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JP2014071102A - Board thickness inspection device and board thickness inspection method - Google Patents

Board thickness inspection device and board thickness inspection method Download PDF

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JP2014071102A JP2012220276A JP2012220276A JP2014071102A JP 2014071102 A JP2014071102 A JP 2014071102A JP 2012220276 A JP2012220276 A JP 2012220276A JP 2012220276 A JP2012220276 A JP 2012220276A JP 2014071102 A JP2014071102 A JP 2014071102A
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inspection
plate thickness
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thickness
neutron
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JP2012220276A
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Japanese (ja)
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Kazuhiko Maniwa
一彦 真庭
Rumiko Kawashima
瑠美子 川嶋
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Hitachi Power Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Power Solutions Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a board thickness inspection device and board thickness inspection method capable of efficiently inspecting the soundness of the board thickness of the whole surface of a tank.SOLUTION: The board thickness inspection device includes: a neutron source 2 for emitting fast neutrons: a neutron detector 4 for detecting thermal neutrons; counting means 9 that counts the thermal neutrons detected by the neutron detector 4 and calculates the counting rate per unit time; and determining means 10 for determining whether an inspecting object 20 is in a thin state on the basis of the counting rate of the counting means 9. The board thickness inspection method includes a step of emitting fast neutrons from the neutron source 2, detecting thermal neutrons with the neutron detector 4, counting the thermal neutrons detected by the neutron detector 4, and calculating the counting rate per unit time, and a step of determining the thin state of the inspecting object 20 on the basis of the counting rate.

Description

本発明は、板厚検査装置および板厚検査方法に関し、特に、中性子を照射することにより検査する板厚検査装置および板厚検査方法に関する。   The present invention relates to a plate thickness inspection device and a plate thickness inspection method, and more particularly to a plate thickness inspection device and a plate thickness inspection method that are inspected by irradiating neutrons.

石油化学プラントや発電所などのプラントに設置されたタンク、塔槽類、大口径配管など(以下、「タンク」と総称する。)は、使用している環境の影響を受けながら時間の経過と共に、腐食や侵食に伴って劣化が進行し、タンクの板厚が減肉することがある。このため、タンクの保全管理をする上で、タンクの板厚を把握して健全性を評価することは重要な関心事である。   Tanks, towers, large-diameter pipes, etc. (hereinafter collectively referred to as “tanks”) installed in petrochemical plants and power plants, etc., are affected by the environment in use and over time. Deterioration progresses with corrosion and erosion, and the thickness of the tank may be reduced. For this reason, it is an important concern to assess the soundness of the tank by grasping the thickness of the tank in the maintenance management of the tank.

従来から広く用いられているタンクの検査としては、超音波探傷試験(Ultrasonic Testing:以下「UT」と称する。)や、渦流探傷試験(Eddy Current Testing:以下「ECT」と称する。)が知られている。例えば、プラントの当該機器を停止させタンク内を空にした状態において、タンクの内部から目視による検査およびUTによる板厚検査を行う。また、プラントが稼働中等でタンク内に内容物が存在し内部点検ができない場合には、外部からUTやECTにより検査を行う。   Conventionally, as a tank inspection widely used, an ultrasonic testing (hereinafter referred to as “UT”) and an eddy current testing (hereinafter referred to as “ECT”) are known. ing. For example, in a state where the equipment in the plant is stopped and the tank is emptied, visual inspection and plate thickness inspection by UT are performed from the inside of the tank. In addition, when the contents are present in the tank and the internal inspection cannot be performed because the plant is in operation or the like, the inspection is performed from the outside by UT or ECT.

ところで、特許文献1〜3には、タンクの外周に配置された保温材中の水分の存在位置を検出する水分測定装置(水分検出装置)が開示されている。   By the way, Patent Documents 1 to 3 disclose a moisture measuring device (moisture detecting device) that detects the presence position of moisture in the heat insulating material arranged on the outer periphery of the tank.

特許第4763632号公報Japanese Patent No. 4763632 特開2011−27559号公報JP 2011-27559 A 特開2008−180700号公報JP 2008-180700 A

タンク内に内容物が存在し、外部から検査する場合において、従来のUTやECTは、検査領域(スポット)が狭く、表面積の大きいタンクの検査には長時間を費やし、結果として検査コストが増大する。また、検査領域は、所定の間隔を開けながら設定されるため、タンクの全面にわたって板厚の健全性を検査することは困難であった。また、スキャン方式のUTを使用することで検査領域を増やすことも考えられるが、装置が大きくなること、媒質(多くの場合は水)領域を都度確保する必要があり、不特定多数の検査対象、検査場所、検査姿勢等の条件に効率よく適用することができない。   When the contents exist in the tank and inspection is performed from the outside, the conventional UT and ECT have a narrow inspection area (spot), and it takes a long time to inspect a tank with a large surface area, resulting in an increase in inspection cost. To do. In addition, since the inspection area is set with a predetermined interval, it is difficult to inspect the soundness of the plate thickness over the entire surface of the tank. Although it is conceivable to increase the inspection area by using a scan type UT, it is necessary to secure a medium (in many cases, water) area every time an apparatus becomes large, and an unspecified number of inspection objects. It cannot be applied efficiently to conditions such as inspection location and inspection posture.

そこで、本発明は、タンクの全面にわたって効率良く板厚の健全性を検査できる板厚検査装置および板厚検査方法を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the plate | board thickness inspection apparatus and plate | board thickness inspection method which can test | inspect the soundness of plate | board thickness efficiently over the whole surface of a tank.

このような課題を解決するために、本発明は、高速中性子を放射する中性子源と、熱中性子を検出する中性子検出器と、前記中性子検出器で検出された熱中性子を計数し、単位時間当たりの計数率を算出する計数手段と、前記計数手段の計数率に基づいて、検査対象が減肉状態であるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする板厚検査装置である。   In order to solve such a problem, the present invention counts the neutron source that emits fast neutrons, the neutron detector that detects thermal neutrons, and the thermal neutrons detected by the neutron detector, per unit time. A plate thickness inspection apparatus comprising: a counting unit that calculates a count rate of: and a determination unit that determines whether the inspection target is in a thinned state based on the count rate of the counting unit. is there.

