(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルが存在する水中に、ポンプから供給された水を前記ノズルから噴射し、前記水を噴射している前記ノズルを、前記水中に存在するウォータージェットピーニング施工対象物に沿って走査することを含むウォータージェットピーニング方法であって、
前記ノズルから噴射する水に予め貴金属イオンを溶解させておくこと、および前記ノズルから前記水中に噴射された前記水に含まれた気泡が潰れて発生する酸化性イオンを、前記ウォータージェットピーニング施工対象物にあてて、施工対象物の表面に酸化皮膜を形成することを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
【請求項２】
請求項１において、前記貴金属イオンが、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｒｈ及びＯｓから選ばれる少なくとも１種のイオンであることを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記貴金属イオンの濃度範囲が、５ppm以上１００ppm以下であることを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、イオンセンサを用いて前記酸化性イオンを検出することを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記ウォータージェットピーニング施工対象物が、原子炉容器内の炉内構造物であることを特徴とするウォータージェットピーニング方法。
【請求項６】
水中に存在して貴金属イオンを溶解させた水溶液を噴射するノズルと、前記ノズルに前記水溶液を供給するポンプと、ノズルを水中で保持、走査する走査装置と、前記ノズルが存在する水中に水以外の添加物を加えるための薬液注入装置と、を備えることを特徴とするウォータージェットピーニング装置。
【請求項７】
請求項６において、前記噴射ノズルの周囲に電磁気発生器を設置し、噴射水に電磁界を印加し、制御することを特徴とするウォータージェットピーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォータージェットピーニング（以下、ＷＪＰ（Water Jet Peening）と称する）方法とそれに用いる装置に係り、特に、施工対象物の溶接部等の限られた部位だけにＷＪＰ施工するのではなく、施工対象物の表面全面、或いは、広範囲に亘ってＷＪＰ施工する場合に好適なＷＪＰ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の構成部材の溶接部及び熱影響部などの表面近傍に残留応力が存在する場合には、この溶接部及びこれの熱影響部などにウォータージェットピーニング（以下、ＷＪＰと称する）を施工して構成部材の表面付近に存在する引張残留応力を圧縮残留応力に改善することが行われている。ＷＪＰは、残留応力を改善する構成部材を水中に浸漬させた状態で、水中でノズルから高圧の水流を噴射して行われる。噴射された水流に含まれる気泡が崩壊することによって衝撃波が生じる。この衝撃波が水中の構成部材の表面に衝突することによって、その構成部材の表面付近の引張残留応力が圧縮残留応力に改善される。このため、構成部材における応力腐食割れ（ＳＣＣ）の発生が抑制される。ＷＪＰによる応力改善方法は、例えば、特許文献１，２に記載されている。
【０００３】
また、特許文献３には、ＷＪＰで原子炉の構造部材の表面に、貴金属を含む化合物を付着させることが記載されている。
【０００４】
さらに、表面改質による耐食性向上については、炭素鋼のような鉄鋼材料において、ＷＪＰ施工により、分極測定における電流密度で示される腐食速度が低減することを一例のみだが、非特許文献１に記載されている。
【０００５】
