JP2012181097A - 構造物探傷方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３次元形状溶接部等の複雑な形状の対象物であっても、高精度の探傷検査が可能な渦電流探傷方法及び装置を実現する。
【解決手段】探傷の事前にティーチングを実施する。ティーチングは探傷領域内の複数点で溶接線に対するＥＣＴセンサ１１４の傾きを調整し密着性が良好なＥＣＴセンサ１１４の押し付け条件を選定する。ティーチングを実施した各点のＥＣＴセンサ１１４の傾き等をマニピュレータ制御装置１０６に記録し、記録したティーチングデータを読み込んでＥＣＴセンサ１１４をスタート位置に移動させる。その際、探傷スタート位置におけるＥＣＴセンサ１１４の密着性を確認し、確認後、事前走査と同じ条件でマニピュレータ１１３を操作しながら探傷を実施してデータを取得し、取得したデータから密着性を判断し、密着性が低い場合は、条件を再調整して探傷を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力発電プラント等の構造物の探傷方法及び装置に関する。

近年、原子炉内構造物の高経年化に伴い、各種炉内構造物の表面検査の必要性が高まっている。特に、原子炉圧力容器の底に位置する炉底部では、各種構造物の間隔が狭く、溶接検査面付近が狭隘であるため、マニピュレータの先端に超音波（ＵＴ）センサや、ＥＣＴ（Ｅｄｄｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ）センサを取り付けて、遠隔操作により要求検査範囲を検査する。

表面検査手法の１つであるＥＣＴは、応力腐食割れ（ＳＣＣ）に特徴的な複雑形態の割れに対しても高い検出感度を有し、気水中で実施可能という利点を持っている。

一方で、ＥＣＴは、溶接検査面とセンサの距離（リフトオフ）が離れるほど欠陥検出感度が悪化する。特に、励磁コイルと検出コイルとを有する相互誘導形標準比較型のＥＣＴセンサは、リフトオフの影響を受けやすいため、ＥＣＴセンサは探傷中できる限り検査面に密着させることが必要である。

平板や２次元押出し形状溶接部（溶接継手など）を対象とした場合は、溶接検査面の形状が単純であるため、例えば、特許文献１に記載された押し付け構造を用いれば、探傷中にＥＣＴセンサを常に溶接検査面へ密着させることは比較的容易である。

したがって、探傷開始から終了までの間に、傷の検出性に大きな影響を与えるリフトオフの発生は考えにくい。

特開２００８―２９８４７８号公報

一方で、原子炉圧力容器の炉底部の構造物に多く見られる３次元形状溶接部（貫通溶接部、鞍型形状溶接部など）を対象とした場合は、溶接部の曲率半径Ｒが連続的に変化する複雑な形状をしているため、マニピュレータの先端に取り付けたＥＣＴセンサを動作している間、溶接検査面にＥＣＴセンサを常に密着させることは容易ではない。

したがって、平板や２次元押出し形状溶接部を対象とした従来のＥＣＴ探傷方法や手順をそのまま適用しただけでは、センサの密着性確保、およびその確認作業が極めて難しいという課題がある。

本発明の目的は、３次元形状溶接部等の複雑な形状の対象物であっても、高精度の探傷検査が可能な探傷方法及び装置を実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。

探傷センサを用いた構造物の探傷方法及び装置において、探傷センサを上記構造物の所定箇所に位置させ、上記探傷センサと探傷面との密着条件を選定するティーチングを行い、選定した密着条件を記憶手段に記憶し、上記探傷センサを探傷開始位置に位置させて、この探傷開始位置における上記探傷センサと探傷面との間の距離を判断し、上記判断した探傷センサと探傷面との間の距離が所定値以下の場合、上記構造物の所定箇所の探傷を、上記記憶手段に記憶された密着条件に従って開始し、上記構造物の複数の所定箇所のそれぞれにて、上記探傷センサと探傷面との間の距離を検出し、検出した距離が所定値を超える場合は、密着条件を調整して、上記探傷センサによる探傷を実行し、上記探傷センサにより得られた探傷データをデータ保存手段に保存する。