また、本発明は、中性子源から高速中性子を放射して、中性子検出器で熱中性子を検出し、前記中性子検出器で検出された熱中性子を計数し、単位時間当たりの計数率を算出するステップと、前記計数率に基づいて、検査対象の減肉状態を判定するステップと、を備えることを特徴とする板厚検査方法である。   Also, the present invention radiates fast neutrons from a neutron source, detects thermal neutrons with a neutron detector, counts thermal neutrons detected with the neutron detector, and calculates a count rate per unit time And a step of determining a thinning state of the inspection object based on the counting rate.

本発明によれば、タンクの全面にわたって効率良く板厚の健全性を検査できる板厚検査装置および板厚検査方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the plate | board thickness inspection apparatus and plate | board thickness inspection method which can test | inspect the soundness of plate | board thickness efficiently over the whole surface of a tank can be provided.

本実施形態に係る板厚検査装置、検査対象であるタンク壁面およびタンク内容物を説明する構成模式図である。It is a structure schematic diagram explaining the plate | board thickness test | inspection apparatus which concerns on this embodiment, the tank wall surface which is a test object, and the tank contents. タンク壁面の板厚と、中性子検出器における計数率との関係示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the plate | board thickness of a tank wall surface, and the count rate in a neutron detector. 管理減肉域率および管理最小板厚を説明する模式図であり、(a)はタンク壁面を法線方向に見た図であり、(b)はタンク壁面を断面方向に見た図である。It is a schematic diagram explaining the management thinning area ratio and the minimum management plate thickness, (a) is a diagram of the tank wall surface viewed in the normal direction, and (b) is a diagram of the tank wall surface viewed in the cross-sectional direction. . 計数率の基準値の導出を説明するグラフであり、横軸はタンク壁面の板厚であり、縦軸は中性子検出器における計数率である。It is a graph explaining derivation | leading-out of the reference value of a count rate, a horizontal axis is the plate | board thickness of a tank wall surface, and a vertical axis | shaft is the count rate in a neutron detector. (a)が従来の超音波厚さ計を用いた検査の概念図であり、(b)が本実施形態に係る板厚検査装置を用いた検査の概念図であり、(c)が本実施形態に係る板厚検査装置および超音波厚さ計を用いた検査の概念図である。(A) is a conceptual diagram of the test | inspection using the conventional ultrasonic thickness meter, (b) is a conceptual diagram of the test | inspection using the plate | board thickness inspection apparatus which concerns on this embodiment, (c) is this implementation. It is a conceptual diagram of the test | inspection using the plate | board thickness inspection apparatus and ultrasonic thickness meter which concern on a form.

以下、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

≪板厚検査装置≫
本実施形態に係る板厚検査装置1について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る板厚検査装置1、検査対象であるタンク壁面20およびタンク内容物30を説明する構成模式図である。
≪Thickness inspection device≫
A plate thickness inspection apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a plate thickness inspection apparatus 1, a tank wall surface 20 and a tank content 30 that are inspection targets according to the present embodiment.

図1に示すように、板厚検査装置1は、中性子源2、減速材3、中性子検出器4A,4Bおよび遮へい体5A,5B,5Cを納めた測定部6と、アンプ7A,7Bと、高圧電源8と、カウンタ9と、厚さ判定部10と、記憶部11と、入力部12と、出力部13と、を備えている。そして、板厚検査装置1は、タンクの内部にタンク内容物30がある状態で、タンクの外側から測定部6を検査対象であるタンク壁面20に配置して、板厚測定範囲21における板厚の減肉状態(減肉部22)を検査することができるようになっている。   As shown in FIG. 1, the thickness inspection apparatus 1 includes a measuring unit 6 containing a neutron source 2, a moderator 3, neutron detectors 4A and 4B, and shielding bodies 5A, 5B and 5C, amplifiers 7A and 7B, A high-voltage power supply 8, a counter 9, a thickness determination unit 10, a storage unit 11, an input unit 12, and an output unit 13 are provided. And the plate | board thickness test | inspection apparatus 1 arrange | positions the measurement part 6 in the tank wall surface 20 which is a test object from the outer side of a tank in the state which has the tank contents 30 inside a tank, and plate | board thickness in the plate | board thickness measurement range 21 The thinned state (thinned portion 22) can be inspected.

中性子源2は、高速中性子を放射する線源であって、例えば、252Cf中性子標準密封線源を用いることができる。ちなみに、中性子源2としては、法令等で定める所定数量以下(例えば、3.7MBq以下)の密封中性子線源を用いることが望ましい。これにより、板厚検査装置1について、例えば、表示付認証機器(放射性同位元素等による放射線障害の防止に関する法律 参照)として設計認証を受けることにより、検査作業者が板厚検査装置1を用いて検査する際、使用のたびに認可を受ける必要がなく、届出のみで使用することができるので望ましい。 The neutron source 2 is a radiation source that emits fast neutrons. For example, a 252 Cf neutron standard sealed radiation source can be used. Incidentally, as the neutron source 2, it is desirable to use a sealed neutron radiation source having a predetermined quantity or less (for example, 3.7 MBq or less) determined by laws and regulations. As a result, for the plate thickness inspection apparatus 1, for example, the inspection operator can use the plate thickness inspection apparatus 1 by receiving design certification as an authentication device with a display (see the Law Concerning Prevention of Radiation Hazards due to Radioisotopes, etc.). When inspecting, it is not necessary to obtain approval every time it is used.

減速材3は、中性子源2を覆うように配置され、中性子源2から放射された高速中性子のエネルギを減衰させるようになっている。ここで、中性子源2は、全方位に向けて高速中性子を放射するが、遮へい体5Cにより、後方(中性子源2から見てタンク壁面20の方向とは逆の方向)への放射が遮へいされるようになっている。即ち、中性子源2、減速材3および遮へい体5Cにより、減衰された中性子をタンク壁面20に向けて照射するようになっている。   The moderator 3 is disposed so as to cover the neutron source 2, and attenuates the energy of fast neutrons emitted from the neutron source 2. Here, the neutron source 2 radiates fast neutrons in all directions, but the shield 5C shields the radiation backward (in the direction opposite to the direction of the tank wall surface 20 as viewed from the neutron source 2). It has become so. That is, the neutron source 2, the moderator 3 and the shielding body 5C irradiate the attenuated neutrons toward the tank wall surface 20.

