(57)【要約】【課題】ノズルの状態を適確に取得可能なウォータージェットピーニング装置を提供する。【解決手段】ウォータージェットピーニング装置は、水中に配置され、水を噴射する噴射口を有するノズルと、水中に配置され、噴射口から水が噴射されている期間の少なくとも一部において音を検出する検出装置と、検出装置の検出結果に基づいて、ノズルの異常の有無を判定する処理装置と、を備える。【選択図】図５
2015131379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に配置され、水を噴射する噴射口を有するノズルと、
前記水中に配置され、前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において音を検出する検出装置と、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定する処理装置と、
を備えるウォータージェットピーニング装置。
【請求項２】
前記処理装置は、検出された前記音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、前記異常を検出する請求項１に記載のウォータージェットピーニング装置。
【請求項３】
前記処理装置は、音圧レベルが変化した前記音の周波数に基づいて、前記異常の種類を判定する請求項１又は請求項２に記載のウォータージェットピーニング装置。
【請求項４】
前記ノズルの異常は、前記ノズルの摩耗を含む請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング装置。
【請求項５】
前記検出装置を囲むように設けられ、前記検出装置との間の内部空間に水が満たされるアクリル樹脂製の第１カバー部材を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング装置。
【請求項６】
前記第１カバー部材は、前記内部空間と前記第１カバー部材の外部空間とを結ぶように形成される孔を有する請求項５に記載のウォータージェットピーニング装置。
【請求項７】
前記孔に配置される蓋部材を備える請求項６に記載のウォータージェットピーニング装置。
【請求項８】
前記第１カバー部材の外面及び内面を覆うように配置されるゴム製の第２カバー部材を備える請求項５から請求項７のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング装置。
【請求項９】
前記ノズル及び前記検出装置は、原子炉容器の内部の水中に配置され、
前記ノズルは、前記原子炉容器の最大水深部において前記噴射口から前記水を噴射し、
前記検出装置は、前記原子炉容器の最大水深部を含む任意の水深からの音を検出する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング装置。
【請求項１０】
水中に配置されたノズルの噴射口と施工対象物とを対向させた状態で、前記噴射口から水を噴射することと、
前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において、前記水中に配置された検出装置で音を検出することと、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定することと、
を含むウォータージェットピーニング方法。
【請求項１１】
検出された前記音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、前記異常が検出される請求項１０に記載のウォータージェットピーニング方法。
【請求項１２】
音圧レベルが変化した前記音の周波数に基づいて、前記異常の種類が判定される請求項１０又は請求項１１に記載のウォータージェットピーニング方法。
【請求項１３】
前記ノズルの異常は、前記ノズルの摩耗を含む請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング方法。
【請求項１４】
前記ノズル及び前記検出装置は、原子炉容器の内部の水中に配置され、
前記施工対象物は、前記原子炉容器を含み、
前記ノズルは、前記原子炉容器の最大水深部において前記噴射口から前記水を噴射し、
前記検出装置は、前記原子炉容器の最大水深部を含む任意の水深からの音を検出する請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載のウォータージェットピーニング方法。
【請求項１５】
水を噴射可能な噴射口を有するウォータージェットピーニング装置のノズルの評価方法であって、
前記ノズルを水中に配置した状態で前記ノズルの前記噴射口から水を噴射することと、
前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において、前記水中に配置された検出装置で音を検出することと、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定することと、
を含むノズルの評価方法。
【請求項１６】
検出された前記音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、前記異常が検出される請求項１５に記載のノズルの評価方法。
【請求項１７】
音圧レベルが変化した前記音の周波数に基づいて、前記異常の種類が判定される請求項１５又は請求項１６に記載のノズルの評価方法。
【請求項１８】
前記ノズルの異常は、前記ノズルの摩耗を含む請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載のノズルの評価方法。
【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装置、ウォータージェットピーニング方法、及びノズルの評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、原子炉のような構造物の溶接部に残留応力が存在する場合、特許文献１及び特許文献２に開示されているようなウォータージェットピーニング装置を使って残留応力を改善することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３００６４０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４８３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウォータージェットピーニング装置は、水中に配置されたノズルの噴射口から水（高圧水）を噴射する。その噴射された水に含まれる気泡が崩壊するときに発生する衝撃波が施工対象物に当たることにより、その施工対象物の残留応力が低減される。ノズルの性能が低下している状態でウォータージェットピーニング装置を使った作業をし続けてしまうと、施工対象物の残留応力を十分に低減できなくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、ノズルの状態に関する情報を適確に取得可能なウォータージェットピーニング装置、ウォータージェットピーニング方法、及びノズルの評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、水中に配置され、水を噴射する噴射口を有するノズルと、前記水中に配置され、前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において音を検出する検出装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定する処理装置と、を備えるウォータージェットピーニング装置を提供する。
【０００７】
本発明の第２の態様は、水中に配置されたノズルの噴射口と施工対象物とを対向させた状態で、前記噴射口から水を噴射することと、前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において、前記水中に配置された検出装置で音を検出することと、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定することと、を含むウォータージェットピーニング方法を提供する。