本発明によれば、３次元形状溶接部等の複雑な形状の対象物であっても、高精度の探傷検査が可能な探傷方法及び装置を実現することができる。

本発明が適用される原子炉内ＥＣＴ検査の全体システムについての説明図である。 本発明に適用される相互誘導形標準比較型センサの説明図である。 本発明に適用されるセンサ押し付け部の構造説明図である。 本発明とは異なる比較例におけるＥＣＴ検査手順のフローチャートである。 本発明の実施例におけるＥＣＴ検査手順のフローチャートである。 本発明の実施例におけるティーチングの説明図である。 ＥＣＴセンサの密着性確認試験に使用する試験体についての説明図である。 ＥＣＴセンサ密着性確認におけるリサージュ波形の模式図である。 探傷スタート時のＥＣＴセンサ密着性を確認するためのリフトオフとＹＸ信号との関係を示すグラフである。 ＥＣＴセンサを使って凹凸検査面を探傷した場合を想定した図である。 表面凹凸部のＥＣＴ探傷結果を示すグラフである。 探傷中のリフトオフ確認のためのリフトオフとＸ信号との関係を示す図である。 本発明におけるマニピュレータ制御装置の内部構成ブロック図である。 本発明の実施例２におけるセンサ駆動装置の概略構成図である。 本発明の実施例３におけるセンサ駆動装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１が適用される、原子炉内ＥＣＴ検査の全体システムについての説明図である。

図１において、検査対象とするのは、原子炉圧力容器１０１内の構造物であるシュラウド１０２の各種溶接継手、ＣＲＤ（制御棒駆動機構）スタブチューブ等の貫通溶接部１０３等である。オペレーションフロア１０４には、マニピュレータ制御装置１０６、ＥＣＴ制御装置１０７、サービスエアー１０８からエアーを取り込み、ＥＣＴセンサ１１４を駆動させるためのエアー操作ユニット１０９、炉内カメラ制御装置１１０、各種ケーブル１１１、及びエアーチューブ類１１２を炉内に降ろすために使う作業台車１０５を設置する。

また、ケーブル１１１の先端には、ＥＣＴセンサ１１４、センサ押し付け部１１５を取り付けたマニピュレータ１１３や、ＥＣＴセンサ１１４の動きを見るための炉内カメラ１１６を取り付ける。

次に、図２を用いて、本発明の実施例で使用するＥＣＴの相互誘導形標準比較型センサについて説明する。図２において、当該センサは、励磁コイル１１８（１１８ａ、１１８ｂ・・・）と検出コイル１１９（１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ）を基板上に規則的に取り付けたものである。例えば、図２に示すものは、１つの励磁コイル１１８ａに対して３つの検出コイル１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃを等距離で配置したもので、このコイル（１１８ａ、１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ）１セットで複数方向に伸展する傷を検出することができる。

１つの励磁コイル１１８ａと３つの検出コイル１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃの１セットのみで構成されるシングルセンサ１２０（図２の（ａ））や、コイル（１１８ａ、１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ）の複数のセットで励磁検出機能をスイッチング制御し、１度で広範囲探傷が可能なマルチセンサ１２１（図２の（ｂ））がある。なお、当該センサ１２０、１２１のように、コイルを配置するための基板に可撓性を持たせれば、図示するように、コイル部を曲げることができ、曲面の検査にも利用することができる。

図３は、マルチセンサ１２１を例とした、ＥＣＴセンサ１１４を検査面に密着させる役割を果たすセンサ押し付け部１１５の構造説明図である。図３において、マルチセンサ１２１のセンサ押し付け部１１５は、ジンバル３０１、スプリング３０２、ＥＣＴセンサ固定部３０３、接地部品３０４、積層板ばね３０６、弾性材３０７から構成され、その先端にＥＣＴセンサ１１４が取り付けられる構造である。

センサ押し付け部１１５は、マニピュレータ１１３から加えられる力３０８を使い、ＥＣＴセンサ１１４を溶接検査面に押し付ける役目を果たす。積層板ばね３０６は、押し付け中心部から離れた端部の押し付け力を強化することによって、端部に配置されたコイルの検査面への密着性を向上させる役目を果たす。

また、弾性材３０７は、積層板ばね３０６とＥＣＴセンサ１１４に挟まれ、マニピュレータ１１３を通じて加えられる力３０８からＥＣＴコイル３０５を保護する役目を果たす。
次に、図１、図４を用いて、平板や２次元押出し形状溶接部を対象とした、本発明とは異なる比較例におけるＥＣＴ検査手順について説明する。

図１、図４において、現場作業開始後、オペレーションフロア１０４において、ＥＣＴセンサ１１４とセンサ押し付け部１１５とをマニピュレータ１１３の先端に取り付け、検査前キャリブレーションを実施する（ステップＳ２０１）。これは、対比試験片に付与したスリットを使って、ＥＣＴセンサ１１４（シングルセンサ１２０及びマルチセンサ１２１）が有するコイル３０５の基準となる探傷感度や位相角度を決定するために行う。