中性子検出器4A,4Bは、熱中性子を検出する検出器であって、例えば、10B(n,α)Li反応で発生したα線およびリチウムを計測するBF比例計数管や、He(n,p)H反応で発生した陽子およびトリチウムを計測するHe比例計数管を用いることができる。ここで、中性子検出器4A,4Bは、タンク壁面20の板厚測定範囲21から散乱された熱中性子を検出するようになっている。このため、図1に示すように、遮へい体5A,5Bが配置され、板厚測定範囲21以外からの中性子(ノイズ)を低減するようになっている。特に、中性子源2から中性子検出器4A,4Bに直達する中性子(ノイズ)を十分に低減するように、遮へい体5A,5B,5Cを配置する。 The neutron detectors 4A and 4B are detectors that detect thermal neutrons. For example, a BF 3 proportional counter that measures α rays and lithium generated in a 10 B (n, α) 7 Li reaction, 3 He A 3 He proportional counter that measures protons and tritium generated in the (n, p) 3 H reaction can be used. Here, the neutron detectors 4 </ b> A and 4 </ b> B detect thermal neutrons scattered from the plate thickness measurement range 21 of the tank wall surface 20. For this reason, as shown in FIG. 1, shields 5 </ b> A, 5 </ b> B are arranged to reduce neutrons (noise) from other than the plate thickness measurement range 21. In particular, the shielding bodies 5A, 5B, and 5C are arranged so as to sufficiently reduce neutrons (noise) that reach the neutron detectors 4A and 4B directly from the neutron source 2.

測定部6は、中性子源2、減速材3、中性子検出器4A,4B、遮へい体5A,5B,5Cを有し、検査時にはタンク壁面20の板厚測定範囲21に配置されるようになっている。   The measurement unit 6 includes a neutron source 2, a moderator 3, neutron detectors 4A and 4B, and shielding bodies 5A, 5B, and 5C, and is arranged in a plate thickness measurement range 21 of the tank wall surface 20 at the time of inspection. Yes.

なお、図1の例において、測定部6は、1つの中性子源2と、2つの中性子検出器4A,4Bとを有するものとして説明したが、これに限られるものではない。
例えば、測定部6が有する中性子源の数は、2つ以上であってもよい。これにより、1回の検査で測定できる板厚測定範囲21を広くして、タンク壁面20の全範囲を検査するのに必要な検査回数を削減することができる。
また、測定部6が有する中性子検出器の数は、1つであってもよく、3つ以上であってもよい。中性子検出器の数を1つとすることにより、板厚検査装置1を簡便に構成して、安価にすることができる。また、中性子検出器の数を3つ以上とすることにより、1回の検査で測定できる板厚測定範囲21を広くして、タンク壁面20の全範囲を検査するのに必要な検査回数を削減することができる。
In the example of FIG. 1, the measurement unit 6 has been described as having one neutron source 2 and two neutron detectors 4A and 4B, but is not limited thereto.
For example, the number of neutron sources included in the measurement unit 6 may be two or more. Thereby, the plate | board thickness measurement range 21 which can be measured by one test | inspection can be expanded, and the frequency | count of a test | inspection required in order to test | inspect the whole range of the tank wall surface 20 can be reduced.
Further, the number of neutron detectors included in the measurement unit 6 may be one, or may be three or more. By setting the number of neutron detectors to one, the plate thickness inspection apparatus 1 can be simply configured and made inexpensive. In addition, by setting the number of neutron detectors to three or more, the plate thickness measurement range 21 that can be measured in one inspection is widened, and the number of inspections required to inspect the entire range of the tank wall surface 20 is reduced. can do.

また、測定部6は、中性子検出器4A,4Bの間隔を調整する中性子検出器位置移動機構(図示せず)を有していてもよい。中性子検出器4A,4Bの間隔を広くすることにより、1回の検査で測定できる板厚測定範囲21を広くして、タンク壁面20の全範囲を検査するのに必要な検査回数を削減することができる。   Moreover, the measurement part 6 may have a neutron detector position moving mechanism (not shown) that adjusts the interval between the neutron detectors 4A and 4B. By widening the distance between the neutron detectors 4A and 4B, the plate thickness measurement range 21 that can be measured in one inspection is widened, and the number of inspections required to inspect the entire range of the tank wall surface 20 is reduced. Can do.

アンプ7Aは、高圧電源8の電圧を中性子検出器4Aの印加電圧まで昇圧し、昇圧された電圧を中性子検出器4Aに印加して中性子検出器4Aを機能させることができるようになっている。また、中性子検出器4Aで検出された検出信号を増幅して、カウンタ9に出力するようになっている。同様に、アンプ7Bは、高圧電源8の電圧を中性子検出器4Bの印加電圧まで昇圧し、昇圧された電圧を中性子検出器4Bに印加して中性子検出器4Bを機能させることができるようになっている。また、中性子検出器4Bで検出された検出信号を増幅して、カウンタ9に出力するようになっている。   The amplifier 7A can boost the voltage of the high-voltage power supply 8 to the voltage applied to the neutron detector 4A and apply the boosted voltage to the neutron detector 4A so that the neutron detector 4A can function. Further, the detection signal detected by the neutron detector 4A is amplified and output to the counter 9. Similarly, the amplifier 7B can boost the voltage of the high-voltage power supply 8 to the voltage applied to the neutron detector 4B and apply the boosted voltage to the neutron detector 4B so that the neutron detector 4B can function. ing. In addition, the detection signal detected by the neutron detector 4B is amplified and output to the counter 9.