【０００８】
本発明の第３の態様は、水を噴射可能な噴射口を有するウォータージェットピーニング装置のノズルの評価方法であって、前記ノズルを水中に配置した状態で前記ノズルの前記噴射口から水を噴射することと、前記噴射口から前記水が噴射されている期間の少なくとも一部において、前記水中に配置された検出装置で音を検出することと、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ノズルの異常の有無を判定することと、を含むノズルの評価方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ノズルの状態に関する情報を適確に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態に係る原子力発電プラントの一例の概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る原子炉容器の一例を示す縦断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る原子炉容器の計装管台の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るウォータージェットピーニング装置の据付状態を表す概略図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るウォータージェットピーニング装置の一例を示す正面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るウォータージェットピーニング装置の機能ブロック図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係るウォータージェットピーニング方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１実施形態に係る噴射ノズルが発生する音の周波数と音圧レベルとの関係の一例を示す図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係るノズルの評価方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係るノズルの評価方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係るノズルの評価方法の一例を示す模式図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係るノズルの評価方法の一例を示す模式図である。
【図１３】図１３は、第３実施形態に係る正常なノズルの一例を示す模式図である。
【図１４】図１４は、第３実施形態に係る異常なノズルの一例を示す模式図である。
【図１５】図１５は、第３実施形態に係る異常なノズルの一例を示す模式図である。
【図１６】図１６は、第３実施形態に係るノズルの評価方法の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、第３実施形態に係るノズルの評価方法の一例を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、第３実施形態に係る噴射ノズルが発生する音の周波数と音圧レベルとの関係の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、第４実施形態に係るウォータージェットピーニング装置の一例を示す断面図である。
【図２０】図２０は、第５実施形態に係るウォータージェットピーニング装置の一例を示す断面図である。
【図２１】図２１は、第６実施形態に係るウォータージェットピーニング装置の一例を示す断面図である。
【図２２】図２２は、第７実施形態に係るウォータージェットピーニング装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１２】
以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の一方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。ＸＹ平面は、水平面と平行である。
【００１３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る原子力発電プラントＡＰの一例を示す概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、原子力発電プラントＡＰは、原子炉系ＣＳ１と、タービン系ＣＳ２とを有する。本実施形態において、原子力発電プラントＡＰは、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）を含み、原子炉系ＣＳ１で生成された高温高圧な１次冷却水（熱水）とタービン系ＣＳ２を循環する２次冷却水との熱交換を行って２次冷却水の蒸気を生成する蒸気発生器１０３を備えている。
【００１５】
原子炉系ＣＳ１は、原子炉容器１０１と、加圧器１０２と、１次冷却水ポンプ１０４とを備えている。原子炉容器１０１、加圧器１０２、蒸気発生器１０３、及び１次冷却水ポンプ１０４のそれぞれは、原子炉格納容器１００に格納される。原子炉容器１０１は、炉心１２９及び燃料集合体１２０を収容する。原子炉容器１０１で加熱され、加圧器１０２によって加圧された高温高圧な１次冷却水（熱水）は、蒸気発生器１０３に供給される。蒸気発生器１０３で熱交換された低温の１次冷却水は、原子炉容器１０１に供給される。
【００１６】
タービン系ＣＳ２は、高圧タービン１０８及び低圧タービン１０９を含む蒸気タービン１０７と、蒸気タービン１０７により駆動されて発電する発電機１１０と、湿分分離加熱器１１１と、蒸気タービン７で仕事をした蒸気を冷却して液化する復水器１１２と、給水ポンプ１１６と、復水ポンプ１１３と、低圧給水加熱器１１４と、脱気器１１５と、高圧給水加熱器１１７とを備えている。蒸気タービン１０７は、蒸気発生器１０３から供給された蒸気により作動する。復水器１１２は、例えば海水を使って蒸気を冷却して水に戻す。給水ポンプ１１６は、復水器１１２からの２次冷却水が蒸気発生器１０３に供給されるように作動する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る原子炉容器１０１の近傍を示す縦断面図である。図２に示すように、原子炉容器１０１は、容器本体１０１ａと、容器蓋１０１ｂとを有する。原子炉容器１０１の内部に炉心１２９が配置される。炉心１２９の内部に、複数の燃料集合体１２０と、複数の制御棒１３０とが配置される。制御棒駆動装置１３３は、制御棒クラスタ駆動軸１３５を上下方向に移動することによって、原子炉容器１０１の出力を制御する。
【００１８】
原子炉容器１０１は、容器本体１０１ａの下鏡１０１ｅを貫通するように配置される複数の計装管台１３６を有する。計装管台１３６の上端部は、原子炉容器１０１の内部に配置され、計装管台１３６の下端部は、原子炉容器１０１の外部に配置される。計装管台１３６の上端部に、炉内計装案内管１３７が接続される。計装管台１３６の下端部に、コンジットチューブ１３８が接続される。
【００１９】
シンブルチューブ１４１が、コンジットチューブ１３８、計装管台１３６、及び炉内計装案内管１３７を介して、燃料集合体１２０まで挿入可能に配置される。シンブルチューブ１４１は、中性子束を計測可能な中性子束検出器を有する。
【００２０】
制御棒駆動装置１３３は、制御棒クラスタ駆動軸１３５を移動することにより、燃料集合体１２０から制御棒１３０を引き抜いたり、燃料集合体１２０に制御棒１３０を挿入したりすることができる。燃料集合体１２０から制御棒１３０が引き抜かれることにより、炉心１２９における核分裂で発生した熱エネルギーにより、原子炉容器１０１の１次冷却水が加熱され、その加熱された１次冷却水が蒸気発生器１０３に供給される。また、燃料集合体１２０に対する制御棒１３０の挿入量が調整されることにより、炉心１２９で生成される中性子数が調整される。また、燃料集合体１２０に制御棒１３０が全て挿入されることにより、原子炉は停止する。
【００２１】