その後、作業台車１０５を使って、先端にＥＣＴセンサ１１４を取り付けたマニピュレータ１１３を炉内へインストールする（ステップＳ２０２）する。次に、マニピュレータ１１３をＣＲＤスタブチューブ等の台座に固定後、マニピュレータ１１３の先端部に取り付けたＥＣＴセンサ１１４を溶接線中心上に移動し、エアー、またはバネ等の力を使って、ＥＣＴセンサ１１４を検査面に押し付け（ステップＳ２０３）、事前走査を実施する（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０４における事前走査では、ステップＳ２０４ａ、Ｓ２０４ｂにおいて、ＥＣＴセンサ１１４の密着性確認、走査時の干渉物の有無等、正常に探傷が終了できるかを炉内カメラ１１６で確認する（詳細な密着性確認は別途実施）。ステップＳ２０４における事前走査で問題がなければ、ＥＣＴセンサ１１４を探傷スタート位置に移動する（ステップＳ２０５）。

その後、探傷を実施し（ステップＳ２０６）し、探傷データに異常（データの抜け、異常信号の発生等）が無いことを確認する（Ｓ２０６ａ）。もし、データに異常があれば、再探傷を実施するが、それでも改善しない場合は、マニピュレータ１１３をオペレーションフロア１０４へ引き上げ、ＥＣＴセンサ１１４等に異常がないかを確認する。探傷データが正常の場合、全検査範囲を探傷したかを確認し（ステップＳ２０６ｂ）、他の検査範囲が残っていれば、次の検査範囲へ移動する。

全検査範囲を探傷していれば、ＥＣＴセンサ１１４を検査面に押し付けるために使用していたエアーまたはバネ等の力をオフして、検査面からＥＣＴセンサ１１４を離し（ステップＳ２０７）、マニピュレータ１１３をオペレーションフロア１０４へ引き上げるアンインストール手順を踏む（ステップＳ２０８）。その後、マニピュレータ１１３にＥＣＴセンサ１１４を取り付けた状態で、検査後キャリブレーションを実施する（ステップＳ２０９）。このとき、検査前のキャリブレーション（ステップＳ２０１）と同様のスリットを使って検査後キャリブレーション（ステップＳ２０９）を実施し、探傷前後のキャリブレーションにおいて、基準感度及び位相角度が所定の誤差以内に入っていることを確認し（ステップＳ２０９ａ）、問題がなければ、現場作業終了となる。ただし、所定の誤差以内に入っていないコイルがあれば、当該コイルの探傷データは無効となる。

次に、図１、５を用いて、３次元形状溶接部を対象とした本発明の実施例によるＥＣＴ検査手順の概要について説明する。図４に示したＥＣＴ検査手順と比較して、本発明の実施例におけるＥＣＴ検査手順は、ティーチング（ステップＳ２１０）、探傷スタート位置におけるＥＣＴセンサの密着性確認（ステップＳ２１１）、探傷中のリフトオフ管理（ステップＳ２１２）の３つをさらに有する。

図１、図５において、現場作業開始後、検査前キャリブレーション（ステップＳ２０１）、マニピュレータ１１３のインストール（ステップＳ２０２）、検査面へのＥＣＴセンサ１１４押し付け（ステップＳ２０３）までは、図４に示した例と同様である。

対象が３次元形状溶接部の場合、このまま事前走査（ステップＳ２０４）を実施しても探傷中にＥＣＴセンサ１１４を検査面に密着させ続けることは難しいため、事前探傷（ステップＳ２０４）の前にティーチング（ステップＳ２１０）を実施する。

ティーチング（ステップＳ２１０）は、探傷領域内の複数点において、溶接線に対するＥＣＴセンサ１１４の傾きを調整し、炉内カメラ１１６で見ながら、またはＥＣＴセンサ１１４の出力信号を使い、密着性が良好なＥＣＴセンサ１１４の押し付け条件を選定するための作業である。

そして、ティーチング（ステップＳ２１０）を実施した各点におけるＥＣＴセンサ１１４の傾きや押し付け量をマニピュレータ制御装置１０６に記録しておく。その後、記録したティーチング（ステップＳ２１０）データを読み込んでＥＣＴセンサ１１４を走査し、炉内カメラ１１６で見ながら図４の例と同様の検査手順により、事前走査（Ｓステップ２０４）を実施し、密着性に問題がなければＥＣＴセンサ１１４をスタート位置に移動（ステップＳ２０５）する。