カウンタ9は、例えば、多チャンネル波高分析器(Multi Channel Analyzer:以下「MCA」と称する。)であり、中性子検出器4A,4Bで検出され、アンプ7A,7Bで増幅された中性子の検出信号を、チャンネル(波高値)毎にカウントすることができるようになっている。なお、カウンタ9は、MCAを用いるものとして説明したが、これに限られるものではなく、例えば、スペクトル(波高分布)まで必要としない単純なスケーラであってもよい。   The counter 9 is, for example, a multi-channel analyzer (hereinafter referred to as “MCA”), which detects neutron detection signals detected by the neutron detectors 4A and 4B and amplified by the amplifiers 7A and 7B. , It can be counted for each channel (peak value). Although the counter 9 has been described as using the MCA, it is not limited to this, and may be a simple scaler that does not require a spectrum (wave height distribution), for example.

厚さ判定部10は、カウンタ9の計測結果、記憶部11に記憶されている情報、入力部12を介して入力された測定条件等に基づいて、板厚測定範囲21における板厚の減肉状態を判定することができるようになっている。なお、厚さ判定部10による板厚の減肉状態を判定方法の詳細は後述する。   The thickness determination unit 10 reduces the plate thickness in the plate thickness measurement range 21 based on the measurement result of the counter 9, the information stored in the storage unit 11, the measurement conditions input via the input unit 12, and the like. The state can be determined. In addition, the detail of the determination method of the thickness reduction state of the plate thickness by the thickness determination part 10 is mentioned later.

記憶部11は、厚さ判定部10が板厚の減肉状態を判定する際に用いる情報が記憶されている。なお、記憶部11に記憶されている情報の詳細は後述する。
入力部12は、検査作業者が操作することにより、測定条件(例えば、図3を用いて後述するタンク壁面20の元厚t、管理減肉域率Sr、管理最小板厚t)を厚さ判定部10に入力することができるようになっている。
The storage unit 11 stores information used when the thickness determination unit 10 determines the thickness reduction state of the plate thickness. Details of the information stored in the storage unit 11 will be described later.
The input unit 12 is operated by an inspection operator to set measurement conditions (for example, an original thickness t 0 of a tank wall surface 20, which will be described later with reference to FIG. 3, a management thinning area ratio Sr, and a management minimum plate thickness t 1 ). The thickness can be input to the thickness determination unit 10.

出力部13は、厚さ判定部10の判定結果を出力することができるようになっている。例えば、出力部13が表示画面である場合には、厚さ判定部10の判定結果を表示画面に表示して、検査作業者に報知することができるようになっている。また、出力部13は、厚さ判定部10の判定結果と共に、カウンタ9の計測結果も出力する構成であってもよい。   The output unit 13 can output the determination result of the thickness determination unit 10. For example, when the output unit 13 is a display screen, the determination result of the thickness determination unit 10 can be displayed on the display screen to notify the inspection operator. Further, the output unit 13 may be configured to output the measurement result of the counter 9 together with the determination result of the thickness determination unit 10.

≪検出原理≫
次に、板厚検査装置1による板厚の減肉状態の検出原理について説明する。
≪Detection principle≫
Next, the detection principle of the thickness reduction state of the plate thickness by the plate thickness inspection apparatus 1 will be described.

タンクの外側に配置された測定部6の中性子源2から高速中性子が照射される(図1において実線矢印で示す)。中性子は、軽元素、特に、水素元素(H)との弾性散乱によって急速にエネルギを失うことから、照射された高速中性子は、金属製のタンク壁面20を透過し、タンク内容物30(例えば、水,重油等を構成とする水素原子)との弾性散乱によってエネルギを失い、熱中性子化する。この弾性散乱によってエネルギを失った熱中性子のうち、後方(高速中性子の照射方向と逆方向)に散乱されてくる中性子(後方散乱線)を、タンクの外側に配置された測定部6の中性子検出器4A,4Bで検出する(図1において破線矢印で示す)。   Fast neutrons are irradiated from the neutron source 2 of the measurement unit 6 arranged outside the tank (indicated by solid arrows in FIG. 1). Since neutrons lose energy rapidly due to elastic scattering with light elements, particularly hydrogen element (H), the irradiated fast neutrons pass through the metal tank wall surface 20 and the tank contents 30 (for example, Energy is lost due to elastic scattering with water, hydrogen oil and other hydrogen atoms), and thermal neutronization occurs. Among the thermal neutrons that have lost their energy due to this elastic scattering, neutrons (backscattered rays) scattered backward (opposite to the irradiation direction of fast neutrons) are detected by the measuring unit 6 arranged outside the tank. This is detected by the devices 4A and 4B (indicated by broken line arrows in FIG. 1).

ここで、中性子源2を減速材3で覆うことにより、中性子源2から放射された高速中性子のエネルギを、弾性散乱によって効率よく熱中性子化するエネルギまで、あらかじめ減衰させることにより、中性子検出器4A,4Bで検出される信号を増加させるようになっている。   Here, by covering the neutron source 2 with the moderator 3, the energy of the fast neutrons emitted from the neutron source 2 is attenuated in advance to an energy that can be efficiently converted into thermal neutrons by elastic scattering, whereby the neutron detector 4A. , 4B, the signal detected is increased.

中性子検出器4A,4Bで検出された中性子の検出信号は、アンプ7A,7Bで検出信号を増幅して、カウンタ9に入力される。MCA等で構成されるカウンタ9は、中性子検出器4A,4BがBF比例計数管である場合10Bと熱中性子との核反応を示すチャンネルの範囲、中性子検出器4A,4BがHe比例計数管である場合Heと熱中性子との核反応を示すチャンネルの範囲を、関心領域(Region of Interest:以下「ROI」と称する。)として、単位時間におけるROI内の係数の積分値を、計数率(cps:count per second)として厚さ判定部10に出力するようになっている。 The detection signals of neutrons detected by the neutron detectors 4A and 4B are amplified by the amplifiers 7A and 7B and input to the counter 9. When the neutron detectors 4A and 4B are BF 3 proportional counters, the counter 9 composed of MCA or the like has a channel range indicating a nuclear reaction between 10 B and thermal neutrons, and the neutron detectors 4A and 4B are 3 He proportional. In the case of a counter tube, the channel range indicating the nuclear reaction between 3 He and thermal neutrons is defined as a region of interest (hereinafter referred to as “ROI”). A count rate (cps: count per second) is output to the thickness determination unit 10.