図３は、本実施形態に係る計装管台１３６の一例を示す断面図である。図３に示すように、計装管台１３６は、炉内計装筒１４５を含み、容器本体１０１ａの下鏡１０１ｅに形成された孔１４６に配置される。計装管台１３６は、下鏡１０１ｅの内面に溶接により固定される。計装管台１３６と下鏡１０１ｅとの間に、溶接部（開先溶接部）１４７が設けられる。
【００２２】
本実施形態において、容器本体１０１ａは、母材となる低合金鋼と、その低合金鋼の内面に肉盛溶接されたステンレス鋼とを含む。炉内計装筒１４５は、ニッケル基合金製である。炉内計装筒１４５が孔１４６に配置された状態で、ニッケル基合金製の材料により、容器本体１０１ａと炉内計装筒１４５とが溶接される。これにより、溶接部１４７が生成される。
【００２３】
溶接により、計装管台１３６（炉内計装筒１４５）、開先溶接部１４７、及びその周囲に配置される容器本体１０１ａ（下鏡１０１ｅ）に引張応力が残留する可能性があり、その結果、応力腐食割れが発生する可能性がある。
【００２４】
本実施形態においては、ウォータージェットピーニングにより、施工対象物である計装管台１３６（炉内計装筒１４５）の表面、開先溶接部１４７、及び下鏡１０１ｅの表面（内面）を施工して、施工対象物の残留応力を緩和して、応力腐食割れの発生を抑制する。
【００２５】
ウォータージェットピーニングは、応力を改善する施工対象物を水中に浸漬させた状態で、水中に配置されたノズルの噴射口から水（高圧水）を噴射する施工方法である。ノズルから噴射された水に含まれる気泡が崩壊することによって衝撃波が発生する。その衝撃波が水中の施工対象物に当たることよって、その施工対象物の表面付近の残留応力が緩和される。
【００２６】
すなわち、水中に配置されたノズルから、気泡を含む高圧水が噴射されると、ノズルの周囲に存在する静止水とノズルから噴射された高圧水との境界に生じるせん断力によって渦が発生し、その渦の近傍で局所的な圧力変動が生じる。このとき、局所的に負圧になった領域においても気泡が発生する。ノズルから噴射される時点で高圧水に含まれていた気泡、及び噴射後の水流内で発生した気泡は、負圧下で成長し、正圧下で収縮する。正圧がさらに増大したとき、気泡が崩壊する。気泡が崩壊するときに衝撃波が発生する。このような気泡の発生、成長、収縮、及び崩壊の過程は、キャビテーションと呼ばれる。キャビテーションにより衝撃波が発生し、その衝撃波が施工対象物に当たることによって、施工対象物の表面付近の残留応力が緩和される。
【００２７】
次に、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置１６０の一例について説明する。図４は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置１６０の設置例を示す図である。図５は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置１６０の一例を示す図である。図４及び図５に示すように、ウォータージェットピーニング装置１６０は、計装管台１３６（炉内計装筒１４５）に装着された状態で、施工対象物（炉内計装筒１４５の表面及び下鏡１０１ｅの表面など）の残留応力を緩和するための施工を行う。
【００２８】
図４に示すように、原子力発電プラントＡＰは、原子炉建屋の作業フロア１５１に配置されたガイドレール１５５と、ガイドレール１５５にガイドされる移動式クレーン１５６と、作業フロア１５１よりも下方に設けられ、冷却水で満たされたキャビティ１５２とを有する。キャビティ１５２の内部に原子炉容器１０１が配置される。
【００２９】
移動式クレーン１５６は、電動ホイスト１５７と、電動ホイスト１５７に支持されるフック１５８とを有し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに移動可能である。電動ホイスト１５７は、フック１５８をＺ軸方向に移動可能である。フック１５８は、据付用ポール１５９を介して、ウォータージェットピーニング装置１６０を支持する。電動ホイスト１５７及び移動式クレーン１５６を含む移動装置により、ウォータージェットピーニング装置１６０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のそれぞれに移動可能である。
【００３０】
図４及び図５に示すように、ウォータージェットピーニング装置１６０は、装置本体１６１と、接続部材１６２と、水を噴射する噴射口１６３ｂを有する噴射ノズル１６３と、音を検出可能な検出装置１とを備えている。
【００３１】
接続部材１６２は、装置本体１６１の下部に配置され、その装置本体１６１から下方に突出する。接続部材１６２は、計装管台１３６（炉内計装筒１４５）と接続される。これにより、装置本体１６１が計装管台１３６に固定される。
【００３２】
噴射ノズル１６３は、水中に配置され、水中において噴射口１６３ｂから水（高圧水）を噴射する。噴射ノズル１６３は、施工対象物の表面と対向するように、装置本体１６１に設けられる。本実施形態において、施工対象物の表面は、計装管台１３６（炉内計装筒１４５）の外面、下鏡１０１ｅの内面、開先溶接部１４７の表面の少なくとも一つを含む。水中に配置された噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂと施工対象物とが対向された状態で、噴射口１６３ｂから水が噴射される。
【００３３】
図４に示すように、噴射ノズル１６３は、供給管１６３ａを介して、高圧水ポンプ１６４と接続される。供給管１６３ａを介して、高圧水ポンプ１６４から噴射ノズル１６３に高圧水が供給される。これにより、噴射ノズル１６３は、水中に配置された状態で、噴射口１６３ｂから高圧水を噴射することができる。
【００３４】
検出装置１は、装置本体１６１に配置され、噴射口１６３ｂから水が噴射されている期間の少なくとも一部において音を検出する。検出装置１は、水中マイクロフォンを含み、水中に配置された状態で音を検出する。
【００３５】
図６は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置１６０の機能ブロック図である。図４及び図６に示すように、検出装置１は、ケーブル２を介して、処理装置３と接続される。処理装置３は、検出装置１から出力された検出信号を処理可能なＣＰＵ（Central Processing Unit）のような演算装置、及びＦＦＴアナライザのような周波数解析装置を含む。本実施形態において、処理装置３に記憶装置４が接続される。記憶装置４は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、及びハードディスクドライブの少なくとも一つを含む。また、処理装置３に出力装置５が接続される。出力装置５は、フラットパネルディスプレイのような表示装置、及び印刷装置の少なくとも一つを含む。検出装置１は、水中に配置される。処理装置３、記憶装置４、及び出力装置５は、水中に配置されない。処理装置３及び記憶装置４は、例えば作業フロア１５１に配置される。検出装置１の検出信号は、ケーブル２を介して、処理装置３に出力される。
【００３６】
図５に示すように、接続部材１６２と計装管台１３６とが接続された状態で、装置本体１６１は、Ｚ軸と平行な中心軸Ｃを中心に回転可能である。噴射ノズル１６３は、中心軸Ｃから離れた位置に配置されている。そのため、中心軸Ｃを中心に装置本体１６１が回転することにより、噴射ノズル１６３は、中心軸Ｃの周囲を旋回するように移動する。また、噴射ノズル１６３は、Ｚ軸方向に移動可能である。これにより、噴射口１６３ｂと施工対象物との相対位置が調整される。噴射口１６３ｂと施工対象物との相対位置の調整は、噴射口１６３ｂと施工対象物の表面との距離の調整、及び噴射口１６３ｂから噴射される水の噴射方向（施工対象物の表面に対する噴射口１６３ｂからの水の入射方向）の調整の少なくとも一方を含む。
【００３７】
本実施形態において、噴射ノズル１６３及び検出装置１のそれぞれは、装置本体１６１に接続される。接続部材１６２と計装管台１３６とが接続された状態で、装置本体１６１が中心軸Ｃを中心に回転しても、噴射ノズル１６３と検出装置１との相対位置は変化しない。
【００３８】
本実施形態において、検出装置１は、中心軸Ｃから離れた位置に配置されている。そのため、中心軸Ｃを中心に装置本体１６１が回転することにより、検出装置１は、中心軸Ｃの周囲を旋回するように移動する。