ＷＪＰ施工中では、気泡崩壊時に衝撃波が発生するので、施工対象物への応力改善効果が期待できる。さらに、ＷＪＰで気泡が崩壊する際に、気泡内部からＯＨラジカルやＯ原子等の水分子（Ｈ2Ｏ）の分解物が放出される場合があるので、施工対象物表面の耐食性を改善できる可能性がある。このような場合には、ＷＪＰの施工範囲は溶接部や熱影響部に限定されず、施工対象物の表面全面、或いは、表面の広範囲に亘る。全面施工の場合には噴射ノズルを２軸で走査することになり、施工抜けや多重施工を回避しながら、なるべく短い時間で全面施工を完了させることが重要で、ＷＪＰの有効幅を施工中に把握することが必要である。
【０００６】
このような技術のうち、施工対象物表面の耐食性改善については、不明点が多く、非特許文献１に示された効果が報告されているにとどまっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許２８４１９６３号公報
【特許文献２】特許３５３０００５号公報
【特許文献３】特許４２８３１６６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】祖山均、キャビテーション噴流による材料試験と表面改質、材料、vol.47，NO.4，pp.381-387，Apr.1998
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ＷＪＰで施工対象物の表面全面、或いは、表面の広範囲に施工する場合に、耐食性を向上させるウォータージェットピーニング方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のウォータージェットピーニング方法は、ノズルが存在する水中に、ポンプから供給された水を前記ノズルから噴射し、前記水を噴射している前記ノズルを、前記水中に存在するウォータージェットピーニング施工対象物に沿って走査し、前記ノズルから前記水中に噴射された前記水に含まれた気泡が潰れて発生する酸化性イオンを、前記ウォータージェットピーニング施工対象物にあてて、施工対象物の表面に酸化皮膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＷＪＰで施工対象物の表面全面に耐食性を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例である実施例１のＷＪＰ方法に用いられるＷＪＰ装置の構成図。
【図２】図１のＷＪＰ装置を用いて炭素鋼表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した図。
【図３】図１のＷＪＰ装置を用いてステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した図。
【図４】図１のＷＪＰ装置を用いてニッケル基合金であるアロイ１８２表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した図。
【図５】図１のＷＪＰ装置により、３１６Ｌステンレス鋼表面を処理し、３.５％の人工海水中に１０００時間まで浸漬した際の腐食量の経時間変化を示した図。
【図６】図１のＷＪＰ装置により、ニッケル基合金１８２表面を処理し、原子炉水環境である溶存酸素濃度（ＤＯ）２００ppb、温度２８８度の高温純水中に１０００時間まで浸漬した際の腐食量の経時間変化を示した図。
【図７】衝撃波を示す図である。
【図８】本発明の他の実施例である実施例２のＷＪＰ方法に用いられるＷＪＰ装置の構成図。
【図９】図８に示すＷＪＰ装置のターンテーブル付近の斜視図。
【図１０】図８に示すＷＪＰ装置のノズルが設けられる移動装置の拡大図。
【図１１】ノズルから噴射された水流内での気泡の形態を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の特徴は、ＷＪＰで気泡が崩壊する際に、気泡内部からＯＨラジカルやＯ原子等の水分子（Ｈ2Ｏ）の分解物が放出されるノズルから水中に噴射された噴流に含まれた気泡が崩壊して発生する衝撃波により、噴流に含まれる水溶液中のプラスイオンがラジカルや水分解物の作用により、施工対象表面である金属表面で生ずる酸化皮膜形成反応を促進させ、かつ、高耐食性皮膜とすることにある。
