JP2012008039A - 管内面検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】管台5に挿入される案内部13と、案内部13に、軸線方向に間隔を空けて取り付けられ、管台5の軸線中心と案内部13の軸線中心とを略一致させるスタビライザ15,17と、軸線方向および軸線中心回りに移動するとともに案内部13と係合する駆動軸19と、案内部13のスタビライザ15,17で挟まれる部分よりも軸線方向で離隔した後方位置に、軸線方向の中間位置で管台5の軸線中心に直交する面の法線方向に延在する枢支軸に回転可能に取り付けられるとともにスタビライザ17側端部が軸線中心側に位置するようにされ、かつ、無負荷状態でスタビライザ17側端部の外周側位置の径が管台5の内径よりも小さい範囲内で常時外側に移動するように付勢されている管台5の内面の状況を検査する検査部21と、が備えられている。
【選択図】図2
Description
このような管内面検査装置としては、たとえば、特許文献1に示されるものがある。
これは、超音波探傷装置を備えたプローブヘッドに、超音波探傷装置の前後にそれぞれ管とプローブヘッドとの軸線中心を一致させる一対のスタビライザ(調芯部材)が備えられ、これらのスタビライザによって超音波探傷装置と管内面との間隔を一定に保つようにされている。
このため、プローブヘッドの姿勢が安定せず、たとえば、軸線中心が管の軸線中心に対して傾斜するので、適正な超音波探傷が行えない恐れがある。
これは、たとえば、管の入口端面が軸線中心に直交する面に対して傾斜した面となっている場合、この影響が大きくなる。このような面を持つ管としては、たとえば、制御棒を駆動するための制御棒駆動装置を取り付けるのに用いられる原子炉容器の半球鏡に貫通され、溶接によって半球鏡に取り付けられる管台がある。すなわち、管台の中には、端面が半球鏡の内面形状に削られたものがある。
すなわち、本発明の一態様は、管の内部空間に挿入される案内部材と、該案内部材に、軸線方向に間隔を空けて取り付けられ、それぞれ前記管の軸線中心と前記案内部材の軸線中心とを略一致させる一対の調芯部材と、前記軸線方向に延在する棒状部材で、前記軸線方向および軸線中心回りに移動するとともに前記案内部材と係合する駆動軸部と、前記案内部材あるいは前記駆動軸部における前記一対の調芯部材で挟まれる部分よりも前記軸線方向で離隔した後方位置に、前記軸線方向の中間位置で前記管の軸線中心に直交する面の法線方向に延在する枢支軸に回転可能に取り付けられるとともに前記調芯部材側端部が前記軸線中心側に位置するようにされ、かつ、無負荷状態で前記調芯部材側端部の外周側位置の径が管の内径よりも小さい範囲内で常時外側に移動するように付勢されている前記管の内面あるいは内部の状況を検査する検査部材と、が備えられている管内面検査装置である。
このとき、検査部材は、無負荷状態で調芯部材側端部の外周側位置の径が管の内径よりも小さい範囲内とされているので、検査部材は、管の入口端部に引っかかることなく管の内部に挿入されることができる。
このように、管の入口部分でも一対の調芯部材で軸線中心が一致した状態で検査部材を安定した姿勢とすることができるので、管の入口部分を適正に検査することができる。
なお、検査部材を周方向全周に亘り密に多数個設け、検査部材が取り付けられている案内部材あるいは駆動軸部の移動によって検査部材を挿入方向に移動させて管の全面検査を行うようにしてもよいし、検査部材を1個または間隔を空けて複数個設け、検査部材が取り付けられている案内部材あるいは駆動軸部の移動によって検査部材を周方向および挿入方向に移動させて管の全面検査を行うようにしてもよい。
このように、検査中、案内部材を移動させないので、検査部材の動作に影響する外乱要因を減少させることができる。これにより、一層安定した適正な検査を行うことができる。
[第一実施形態]
以下に、本発明の第一実施形態にかかる管内面検査装置1について、図1〜図3を参照して説明する。本実施形態にかかる管内面検査装置1は、加圧水型軽水炉の原子炉容器3の管台5の溶接部を検査するものである。
図1は、加圧水型軽水炉の原子炉容器3の上部を示す断面図である。図2は、管内面検査装置1の概略構成を示すブロック図である。
上半球部7には、原子炉内の制御棒に接続され、制御棒を上下方向に移動させる制御棒駆動機構9が複数本林立状態で垂設されている。制御棒駆動機構9を案内する管台(管)5は上半球部7を貫通して設けられた管台孔に挿入され、上半球部7の内面側部分で全周に亘り溶接によって固定されている。
このため、溶接部11の欠陥の有無を調査するのは重要である。
管台5の下端部には、図2に示されるように、上半球部の内面形状に沿った形状に削られたものがある。この場合、管台5の下端面(入口端面)が管台5の軸線中心に直交する面に対して曲面状に傾斜した面となっている。