その際、探傷スタート位置におけるＥＣＴセンサ１１４の密着性を確認（ステップＳ２１１）する。密着性確認後、事前走査（ステップＳ２０４）と同じ条件でマニピュレータ１１３を操作しながら探傷を実施（ステップＳ２０６）してデータを取得する。そして、図４の例の手順と同様に試験データに異常がないか、全検査範囲を探傷したかを確認する他に、探傷結果から探傷中のＥＣＴセンサ１１４のリフトオフを検出して、検出したリフトオフが管理値以内か否かを確認する（ステップＳ２１２）。

検査範囲内の各位置で、上記リフトオフが管理値を超える場合は、ＥＣＴセンサ１１４の押し付け量等を調整して、ステップＳ２１２からステップＳ２０６に戻り、同一位置にて探傷検査を行い、ステップＳ２０６ａ、Ｓ２１２を実行する。
ＥＣＴセンサ１１４の押し付け量の調整は、検出したリフトオフの値に応じてその量を調整することができる。

以上の確認事項に問題がなければ、従来の検査手順と同様に、検査面からＥＣＴセンサ１１４を離し（ステップＳ２０７）、マニピュレータ１１３のアンインストール（ステップＳ２０８）、検査後キャリブレーション（ステップＳ２０９）を実施し、現場作業終了となる。

次に、本発明の実施例１におけるＥＣＴ検査手順の特徴的な部分の詳細について、図６に示すＣＲＤスタブチューブ溶接部４０１の検査を例にして説明する。なお、図６の（ａ）〜（ｅ）のそれぞれにおいて、右上部分は、曲率半径が小の切り欠き部である。

（１）ティーチング（ステップＳ２１０）について
ティーチング（ステップＳ２１０）は、大きく分けて以下７つの手順で実施する。

（ａ）図６の（ａ）に示すように、施工図を基にして溶接部４０１の検査箇所におけるティーチング範囲４０２を決定する。

（ｂ）図６の（ｂ）に示すように、炉内カメラ１１６で見ながら、ＥＣＴセンサ１１４を溶接部４０１の溶接線中心上における１点目のティーチング点４０３に移動させて、検査面へ押し付ける。

（ｃ）図６の（ｃ）に示すように、炉内カメラ１１６でＥＣＴセンサ１１４の側面から見たときに、ＥＣＴセンサ１１４と溶接部４０１の検査面との密着性が悪ければ、センサ押し付け部１１５を回転・移動させてＥＣＴセンサ１１４と溶接線長さ方向の傾きを調整する。なお、密着性の確認は、炉内カメラ１１６ではなくＥＣＴセンサ１１４の出力信号から行っても良い。さらに、ＥＣＴセンサ１１４の出力信号からの密着性確認は、図５のステップＳ２１１に示した探傷スタート位置におけるＥＣＴセンサ１１４の密着性確認で行う。

（ｄ）ＥＣＴセンサ１１４の密着性が良好であることを確認できたら、そのときのマニピュレータ１１３の駆動位置やＥＣＴセンサ１１４の回転角度・移動量をマニピュレータ制御装置１０６のデータ保存部（後述する）に記録する。もし、ＥＴＣ１１４の密着性の確認ができなければ、再度マニピュレータ１１３の駆動位置や、ＥＣＴセンサ１１４の押し付け条件等を微調整する。

（ｅ）ティーチング１点目の作業終了後、ティーチング２点目にＥＣＴセンサ１１４を移動し、上記（ｃ）→（ｄ）に記載した作業を実施する。なお、ティーチングを実施するポイントの間隔は、溶接部１０３であるＣＲＤスタブチューブ円管の中心軸と垂直な断面上における任意の角度ピッチ、もしくはＥＣＴセンサ１１４を検査面に沿って移動した際、密着性が悪化した任意の位置で適宜実施する。

（ｆ）図６の（ｄ）に示すように、上記（ｅ）に記載の作業をティーチング範囲４０２において繰り返し実施する。

（ｇ）各ティーチング点において取得したマニピュレータ１１３の駆動位置やＥＣＴセンサ１１４の回転角度・移動量をスプライン曲線等で滑らかに繋ぎ合わせたラインをＥＣＴセンサ１１４の最終的な走査軌跡１１７として、マニピュレータ制御装置１０６に記録する。そして、図６の（ｅ）に示すように、事前探傷（ステップＳ２０４）やデータ取得の探傷（ステップＳ２０６）では、ティーチング（ステップＳ２１０）で求めた走査軌跡１１７に従って、ＥＣＴセンサ１１４を走査する。