【００１４】
また、ＷＪＰ施工に関する装置については、この溶液中プラスイオンの酸化皮膜形成作用を噴射ノズルに設置した電磁界を付与する装置で制御することを構成要素に加える。このことにより、ＷＪＰ施工による酸化皮膜形成による耐食性付与の効率を向上させ、腐食を抑制する表面処理に適したＷＪＰ装置を構成することができる。
【００１５】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１６】
ＷＪＰでは水中に存在する施工対象物に向けて高圧噴流水を噴射する。水中に噴流を噴射したときに、気泡が発生・崩壊するキャビテーションと呼ばれる現象が起こる。気泡崩壊の直前で気泡が収縮したときに、気泡内部は高温高圧となる。このため、気泡が崩壊した瞬間に衝撃波が発生すると同時に、高温高圧環境下で生成したＯＨラジカルやＯ原子等の水分子の分解生成物が水中および施工対象物表面に向けて放出される。噴流が施工対象物を直射するときの加振力だけでなく衝撃波の加振力によっても残留応力が改善できると同時に、水の分解生成物の酸化力によって施工対象物表面の耐食性を改善する効果も期待できる。
【００１７】
噴射された噴流内で気泡が発生してから潰れるまでの状態を、図１１に模式的に示している。水３内に配置されたノズル６にポンプ（図示せず）から高圧水３８が供給される。
高圧水３８がノズル６の噴射口３７から水中に噴射されたとき、水中に微小な気泡が多数発生して塊状となったキャビテーションクラウド３９が発生する。発生した複数のキャビテーションクラウド３９内で、一つ、または、数個の気泡が崩壊するとき、衝撃波と水の分解生成物が放出される。気泡が崩壊して衝撃波が発生するとき、その気泡の周囲に存在する多数の気泡が衝撃波によって押し流される。このため、押し流される気泡群が連なっている渦糸キャビテーション４０が形成される。さらには、気泡が押し流されてしまったために気泡が消滅したかのように見えるスポット４１が観察される。図１１において、４２は小さな気泡が合体して径が大きくなった気泡である。なお、図１１においては、図中に施工対象物が存在せず、水中に自由噴流を噴出した状況を示している。噴流が施工対象物にぶつかる場合には、キャビテーションクラウド３９等は噴流中心から離れる方向に広がるので、気泡崩壊発生位置の分布は、施工対象物表面と平行方向へ広がる可能性がある。
【００１８】
施工対象物への応力改善効果や耐食性向上効果は、噴流中に気泡が存在することではなく、気泡が崩壊することによってもたらされ、気泡崩壊位置と施工対象物表面の距離が近いほど効果が大きい。
【００１９】
本発明者らは、これらのＷＪＰ施工効果が、噴流中の気泡の数によってではなく、単位時間当たりの気泡の崩壊数（気泡の崩壊頻度）、すなわち、単位時間当たりの衝撃波の発生数（衝撃波の発生頻度）によって確認できることを見出した。また、本発明者らは、施工対象物表面でＷＪＰ施工効果が得られる有効範囲と、気泡崩壊発生範囲（＝衝撃波発生範囲）が概ね一致するので、施工対象物表面と平行方向の位置（噴流中心からの距離）毎の衝撃波の発生によって、施工対象物表面における酸化反応が進行し、噴流基法に内在しているＯＨラジカル及び水分解励起分子が施工対象表面金属と反応して酸化物あるいは水酸化物となることを見出した。また、この際、噴流中にＰｄやＰｔのような貴金属イオンが存在する場合には、酸化反応にこれらの貴金属イオンが加わり、形成される酸化物あるいは水酸化物に複合化合物として施工対象表面金属と同様に皮膜反応を担うことを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて成されたものである。
【００２０】
