You need JavaScript to view this

The Non-Destructive Testing of Fuel Elements and Their Components for the United Kingdom Power-Reactor Development Programme; Controle Non Destructif des Elements Combustibles et de Leurs Parties Constitutives dans le Cadre du Programme de Developpement des Reacteurs de Puissance au Royaume-Uni; Nedestruktivnoe ispytanie teplovydelyayushchikh ehlementov i ikh komponentov dlya osushchestvleniya programmy soedinennogo korolevstva po razrabotke ehnergeticheskikh reaktorov; Ensayo No Destructivo de Elementos Combustibles y sus Componentes, en el Marco del Programa de Reactores de Potencia del Reino Unido

Conference:

Abstract

The test procedures are described which have been developed in the Reactor Fuel Element Laboratories as part of the Reactor Group's development programme on fuel pins for a number of reactor systems. The sheaths of these pins are tubes in the range 5 mm- 15 mm diam; the materials are stainless steels and zirconium alloys. (a) Flaw detection in tubes is described. Ultrasonic inspection using two immersed probes. The tubes are traversed helically at high speeds through a stationary tank. Flaw signals are monitored and recorded. Spark-machined slots on the surfaces of tubes are used as references in setting up the system and in checking its stability. Eddy-current inspection is also employed in some cases. Two tests are described: an encircling coil system with rapid throughput, and a surface coil with helical scan. Phase selection and filtering of the output from a bridge circuit is used, at frequencies between 30 and 60 kHz. (b) Dimensional inspection of tubes and pellets is also discussed. Various mechanical, pneumatic, nuclear and electronic methods of measuring the tube dimensions are compared and the arrangements to prevent the scratching of the tubes are described. Techniques for measuring pellet diameter and circumferences are explained and it  More>>
Authors:
Mann, C. A.; Campsie, I. C. [1] 
  1. U.K.A.E.A., Reactor Fuel Element Laboratories, Springfields, Salwick, Preston, Lancs. (United Kingdom)
Publication Date:
Oct 15, 1965
Product Type:
Conference
Report Number:
IAEA-SM-63/39
Resource Relation:
Conference: Symposium on Non-Destructive Testing in Nuclear Technology, Bucharest (Romania), 17-21 May 1965; Other Information: 10 refs., 10 figs.; Related Information: In: Non-Destructive Testing in Nuclear Technology Vol. II. Proceedings of a Symposium on Non-Destructive Testing in Nuclear Technology| 462 p.
Subject:
42 ENGINEERING; BUBBLES; DEFECTS; EDDY CURRENT TESTING; FUEL CANS; FUEL PELLETS; FUEL PINS; HELIUM; INSPECTION; KHZ RANGE 01-100; KRYPTON 85; LEAK DETECTORS; MASS SPECTROMETERS; NONDESTRUCTIVE TESTING; NUCLEAR FUELS; POWER REACTORS; STAINLESS STEELS; TUBES; WELDED JOINTS; ZIRCONIUM ALLOYS
OSTI ID:
22127298
Research Organizations:
International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria)
Country of Origin:
IAEA
Language:
English
Other Identifying Numbers:
Other: ISSN 0074-1884; TRN: XA13M2560082377
Submitting Site:
INIS
Size:
page(s) 365-382
Announcement Date:
Sep 12, 2013

Conference:

Citation Formats

Mann, C. A., and Campsie, I. C. The Non-Destructive Testing of Fuel Elements and Their Components for the United Kingdom Power-Reactor Development Programme; Controle Non Destructif des Elements Combustibles et de Leurs Parties Constitutives dans le Cadre du Programme de Developpement des Reacteurs de Puissance au Royaume-Uni; Nedestruktivnoe ispytanie teplovydelyayushchikh ehlementov i ikh komponentov dlya osushchestvleniya programmy soedinennogo korolevstva po razrabotke ehnergeticheskikh reaktorov; Ensayo No Destructivo de Elementos Combustibles y sus Componentes, en el Marco del Programa de Reactores de Potencia del Reino Unido. IAEA: N. p., 1965. Web.
Mann, C. A., & Campsie, I. C. The Non-Destructive Testing of Fuel Elements and Their Components for the United Kingdom Power-Reactor Development Programme; Controle Non Destructif des Elements Combustibles et de Leurs Parties Constitutives dans le Cadre du Programme de Developpement des Reacteurs de Puissance au Royaume-Uni; Nedestruktivnoe ispytanie teplovydelyayushchikh ehlementov i ikh komponentov dlya osushchestvleniya programmy soedinennogo korolevstva po razrabotke ehnergeticheskikh reaktorov; Ensayo No Destructivo de Elementos Combustibles y sus Componentes, en el Marco del Programa de Reactores de Potencia del Reino Unido. IAEA.
Mann, C. A., and Campsie, I. C. 1965. "The Non-Destructive Testing of Fuel Elements and Their Components for the United Kingdom Power-Reactor Development Programme; Controle Non Destructif des Elements Combustibles et de Leurs Parties Constitutives dans le Cadre du Programme de Developpement des Reacteurs de Puissance au Royaume-Uni; Nedestruktivnoe ispytanie teplovydelyayushchikh ehlementov i ikh komponentov dlya osushchestvleniya programmy soedinennogo korolevstva po razrabotke ehnergeticheskikh reaktorov; Ensayo No Destructivo de Elementos Combustibles y sus Componentes, en el Marco del Programa de Reactores de Potencia del Reino Unido." IAEA.
@misc{etde_22127298,
title = {The Non-Destructive Testing of Fuel Elements and Their Components for the United Kingdom Power-Reactor Development Programme; Controle Non Destructif des Elements Combustibles et de Leurs Parties Constitutives dans le Cadre du Programme de Developpement des Reacteurs de Puissance au Royaume-Uni; Nedestruktivnoe ispytanie teplovydelyayushchikh ehlementov i ikh komponentov dlya osushchestvleniya programmy soedinennogo korolevstva po razrabotke ehnergeticheskikh reaktorov; Ensayo No Destructivo de Elementos Combustibles y sus Componentes, en el Marco del Programa de Reactores de Potencia del Reino Unido}
author = {Mann, C. A., and Campsie, I. C.}
abstractNote = {The test procedures are described which have been developed in the Reactor Fuel Element Laboratories as part of the Reactor Group's development programme on fuel pins for a number of reactor systems. The sheaths of these pins are tubes in the range 5 mm- 15 mm diam; the materials are stainless steels and zirconium alloys. (a) Flaw detection in tubes is described. Ultrasonic inspection using two immersed probes. The tubes are traversed helically at high speeds through a stationary tank. Flaw signals are monitored and recorded. Spark-machined slots on the surfaces of tubes are used as references in setting up the system and in checking its stability. Eddy-current inspection is also employed in some cases. Two tests are described: an encircling coil system with rapid throughput, and a surface coil with helical scan. Phase selection and filtering of the output from a bridge circuit is used, at frequencies between 30 and 60 kHz. (b) Dimensional inspection of tubes and pellets is also discussed. Various mechanical, pneumatic, nuclear and electronic methods of measuring the tube dimensions are compared and the arrangements to prevent the scratching of the tubes are described. Techniques for measuring pellet diameter and circumferences are explained and it is suggested that with thin-walled tubes a more realistic approach to the pellet/gap problems can be obtained by comparing circumferences. With the development of efficient tube-traversing equipment it has been possible to combine the above development technique to form a completely integrated tube-testing facility operated by semi-skilled labour. The laboratory's requirement for precise information of tube sizes has been met by the automatic recording of measurements, eliminating a time-consuming and somewhat inaccurate method of manual recording of the results. For flaw detection in fuel pins, the techniques already mentioned can in general be applied to examine the sheaths of fuel pins, i.e. after fuel has been loaded and the ends closed. In addition, the integrity of end closures is established, by radiography. Multiple exposures are commonly made to examine the whole of circumferential weld adequately. The disposition of the fuel can also be recorded accurately by using a panoramic technique. The use of colour radiography is also discussed. Pins are normally tested for leakage after filling with helium, using a mass-spectrometer leak detector. Pins not filled with helium may be tested using