RCCA End-Tip Examination by ECT

원자로 제어봉 End-Tip 원주방향균열 와전류검사

RCCA(rod cluster control assembly) End-Tip suffers from neutron irradiation and constant vibration due to high-speed internal flow of primary coolant during plant operation. Such operating conditions cause the RCCA end-tip crackings around tile circumferential weldment of the end-tip, and in some cases, the defective end-tips were completly broken loose. However, no reliable inspection techniques for end-tip crackings were developed in the past, although some techniques exist for inspecting RCCA control rod wears. Therefore, NDE group at KEPRI has developed an ECT technique for the detection and the sizing of the end-tip crackings. The technique uses a specially designed surface-riding probe that can detect size of circumferential crackings with an accuracy of ${\pm}5.31%$ RMS error. This paper describes the ECT instrumentation including the ECT probes, calibration bars, as well as technical approaches.

경수로형 원자로 제어봉집합체(rod cluster control assembly)의 제어봉선단 봉단마개 부위에 발생할 수 있는 원주방향균열을 검출하기 위한 다중표면 와전류탐촉자를 설계하였으며, 이를 MIZ-30 주파수발생장치에 연 결하여 원주방향균열을 검출하고 원주방향길이를 측정 할 수 있는 와전류검사기술을 개발하였다. $8{\times}1$ 다중표면 와전류탐촉자는 원주방향으로 발생할 수 있는 균열 검사에 적합하도록 탐촉자 내부 원주방향으로 8개 표면코일을 일정간격으로 배치하고 코일 후방에 스프링을 설치하여 주사시 코일 머리부분이 표면에 밀착되므로서 코일과 피복관표면 사이의 lift-off 발생이 최소가 되도록 설계하였다. LCR-meter 및 HP-VEE 프로그램을 사용하여 코일의 전기적 특성을 평가하였으며, 탐촉자의 균열검출 특성은 Miz-30과 Eddynet 프로그램을 사용하여 평가하였다. 교정 standard와 시험편은 $14{\times}14$형 제어봉피복관(SS-304, 외경 : 10.95mm, 두께 : 0.48mm)을 사용하여 축방향과 원주방향으로 깊이와 길이를 달리하여 여러가지 균열성 EDM노치 (폭 0.2mm, 관두께의 15, 25, 40, 50, 60%깊이)를 가공하였으며, 이를 이용하여 탐촉자의 균열검출 및 크기측정 특성을 평가한 결과 제어봉 튜브표면에 발생한 원주균열의 검출 가능 최소길이는 3.5mm이고, 깊이는 ${\pm}5.31%$ RMS 오차 이내로 측정 할 수 있었다. 또한, 제어봉선단 봉단마개 부위에 발생할 수 있는 마모, 스크레치, 축 및 원주방향균열 신호는 신호의 위상과 신호형상을 분석하므로서 구분이 가능하였다.