ここで、タンク壁面20の板厚と、中性子検出器4A,4B(カウンタ9)の計数率との関係について、図2を用いて説明する。図2は、タンク壁面20の板厚(mm)と、中性子検出器4A,4Bにおける計数率(cps)との関係示すグラフである。   Here, the relationship between the plate | board thickness of the tank wall surface 20 and the count rate of neutron detector 4A, 4B (counter 9) is demonstrated using FIG. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the thickness (mm) of the tank wall surface 20 and the counting rate (cps) in the neutron detectors 4A and 4B.

図2のグラフに示すように、タンク壁面20の板厚(換言すれば、測定部6とタンク内容物30との距離)が大きくなるほど、中性子検出器4A,4B(カウンタ9)の計数率が小さくなる関係が得られる。即ち、タンク壁面20に減肉が発生して、タンク壁面20の板厚が減少すると、中性子検出器4A,4B(カウンタ9)の計数率が増加する関係が得られる。   As shown in the graph of FIG. 2, the counting rate of the neutron detectors 4A and 4B (counter 9) increases as the plate thickness of the tank wall surface 20 (in other words, the distance between the measurement unit 6 and the tank contents 30) increases. A smaller relationship is obtained. That is, when the thickness of the tank wall surface 20 is reduced and the thickness of the tank wall surface 20 is reduced, the relationship between the counting rates of the neutron detectors 4A and 4B (counter 9) is obtained.

厚さ判定部10は、この関係を利用して、板厚測定範囲21における板厚の減肉状態を判定することができるようになっている。即ち、厚さ判定部10は、中性子検出器4A,4B(カウンタ9)の計数率が所定の基準値C以上の場合、板厚測定範囲21の減肉が基準以上であると判定し、計数率が所定の基準値C未満の場合、板厚測定範囲21の減肉は基準未満であると判定する。   The thickness determination unit 10 can determine the thickness reduction state of the plate thickness in the plate thickness measurement range 21 using this relationship. That is, when the count rate of the neutron detectors 4A and 4B (counter 9) is equal to or greater than a predetermined reference value C, the thickness determination unit 10 determines that the thinning of the plate thickness measurement range 21 is equal to or greater than the reference, and performs counting. When the rate is less than the predetermined reference value C, it is determined that the thickness reduction in the plate thickness measurement range 21 is less than the reference.

<計数率の基準値>
ここで、計数率の基準値Cを求める際に用いる管理減肉域率Srおよび管理最小板厚tについて、図3を用いて説明する。図3は、管理減肉域率Srおよび管理最小板厚tを説明する模式図であり、(a)はタンク壁面20を法線方向に見た図であり、(b)はタンク壁面20を断面方向に見た図である。
<Standard value of count rate>
Here, the management thinning area ratio Sr and the management minimum plate thickness t 1 used when obtaining the reference value C of the count rate will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the management thinning area ratio Sr and the management minimum plate thickness t 1 , (a) is a view of the tank wall surface 20 viewed in the normal direction, and (b) is the tank wall surface 20. It is the figure which looked at the cross-sectional direction.

図3(a)に示すように、測定領域の面積をS、減肉領域の面積をSとし、図3(b)に示すように、全ての減肉が減肉領域(S)に集中しており、減肉領域(S)以外の測定領域(S)については、全く減肉していないものと模擬する。減肉域率(管理減肉域率)Srは、以下の式(1)で定義する。
Sr=S/S ・・・(1)
As shown in FIG. 3A, the area of the measurement region is S 0 , the area of the thinning region is S 1, and as shown in FIG. 3B, all the thinnings are reduced in the thinning region (S 1 ). The measurement region (S 0 ) other than the thinning region (S 1 ) is simulated as not thinning at all. The thinning area ratio (management thinning area ratio) Sr is defined by the following formula (1).
Sr = S 1 / S 0 (1)

また、図3(b)に示すように、減肉が発生していないタンク壁面20の板厚を元厚tとし、タンク壁面20の板厚が最小となる板厚、即ち、減肉領域のタンク壁面20の板厚を最小板厚(管理最小板厚)tとする。 Further, as shown in FIG. 3 (b), the thickness of the tank wall 20 thickness reduction does not occur as Motoatsu t 0, the thickness of the plate thickness of the tank wall 20 is minimized, i.e., reduced thickness area The thickness of the tank wall surface 20 is defined as the minimum thickness (minimum management thickness) t 1 .

なお、管理減肉域率Srおよび管理最小板厚tは、予め定めた管理基準により設定する値である。 The management thinning area ratio Sr and manage the minimum thickness t 1 is the value set by the management standards set in advance.

次に、計数率の基準値Cの導出について、図4を用いて説明する。図4は、計数率の基準値Cの導出を説明するグラフであり、横軸はタンク壁面20の板厚(mm)であり、縦軸は中性子検出器4A,4Bにおける計数率(cps)である。   Next, derivation of the reference value C of the count rate will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph for explaining the derivation of the reference value C of the count rate, the horizontal axis is the thickness (mm) of the tank wall surface 20, and the vertical axis is the count rate (cps) in the neutron detectors 4A and 4B. is there.