これらの知見に基づいて成された本発明の概念を、図１に示す一つの具体例を用いて説明する。ノズル６及び支持部材１７がノズル走査装置１０に取り付けられ、２個のイオンセンサ（電荷検出装置）１４Ａ，１４Ｂが施工対象物２の表面と平行方向に間隔を置いて設置される。ノズル６及びイオンセンサ１４Ａ，１４Ｂが水中に配置され、ＷＪＰ施工対象物２も水中に配置される。ノズル６が施工対象物２の、ＷＪＰを施工する表面に対向している。イオンセンサ１４Ａ，１４Ｂが施工対象物２の表面近くで、ノズル６から噴射する噴流中心から少し離れた位置に配置される。イオンセンサ１４Ａ，１４Ｂはそれぞれ支持材１６Ａ，１６Ｂに取り付けられており、ノズル６の走査に追随して移動する構成としている。イオン検出装置としては、イオンセンサ以外にｐＨセンサ，電位センサ，吸光度センサを用いてもよい。
【００２１】
ノズル６から噴射された高圧の水流３４に含まれた気泡が潰れたとき、イオン含有水溶液が発生する。このイオン含有水溶液は、イオンセンサ１４Ａ，１４Ｂでそれぞれイオンを検出してイオン検出信号を出力する。
【００２２】
イオン含有水溶液の水中でのイオン濃度をＶ（ml／cm3）、イオン生成の位置（気泡が潰れた位置、すなわち、イオン含有水溶液の発生位置）に近い位置に存在するセンサ（例えば、イオンセンサ１４Ｂ）のＹ軸方向の座標値をｙ１（ｍ）、音源の位置から遠い位置に存在するセンサ（例えば、ＡＥセンサ１４Ａ）のＹ軸方向の座標値をｙ２（ｍ）、近い位置に存在するイオンセンサへのラジカルの作用時間をｔ（ｓ）、遠い位置に存在するイオンセンサにおけるイオン濃度の検出時間と近い位置に存在するイオンセンサにおけるイオン濃度の検出時間の時間差をＴ１（ｓ）とする。Ｙ軸方向におけるラジカルによる反応性イオン到達経路の１次元近似モデルは、イオン生成位置から各イオン濃度検出装置、例えば、イオンセンサ１６Ｂ，１６Ａまでのイオンの到達時間は（１）式及び（２）式で表される。
Ｖ×ｔ＝（ｙ１−ｙ０）                                              …（１）
Ｖ×（ｔ＋Ｔ１）＝（ｙ０−ｙ２）                                    …（２）
【００２３】
ｔ（ｓ）は実際には測定することができず、測定できるのは時間差Ｔ１（ｓ）である。
水中でのイオンの拡散到達速度Ｖ（ｍ／ｓ）が既知である（例えば、水中音速１５００（ｍ／ｓ））場合には、イオン生成位置のＹ軸方向の座標値（イオン生成位置のＹ軸方向位置）ｙ０（ｍ）は、反応性イオンの発生位置であり、（３）式により算出できる。
ｙ０＝（ｙ１＋ｙ２）／２−Ｖ×Ｔ１／２                            ……（３）
【００２４】
ＷＪＰでは水中に存在する施工対象物に向けて高圧噴流水を噴射する。水中に噴流を噴射したときに、気泡が発生・崩壊するキャビテーションが起こる。気泡崩壊の直前で気泡が収縮したときに、気泡内部は高温高圧となり、気泡が崩壊した瞬間に衝撃波が発生すると同時に、高温高圧環境下で生成したＯＨラジカルやＯ原子等の水分子の分解生成物が水中および施工対象物表面に向けて放出される。噴流が施工対象物を直射するときの加振力だけでなく衝撃波の加振力によっても残留応力が改善できると同時に、水の分解生成物の酸化力によって施工対象物表面の耐食性を改善する効果も期待できる。この際、噴流中に予め貴金属の硝酸塩等を溶解させ、貴金属イオンを含む水溶液にすることで、施工対象金属表面に形成される皮膜の性質が変化する。すなわち、施工対象金属のカチオンのイオン価がより酸化されるために増加し、貴金属イオンもより酸化されたイオン価数となり、酸化物あるいは水酸化物となることがわかった。これはＯＨラジカルと水分解物の酸化作用が金属表面で強力に作用したためと考えられる。
【００２５】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２６】
本発明の好適な一実施例である実施例１のウォータージェットピーニング方法を、図１，図７を用いて説明する。