管内面検査装置1には、管台5の内部空間に挿入する時の案内をする略円筒形状をした案内部13と、案内部13の前(最初に挿入される側を前とし、後で挿入される側を後と称する。)端側に取り付けられ管台5の軸線中心と案内部13の軸線中心とを略一致させるスタビライザ(調芯部材)15と、案内部13の後端部に取り付けられ管台5の軸線中心と案内部材13の軸線中心とを略一致させるスタビライザ(調芯部材)17と、一端が案内部13に固定して取り付けられ、軸線方向に延在する駆動軸(駆動軸部)19と、超音波を発射し、反射波を受信する一対の検査部(検査部材)21と、が備えられている。
検査部21に超音波を発振させ、検査部21が受信した反射波を解析する探傷部27および駆動装置23および探傷部27の動作を制御する制御部29が備えられている。制御部は、たとえば、パーソナルコンピュータで構成される。
支持構造31には、案内部13の下部に軸線中心と略直交するように配置された支持梁33と、支持梁33の両端部に回動可能に取り付けられ、案内部13の軸線中心に直交する円の法線方向に延在する枢支軸35と、一端が枢支軸35に固定して取り付けられた棒状体である支持棒37と、支持棒37と駆動軸19との間に介装された圧縮ばね39と、支持棒37の他端部に固定して取り付けられ、案内部13の軸線中心に直交する円の法線方向に延在する枢支軸41と、が備えられている。
圧縮ばね39の強度は、検査部21が適正に管内表面に接触するような大きさとされている。
なお、検査部材21をこのような姿勢に保つ機構としては、検査部21と枢支軸41との間に介装された巻きばね等の付勢部材に限定されるものではなく、検査部21を枢支軸14の回りに回転させる適宜な機構が用いられる。
制御部29から指示し、駆動装置23を案内部13が検査対象となる管台5の下方に位置するように移動する。制御部29からの指示によって駆動装置23を作動させ、出力軸25を上昇させる。出力軸25の上昇に伴って駆動軸19が上昇し、案内部13が管台5の内部に挿入される。
出力軸25をさらに上昇させると、スタビライザ15が、次いで、スタビライザ17が管台5の内部に導入される。軸線方向に間隔を空けて設けられた一対のスタビライザ15,17によって管台5の軸線中心と案内部13の軸線中心とが略一致することとなる。
このように、検査部21は、無負荷状態で前側端部の外周側位置の径が管台5の内径よりも小さくされているので、検査部21は、管台5の入口端部に引っかかることなく管台5の内部に挿入されることができる。
検査部21がさらに上昇すると、外周側位置の径が管台5の内径よりも大きくなる枢支軸41の近傍でそれよりも前側位置において図3に示されるように管台5に当接する。
この動作によって、図2に示されるように、検査部21の外周側は管台5の内周面に沿った姿勢となる。
このとき、検査部21は、支持棒37を介して圧縮ばね39によって外側に付勢されているので、検査部21が内側に移動することによって検査部21は管台5に押し付けられぎみとなり、安定した姿勢を維持することができる。
このとき、図2に示されるような管台5の入口端面が軸線中心に直交する面に対して曲面状に傾斜した面となっていても、管台5が存在する位置で上述の動作を行うので、検査部21は安定した姿勢を維持することができる。
また、多数個の検査部21を全周に亘り適宜間隔で設置し、案内部13を上方に移動させるだけで全周面を検査するようにしてもよい。
次に、本発明の第二実施形態にかかる管内面検査装置1について、図4〜図6を用いて説明する。
本実施形態は、検査部21を支持する支持構造51および案内部13の構成が第一実施形態のものと異なるので、ここではこの異なる部分について主として説明し、前述した第一実施形態のものと同じ部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。
本実施形態では、案内部13は、スタビライザ17の後方に延在するように構成されている。検査部21は、この延在された部分に軸線方向に移動可能に取り付けられている。
検査部21を支持する支持構造51には、移動部53と、外枠部材55と、内枠部材57とが備えられている。
圧縮ばね59の強度は、検査部21が適正に管内表面に接触するような大きさとされている。
外枠部材55の形状は、矩形状に限らず、多角形状、円形等の曲線で形成された形状、部分的に曲線で形成された形状であってもよい。
内枠部材57の形状は、矩形状に限らず、多角形状、円形等の曲線で形成された形状、部分的に曲線で形成された形状であってもよい。
検査部21は、内枠部材57の内側に配置され、周方向に延在する軸(枢支軸)63によって接続され、すなわち、軸63に回動可能に取り付けられている。
これにより、検査部21は外枠部材55に対して周方向および軸線方向で揺動可能に支持されていることになる。言い換えると、検査部21は、2軸のジンバル機構によって外枠部材55に支持されている。
なお、検査部材21をこのような姿勢に保つ機構としては、検査部21と軸63との間に介装された巻きばね等の付勢部材に限定されるものではなく、検査部21を軸63の回りに回転させる適宜な機構が用いられる。
案内部13を管台5の内部に挿入し、一対のスタビライザ15,17によって管台5の軸線中心と案内部13の軸線中心とを略一致させ、検査部21が管台5に接触するまで移動させる部分は前記第一実施形態と同様であるので、ここでは重複した説明を省略する。
なお、検査部21が最も後(下)側に位置する状態で案内部13は挿入される。