厚さ判定部10は、板厚と計数率との関係(図2参照)、タンク壁面20の元厚t(図3参照)、管理減肉域率Sr(図3参照)、管理最小板厚t(図3参照)に基づいて、計数率の基準値Cを導出する。なお、板厚と計数率との関係(図2参照)は、実験等により求められ、予め記憶部11(図1参照)に格納されている。また、タンク壁面20の元厚t(図3参照)、管理減肉域率Sr(図3参照)、管理最小板厚t(図3参照)は、入力部12(図1参照)を介して、検査作業者が入力するようになっている。また、元厚t、管理減肉域率Sr、管理最小板厚tの組とタンクの種別とを関連付けて、予め記憶部11(図1参照)に記憶しておき、検査作業者がタンクの種別を選択することにより、記憶部11(図1参照)から元厚t、管理減肉域率Sr、管理最小板厚tを読み出してもよい。 The thickness determination unit 10 includes the relationship between the plate thickness and the counting rate (see FIG. 2), the original thickness t 0 of the tank wall surface 20 (see FIG. 3), the management thinning area rate Sr (see FIG. 3), and the minimum management plate. Based on the thickness t 1 (see FIG. 3), a reference value C of the count rate is derived. Note that the relationship between the plate thickness and the counting rate (see FIG. 2) is obtained by experiments or the like, and is stored in the storage unit 11 (see FIG. 1) in advance. In addition, the original thickness t 0 (see FIG. 3), the management thinning area ratio Sr (see FIG. 3), and the minimum management plate thickness t 1 (see FIG. 3) of the tank wall surface 20 are input from the input unit 12 (see FIG. 1). The inspection operator inputs the information. Further, the combination of the original thickness t 0 , the management thinning area ratio Sr, and the minimum management plate thickness t 1 and the tank type are associated with each other and stored in advance in the storage unit 11 (see FIG. 1). By selecting the type of tank, the original thickness t 0 , the management thinning area ratio Sr, and the management minimum plate thickness t 1 may be read from the storage unit 11 (see FIG. 1).

まず、厚さ判定部10は、記憶部11(図1参照)に格納された板厚と計数率との関係(図2参照)を示したグラフを読み出す。板厚と計数率との関係(図2参照)を示したグラフは、図4の太実線で示されたグラフ(Sr=1.00)に相当する。   First, the thickness determination unit 10 reads a graph indicating the relationship between the plate thickness and the count rate (see FIG. 2) stored in the storage unit 11 (see FIG. 1). The graph showing the relationship between the plate thickness and the counting rate (see FIG. 2) corresponds to the graph (Sr = 1.00) shown by the thick solid line in FIG.

次に、厚さ判定部10は、タンク壁面20の元厚t(図4の例では、t=10[mm])に基づいて、図4のA点を設定する。 Next, the thickness determination unit 10 sets a point A in FIG. 4 based on the original thickness t 0 of the tank wall surface 20 (t 0 = 10 [mm] in the example of FIG. 4).

次に、厚さ判定部10は、A点からの管理減肉域率Srを考慮した板厚と計数率との関係(図4において、Sr=0.50、0.20、0.10、0.05、0.02を例に、一点鎖線で示す。)を記憶部11(図1参照)から読み出す。ここで、一点鎖線で示すA点からの管理減肉域率Srを考慮した計数率の式は、予め実験等により求められ、実験式として記憶部11(図1参照)に格納されている。   Next, the thickness determination unit 10 determines the relationship between the plate thickness and the count rate in consideration of the management thinning area ratio Sr from the point A (in FIG. 4, Sr = 0.50, 0.20, 0.10, 0.05 and 0.02 are shown as an alternate long and short dash line.) Is read from the storage unit 11 (see FIG. 1). Here, the formula of the count rate in consideration of the management thinning area ratio Sr from the point A indicated by the alternate long and short dash line is obtained in advance by an experiment or the like and stored in the storage unit 11 (see FIG. 1) as an experimental formula.

次に、厚さ判定部10は、管理減肉域率Sr(図4の例では、Sr=0.02)および管理最小板厚t(図4の例では、t=2[mm])に基づいて、図4のB点を設定する。そして、B点における計数率Cを計数率の基準値Cとして導出する。 Next, the thickness determination unit 10 determines the management thinning area ratio Sr (Sr = 0.02 in the example of FIG. 4) and the minimum management plate thickness t 1 (t 1 = 2 [mm] in the example of FIG. 4). 4), the point B in FIG. 4 is set. Then, the count rate C at point B is derived as a reference value C for the count rate.

このように、厚さ判定部10は、元厚t、管理減肉域率Sr、管理最小板厚tに基づいて計数率の基準値Cを設定し、中性子検出器4A,4B(カウンタ9)の計数率が所定の基準値C以上の場合、板厚測定範囲21の減肉が基準以上であると判定し、計数率が所定の基準値C未満の場合、板厚測定範囲21の減肉は基準未満であると判定する。 In this way, the thickness determination unit 10 sets the reference value C of the count rate based on the original thickness t 0 , the management thinning area rate Sr, and the management minimum plate thickness t 1 , and the neutron detectors 4A and 4B (counter When the counting rate of 9) is equal to or greater than the predetermined reference value C, it is determined that the thinning of the plate thickness measurement range 21 is equal to or greater than the reference, and when the count rate is less than the predetermined reference value C, It is determined that the thinning is less than the standard.

≪作用・効果≫
次に、本実施形態に係る板厚検査装置1による作用・効果について、図5を用いて説明する。図5は、(a)が従来の超音波厚さ計を用いた検査の概念図であり、(b)が本実施形態に係る板厚検査装置1を用いた検査の概念図であり、(c)が本実施形態に係る板厚検査装置1および超音波厚さ計を用いた検査の概念図である。なお、検査対象には、減肉部位CW1および減肉部位CW2があるものとする。
≪Action ・ Effect≫
Next, operations and effects of the plate thickness inspection apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 5A is a conceptual diagram of an inspection using a conventional ultrasonic thickness meter, FIG. 5B is a conceptual diagram of an inspection using a plate thickness inspection apparatus 1 according to the present embodiment, c) is a conceptual diagram of the inspection using the plate thickness inspection apparatus 1 and the ultrasonic thickness meter according to the present embodiment. It should be noted that the inspection objects include a thinning part CW1 and a thinning part CW2.

