JP2000275220A - 蒸気発生器伝熱管の支持板検出器を備えた探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蒸気発生器伝熱管の内部で検査プローブが蛇行
すると、プローブ先端部を探傷部位へ正確に位置決めす
ることが困難になる。 【解決手段】探傷装置に、渦電流検査器と支持板検出器
と制御ユニットとを有するセンサ制御部を設け、センサ
制御部から出力される駆動信号によりプローブ先端部を
探傷部位へ位置決めする。渦電流検査器から出力される
渦電流信号は、プローブ先端部が支持板に近づき通過す
ることにより変化する。このため、支持板中心部及びプ
ローブ先端部が支持板に接近中か又は通過したかを正確
に検出することができる。従って、検査プローブの曲が
りに影響されず、プローブ先端部の探傷部位への正確な
位置決めができ、蒸気発生器伝熱管の探傷検査の信頼性
を向上させることができる。また、誤った位置での探傷
検査が防止され、検査時間の短縮を計ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電等にお
ける蒸気発生器伝熱管の探傷検査に使用される探傷装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の蒸気発生器伝熱管の探傷
検査の説明図である。原子力発電において、蒸気発生器
伝熱管１０１は原子炉で発生した高温の蒸気を図示しな
いタービン等に導くもので、所定の間隔ごとに設けられ
た支持板１０２により支持されている。この場合、蒸気
発生器伝熱管１０１の、支持板１０２により支持された
箇所は、機械的なストレスを受け易く、傷やヒビ等の損
傷が発生し易い。このため蒸気発生器伝熱管１０１の探
傷検査が行われ、この探傷検査では、特に支持板１０２
により支持された箇所の検査が重要である。

【０００３】蒸気発生器伝熱管１０１の支持板部の探傷
検査は、蒸気発生器伝熱管１０１の管内に検査プローブ
１０８を挿入して行う。この場合、正確な探傷検査のた
めには、プローブ先端部１０３を支持板１０２の位置に
対応した探傷部位１０４へ正確に位置決めすることが必
要である。

【０００４】従来は、探傷部位１０４と蒸気発生器伝熱
管１０１の入口との距離が分かっている場合、探傷部位
１０４へプローブ先端部１０３を位置決めするには、プ
ローブ挿入量をその距離に合わせることにより行ってい
た。

【０００５】この場合、プローブ挿入量は、検査プロー
ブ１０８を蒸気発生器伝熱管１０１の管内に挿入するプ
ッシャー１０５に内蔵されたプローブ挿入量検出センサ
１０６により検出する。プローブ挿入量検出センサ１０
６は、検査プローブ１０８を駆動するローラの回転量か
らプローブ挿入量、即ち挿入長さを検出し、プローブ挿
入量表示器１０７にプローブ挿入量を表示させる。そし
て、プローブ挿入量を探傷部位１０４までの距離に合わ
せて、プローブ先端部１０３の探傷部位１０４への位置
決めを行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、プローブ先端
部１０３を探傷部位１０４へ位置決めするために、プロ
ーブ挿入量を探傷部位１０４までの距離に合わせる従来
の方法では、図９に示すように、蒸気発生器伝熱管１０
１の内部で検査プローブ１０８が蛇行してしまうと、プ
ローブ先端部１０３を探傷部位１０４へ正確に位置決め
することが困難になる。

【０００７】即ち、検査プローブ１０８は、蒸気発生器
伝熱管１０１の内部に挿入し易くするために柔軟性のあ
る材料で作られている。このため、蒸気発生器伝熱管１
０１の管径が大きい場合、検査プローブ１０８は、蒸気
発生器伝熱管１０１の内部で必ずしも直線状に挿入され
ない場合も生じる。その場合は、検査プローブ１０８が
探傷部位１０４へ正確に位置決めされない状態で探傷検
査が行われ、検査の信頼性が損なわれていた。

【０００８】そこで、本発明は、検査プローブの曲がり
に影響されず、プローブ先端部の探傷部位への正確な位
置決めができ、蒸気発生器伝熱管の探傷検査の信頼性と
検査時間の短縮が計れる支持板検出器を備えた探傷装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、探傷装置
に、渦電流検査器と支持板検出器と制御ユニットとを有
するセンサ制御部を設け、センサ制御部から出力される
センサ駆動信号によりプローブ先端部を探傷部位へ位置
決めすることにより達成される。