【００２７】
本実施例のウォータージェットピーニング方法を説明する前に、本実施例に用いるウォータージェットピーニング装置（以下、ＷＪＰ装置という）１を、図１を用いて説明する。ＷＪＰ装置１は、ノズル６，高圧ポンプ５，ノズル走査装置１０，ＡＥセンサ（衝撃波検出装置）１４Ａ，１４Ｂ，信号処理装置２０，ノズル走査制御装置３１及びポンプ制御装置３０を備えている。
【００２８】
ノズル走査装置１０は、Ｘ軸走査機構１１，Ｙ軸走査機構１２，Ｚ軸方走査機構１３を有し、噴射ノズル６を把持し、水槽４内の水３の中でノズル６を走査する。また、給水ホース７が水槽４の底部付近に取り付けられ、高圧ポンプ５に接続される。高圧ホース９が、高圧ポンプ５及びノズル６に接続される。水槽４には、薬液注入装置５０を備えており、供給水に水以外の添加物を加えて攪拌できるようになっている。
【００２９】
信号処理装置２０は、Ａ／Ｄ変換器２１，イオン抽出部２２，イオン濃度算出部２３，反応イオン算出部２４，皮膜形成算出部２５，腐食速度算出部２６，耐食性指数算出部２７及び記録・表示情報作成部２８を有する。イオン抽出部２２がＡ／Ｄ変換器２１に接続される。イオン濃度算出部２３、および、反応イオン算出部２４と皮膜形成算出部２５と腐食速度算出部２６と耐食性指数算出部２７からなる一連の演算部がＡ／Ｄ変換器２１に接続される。記録・表示情報作成部２８には、Ａ／Ｄ変換器２１，イオン抽出部２２，耐食性指数算出部２７及び表示装置２９が接続される。
【００３０】
イオン検出装置であるイオンセンサ１４Ａ，１４Ｂが、ノズル走査装置１０に取り付けられて水槽４内の水３の中に設置されている。イオンセンサ１４Ａ，１４Ｂは、施工対象物２の表面近傍で、Ｙ軸と平行で噴流中心を通る直線状に取り付けられる。濃度計１５Ａ，増幅器１５Ｂがノズル走査装置１０に取り付けられている。イオンセンサ１４Ａが増幅器１５Ｂに接続され、イオンセンサ１４Ｂが濃度計１５Ａに接続される。増幅器１５Ｂ，イオンセンサ１５ＢがＡ／Ｄ変換器２１に接続される。
【００３１】
ノズル走査制御装置３１がノズル走査装置１０に接続され、Ｘ軸走査機構１１，Ｙ軸走査機構１２，Ｚ軸方走査機構１３を制御する。ポンプ制御装置３０が高圧ポンプ５に接続される。高圧ホース９に取り付けられた圧力計３３及び流量計３２がポンプ制御装置３０に接続される。ポンプ制御装置３０及びノズル走査制御装置３１が信号処理装置２０に接続される。
【００３２】
ＷＪＰ装置１を用いて行う本実施例のウォータージェットピーニング方法を説明する。
本実施例のウォータージェットピーニング方法では、以下の操作または処理が行われる。
【００３３】
水槽４内に水３が充填され、ＷＪＰ施工対象物２が、水槽４内の水３の中に設置される。この施工対象物２は、プラント、例えば、建設される原子力プラントに設置される構成部材である。あるいは、施工対象物２は運転を経験した原子力プラントの構成部材であって、プラントの管理区域内に位置する、水が満たされた原子炉圧力容器またはプール内に、図１の設備を構成してＷＪＰ施工してもよい。図１では、施工対象物２は模式的に簡略化した形状で示されている。
【００３４】
ＷＪＰ施工をする際には、まず、ノズル６をＸ軸・Ｙ軸について固定した状態の定点打ちで適切な噴射条件を探索し、噴射条件が定まってからノズル６をＸ軸方向とＹ軸方向に矩形走査する。
【００３５】
ノズル６をＸ軸・Ｙ軸方向の走査開始位置に移動し、スタンドオフは探索条件の上限値となるように設定する。高圧ポンプ５の起動によって水槽４内の水３が給水ホース７を通して高圧ポンプ５に導かれる。ポンプ制御装置３０は、圧力計３３の計測値に基づいて、高圧ポンプ５から吐出される水の圧力を制御する。また、供給水の圧力を定めれば、高圧ホース９やノズル６に応じた適正範囲の値をとるはずであるが、流量計３２の計測値が適正範囲から逸脱していた場合には、ＷＪＰ装置１内のどこかに不具合があるはずなので、一旦、噴射を停止して装置をチェックする。
【００３６】