【００３９】
本実施形態において、検出装置１は、噴射ノズル１６３よりも上方に配置される。すなわち、本実施形態において、検出装置１は、噴射ノズル１６３よりも、施工対象物から離れている。また、検出装置１は、噴射ノズル１６３の水の噴射により生成される気泡と、可能な限り接触しないように配置される。
【００４０】
図４に示すように、キャビティ１５２に水が満たされている状態で、ウォータージェットピーニング装置１６０は、据付用ポール１５９を介して移動式クレーン１５６に吊り下げられる。移動式クレーン１５６の移動により、ＸＹ平面内に関する計装管台１３６に対する装置本体１６１（噴射ノズル１６３及び検出装置１）の位置が調整される。また、電動ホイスト１５７により、Ｚ軸方向に関する計装管台１３６に対する装置本体１６１の位置が調整される。移動式クレーン１５６及び電動ホイスト１５７を含む移動装置は、接続部材１６２が計装管台１３６に接続されるように、装置本体１６１の位置を調整する。
【００４１】
ウォータージェットピーニング装置１６０が計装管台１３６に固定され、噴射ノズル１６３及び検出装置１が水中に配置されると、施工対象物に対して噴射ノズル１６３が移動しつつ、噴射口１６３ｂから水が噴射される。上述のように、噴射ノズル１６３は、中心軸Ｃを中心に移動（旋回）したり、Ｚ軸方向に移動（昇降）したりすることができる。水中に配置された噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂと施工対象物とが対向された状態で、噴射口１６３ｂから水が噴射されることにより、水に含まれる気泡の崩壊により発生する衝撃波が、計装管台１３６（炉内計装筒１４５）の外面、下鏡１０１ｅの内面、及び開先溶接部１４７の表面の少なくとも一つに当たる。これにより、計装管台１３６（炉内計装筒１４５）の外面、下鏡１０１ｅの内面、及び開先溶接部１４７の表面の残留応力が緩和される。
【００４２】
次に、本実施形態に係るウォータージェットピーニング方法の一例について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング方法の一例を示すフローチャートである。
【００４３】
水中に配置された噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂと施工対象物とが対向された状態で、噴射口１６３ｂからの水の噴射が開始される（ステップＳＡ１）。これにより、施工対象物がウォータージェットピーニングされる。
【００４４】
噴射口１６３ｂから水が噴射されている期間の少なくとも一部において、水中に配置された検出装置１は、音の検出を開始する（ステップＳＡ２）。本実施形態においては、ウォータージェットピーニング施工期間中において、検出装置１は、音を検出し続ける。すなわち、検出装置１は、ウォータージェットピーニング施工期間中において、音を常時モニタする。
【００４５】
検出装置１の検出信号は、処理装置３に出力される。処理装置３は、検出装置１からの検出信号を処理（信号処理）する（ステップＳＡ３）。本実施形態において、処理装置３は、検出装置１から出力された、音に関する検出信号の周波数特性を解析する。周波数特性は、周波数分布及び音圧レベルを含む。処理装置３は、検出装置１から出力された、音に関する検出信号の周波数分布を解析する。また、処理装置３は、検出装置１で検出された、音の所定の周波数における音圧レベルの変化を解析する。音圧レベルの変化は、音圧レベルの変化の有無、音圧レベルの変化量（変化度合、増減度合）、周波数と音圧レベルとの関係をグラフ化したときの接線の傾きの変化、及び周波数に対する音圧レベルの分布の変化の少なくとも一つを含む。
【００４６】
噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されることにより、音が発生する。検出装置１は、噴射口１６３ｂから水が噴射されている状態において、噴射ノズル１６３から発生した音を検出する。また、検出装置１は、噴射ノズル１６３が発生する音のみならず、その反射音も検出する。処理装置３は、検出装置１が検出した音に関する検出結果に基づいて、噴射ノズル１６３の異常の有無を判定する。なお、以下の説明においては、検出装置１は、噴射ノズル１６３が発生する音を検出することとするが、上述のように、反射音も検出する。
【００４７】
正常な状態の噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されるときに噴射ノズル１６３が発生する音（周波数成分及び音圧レベルの一方又は両方）と、異常な状態の噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されるときに噴射ノズル１６３が発生する音とは、異なる。したがって、処理装置３は、検出装置１の検出結果に基づいて、噴射ノズル１６３に異常が発生したか否かを判定することができる。
【００４８】
噴射ノズル１６３の異常は、噴射ノズル１６３の摩耗を含む。正常な状態の噴射ノズル１６３（例えば、新品の噴射ノズル１６３）は、摩耗していない。一方、噴射ノズル１６３は、使用されることにより摩耗する可能性がある。噴射ノズル１６３の使用状態、使用環境、及び使用期間に基づいて、噴射ノズル１６３の摩耗状態は変化する可能性がある。
【００４９】
図８は、正常な状態の噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されるときに発生する音、及び異常な状態の噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されるときに発生する音それぞれの、周波数と音圧レベルとの関係の一例を示す図である。図８は、検出装置１の検出結果（モニタ結果）が処理装置３により信号処理され、その信号処理の結果が出力装置５に出力された例を示す。
【００５０】
図８に示すように、噴射ノズル１６３が正常な状態から異常な状態に変化すると、ラインＬ１からラインＬ２に変化するように、検出装置１で検出された音の所定の周波数（周波数領域）における音圧レベルが変化する。図８に示す例では、噴射ノズル１６３が正常な状態（ラインＬ１）から異常な状態（ラインＬ２）に変化すると、所定の周波数における音圧レベルが低下する。なお、噴射ノズル１６３が正常な状態（ラインＬ１）から異常な状態（ラインＬ２）に変化した場合、所定の周波数における音圧レベルが増大する可能性もある。したがって、処理装置３は、検出装置１の検出結果に基づいて、噴射ノズル１６３に異常が発生したか否かを判定することができる。本実施形態において、処理装置３は、検出装置１で検出された音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、噴射ノズル１６３の異常を検出する。
【００５１】
処理装置３は、検出装置１の検出結果（モニタ結果）に基づいて、所定の周波数（周波数領域）における音圧レベルが変化したかどうかを判断する（ステップＳＡ４）。
【００５２】
音圧レベルの変化量が予め定められている閾値よりも小さい場合、処理装置３は、音圧レベルが変化していないと判断し、噴射ノズル１６３に異常が発生していない（噴射ノズル１６３は正常である）と判断する（ステップＳＡ５）。
【００５３】
一方、音圧レベルの変化量が予め定められている閾値よりも大きい場合、処理装置３は、音圧レベルが変化したと判断し、噴射ノズル１６３に異常が発生した判断する（ステップＳＡ６）。本実施形態において、処理装置３は、音圧レベルの変化に基づいて、噴射ノズル１６３が摩耗したと判断する。
【００５４】
噴射ノズル１６３に異常が発生したと判断された場合、例えば、噴射ノズル１６３の交換など、所定のメンテナンスが行われる（ステップＳＡ７）。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態によれば、噴射ノズル１６３が配置される水中に検出装置１を配置したので、噴射ノズル１６３が発生する音を検出装置１で精確に検出することができる。
【００５６】
例えば、検出装置１が水中に配置されず、原子炉容器１０１の外側に配置される場合、噴射ノズル１６３が発生する音を精確に検出できなくなる可能性がある。検出装置１が原子炉容器１０１の外側に配置されると、検出装置１は、例えば原子炉容器１０１の固有振動数成分、配管系の共鳴音など、不要な音（他の音、ノイズ成分）も検出してしまう可能性が高くなる。