【００１０】本発明によれば、渦電流検査器から出力さ
れる渦電流信号は、プローブ先端部が支持板に近づき通
過することにより、零電圧→負電圧→零電圧→正電圧→
零電圧と変化する。このため、渦電流信号の変化を検出
することにより、支持板中心部の検出、及びプローブ先
端部が支持板に接近中か又は通過したかの検出を正確に
行うことができる。

【００１１】従って、検査プローブの曲がりに影響され
ず、プローブ先端部の探傷部位への正確な位置決めがで
き、蒸気発生器伝熱管の探傷検査の信頼性を向上させる
ことができる。また、プローブ先端部を探傷部位へ正確
に位置決めできるので、誤った位置での探傷検査が防止
され、検査時間の短縮を計ることができる。

【００１２】また、本発明の探傷装置におけるセンサ制
御部は、渦電流センサに高周波電流を印加して交番磁界
を発生させると共に渦電流の変化を示す渦電流信号を出
力する渦電流検査器と、渦電流信号が入力され支持板位
置に対応した支持板検出信号を出力する支持板検出器
と、支持板検出信号が入力されセンサ駆動信号をプッシ
ャーに出力する制御ユニットとを有することを特徴とす
る。

【００１３】本発明によれば、渦電流の変化を検出して
支持板検出信号を生成し、支持板検出信号により探傷セ
ンサを探傷部位へ位置決めするので、検査プローブの曲
がりに影響されず、探傷センサの探傷部位への正確な位
置決めができる。従って、蒸気発生器伝熱管の探傷検査
の信頼性を向上させ、検査時間を短縮することができ
る。

【００１４】また、本発明の探傷装置における支持板検
出器は、渦電流信号が入力され渦電流信号の極性に対応
する極性信号を出力する極性判別回路と、渦電流信号が
入力され渦電流信号のゼロクロスポイントに対応するゼ
ロクロス信号を出力するゼロクロス検出回路と、極性信
号及びゼロクロス信号が入力され制御ユニットに支持板
検出信号を出力する演算ユニットとを有することを特徴
とする。

【００１５】本発明によれば、極性判別回路により渦電
流センサが支持板に接近しつつあるか又は遠ざかりつつ
あるかを検出することができ、ゼロクロス検出回路によ
り支持板の中心位置を検出することができる。このた
め、検査プローブの曲がりに影響されず、探傷センサの
探傷部位への正確な位置決めができ、蒸気発生器伝熱管
の探傷検査の信頼性を向上させることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。図１は、本発明の実施の形態
の探傷装置の構成図である。なお図１には、説明の便宜
上、探傷検査の対象となる支持板６により支持された蒸
気発生器伝熱管２、及び蒸気発生器伝熱管２の探傷部位
１を同時に示す。この蒸気発生器伝熱管２の管内に、探
傷装置の検査プローブ３が挿入される。

【００１７】本実施の形態の探傷装置は、プローブ先端
部５に位置決め用渦電流センサ２１と探傷用超音波セン
サ２２とを有する検査プローブ３、検査プローブ３を蒸
気発生器伝熱管２の内部に挿入する為のプッシャー４、
探傷用超音波センサ２２からの信号を処理する超音波探
傷器７、位置決め用渦電流センサ２１からの信号により
プローブ先端部５を探傷部位１に位置決めするセンサ制
御部２３を有する。

【００１８】センサ制御部２３は、位置決め用渦電流セ
ンサ２１に高周波電流を供給すると共に支持板６の位置
によって変化する渦電流信号８を出力する渦電流検査器
２０、渦電流信号８が入力され支持板の位置に対応する
支持板検出信号２４を出力する支持板検出器９、支持板
検出信号２４が入力されプッシャー４に検査プローブ３
の駆動信号１１を出力する制御ユニット１０から構成さ
れる。

【００１９】かかる本発明に従う探傷装置の使用による
探傷検査の手順は、図２の処理フローチャートに示す如
くである。探傷検査では、まず検査プローブ３を、プッ
シャー４により蒸気発生器伝熱管２の内部へ挿入する
（ステップＳ１）。

【００２０】検査プローブ３を蒸気発生器伝熱管２の内
部へ挿入すると共に、検査プローブ３のプローブ先端部
５に内蔵される位置決め用渦電流センサ２１に高周波電
流を流す。高周波電流により位置決め用渦電流センサ２
１から交番磁界が発生すると、蒸気発生器伝熱管２に渦
電流が誘導される。