図７に示すように、高圧ポンプ５から吐出された水３は、初期値の圧力及び流量で、高圧ホース９を通してノズル６に供給され、ノズル６から高圧の水流３４となって水槽４内の水中に噴射される。噴射された水流３４内の気泡３６が水中で潰れることにより衝撃波３５が発生する。
【００３７】
ここで、水流３４内の気泡３６が水中で破壊する際に、衝撃波３５との作用で水中に貴金属イオンが存在する場合は、酸化力が増加した状態で施工対象金属表面へと達する。
【００３８】
貴金属イオンがＰｄの場合、噴射水中の濃度を１００ppmとして炭素鋼，ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼，１８２ニッケル基合金に噴射した後、人工海水中に１００時間まで浸漬して腐食生成物を除去後、重量減少を計測した結果を図２〜図６に示す。
【００３９】
図２は、図１に示すＷＪＰ装置を用いて炭素鋼表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した例である。ＡはＷＪＰを施さない未処理、Ｂは純水によるＷＪＰ処理、ＣはＷＪＰ噴流水にＰｄを１００ppm含有させた場合の腐食量を示す。ＤはＷＪＰ噴流水にＰｄを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。ＥはＷＪＰ噴流水にＰｔを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。ＦはＷＪＰ噴流水にＲｈを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。
【００４０】
図３は、図１に示すＷＪＰ装置を用いてステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した例である。ＡはＷＪＰを施さない未処理、Ｂは純水によるＷＪＰ処理、ＣはＷＪＰ噴流水にＰｄを１００ppm含有させた場合の腐食量を示す。ＤはＷＪＰ噴流水にＰｄを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。ＥはＷＪＰ噴流水にＰｔを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。ＦはＷＪＰ噴流水にＲｈを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。
【００４１】
図４は、図１に示すＷＪＰ装置を用いてニッケル基合金であるアロイ１８２表面にＷＪＰ処理を施した後に、人工海水中で計測した腐食量を比較した例である。ＡはＷＪＰを施さない未処理、Ｂは純水によるＷＪＰ処理、ＣはＷＪＰ噴流水にＰｄを１００ppm含有させた場合の腐食量を示す。ＤはＷＪＰ噴流水にＰｄを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。ＥはＷＪＰ噴流水にＰｔを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。ＦはＷＪＰ噴流水にＲｈを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。
【００４２】
図５は、図１に示すＷＪＰ装置により、３１６Ｌステンレス鋼表面を処理し、３.５％の人工海水中に１０００時間まで浸漬した際の腐食量の経時間変化を示している。ＡはＷＪＰを施さない未処理、Ｂは純水によるＷＪＰ処理、ＣはＷＪＰ噴流水にＰｄを１０ppm含有させた場合、ＤはＷＪＰ噴流水にＰｔを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。
【００４３】
図６は、図１に示すＷＪＰ装置により、ニッケル基合金１８２表面を処理し、原子炉水環境である溶存酸素濃度（ＤＯ）２００ppb、温度２８８度の高温純水中に１０００時間まで浸漬した際の腐食量の経時間変化を示している。ＡはＷＪＰを施さない未処理、Ｂは純水によるＷＪＰ処理、ＣはＷＪＰ噴流水にＰｄを１０ppm含有させた場合の腐食量を示す。