【００５７】
本実施形態によれば、検出装置１と噴射ノズル１６３とが、水で満たされた同一空間（本実施形態においては、原子炉容器１０１の内部空間）に配置されるため、検出装置１が不要な音を検出してしまうことが抑制される。検出装置１で噴射ノズル１６３が発生する音を精確に検出できるため、その検出結果に基づいて、噴射ノズル１６３の状態に関する情報を適確に取得することができる。正常な状態の噴射ノズル１６３が発生する音と、異常な状態の噴射ノズル１６３が発生する音とは異なる。そのため、噴射ノズル１６３が発生する音を検出装置１で検出することにより、その検出結果に基づいて、噴射ノズル１６３の異常の有無を判定することができる。したがって、異常な状態の噴射ノズル１６３でウォータージェットピーニングをし続けてしまうような不具合の発生が抑制される。そのため、ウォータージェットピーニングを使って施工対象物を良好に施工することができる。
【００５８】
また、噴射ノズル１６３が異常であるとき、その異常な状態の噴射ノズル１６３でウォータージェットピーニングを行っても、所期の気泡（衝撃波）が得られず、その結果、施工対象物に所期の施工をすることが困難となる。本実施形態によれば、検出装置１の検出結果に基づいて、噴射ノズル１６３の健全性を把握できるため、ウォータージェットピーニングが良好に行われたか否かを判定することができる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、処理装置３は、検出装置１で検出された音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、噴射ノズル１６３に異常が発生したか否かを判断する。これにより、噴射ノズル１６３の異常を精確に検出できる。噴射ノズル１６３の使用において噴射ノズル１６３が正常な状態から異常な状態に変化した場合、噴射ノズル１６３が発生する音の所定の周波数における音圧レベルが変化し、その結果、検出装置１で検出される音の所定の周波数における音圧レベルが変化する。そのため、検出装置１で検出された音の所定の周波数における音圧レベルの変化に基づいて、噴射ノズル１６３が異常であるか否かを検出することができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、噴射ノズル１６３の異常として、噴射ノズル１６３が摩耗したか否かを判定する。これにより、噴射ノズル１６３に発生する可能性が高い異常の形態の１つである摩耗の状態を適確に把握することができる。
【００６１】
なお、本実施形態において、音圧レベルの変化のみならず、ピークレベルの周波数（卓越周波数）の変化に基づいて噴射ノズル１６３の異常が検出されてもよい。以下の実施形態においても同様である。
【００６２】
なお、上述したように、検出装置１は、噴射ノズル１６３が発生する音のみならず、その反射音も検出する。処理装置３は、検出装置１が検出した音及びその反射音に基づいて、噴射ノズル１６３の異常の有無を判定してもよい。以下の実施形態においても同様である。
【００６３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００６４】
上述の第１実施形態においては、ウォータージェットピーニング施工期間中において、検出装置１が音を常時モニタし、噴射ノズル１６３から発生する音の変化に基づいて、噴射ノズル１６３に異常が発生したか否かが判断される例について説明した。本実施形態においては、正常な状態の噴射ノズル１６３の音に関する情報を事前に取得し、その正常な状態の噴射ノズル１６３の音に関する情報に基づいて、評価対象の噴射ノズル１６３に異常が発生したか否かが判断される例について説明する。
【００６５】
図９及び図１０は、本実施形態に係る噴射ノズル１６３の評価方法の一例を示すフローチャートである。図９は、正常な状態の噴射ノズル１６３（例えば、新品の噴射ノズル１６３）の音に関する情報を取得するシーケンスを示す。図１０は、評価対象の噴射ノズル１６３の評価方法の一例を示すシーケンスを示す。
【００６６】
図９を参照して、正常な状態の噴射ノズル１６３の音に関する情報を取得するシーケンスについて説明する。以下の説明において、正常な状態の噴射ノズル１６３を適宜、リファレンス噴射ノズル１６３、と称し、正常な状態の噴射ノズル１６３の音に関する情報を適宜、リファレンスデータ、と称する。
【００６７】
リファレンス噴射ノズル１６３及び検出装置１が、水で満たされた同一空間に配置される。本実施形態において、リファレンス噴射ノズル１６３及び検出装置１は、水で満たされた原子炉容器１０１の内部空間に配置される。
【００６８】
水中に配置されたリファレンス噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射される（ステップＳＢ１）。リファレンス噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されている期間の少なくとも一部において、水中に配置された検出装置１が音を検出する（ステップＳＢ２）。
【００６９】
検出装置１の検出信号は、処理装置３に出力される。処理装置３は、検出装置１からの検出信号を処理する（ステップＳＢ３）。処理装置３は、検出装置１から出力された、音に関する検出信号の周波数分布を解析する。また、処理装置３は、検出装置１で検出された、音の所定の周波数における音圧レベルの変化を解析する。
【００７０】
リファレンス噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されるときにそのリファレンス噴射ノズル１６３から発生する音の周波数特性は、図８のラインＬ１で示したような周波数特性となる。処理装置３は、リファレンス噴射ノズル１６３が発生した音に関する情報（リファレンスデータ）を記憶装置４に記憶する（ステップＳＢ４）。
【００７１】
次に、図１０を参照して、リファレンスデータに基づいて、評価対象の噴射ノズル１６３の状態を評価するシーケンスについて説明する。以下の説明において、評価対象の噴射ノズル１６３を適宜、評価対象噴射ノズル１６３、と称し、評価対象の噴射ノズル１６３の音に関する情報を適宜、評価対象データ、と称する。
【００７２】
評価対象噴射ノズル１６３及び検出装置１が、水で満たされた同一空間に配置される。本実施形態において、評価対象噴射ノズル１６３及び検出装置１は、水で満たされた原子炉容器１０１の内部空間に配置される。
【００７３】
水中に配置された評価対象噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射される（ステップＳＣ１）。評価対象噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されている期間の少なくとも一部において、水中に配置された検出装置１により音が検出される（ステップＳＣ２）。
【００７４】
検出装置１の検出信号は、処理装置３に出力される。処理装置３は、検出装置１からの検出信号を処理（信号処理）する（ステップＳＣ３）。処理装置３は、検出装置１から出力された、音に関する検出信号の周波数分布を解析する。また、処理装置３は、検出装置１で検出された、音の所定の周波数における音圧レベルの変化を解析する。
【００７５】
処理装置３は、記憶装置４に記憶されているリファレンスデータと、評価対象噴射ノズル１６３が発生した音に関する情報（評価対象データ）とを比較する（ステップＳＣ４）。
【００７６】
処理装置３は、所定の周波数（周波数領域）においてリファレンスデータと評価対象データとが異なるか否か（所定の周波数における音圧レベルが異なるか否か）を判断する（ステップＳＣ５）。
【００７７】
リファレンスデータの音圧レベルと評価対象データの音圧レベルとの差が予め定められている閾値よりも小さい場合、処理装置３は、音圧レベルは等しいと判断し、評価対象噴射ノズル１６３に異常が発生していない（評価対象噴射ノズル１６３は正常である）と判断する（ステップＳＣ６）。
【００７８】