【００２１】この場合、渦電流の大きさは、交番磁界の
大きさと渦電流が流れる箇所の等価インピーダンスによ
り異なる。等価インピーダンスは、蒸気発生器伝熱管２
が支持板６で支持されている箇所と支持されていない箇
所とでは異なるので、一定の高周波電流を流しつつ位置
決め用渦電流センサ２１を蒸気発生器伝熱管２の管内で
移動させると、渦電流の大きさは、蒸気発生器伝熱管２
が支持板６で支持された箇所で変化する。

【００２２】渦電流の変化は位置決め用渦電流センサ２
１により検出され、渦電流検査器２０から渦電流信号８
として出力される。渦電流信号８は、後述する図７
（２）に示すように、支持板６の位置で極性が変化する
正弦波状の信号であり、支持板検出器９に入力される。
支持板検出器９は、渦電流信号８の極性及びゼロクロス
ポイントから、支持板６の位置に対応した支持板検出信
号２４を生成する。

【００２３】この支持板検出信号２４に基づき、制御ユ
ニット１０がプッシャー４にセンサ駆動信号１１を出力
し、プローブ先端部５を探傷部位１へ位置決めする（ス
テップＳ２）。

【００２４】プローブ先端部５が探傷部位１へ位置決め
された後、超音波探傷器７により探傷部位１の探傷検査
が行われる（ステップＳ３）。このように本実施の形態
の探傷検査では、プローブ先端部５が探傷部位１である
支持板６に対応する位置に正確に位置決めた後に探傷検
査が行われるので、信頼性の高い探傷検査を行うことが
できる。

【００２５】最初の探傷部位１の検査が終了すると、次
ぎの探傷部位１の検査があるか否かを判断し（ステップ
Ｓ４）、探傷部位１がある場合（Ｙｅｓ）は、ステップ
Ｓ２に戻って次ぎの探傷部位１への位置決めを行い、探
傷部位１がない場合（Ｎｏ）は探傷検査を終了する。

【００２６】このように本実施の形態の探傷検査では、
プローブ先端部５が支持板６を順次通過することによ
り、それぞれの支持板６の位置を検出し、プローブ先端
部５を正確に探傷部位１に位置決めできるので、検査時
間が短く信頼性の高い探傷検査を行うことができる。

【００２７】図３は、上記探傷検査において、蒸気発生
器伝熱管２に渦電流を発生させかつ渦電流の変化を検出
する渦電流検査器２０の構成図である。渦電流検査器２
０は、高周波信号を発生する発振器３０、発振器３０で
発生した高周波信号を増幅して位置決め用渦電流センサ
２１に出力する電力増幅器３１、位置決め用渦電流セン
サ２１により検出した渦電流の変化を示す不平衡信号を
増幅する増幅器３３、増幅された不平衡信号から高周波
成分を除去する位相検波器３４を有する。

【００２８】位置決め用渦電流センサ２１は、高周波電
流により交番磁束を発生するコイルであり、その電磁誘
導作用により蒸気発生器伝熱管２に渦電流を発生させ
る。その場合、蒸気発生器伝熱管２の近傍に支持板６が
存在すると渦電流が変化し、その変化は不平衡信号とし
て検出される。

【００２９】位置決め用渦電流センサ２１で検出された
微小レベルの不平衡信号は、増幅器３３に入力され、信
号処理を行うのに必要な大きさまで増幅される。増幅さ
れた不平衡信号は、位相検波器３４に入力されてフィル
タ等により高周波成分を除去され、支持板６の位置によ
り変化する渦電流信号８になる。

【００３０】図４は、上記の渦電流信号８から支持板６
の位置に対応した支持板検出信号２４を生成する支持板
検出器９のブロック図である。支持板検出器９は、渦電
流検査器２０から出力される渦電流信号８の極性を判別
し、正又は負極性信号２５、２６を出力する極性判別回
路１３、渦電流信号８のゼロクロスポイントを検出しゼ
ロクロス信号２７を出力するゼロクロス検出回路１４、
正又は負極性信号２５、２６及びゼロクロス信号２７が
入力され支持板検出信号２４を出力する演算ユニット１
５で構成される。

