である High モードでは 200R/min@1m Low モードでは 50R/min@1m の 照 射 線 量 率 となってい る 露 出 時 間 演 算 ユニットは 検 査 体 の 板 厚 FFD フィルムの 種 類 により 露 出 線 量 および 露 出 時 間 の 目 安 を 演 算 表 示 する PC 端 末 とヘッドに 取 り 付 けたレーザ 距 離 計 で 構 成 されており X 線 源 から 検 査 体 までの 距 離 の 自 動 計 測 も 可 能 である 図 8 に 露 出 演 算 ユニットの PC 端 末 を 示 す 図 5 冷 却 水 装 置 (5)トランス 盤 X 線 発 生 装 置 への 電 源 を 供 給 するトランス 内 蔵 盤 であり 設 置 場 所 の 供 給 電 源 条 件 に 合 わせて 製 作 する 標 準 では AC200 ~ 220V または AC400 ~ 440V 三 相 50 または 60Hz で 受 電 する 入 力 容 量 は 約 20kVA である 必 要 により 定 電 圧 電 源 ノ イズ 減 衰 トランスを 内 蔵 し 電 源 の 安 定 化 を 図 る 図 6 IHI 相 生 工 場 向 け X 線 発 生 装 置 ( 全 景 ) 68

4. まとめ これまで 税 関 向 け 大 型 X 線 検 査 装 置 用 として 納 入 してきた 高 エネルギー X 線 発 生 装 置 を 非 破 壊 検 査 用 としてラインナップ 化 し RT などに 使 用 す る X 線 源 として 商 品 化 した 当 社 が 保 有 する X 線 検 査 技 術 と 搬 送 装 置 駆 動 機 構 の 設 計 製 作 技 術 を 統 合 し X 線 発 生 装 置 単 体 販 売 のみならず X 線 発 生 装 置 を 用 いた 非 破 壊 検 査 システムの 提 案 とその 販 売 を 推 進 している また IIC 大 型 X 線 装 置 メンテナンスセンターを 拠 点 とした 保 守 ネッ トワークを 活 用 し 故 障 時 の 迅 速 な 復 旧 対 応 を 可 図 7 IHI 相 生 工 場 向 け X 線 発 生 装 置 (X 線 ヘッド) 能 としている 今 後 X 線 による 全 数 非 破 壊 検 査 DR(デジタ ルラジオグラフィ)による 検 査 の 自 動 化 など 製 品 の 品 質 向 上 のため X 線 検 査 へのニーズは 更 に 高 まると 考 えられ IIC ではこのニーズに 十 分 応 えられるよう 商 品 開 発 と 販 売 を 進 めていきたい 図 8 露 出 時 間 演 算 ユニットの PC 端 末 大 型 検 査 装 置 グループ 部 長 高 橋 光 幸 大 型 検 査 装 置 グループ 課 長 菅 井 孝 郎 大 型 検 査 装 置 グループ 次 長 鎌 上 則 夫 大 型 検 査 装 置 グループ 三 宅 朝 成 69 IIC REVIEW/2015/04. No.53