一方、リファレンスデータの音圧レベルと評価対象データの音圧レベルとの差が予め定められている閾値よりも大きい場合、処理装置３は、音圧レベルが異なると判断し、評価対象噴射ノズル１６３に異常が発生した判断する（ステップＳＣ７）。本実施形態において、処理装置３は、音圧レベルの差に基づいて、評価対象噴射ノズル１６３が摩耗したと判断する。
【００７９】
評価対象噴射ノズル１６３に異常が発生したと判断された場合、例えば、評価対象噴射ノズル１６３の交換など、所定のメンテナンスが行われる（ステップＳＣ８）。
【００８０】
なお、本実施形態に係る評価方法は、図１１の模式図に示すように、ウォータージェットピーニングシーケンスとともに行われてもよい。すなわち、水で満たされた同一空間（原子炉容器１０１の内部空間）にリファレンス噴射ノズル１６３及び検出装置１を配置し、リファレンス噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから噴射された水を施工対象物に当てながら、図９を参照して説明したシーケンスを実行してリファレンスデータを取得する。その後、水で満たされた同一空間（原子炉容器１０１の内部空間）に評価対象噴射ノズル１６３及び検出装置１を配置し、評価対象噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから噴射された水を施工対象物に当てながら、図１０を参照して説明したシーケンスを実行して評価対象データを取得してもよい。
【００８１】
なお、本実施形態に係る評価方法は、図１２の模式図に示すように、ウォータージェットピーニングシーケンスとは別の評価シーケンスにおいて行われてもよい。すなわち、水で満たされた同一空間（原子炉容器１０１の内部空間）にリファレンス噴射ノズル１６３及び検出装置１を配置し、施工対象物に当たらないように、リファレンス噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水を噴射して、図９を参照して説明したシーケンスを実行してリファレンスデータを取得する。その後、水で満たされた同一空間（原子炉容器１０１の内部空間）に評価対象噴射ノズル１６３及び検出装置１を配置し、施工対象物に当たらないように、評価対象噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水を噴射して、図１０を参照して説明したシーケンスを実行して評価対象データを取得してもよい。
【００８２】
また、リファレンス噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから噴射された水を施工対象物に当てずに、図９を参照して説明したシーケンスを実行してリファレンスデータを取得した後、評価対象噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから噴射された水を施工対象物に当てながら、図１０を参照して説明したシーケンスを実行して評価対象データを取得してもよい。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態によれば、事前にリファレンスデータを取得し、そのリファレンスデータと、評価対象噴射ノズル１６３の評価対象データとを比較するようにしたので、評価対象噴射ノズル１６３の異常の有無を適確に判断することができる。
【００８４】
＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００８５】
上述の第１実施形態及び第２実施形態においては、所定の周波数における音圧レベルに基づいて、噴射ノズル１６３に異常が発生したか否かが判断される例について説明した。本実施形態においては、音圧レベルが変化した音の周波数に基づいて、異常の種類が判定される例について説明する。
【００８６】
図１３は、正常な状態の噴射ノズル１６３の一例を示す模式図である。図１４及び図１５は、異常な状態の噴射ノズル１６３の一例を示す模式図である。噴射ノズル１６３の異常は、噴射ノズル１６３の摩耗を含む。噴射ノズル１６３の使用状態、使用環境、及び使用期間に基づいて、噴射ノズル１６３の摩耗状態は変化する可能性がある。図１４及び図１５のそれぞれは、噴射ノズル１６３の摩耗状態の一例を示す。正常な状態の噴射ノズル１６３が摩耗することにより、例えば、図１４に示すように、噴射口１６３ｂと接続される噴射ノズル１６３の流路の内面が斜面（テーパ面）になるように摩耗する可能性がある。また、図１５に示すように、噴射口１６３ｂと接続される噴射ノズル１６３の流路の内面に溝（例えば螺旋溝）が形成されるように摩耗する可能性がある。
【００８７】
なお、図１４及び図１５を参照して、２つの摩耗形態について説明した。摩耗形態は、噴射ノズル１６３の使用状態、使用環境、及び使用期間に基づいて、複数存在する。例えば、噴射ノズル１６３の流路の内面が斜面（テーパ面）になる摩耗形態において、テーパ面の角度が異なる複数の摩耗形態が発生する可能性がある。また、噴射ノズル１６３の流路の内面に溝が形成される摩耗形態において、溝の数、溝の深さ、及び溝の形状が異なる複数の摩耗形態が発生する可能性がある。また、噴射ノズル１６３の流路の内面がテーパ面になるとともに、噴射ノズル１６３の流路の内面に溝が形成される摩耗形態が発生する可能性もある。このように、噴射ノズル１６３の使用状態、使用環境、及び使用期間に基づいて、噴射ノズル１６３に発生する異常（摩耗）の種類（形態、類型）は、複数存在する。
【００８８】
図１６及び図１７は、本実施形態に係る噴射ノズル１６３の評価方法の一例を示すフローチャートである。図１６は、複数の異常の種類のそれぞれに対応した噴射ノズル１６３の音に関する情報を取得するシーケンスを示す。図１７は、評価対象噴射ノズル１６３の状態を評価するシーケンスを示す。
【００８９】
図１６を参照して、複数の異常の種類のそれぞれに対応した噴射ノズル１６３の音に関する情報を取得するシーケンスについて説明する。以下の説明において、複数の種類の異常な状態の噴射ノズル１６３を適宜、異常類型噴射ノズル１６３、と称し、異常な状態の噴射ノズル１６３の音に関する情報を適宜、異常類型データ、と称する。本実施形態においては、Ｎ種類（Ｎ数）の異常類型データを取得する例について説明する。
【００９０】
本実施形態においては、第１種類から第Ｎ種類の異常類型噴射ノズル１６３が予め準備される。それらＮ種類の異常類型噴射ノズル１６３それぞれについての音に関する情報（異常類型データ）が取得される。Ｎ種類の異常類型噴射ノズル１６３のうち、１つの異常類型噴射ノズル１６３は、例えば図１４を参照して説明した噴射ノズル１６３でもよい。Ｎ種類の異常類型噴射ノズル１６３のうち、１つの異常類型噴射ノズル１６３は、例えば図１５を参照して説明した噴射ノズル１６３でもよい。
【００９１】
図１６に示すように、カウンターｎ＝１が設定された後（ステップＳＤ１）、第１種類（第１類型）の異常類型噴射ノズル１６３及び検出装置１が、水で満たされた同一空間（原子炉容器１０１の内部空間）に配置される。
【００９２】
その第１種類の異常類型噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射される（ステップＳＤ２）。第１種類の異常類型噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されている期間の少なくとも一部において、水中に配置された検出装置１が音を検出する（ステップＳＤ３）。
【００９３】
検出装置１の検出信号は、処理装置３に出力される。処理装置３は、検出装置１からの検出信号を処理する（ステップＳＤ４）。処理装置３は、検出装置１から出力された、音に関する検出信号の周波数分布を解析する。また、処理装置３は、検出装置１で検出された、音の所定の周波数における音圧レベルの変化を解析する。
【００９４】
第１種類の異常類型噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されるときにその異常類型噴射ノズル１６３が発生した音に関する情報（第１異常類型データ）が記憶装置４に記憶される（ステップＳＤ５）。
【００９５】
次に、カウンターｎがＮ以下であるか否かが判断され（ステップＳＤ６）、カウンターｎがＮ以下であると判断された場合、カウンターｎ＝ｎ＋１の処理が行われ（ステップＳＤ７）、第２種類の異常類型噴射ノズル１６３について、上述のシーケンス（ステップＳＤ２からステップＳＤ５）が行われる。