【００３１】上記の極性判別回路１３の回路図を図５に
示す。極性判別回路１３は、差動増幅器Ｕ１、ダイオー
ドＤ１、Ｄ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２で構成される半波整流回
路４３と、差動増幅器Ｕ３、ダイオードＤ３、Ｄ４、抵
抗Ｒ４、Ｒ５で構成される半波整流回路４４と、差動増
幅器Ｕ２、抵抗Ｒ３、Ｒ６で構成される反転増幅回路４
５とを有する。

【００３２】入力端子４０に入力される渦電流信号８
は、正極性の場合に半波整流回路４３を通過して反転増
幅回路４５で反転され、出力端子４１から正極性信号２
５として出力される。また、入力端子４０に入力される
渦電流信号８は、負極性の場合に半波整流回路４４を通
過し、出力端子４２から負極性信号２６として出力され
る。これにより、渦電流信号８の極性が判別され、プロ
ーブ先端部５が支持板６に接近しつつあるか遠ざかりつ
つあるかを検出することができる。

【００３３】図６は、図４に示した支持板検出器９に内
蔵されるゼロクロス検出回路１４の回路図である。ゼロ
クロス検出回路１４は、コンパレータＵ４と、ワンショ
ットマルチバイブレータＵ５、Ｕ６と、ＯＲ回路Ｕ７と
を有する。なお、抵抗Ｒ７とコンデンサＣ１は、ワンシ
ョットマルチバイブレータＵ５の出力パルスのパルス幅
を設定し、抵抗Ｒ８とコンデンサＣ２は、ワンショット
マルチバイブレータＵ６の出力パルスのパルス幅を設定
する。

【００３４】入力端子４６に入力される渦電流信号８
は、コンパレータＵ４によりゼロクロスポイントで極性
が反転する矩形波に変換され、ワンショットマルチバイ
ブレータＵ５、Ｕ６に入力される。

【００３５】ワンショットマルチバイブレータＵ５は、
矩形波の立ち上がりエッジのタイミングで、抵抗Ｒ７と
コンデンサＣ１の時定数に対応したパルス幅の信号を出
力し、ワンショットマルチバイブレータＵ６は、矩形波
の立ち下がりエッジのタイミングで、抵抗Ｒ８とコンデ
ンサＣ２の時定数に対応したパルス幅の信号を出力す
る。

【００３６】ワンショットマルチバイブレータＵ５、Ｕ
６の出力信号は、ＯＲ回路Ｕ７に入力されて合成され、
出力端子４７から渦電流信号８のゼロクロスポイントに
対応したゼロクロス信号２７が出力される。ゼロクロス
信号２７により、支持板６の中心位置を検出することが
でき、プローブ先端部５を探傷部位１へ正確に位置決め
することができる。

【００３７】図７は、本発明の実施の形態の探傷装置に
おいて、支持板６の位置を検出する場合の説明図であ
る。図７（１）に示すように、プローブ先端部５が蒸気
発生器伝熱管２の内部に挿入され、探傷部位１となる支
持板６に対応する位置を検出する。

【００３８】図７（２）は、本実施の形態において、支
持板６に対応する位置を検出する場合の各信号の波形図
である。前述のように、プローブ先端部５が支持板６に
接近し通過すると、渦電流検査器２０から出力される渦
電流信号８は、ほぼ正弦波状に負極性から正極性に変化
する。

【００３９】渦電流信号８は、支持板検出器９内の極性
判別回路１３に入力され、それぞれの極性に応じて負極
性信号２６と正極性信号２５とが出力される。また、渦
電流信号８は、支持板検出器９内のゼロクロス検出回路
１４に入力され、渦電流信号８のゼロクロスポイントに
対応したゼロクロス信号２７が出力される。

【００４０】正又は負極性信号２５、２６及びゼロクロ
ス信号２７は、前述のように、支持板検出器９内の演算
ユニット１５に入力される。演算ユニット１５は、プロ
ーブ先端部５の移動方向及び支持板６の中心位置に対応
した支持板検出信号２４を生成し制御ユニット１０に出
力する。これにより、プローブ先端部５は、探傷部位１
に正確に位置決めされ、探傷検査の信頼性を向上させる
ことができる。