このように、検査部21は、無負荷状態で前側端部の外周側位置の径が管台5の内径よりも小さくされているので、検査部21は、管台5の入口端部に引っかかることなく管台5の内部に挿入されることができる。
検査部21がさらに上昇すると、外周側位置の径が管台5の内径よりも大きくなる軸63の近傍でそれよりも前側位置において管台5に当接する。
この動作によって、検査部21の外周側は管台5の内周面に沿った姿勢となる。
このとき、検査部21は、外枠部材55および内枠部材57を介して圧縮ばね59によって外側に付勢されているので、検査部21が内側に移動することによって検査部21は管台5に押し付けられぎみとなり、安定した姿勢を維持することができる。
このとき、図4に示されるような管台5の入口端面が軸線中心に直交する面に対して曲面状に傾斜した面となっていても、管台5が存在する位置で上述の動作を行うので、検査部21は安定した姿勢を維持することができる。
また、検査部21が上下方向に移動して検査している間、案内部13は管台5の軸線方向に移動させられないので、検査部21の動作に影響する外乱要因を減少させることができる。これにより、一層安定した適正な検査を行うことができる。
また、多数個の検査部21を全周に亘り適宜間隔で設置し、案内部13を上方に移動させるだけで全周面を検査するようにしてもよい。
次に、本発明の第三実施形態にかかる管内面検査装置1について、図7を用いて説明する。
本実施形態は、検査部21を支持する支持構造71および案内部13の構成が第一実施形態のものと異なるので、ここではこの異なる部分について主として説明し、前述した第一実施形態のものと同じ部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。
本実施形態では、案内部材13は、駆動軸19に着脱可能に取り付けられている。
検査部21は、駆動軸19に移動しないように取り付けられた支持構造71によって支持されている。
支持構造71は、検査部21における前側端部の外周側位置が後側端部の外周側位置よりも駆動軸19側に位置するように検査装置を支持するように構成されている。付勢されている。
検査部21がスタビライザ17から離隔した位置に位置させて案内部13を駆動軸19に係合させる。駆動軸19を移動させることによって案内部13を管台5の内部に挿入し、さらに進めて一対のスタビライザ15,17によって管台5の軸線中心と案内部13の軸線中心とを略一致させる。この状態で、出力軸25をさらに上昇させ、案内部13とともに駆動軸19を上昇させると、外周側位置の径が管台5の内径よりも小さい検査部21の前側端部が管台5の最も後側に位置する部分に挿入される。このとき、検査部21は前記第一実施形態あるいは前記第二実施形態と同様に管台5の内面に安定した姿勢で位置させられる。
一定範囲の検査が終了したら、案内部13を、駆動軸19に係合させ、案内部13を次の位置まで軸線方向に移動させ、同様に検査を行う。
このとき、図7に示されるような管台5の入口端面が軸線中心に直交する面に対して曲面状に傾斜した面となっていても、前記第一実施形態あるいは前記第二実施形態と同様に、検査部21は安定した姿勢を維持することができる。
また、検査部21が検査している間、案内部13は移動しないので、検査部21の動作に影響する外乱要因を減少させることができる。これにより、一層安定した適正な検査を行うことができる。
たとえば、本実施形態では、管内面検査装置1は管台5の内面検査に適用されているが、当然ながら管台5以外の管の内面検査に用いることができる。
5 管台
13 案内部
15 スタビライザ
17 スタビライザ
19 駆動軸
21 検査部
41 枢支軸
63 軸
Claims (4)
- 管の内部空間に挿入される案内部材と、
該案内部材に、軸線方向に間隔を空けて取り付けられ、それぞれ前記管の軸線中心と前記案内部材の軸線中心とを略一致させる一対の調芯部材と、
前記軸線方向に延在する棒状部材で、前記軸線方向および軸線中心回りに移動するとともに前記案内部材と係合する駆動軸部と、
前記案内部材あるいは前記駆動軸部における前記一対の調芯部材で挟まれる部分よりも前記軸線方向で離隔した後方位置に、前記軸線方向の中間位置で前記管の軸線中心に直交する面の法線方向に延在する枢支軸に回転可能に取り付けられるとともに前記調芯部材側端部が前記軸線中心側に位置するようにされ、かつ、無負荷状態で前記調芯部材側端部の外周側位置の径が管の内径よりも小さい範囲内で常時外側に移動するように付勢されている前記管の内面あるいは内部の状況を検査する検査部材と、
が備えられている管内面検査装置。 - 前記検査部材は、前記案内部材に前記軸線方向に移動するように取り付けられている請求項1に記載の管内面検査装置。
- 前記案内部材は、前記駆動軸部と離脱可能に係合し、前記検査部材は前記駆動軸部に取り付けられている請求項1に記載の管内面検査装置。
- 前記検査部材が超音波探傷部材である請求項1から3のいずれか1項に記載の管内面検査装置。
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