【００９６】
処理装置３は、第Ｎ種類（第Ｎ類型）の異常類型噴射ノズル１６３のそれぞれについて、上述のシーケンス（ステップＳＤ２からステップＳＤ５）を行う。これにより、第１種類から第Ｎ種類の異常類型噴射ノズル１６３のそれぞれに関する異常類型データ（第１異常類型データから第Ｎ異常類型データ）が取得され、記憶装置４に記憶される。
【００９７】
また、本実施形態において、正常な状態の噴射ノズル（リファレンス噴射ノズル）１６３の音に関する情報（リファレンスデータ）も、記憶装置４に記憶される。
【００９８】
次に、図１７を参照して、評価対象噴射ノズル１６３の状態を評価するシーケンスについて説明する。
【００９９】
評価対象噴射ノズル１６３及び検出装置１が、水で満たされた同一空間（原子炉容器１０１の内部空間）に配置される。
【０１００】
水中に配置された評価対象噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射される（ステップＳＥ１）。評価対象噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されている期間の少なくとも一部において、水中に配置された検出装置１により音が検出される（ステップＳＥ２）。
【０１０１】
検出装置１の検出信号は、処理装置３に出力される。処理装置３は、検出装置１からの検出信号を処理（信号処理）する（ステップＳＥ３）。処理装置３は、検出装置１から出力された、音に関する検出信号の周波数分布を解析する。また、処理装置３は、検出装置１で検出された、音の所定の周波数における音圧レベルの変化を解析する。
【０１０２】
処理装置３は、記憶装置４に記憶されているリファレンスデータと、評価対象噴射ノズル１６３の評価対象データとを比較する（ステップＳＥ４）。処理装置３は、所定の周波数（周波数領域）においてリファレンスデータと評価対象データとが異なるか否か（所定の周波数における音圧レベルが異なるか否か）を判断する（ステップＳＥ５）。
【０１０３】
リファレンスデータの音圧レベルと評価対象データの音圧レベルとの差が予め定められている閾値よりも小さい場合、処理装置３は、音圧レベルは等しいと判断し、評価対象噴射ノズル１６３に異常が発生していない（評価対象噴射ノズル１６３は正常である）と判断する（ステップＳＥ６）。
【０１０４】
一方、リファレンスデータの音圧レベルと評価対象データの音圧レベルとの差が予め定められている閾値よりも大きい場合、処理装置３は、音圧レベルが異なると判断し、評価対象噴射ノズル１６３に異常が発生した判断する（ステップＳＥ７）。処理装置３は、音圧レベルの差に基づいて、評価対象噴射ノズル１６３が摩耗したと判断する。
【０１０５】
本実施形態において、評価対象噴射ノズル１６３に異常が発生していると判断した後、処理装置３は、リファレンスデータに対して音圧レベルが変化した（音圧レベルが異なる）音の周波数（周波数領域）に基づいて、評価対象噴射ノズル１６３に発生している異常の種類を判定する（ステップＳＥ８）。本実施形態において、処理装置３は、記憶装置４に記憶されている複数の異常類型データ（第１異常類型データから第Ｎ異常類型データ）のそれぞれと、評価対象噴射ノズル１６３の評価対象データとを比較して、異常の種類を判定する。
【０１０６】
図１８は、リファレンス噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されるときに発生する音、及び異常類型噴射ノズル１６３の噴射口１６３ｂから水が噴射されるときに発生する音それぞれの、周波数と音圧レベルとの関係の一例を示す図である。図１８においては、一例として、３種類（第１種類、第２種類、及び第３種類）の異常類型噴射ノズル１６３の異常類型データを示す。
【０１０７】
図１８に示すように、噴射ノズル１６３に第１種類の異常が発生した場合、周波数領域Ｈ１及び周波数領域Ｈ２のそれぞれにおけるリファレンスデータの音圧レベルと、第１異常類型データの音圧レベルとは異なる。同様に、周波数領域Ｈ１及び周波数領域Ｈ２のそれぞれにおけるリファレンスデータの音圧レベルと、第２異常類型データの音圧レベルとは異なる。周波数領域Ｈ１及び周波数領域Ｈ２のそれぞれにおけるリファレンスデータの音圧レベルと、第３異常類型データの音圧レベルとは異なる。
【０１０８】
なお、図１８に示すように、発生する異常の種類及び周波数領域に応じて、リファレンスデータに対して音圧レベルが増大したり低下したりする。また、それに伴い、音圧レベルの増減度合、及び接線の傾きの変化も認められる。
【０１０９】
したがって、処理装置３は、検出装置１の検出結果に基づいて、評価対象噴射ノズル１６３にどの種類の異常が発生したか否かを判定することができる。本実施形態においては、記憶装置４に第１種類から第Ｎ種類までの異常類型データが記憶されている。処理装置３は、評価対象噴射ノズル１６３の評価対象データと、記憶装置４に記憶されている複数の異常類型データのそれぞれとを比較して、記憶装置４に記憶されている複数の異常類型データから、評価対象噴射ノズル１６３の評価対象データに最も近い異常類型データを抽出する。処理装置３は、例えばテンプレートマッチング法のような比較方法を用いて、記憶装置４に記憶されている複数の異常類型データから、評価対象データに最も近い異常類型データを抽出してもよい。これにより、処理装置３は、評価対象噴射ノズル１６３に発生している異常の種類を判定することができる。
【０１１０】
評価対象噴射ノズル１６３に発生している異常の種類が判定された後、評価が行われる（ステップＳＥ９）。例えば、第１種類の異常が発生しないように、噴射ノズル１６３の交換など、所定のメンテナンスが行われてもよい。
【０１１１】
なお、本実施形態に係る評価方法も、図１１の模式図に示したように、ウォータージェットピーニングシーケンスとともに行われてもよいし、図１２の模式図に示したように、ウォータージェットピーニングシーケンスとは別の評価シーケンスにおいて行われてもよい。
【０１１２】
以上説明したように、本実施形態によれば、評価対象噴射ノズル１６３に発生した異常の種類を把握することができる。そのため、発生した異常の種類に基づいて、その種類の異常が発生しないように、噴射ノズル１６３をメンテナンスするなど、適切な措置を講ずることができる。
【０１１３】
なお、上述したように、第１実施形態から第３実施形態において、ウォータージェットピーニングの施工対象物は、原子炉容器１０１の少なくとも一部を含む。噴射ノズル１６３及び検出装置１は、原子炉容器１０１の内部の水中に配置される。噴射ノズル１６３は、原子炉容器１０１の最大水深部において、噴射口１６３ｂから水を噴射してもよい。すなわち、噴射ノズル１６３は、原子炉容器１０１（下鏡１０１ｅ）の最も下方の内面（底面）に対して水を噴射してもよい。検出装置１は、原子炉容器１０１の最大水深部（最も下方の底面）を含む任意の水深からの音を検出できるように配置される。検出装置１が、最大水深部（最も深い水深部）及び最小水深部（最も浅い水深部）の少なくとも一方を含む任意の水深からの音を検出できるように、検出装置１と噴射ノズル１６３との距離が調整されたり、水深方向に関する検出装置１の位置が調整されたりしてもよい。これにより、検出装置１は、最大水深部を含む任意の水深において発生した、ウォータージェットピーニングに起因する音響信号を検出することができる。最大水深部からの音に限られず、検出装置１と噴射ノズル１６３との距離を調整することにより、原子炉容器１０１の内部の水中のどの深度においても、検出装置１は、噴射ノズル１６３からの音、又はウォータージェットピーニングに起因する音を検出することができる。以下の実施形態においても同様である。
【０１１４】
＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１１５】
図１９は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置１６０Ｂの一例を示す断面図である。図１９に示すように、ウォータージェットピーニング装置１６０Ｂは、検出装置１を囲むように設けられるカバー部材６を備えている。
【０１１６】
カバー部材６は、アクリル樹脂製である。カバー部材６は、検出装置１を保護する保護部材として機能する。
【０１１７】