【００４４】
いずれもＷＪＰ施工がない場合（Ａ）ではＷＪＰ処理後や貴金属イオン噴射でのＷＪＰ処理後と比較すると腐食量が増加し、特に貴金属噴射でのＷＪＰと比較すると、２倍以上となった。
【００４５】
このことは、ＷＪＰ及び貴金属イオン注入ＷＪＰによりＷＪＰ施工表面金属上にＷＪＰによる酸化皮膜形成が進行し、その皮膜が耐食性を有することを示している。Ｐｄイオンは酸化皮膜中に１０％以上カチオン分率として含有されるとともに、Ｐｄのイオン価数は通常の２から４へと増加していた。このＰｄのイオン価数の増加は、ＸＰＳ（X-ray photoelectron spectroscopy；Ｘ線光電子分光）で確認することができる。このことは、ソノケミストリ効果による酸化作用の増進に関わり、ＷＪＰの作用がない場合より著しく酸化作用が生ずるために施工金属表面に形成される酸化皮膜がその後の環境の腐食作用の大きな障壁となることを示している。Ｒｈを用いた場合も、良好な耐食性が得られる。
【００４６】
なお、施工対象物が配置された水中に貴金属イオンを溶解しておき、純水によるＷＪＰ施工することもできる。これにより、噴射水に貴金属イオンを溶解させた場合と同等の腐食抑制効果が得られる。
【実施例２】
【００４７】
本発明の他の実施例である実施例２のウォータージェットピーニング方法を、図８を用いて説明する。本実施例のＷＪＰ方法は、例えば、沸騰水型原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置された炉内構造物を対象に実施される。この炉内構造物は、例えば、炉心シュラウドである。
【００４８】
沸騰水型原子力プラントの原子炉付近の構造を、図８を用いて説明する。沸騰水型原子力プラントの原子炉７５は、原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという）７６，炉心シュラウド７７，炉心支持板７９，上部格子板８０及びジェットポンプ８１を備えている。炉心シュラウド７７，炉心支持板７９，上部格子板８０及びジェットポンプ８１は、ＲＰＶ７６内に設置される。炉心を取り囲む炉心シュラウド７７内には、炉心の下端に位置する炉心支持板７９が設置され、炉心の上端に位置する上部格子板８０が設置される。複数のジェットポンプ８１が、ＲＰＶ７６と炉心シュラウド７７の間に形成される環状のダウンカマ８２内に配置される。
【００４９】
本実施例のウォータージェットピーニング方法に用いられるＷＪＰ装置１Ｂは、実施例１で用いられるＷＪＰ装置１においてノズル走査装置１０をノズル走査装置１０Ａに替えた構成を有する。ＷＪＰ装置１Ｂの他の構成はＷＪＰ装置１と同じである。
【００５０】
ノズル走査装置１０Ａについて説明する。ノズル走査装置１０Ａは、図８〜図１０に示すように、移動装置５８Ａ，５８Ｂ，ポスト部材６２，昇降体６３及びターンテーブル６５を有する。ターンテーブル６５が、炉心シュラウド７７の上部フランジ７８の上面に設置された環状のガイドレール６６に旋回可能に設置される。ターンテーブル６５には、ガイドレール６６の上面に接触する図示されていない複数の車輪が設けられる。少なくとも１つの車輪（図示せず）を回転させるモータ（図示せず）がターンテーブル６５に設けられる。移動装置５８Ａ，５８Ｂがターンテーブル６５上に設置される。
【００５１】
同じ構成を有する移動装置５８Ａ，５８Ｂを、移動装置５８Ａを例にとって説明する。