図5(a)に示すように、従来の超音波厚さ計(UT)を用いた検査では、検査領域Pは狭く、かつ、所定の間隔をあけて検査するようになっていた。このため、図5(a)の例に示すように、検査領域Pと重なる減肉部位CW1を検出することができるのに対し、検査領域Pの間にある減肉部位CW2を検出することができなかった。
したがって、検査の信頼性を向上させるために、検査領域Pの間隔を狭くする必要があり、表面積の大きいタンクの検査には長時間を費やし、結果として検査コストが増大した。
As shown in FIG. 5A, in the inspection using the conventional ultrasonic thickness gauge (UT), the inspection region P is narrow and the inspection is performed at a predetermined interval. For this reason, as shown in the example of FIG. 5A, the thinning portion CW1 overlapping the inspection region P can be detected, whereas the thinning portion CW2 between the inspection regions P can be detected. could not.
Therefore, in order to improve the reliability of the inspection, it is necessary to narrow the interval between the inspection regions P, and it takes a long time to inspect a tank having a large surface area, resulting in an increase in inspection cost.

これに対し、図5(b)に示すように、本実施形態に係る板厚検査装置1を用いた検査では、広さを持った検査領域F(図1の板厚測定範囲21)で検査するようになっている。このため、図5(b)の例に示すように、検査領域間の隙間をなくして連続的に検査することができ、減肉部位CW1および減肉部位CW2を見逃しなく検出することができる。
したがって、従来の検査方法(図5(a)参照)と比較して、減肉部位の見逃しを低減して、検査の信頼性が向上すると共に、表面積の大きいタンクの検査であっても、検査時間を短くすることができ、検査コストも低減することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the inspection using the plate thickness inspection apparatus 1 according to the present embodiment, the inspection is performed in the inspection region F having a large width (the plate thickness measurement range 21 in FIG. 1). It is supposed to be. For this reason, as shown in the example of FIG. 5B, it is possible to continuously inspect without a gap between the inspection regions, and to detect the thinning portion CW1 and the thinning portion CW2 without overlooking.
Therefore, compared with the conventional inspection method (see FIG. 5 (a)), the oversight of the thinned portion is reduced, and the reliability of the inspection is improved. The time can be shortened and the inspection cost can be reduced.

さらに、図5(c)に示すように、本実施形態に係る板厚検査装置1を用いた検査で減肉部位CW1,CW2を検出した検査領域F1,F2について、例えば、検査領域Pで示す超音波厚さ計(UT)を用いた詳細検査を行ってもよい。
このように、限定された検査領域F1,F2について超音波厚さ計(UT)を用いた検査を行うので、従来の検査方法(図5(a)参照)と比較して、検査時間を短くすることができ、検査コストも低減することができる。また、本実施形態に係る板厚検査装置1のみを用いた検査(図5(b)参照)と比較して、より詳細に検査することができるので、検査の信頼性が向上する。
Further, as shown in FIG. 5C, for example, the inspection regions P1 and C2 in which the thinned portions CW1 and CW2 are detected by the inspection using the plate thickness inspection apparatus 1 according to the present embodiment are indicated by the inspection region P. A detailed inspection using an ultrasonic thickness meter (UT) may be performed.
As described above, since the inspection using the ultrasonic thickness meter (UT) is performed on the limited inspection regions F1 and F2, the inspection time is shortened as compared with the conventional inspection method (see FIG. 5A). The inspection cost can also be reduced. Moreover, since the inspection can be performed in more detail as compared with the inspection using only the plate thickness inspection apparatus 1 according to the present embodiment (see FIG. 5B), the reliability of the inspection is improved.

なお、図5(c)に示す本実施形態に係る板厚検査装置1および超音波厚さ計(UT)を用いた検査では、検査領域F1,F2が限定されているため、従来の検査方法(図5(a)参照)よりも検査領域Pの間隔を狭くしてもよい。これにより、検査の信頼性が向上する。   In the inspection using the plate thickness inspection apparatus 1 and the ultrasonic thickness meter (UT) according to the present embodiment shown in FIG. 5C, the inspection regions F1 and F2 are limited, so that a conventional inspection method is used. You may narrow the space | interval of the test | inspection area | region P rather than (refer Fig.5 (a)). This improves the reliability of the inspection.

≪変形例≫
なお、本実施形態に係る板厚検査装置1および板厚検査装置1を用いた検査方法は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
≪Modification≫
In addition, the inspection method using the plate thickness inspection apparatus 1 and the plate thickness inspection apparatus 1 according to the present embodiment is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Is possible.

計数率の基準値Cは、元厚t、管理減肉域率Sr、管理最小板厚tに基づいて求めるものとして説明したが、これに限られるものではなく、例えば一定値であってもよい。 The reference value C of the count rate has been described as being obtained based on the original thickness t 0 , the management thinning area rate Sr, and the minimum management plate thickness t 1 , but is not limited to this, and is, for example, a constant value. Also good.

また、図5(c)に示す例において、本実施形態に係る板厚検査装置1で減肉部位があると判定された検査領域F1,F2について、超音波厚さ計(UT)を用いた検査を行うものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、ECTによる検査をおこなってもよい。   Moreover, in the example shown in FIG.5 (c), the ultrasonic thickness meter (UT) was used about the test | inspection area | regions F1 and F2 with which it was determined with the thickness inspection apparatus 1 which concerns on this embodiment that there exists a thinning part. Although described as performing inspection, the present invention is not limited to this. For example, an inspection by ECT may be performed.

また、図5(c)に示す本実施形態に係る板厚検査装置1および超音波厚さ計を用いた検査を組み合せる構成において、板厚検査装置1は、超音波厚さ計を用いた検査の際の検査間隔を演算する検査間隔演算部(図示せず)を備え、出力部13は、厚さ判定部10の判定結果と共に、検査間隔演算部(図示せず)で求めた検査間隔を出力する構成であってもよい。   Moreover, in the structure which combines the inspection using the plate | board thickness inspection apparatus 1 and ultrasonic thickness meter which concern on this embodiment shown in FIG.5 (c), the plate | board thickness inspection apparatus 1 used the ultrasonic thickness meter. An inspection interval calculation unit (not shown) for calculating an inspection interval at the time of inspection is provided, and the output unit 13 has an inspection interval obtained by the inspection interval calculation unit (not shown) together with the determination result of the thickness determination unit 10. May be configured to output.