カバー部材６は、内部空間ＳＰを有する球状の部材である。カバー部材６は、ボルト部材のような固定部材１０により、検出装置１に固定される。カバー部材６と検出装置１との間の内部空間ＳＰに水が満たされる。
【０１１８】
以上説明したように、本実施形態によれば、検出装置１の周囲にカバー部材６が配置されるため、検出装置１は、噴射ノズル１６３が発生する音を円滑に検出することができる。
【０１１９】
例えば、噴射ノズル１６３が発生する音の音圧レベルが大きい場合、その音は検出装置１の検出可能範囲外（オーバーレンジ）となる可能性が高い。その結果、検出装置１は音を円滑に検出できなくなる可能性がある。この音は，検出装置付近での気泡の破裂、検出装置への気泡の付加に伴う伝達関数の変化に起因すると推測される。カバー部材６が配置されるので、噴射ノズル１６３が発生する気泡が検出装置１に到達する度合いを低減することができる。また、本実施形態において、カバー部材６は、アクリル樹脂製である。アクリル樹脂は、水中における検出装置１の検出において適切な音響インピーダンスを有する。したがって、検出装置１は音を円滑に検出することができる。
【０１２０】
＜第５実施形態＞
第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１２１】
図２０は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置１６０Ｃの一例を示す断面図である。図２０に示すように、ウォータージェットピーニング装置１６０Ｃは、検出装置１を囲むように設けられるアクリル樹脂製のカバー部材６Ｃを備えている。
【０１２２】
本実施形態において、カバー部材６Ｃは、カバー部材６Ｃの内部空間ＳＰとカバー部材６Ｃの外部空間ＲＰとを結ぶように形成される孔７を有する。
【０１２３】
以上説明したように、本実施形態によれば、孔７が設けられているため、検出装置１とカバー部材６Ｃとを固定部材１０で固定した状態で、検出装置１及びカバー部材６Ｃを水に浸けることにより、外部空間ＲＰの水を、孔７を介して内部空間ＳＰに流入させることができる。したがって、内部空間ＳＰを円滑に水で満たすことができる。
【０１２４】
＜第６実施形態＞
第６実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１２５】
図２１は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置１６０Ｄの一例を示す断面図である。図２１に示すように、ウォータージェットピーニング装置１６０Ｄは、検出装置１を囲むように設けられ、孔７を有するアクリル樹脂製のカバー部材６Ｃを備えている。
【０１２６】
本実施形態において、カバー部材６Ｃの外面及び内面を覆うように、ゴム製のカバー部材８が配置される。カバー部材８は、孔７を塞がないように、カバー部材６Ｃの外面及び内面に配置される。カバー部材８は、吸音部材及び保護部材として機能する。
【０１２７】
本実施形態においては、アクリル樹脂製のカバー部材６Ｃとゴム製のカバー部材８との両方が配置される。カバー部材８が配置されることにより、噴射ノズル１６３が発生する音の音圧レベルを十分に減衰することができる。
【０１２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、ゴム製のカバー部材８が配置されるため、噴射ノズル１６３が発生する音（音圧レベル）を十分に減衰して、検出装置１に到達する音圧レベルを低減することができる。したがって、検出装置１は音を円滑に検出することができる。
【０１２９】
＜第７実施形態＞
第７実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１３０】
図２２は、本実施形態に係るウォータージェットピーニング装置１６０Ｅの一例を示す断面図である。図２２に示すように、ウォータージェットピーニング装置１６０Ｅは、カバー部材６Ｃに配置される蓋部材９を備えている。
【０１３１】
例えば、孔７を蓋部材９で塞がない状態で、検出装置１及びカバー部材６Ｃを水に浸けることにより、外部空間ＲＰの水が孔７を介して内部空間ＳＰに流入する。これにより、内部空間ＳＰが円滑に水で満たされる。内部空間ＳＰに水が満たされた後、孔７が蓋部材９で塞がれる。これにより、ウォータージェットピーニングにより発生した気泡が、孔７を介して内部空間ＳＰに入り込むことが抑制される。したがって、気泡が検出装置１に近付いたり接触したりすることが抑制される。
【０１３２】
本実施形態において、蓋部材９は、カバー部材６Ｃよりも柔らかい。本実施形態において、蓋部材９は、ゴム製である。蓋部材９は、大径部９ａと、小径部９ｂと、小径部９ｂに設けられた複数のフランジ部９ｃとを有する。これにより、外部空間ＲＰに存在する噴射ノズル１６３が発生する音は、内部空間ＳＰに存在する検出装置１に十分に伝達される。
【０１３３】
なお、上述の各実施形態においては、ウォータージェットピーニングの施工対象物が、計装管台１３６（炉内計装筒１４５）、開先溶接部１４７、及び下鏡１０１ｅの少なくとも一つであることとした。ウォータージェットピーニングの施工対象物が、図１及び図２を参照して説明したような、配管１０５ｂと接続される原子炉容器１０１の入口側管台でもよいし、配管１０５ａと接続される原子炉容器１０１の出口側管台でもよい。
【０１３４】
また、施工対象物は、原子炉容器１０１の部材に限られず、例えば、加圧器１０２と蒸気発生器１０３とを接続する配管、加圧器１０２、蒸気発生器１０３と１次冷却水ポンプ１０４とを接続する配管、及び蒸気発生器１０３の少なくとも一部でもよい。
【０１３５】
また、施工対象物は、原子炉系ＣＳ１の構造物に限定されず、タービン系ＣＳ２の構造物でもよい。例えば、施工対象物が、蒸気発生器１０３と蒸気タービン１０７とを接続する配管、蒸気タービン１０７、湿分分離加熱器１１１、復水器１１２、及び復水器１１２と蒸気発生器１０３とを接続する配管の少なくとも一部でもよい。
【０１３６】
なお、上述の各実施形態においては、原子力発電プラントＡＰが加圧水型原子炉を含むこととした。原子力発電プラントＡＰは、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling  Water  Reactor）を含んでもよい。
【０１３７】
なお、ウォータージェットピーニングの施工対象物は、原子力発電プラントＡＰの構造物に限定されない。火力発電プラント及び地熱発電プラントのような各種のプラントの構造物が、ウォータージェットピーニングの施工対象物でもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
１  検出装置
２  ケーブル
３  処理装置
４  記憶装置
５  出力装置
６  カバー部材
７  孔
８  カバー部材
９  蓋部材
１６０  ウォータージェットピーニング装置
１６３  噴射ノズル
１６３ｂ  噴射口
ＳＰ  内部空間
ＲＰ  外部空間
【図１】
2015131379.tif 000003
【図２】
2015131379.tif 000004
【図３】
2015131379.tif 000005
【図４】
2015131379.tif 000006
【図５】
2015131379.tif 000007
【図６】
2015131379.tif 000008
【図７】
2015131379.tif 000009
【図８】
2015131379.tif 000010
【図９】
2015131379.tif 000011
【図１０】
2015131379.tif 000012
【図１１】
2015131379.tif 000013
【図１２】
2015131379.tif 000014
【図１３】
2015131379.tif 000015
【図１４】
2015131379.tif 000016
【図１５】
2015131379.tif 000017
【図１６】
2015131379.tif 000018
【図１７】
2015131379.tif 000019
【図１８】
2015131379.tif 000020
【図１９】
2015131379.tif 000021
【図２０】
2015131379.tif 000022
【図２１】
2015131379.tif 000023
【図２２】
2015131379.tif 000024