移動装置５８Ａは、図１０に示すように、装置本体５９，２本のアーム６０及びボールネジ７２を有する。２本のアーム６０が、装置本体５９のケーシングを貫通しており、スライド可能にそのケーシングに取り付けられる。２本のアーム６０の両端部が連結部材６１Ａ，６１Ｂによって連結されている。装置本体５９のケーシングを貫通するボールネジ７２が、回転可能に連結部材６１Ａ，６１Ｂに取り付けられる。装置本体５９のケーシング内には、図示されていないが、モータが設置され、このモータの回転軸に取り付けられた歯車（図示せず）が、ボールネジ７２に噛み合う歯車（図示せず）と噛み合っている。このモータの駆動によってそれらの歯車が回転し、ボールネジ７２がＲＰＶ７６の半径方向に移動する。ＲＰＶ７６の軸方向に伸びるポスト部材６２が、連結部材６１Ｂに取り付けられる。昇降体６３が、ポスト部材６２に沿って移動できるように、ポスト部材６２に取り付けられる。昇降体６３を上下動させるモータ６４がポスト部材６２の上端部に設けられる。
【００５２】
ノズル６，ＡＥセンサ１４Ａ，１４Ｂ及び監視カメラ６７が昇降体６３に設置される。
【００５３】
本実施例では、炉心シュラウド７７の上端部の外面に対してＷＪＰが施工される。本実施例では、炉心シュラウド７７がＷＪＰ施工対象物である。沸騰水型原子力プラントの運転が停止された後、ＲＰＶ７６の上蓋が取り外され、ＲＰＶ７６内に設置されている蒸気乾燥器及び気水分離器が取り外されてＲＰＶ７６の外に搬出される。これらの搬出は、ＲＰＶ７６が設置されている原子炉建屋内の天井クレーン（図示せず）を用いて行われる。
これらの取り外し及び搬出作業を行うとき、ＲＰＶ７６の真上に位置する原子炉ウエル６８内に、水３が充填されている。
【００５４】
ガイドレール６６が、その天井クレーンを用いて上部フランジ７８上まで移送され、上部フランジ７８に設置される。移動装置５８Ａ，５８Ｂが設置されたターンテーブル６５が、天井クレーンによって搬送され、ガイドレール６６上に設置される。昇降体６３が取り付けられたポスト部材６２が、ターンテーブル６５の搬送前に、移動装置５８Ａ，５８Ｂのそれぞれに設置されている。ターンテーブル６５がガイドレール６６に設置されたとき、移動装置５８Ａ，５８Ｂのそれぞれに設けられたポスト部材６２が、ダウンカマ８２内に配置される。
【００５５】
高圧ポンプ５が原子炉建屋内の運転床６９の上に置かれ、信号処理装置２０，ノズル走査制御装置３１，ポンプ制御装置３０が設けられる。運転床６９は原子炉ウエル６８を取り囲んでいる。高圧ポンプ５に接続された２本の高圧ホース９が、移動装置５８Ａ，５８Ｂにそれぞれ取り付けられ、移動装置５８Ａに設けられたノズル６及び移動装置５８Ｂに設けられたノズル６に別々に接続されている。
【００５６】
ノズル走査制御装置３１に接続される制御信号線７１が、移動装置５８Ａ，５８Ｂのそれぞれに設けられたモータ６４，装置本体５９のケーシング内に設けられたモータ、及びターンテーブル６５に設けられてターンテーブル６５の車輪を回転させるモータにそれぞれ接続される。それぞれのモータにはエンコーダ（図示せず）が設けられ、各エンコーダは、モータによって移動される部材の移動距離、すなわち、その部材の移動後の位置を検出する。
【００５７】
本実施例も、実施例１で生じた各効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、施工対象物の残留応力を改善し、耐食性を向上することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１，１Ａ，１Ｂ  ＷＪＰ装置
４  水槽
５  高圧ポンプ
６  ノズル
９  高圧ホース
１０  ノズル走査装置
１４Ａ，１４Ｂ  イオンセンサ
２０  信号処理装置
２２  衝撃波信号抽出部
２３  全衝撃波の発生頻度算出部
２４  反応イオン算出部
２５  発生位置算出部
２６  頻度分布算出部
２７  有効幅算出部
２８  記録・表示情報作成部
２９  表示装置
３０  ポンプ制御装置
３１  ノズル走査制御装置
５０  薬液注入装置
６０  アーム
６２  ポスト部材
６３  昇降体
６５  ターンテーブル
７６  原子炉圧力容器
７７  炉心シュラウド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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