a ''back-pressurizing'' technique. Conventional ''probing'' and ''sniffing'' methods are used when it is desirable to locate the sites of leaks. The bubble test in liquids is also used, as a cheap and simple test. The use of krypton-85 as a tracer gas is discussed. (author) [French] Les auteurs decrivent les methodes d'essai que les laboratoires charges des elements combustibles ont elaborees dans le cadre du programme etabli par le en vue de mettre au point des aiguilles de combustible pour diverses filieres de reacteurs. Ces aiguilles sont contenues dans des gaines de 5 a 15 mm de diametre, les materiaux utilises etant des aciers inoxydables et des alliages de zirconium, a) Detection de defauts dans les gaines. Examen par ultrasons a l'aide de deux traducteurs immerges. Les tubes sont animes d'un mouvement helicoidal rapide dans un reservoir fixe. Chaque signal de defaut est verifie et enregistre. Pour regler le dispositif et verifier sa stabilite, on utilise comme temoins des fentes'pratiquees a l'arc a la surface des tubes. Dans certains cas, on a egalement recours au controle par courants de Foucault. Les auteurs decrivent deux procedes: l'un, a debit rapide, est fonde sur un systeme de bobines encerclant le tube; l'autre, a exploration heliccfldale, utilise une bobine se deplacant le long du tube. Les signaux fournis par un circuit a pont sont selectionnes selon la phase et filtres, pour des frequences de 30 a 60 kHz. b) Controle des dimensions de tubes et de pastilles. Diverses methodes mecaniques, pneumatiques, nucleaires et electriques permettant de mesurer les dimensions des tubes font l'objet d'une etude comparative. On decrit les mesures qui sont prises pour ne pas rayer la surface des tubes. Les auteurs exposent les procedes employes pour mesurer le diametre et la circonference des pastilles; pour les tubes a paroi mince, les problemes que pose le rapport entre le volume des pastilles et celui des vides pourraient etre traites de facon plus realiste en comparant les circonferences. La mise au point d'un appareil efficace de rotation des tubes a permis de combiner les methodes decrites ci-dessus et de construire un dispositif d'essai entierement integre dont l'utilisation ne necessite pas un personnel hautement qualifie. Pour que le Laboratoire puisse obtenir rapidement des renseignements precis sur les dimensions des tubes, on procede a l'enregistrement automatique des mesures; on a ainsi supprime l'operation, lente et quelque peu inexacte, d'enregistrement a la main. En ce qui concerne la detection des defauts dans les aiguilles de combustible, les methodes exposees sous le point a) peuvent, en regle generale, servir a examiner les gaines d'aiguilles de combustible apres le chargement du combustible et l'obturation des extremites. En plus, l'etat des bouchons terminaux est verifie par radiographie. On fait normalement des expositions multiples pour examiner convenablement toute la peripherie des soudures. On peut egalement determiner avec precision la repartition du combustible par radiographie panoramique. Le recours a la radiographie en couleurs est egalement etudie. L'etancheite des aiguilles est verifiee apres remplissage d'helium au moyen d'un detecteur de fuites a spectrometre de masse. Les aiguilles ne contenant pas d'helium peuvent etre controlees par immersion dans un milieu sous pression. Pour localiser les fuites, on peut appliquer, le cas echeant, des methodes d'investigation classiques. On utilise aussi le procede simple et peu couteux qui consiste a plonger la piece dans un liquide et a observer la formation de bulles. Enfin, les auteurs discutent l'emploi du krypton-85 comme radioindicateur. (author) [Spanish] Los procedimientos de ensayo que se exponen han sido establecidos en el Laboratorio de combustibles nucleares, como parte del programa del Grupo correspondiente, relativo a varillas de combustible para reactores de distintos tipos. La vainas de esas varillas consisten en tubos de acero inoxidable o aleaciones de circonio de 5 a 15 mm de diametro. a) Se describe la localizacion de fallas o grietas en los tubos. Inspeccion ultrasonica con dos sondas sumergidas. Los tubos se someten a un barrido helicoidal a gran velocidad en un tanque estacionario, con lo cual se observan y registran las senales que denotan la existencia de fallas. Para calibrar el sistema y comprobar su estabilidad, se usan como referencias unas ranuras practicadas por chisporroteo. En ciertos casos se recurre tambien a la inspeccion mediante corrientes de Foucault. Los dos metodos que se describen emplean un sistema de bobina anular de pasaje rapido y una bobina superficial con exploracion helicoidal. Para la seleccion de fases y filtrado de la senal de salida se una un circuito de puente, con frecuencias comprendidas entre 30 y 60 kHz. b) Se discute ademas la inspeccion de las dimensiones de tubos y pastillas. Se hace un estudio comparativo de diversos metodos mecanicos, neumaticos, nucleares y electronicos de medicion de las dimensiones de los tubos, y se explican las precauciones que han de adoptarse para impedir que estos se rayen. Se describen tecnicas para