【００４１】以上、具体的な実施の形態について説明し
たが、かかる実施の形態が本発明の技術的範囲を限定す
るものではない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の第１の態様
の探傷装置は、渦電流検査器と支持板検出器と制御ユニ
ットとを有するセンサ制御部を有し、センサ制御部から
出力されるセンサ駆動信号によりプローブ先端部を探傷
部位へ位置決めする。従って、検査プローブの曲がりに
影響されず、プローブ先端部の探傷部位への正確な位置
決めができ、蒸気発生器伝熱管の探傷検査の信頼性を向
上させることができる。また、プローブ先端部を探傷部
位へ正確に位置決めできるので、誤った位置での探傷検
査が防止され、検査時間の短縮を計ることができる。

【００４３】また、本発明の第２の態様の探傷装置にお
いて、センサ制御部は、渦電流信号を出力する渦電流検
査器と、支持板検出信号を出力する支持板検出器と、セ
ンサ駆動信号を出力する制御ユニットとを有し、探傷セ
ンサを支持板の位置に対応した探傷部位に位置決めす
る。従って、検査プローブの曲がりに影響されず、探傷
センサの探傷部位への正確な位置決めができ、蒸気発生
器伝熱管の探傷検査の信頼性を向上させることができ
る。

【００４４】また、本発明の第３の態様の探傷装置にお
いて、支持板検出器は、渦電流信号の極性に対応する極
性信号を出力する極性判別回路と、渦電流信号のゼロク
ロスポイントに対応するゼロクロス信号を出力するゼロ
クロス検出回路と、支持板検出信号を出力する演算ユニ
ットとを有し、渦電流センサの移動方向及び支持板の中
心位置を検出することができる。従って、検査プローブ
の曲がりに影響されず、探傷センサの探傷部位への正確
な位置決めができ、蒸気発生器伝熱管の探傷検査の信頼
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の探傷装置の構成図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態の探傷装置による探傷検査
のフローチャートである。

【図３】本発明の実施の形態の渦電流検査器２０の構成
図である。

【図４】本発明の実施の形態の支持板検出器９のブロッ
ク図である。

【図５】本発明の実施の形態の極性判別回路１３の回路
図である。

【図６】本発明の実施の形態のゼロクロス検出回路１４
の回路図である。

【図７】本発明の実施の形態における支持板位置検出の
説明図である。

【図８】従来の蒸気発生器伝熱管の探傷検査の説明図で
ある。

【図９】従来の検査プローブの説明図である。

【符号の説明】

１ 探傷部位 ２ 蒸気発生器伝熱管 ３ 検査プローブ ４ プッシャー ５ プローブ先端部 ６ 支持板 ７ 超音波探傷器 ９ 支持板検出器 １０ 制御ユニット １３ 極性判別回路 １４ ゼロクロス検出回路 １５ 演算ユニット ２０ 渦電流検査器 ２１ 位置決め用渦電流センサ ２２ 探傷用超音波センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持板により支持された蒸気発生器伝熱管
   の管内に探傷センサを挿入し、該支持板に対応する位置
   の損傷を検査する探傷装置において、 該探傷センサは、該蒸気発生器伝熱管に渦電流を誘導さ
   せると共に該渦電流の変化を検出する渦電流センサを含
   み、 該渦電流センサで検出した渦電流の変化に基づき、該探
   傷センサを該支持板に対応する位置に位置決めするセン
   サ制御部を有することを特徴とする探傷装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 更に、前記探傷センサを前記蒸気発生器伝熱管の管内に
   挿入し移動させるプッシャーを有し、 前記センサ制御部は、前記渦電流センサに高周波電流を
   印加して交番磁界を発生させると共に、前記渦電流の変
   化を示す渦電流信号を出力する渦電流検査器と、 該渦電流信号が入力され、前記支持板に対応する位置を
   示す支持板検出信号を出力する支持板検出器と、 該支持板検出信号が入力され、該探傷センサを位置決め
   する駆動信号を該プッシャーに出力する制御ユニットと
   を有することを特徴とする探傷装置。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記支持板検出器は、前記渦電流信号が入力され、該渦
   電流信号の極性に対応する極性信号を出力する極性判別
   回路と、 該渦電流信号が入力され、該渦電流信号のゼロクロスポ
   イントに対応するゼロクロス信号を出力するゼロクロス
   検出回路と、 該極性信号及び該ゼロクロス信号が入力され、前記制御
   ユニットに前記支持板検出信号を出力する演算ユニット
   とを有することを特徴とする探傷装置。