検査間隔演算部(図示せず)は、例えば、中性子検出器4A,4B(カウンタ9)の計数率が大きいほど(または、中性子検出器4A,4B(カウンタ9)の計数率と計数率の基準値Cとの差が大きいほど)、検査間隔を大きくする。計数率(または、計数率と基準値Cとの差)が大きい場合、減肉領域の面積S(図3参照)も大きくなっていると考えられる。このため、検査間隔を大きくしても、好適に減肉部位CW1,CW2(図5参照)の位置を特定できるので、検査時間を短くすることができ、検査コストも低減することができる。 The inspection interval calculation unit (not shown), for example, increases the count rate of the neutron detectors 4A and 4B (counter 9) (or the count rate and count rate of the neutron detectors 4A and 4B (counter 9)). The larger the difference from the value C), the larger the inspection interval. When the count rate (or the difference between the count rate and the reference value C) is large, it is considered that the area S 1 of the thinning region (see FIG. 3) is also large. For this reason, even if the inspection interval is increased, the positions of the thinned portions CW1 and CW2 (see FIG. 5) can be suitably specified, so that the inspection time can be shortened and the inspection cost can be reduced.

1 板厚検査装置
2 中性子源
3 減速材
4A,4B 中性子検出器
5A,5B,5C 遮へい体
6 測定部
7A,7B アンプ
8 高圧電源
9 カウンタ(計数手段)
10 厚さ判定部
11 記憶部
12 入力部
13 出力部
20 タンク壁面(検査対象)
21 板厚測定範囲
22 減肉部
30 タンク内容物
C 基準値
元厚
管理最小板厚
Sr 管理減肉域率
P、F、F1、F2 検査領域
CW1、CW2 減肉部位
測定領域の面積
減肉領域の面積
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plate | board thickness inspection apparatus 2 Neutron source 3 Moderator 4A, 4B Neutron detector 5A, 5B, 5C Shielding body 6 Measuring part 7A, 7B Amplifier 8 High voltage power supply 9 Counter (counting means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Thickness determination part 11 Memory | storage part 12 Input part 13 Output part 20 Tank wall surface (inspection object)
21 Thickness measurement range 22 Thinning part 30 Tank contents C Reference value t 0 Original thickness t 1 Control minimum thickness Sr Control thinning area ratio P, F, F1, F2 Inspection area CW1, CW2 Thinning part S 0 measurement the area of the area S 1 thinning area of the region

Claims (10)

高速中性子を放射する中性子源と、
熱中性子を検出する中性子検出器と、
前記中性子検出器で検出された熱中性子を計数し、単位時間当たりの計数率を算出する計数手段と、
前記計数手段の計数率に基づいて、検査対象が減肉状態であるか否かを判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする板厚検査装置。
A neutron source emitting fast neutrons;
A neutron detector for detecting thermal neutrons;
Counting means for counting thermal neutrons detected by the neutron detector, and calculating a count rate per unit time;
A plate thickness inspection apparatus comprising: a determination unit that determines whether or not the inspection target is in a thinned state based on a count rate of the counting unit.
前記判定手段は、
前記計数手段の計数率が基準値以上である場合、減肉状態であると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の板厚検査装置。
The determination means includes
The plate thickness inspection apparatus according to claim 1, wherein when the counting rate of the counting unit is equal to or greater than a reference value, it is determined that the thickness is reduced.
前記基準値は、
管理基準により設定された前記検査対象の最小の板厚である管理最小板厚と、
前記管理基準により設定された測定領域の面積に対する減肉領域の面積の比である管理減肉域率と、に基づいて設定される
ことを特徴とする請求項2に記載の板厚検査装置。
The reference value is
Control minimum plate thickness that is the minimum plate thickness of the inspection object set by the management standard,
The plate thickness inspection apparatus according to claim 2, wherein the plate thickness inspection apparatus is set based on a management thinning area ratio that is a ratio of the area of the thinning area to the area of the measurement area set according to the management standard.
前記計数手段の計数率に基づいて、超音波探傷検査または渦流探傷検査の検査間隔を演算する検査間隔演算手段を更に備える
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の板厚検査装置。
The inspection interval calculating means for calculating the inspection interval of the ultrasonic flaw detection inspection or the eddy current flaw inspection based on the count rate of the counting means is further provided. Plate thickness inspection equipment.
前記検査間隔演算手段は、
前記計数手段の計数率が大きいほど、前記検査間隔が大きい
ことを特徴とする請求項4に記載の板厚検査装置。
The inspection interval calculation means includes
The plate thickness inspection apparatus according to claim 4, wherein the inspection interval increases as the counting rate of the counting unit increases.
前記中性子源は、複数配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の板厚検査装置。
The plate thickness inspection apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the neutron sources are arranged.
前記中性子検出器は、複数配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の板厚検査装置。
The plate thickness inspection apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the neutron detectors are arranged.
複数配置される前記中性子検出器の間隔を変更する移動手段を備える
ことを特徴とする請求項7に記載の板厚検査装置。
The plate | board thickness inspection apparatus of Claim 7 provided with the moving means to change the space | interval of the said several neutron detector arrange | positioned.
中性子源から高速中性子を放射して、中性子検出器で熱中性子を検出し、前記中性子検出器で検出された熱中性子を計数し、単位時間当たりの計数率を算出するステップと、
前記計数率に基づいて、検査対象の減肉状態を判定するステップと、を備える
ことを特徴とする板厚検査方法。
Radiating fast neutrons from a neutron source, detecting thermal neutrons with a neutron detector, counting the thermal neutrons detected with the neutron detector, and calculating a count rate per unit time;
And a step of determining a thinning state of an inspection object based on the counting rate.
前記減肉状態を判定するステップにおいて、減肉状態と判定された検査対象の検査領域について、超音波探傷検査または渦流探傷検査を実行するステップと、を更に備える
ことを特徴とする請求項9に記載の板厚検査方法。
The step of determining the thinning state further comprises the step of performing an ultrasonic inspection or an eddy current inspection for the inspection region to be inspected determined to be a thinning state. The plate thickness inspection method described.
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