medir el diametro y la longitud de la circunferencia de las pastillas y se recomienda la comparacion de las circunferencias, en el caso de tubos delgados, como metodo mas ajustado a la realidad para el estudio de los problemas que plantea la existencia de huecos entre las paredes del tubo y las pastillas. El perfeccionamiento de equipo para el desplazamiento transversal de tubos ha permitido, mediante una combinacion de tecnicas, instalar un dispositivo de ensayo que puede ser manejado por personal semiespeciali- zado. Las necesidades del Laboratorio en cuanto a datos de precision sobre las dimensiones de los tubos pueden satisfacerse con un sistema automatico que registra los datos y permite prescindir del metodo laborioso y algo inexacto de anotacion manual de los resultados. En el caso de la localizacion de fallas en las varillas de combustible, el metodo expuesto en el parrafo a) puede utilizarse en general para examinar los tubos de revestimiento despues de haber efectuado la carga del combustible y de haber cerrado los extremos del tubo; ademas, la integridad del cierre se comprueba radiograficamente. Para verificar adecuadamente el estado de una soldadura circular, se toman varias radiografias. Utilizando una tecnica panoramica puede tambien registrarse con exactitud la disposicion del combustible. Se estudia ademas la posibilidad de utilizar la radiografia cromatica. La deteccion de escapes en las varillas de combustible suele realizarse utilizando un espectrometro de masas despues de haber procedido al rellenado con helio. Si este no es posible, puede aplicarse un procedimiento de contrapresion. Para localizar los escapes se utilizan los metodos ordinarios de sondeo o 'rastreo'. Un procedimiento sencillo y poco oneroso aplicable cuando se trata de lfquidos, es el de burbujeo. Se estudia la posibilidad de utilizar el kripton-85. como gas indicador. (author) [Russian] Opisyvajutsja metody ispytanij, kotorye razrabotany v laboratorijah reaktornyh teplovydeljajushhih jelementov v porjadke osushhestvlenija programmy reaktornoj gruppy po razrabotke teplovydeljajushhih jelementov v vide tonkih sterzhnej dlja rjada reaktornyh sistem. Obolochka jetih sterzhnej predstavljaet soboj trubku diametrom 5-15 mm i izgotavlivaetsja iz nerzhavejushhej stali i splavov cirkonija. a. Defektoskopija v trubkah Ul'trazvukovaja proverka s pomoshh'ju dvuh pogruzhennyh zondov. Trubki peremeshhajutsja vintoobrazno s bol'shoj skorost'ju cherez nepodvizhnyj bak. Signaly defekta izmerjajutsja i registrirujutsja. Sdelannye s pomoshh'ju dugovogo razrjada prorezi na poverhnostjah trubok ispol'zujutsja v kachestve jetalona pri ustanovke sistemy i proverke ee stabil'nosti. V nekotoryh sluchajah proverka osushhestvljaetsja takzhe pri pomoshhi metoda vihrevyh tokov. Opisyvajutsja dva ispytanija,odno s zamknutoj katushechnoj sistemoj s bystroj proizvoditel'nost'ju, a drugoe - s poverhnostnoj katushkoj s vintovoj razvertkoj. Ispol'zuetsja vybor faz i fil'tracija vyhodnogo naprjazhenija iz mostovoj shemy v diapazone chastot ot 30 do 60 kilogerc. b. Proverka razmerov trubok i tabletok Sravnivajutsja razlichnye mehanicheskie, pnevmaticheskie, jadernye i jelektronnye metody izmerenija razmerov trubok. Opisyvajutsja mery po predotvrashheniju carapin na trubkah. Ob{sup j}asnjajutsja metody izmerenija diametra i dliny okruzhnosti tabletok. Predpolagaetsja, chto s pomoshh'ju tonkih trubok mozhno dobit'sja bolee realisticheskogo podhoda k problemam tabletka/zazor putem sravnivanija dliny okruzhnostej. Razrabotka jeffektivnogo oborudovanija dlja peremeshhenija trubok pozvolila kombini rovat' vysheupomjanutye metody razrabotki v celjah sozdanija kompleksnogo ustrojstva dlja ispytanija trubok, kotorym upravljajut polukvalificirovannye rabochie. Trebovanie, kotoroe pred{sup j}avljaetsja laboratoriej v otnoshenii tochnoj informacii o razmerah trubok, udovletvorjaetsja za schet avtomaticheskoj zapisi izmerenij, chto ustranjaet neobhodimost' primenjat' ruchnoj metod zapisi rezul'tata, kotoryj tr*buet{sub m}nogo vremeni i javljaetsja neskol'ko netochnym. Defektoskopija v obshhem primenima dlja proverki obolochek teplovydeljajushhih jelementov v vide tonkogo sterzhnja, t. e. posle zagruzki topliva i zadelki koncov. Krome togo, celostnost' zakrytyh koncov opredeljaetsja s pomoshh'ju radiografii. Mnogokratnoe obluchenie obychno proizvoditsja dlja neobhodimoj provedi vsego svarnogo shva po dline okruzhnosti. Polozhenie topliva takzhe mozhno tochno zaregistrirovat' s pomoshh'ju panoramnogo metoda. Rassmatrivaetsja takzhe ispol'zovanie cvetnoj radiografii. Sterzhni obychno ispytyvajutsja na tech' posle napolnenija geliem s pomoshh'ju mass - spektrometricheskogo techeiskatelja. Sterzhni, kotorye ne napolnjajutsja geliem, mozhno ispytyvat' metodom povyshenija ''obratnogo davlenija''. Obychnye metody zondov i ''vsasyvanija vozduha'' ispol'zujutsja v teh sluchajah, kogda zhelatel'no najti mesta techi. Ispol'zuetsja takzhe proba na obrazovanie puzyrej v kachestve deshevogo i prostogo ispytanija. Obsuzhdaetsja vopros ispol'zovanija kriptona-85 v kachestve indikatornogo gaza. (author)}
place = {IAEA}
year = {1965}
month = {Oct}
}