なお、上記手順（ａ）〜（ｇ）では、炉内カメラ１１６で見ながらマニピュレータ１１３の先端部に取り付けたＥＣＴセンサ１１４を溶接線中心上へ移動させ、走査している。しかし、その合わせ込みには多大な時間を要するため、予めＣＡＤ図面を基にしたスキャニングプランを利用する方法もある。

スキャニングプランをマニピュレータ制御装置１０６に記録しておき、それを基にＥＣＴセンサ１１４を溶接線中心上へ移動させて走査すれば、マニピュレータ１１３の駆動位置の微調節、及びＥＣＴセンサ１１４の回転角度・移動量の調整のみを実施すれば良いので、ティーチング（ステップＳ２１０）にかかる時間の大幅な低減が可能である。

（２）探傷スタート位置におけるＥＣＴセンサの密着性確認（ステップＳ２１１）について
相互誘導形標準比較型コイルを使って、曲率が変化する溶接部におけるＥＣＴセンサ１１４の密着性を確認する場合、ＥＣＴセンサ１１４を、曲率を有する部分に押し付けてＥＣＴセンサ１１４の基板が曲がったときに発生するＥＣＴ信号の影響を考慮することが必要である。

例えば、図２に示すシングルセンサ１２０、マルチセンサ１２１の励磁コイル１１８ａに対して３つの検出コイル１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃを考える。励磁コイル１１８ａと検出コイル１１９ａのコイル配列順は、センサ（１２０、１２１）の基板の曲がり方向と同じであり、基板の曲がりによって励磁コイル１１８ａと検出コイル１１９ａの間隔が変化するために、磁場が変化し、検出コイル１１９ａは基板の曲がりに起因する信号を拾う。

一方、励磁コイル１１８ａと、検出コイル１１９ｂまたは１１９ｃとのコイル配列はセンサ（１２０、１２１）の基板の曲がり方向とほぼ直交する関係にあり、コイル１１８ａと、検出コイル１１９ｂまたは１１９ｃとの相対距離は、基板の曲がりの影響を受けないため、検出コイル１１９ｂ、１１９ｃは基板の曲がりに起因する信号を拾わない。

したがって、励磁コイル１１８に対する検出コイル１１９の配列関係が、基板の曲がり方向に対して直交となる検出コイル（１１９ｂ、１１９ｃ）の信号を評価すれば、検査対象部が平板、曲率部であるか否かに関わらずリフトオフ評価をすることができる。

上記事項を確認するために、図７、図８、図９に示すように、平板試験体５０１や曲率試験体５０２を使って試験を実施した。

図７の（ａ）は、ＥＣＴセンサ１１４を平板試験体５０１から十分離した状態から少しずつに近づけていき、最終的に平板試験体５０１へ密着させたときの試験の様子を示す図である。図８は、ＥＣＴセンサ１１４を試験体に密着させたときに、曲がりの影響を受けない検出コイル１１９ｂまたは１１９ｃで取得した信号のリサージュ波形の模式図を示している。

平板試験体５０１を用いた試験を実施した結果、図８に示すように、リサージュ波形は、ＥＣＴセンサ１１４が平板試験体５０１から十分離れたときは信号５０３が得られ、近づくにつれて信号５０３から信号５０４に向かすように変化し、完全に密着させたときに信号５０５が得られるという履歴をたどる。

また、図７（ｂ）に示すような曲率試験体５０２（曲率Ｒ＝３０ｍｍ、０ｍｍ（平板））に対しても同様の試験を実施し、リサージュ波形を取得した。その結果、図９に示すように、リサージュ波形は平板、曲率を有する試験体に関わらずほぼ同様の結果となり、対象形状の影響を受けずにリフトオフを評価できることが分かる。

したがって、予め基礎試験において、図８に示す波形を作成し、リサージュ波形の屈曲点５０４におけるリフトオフと、実機検査の探傷スタート時に密着性確認したときのリサージュ波形とを照らし合わせれば、探傷スタート時にどの程度のリフトオフが発生しているのかを確認することができる。

（３）探傷中のリフトオフ管理（ステップＳ２１２）について
ティーチング（ステップＳ２１０）では、探傷領域内の複数点の各点においてＥＣＴセンサ１１４の密着性を確認する。したがって、探傷前にティーチング（ステップＳ２１０）を実施し、かつ探傷スタート位置における密着性を確認（ステップＳ２１１）しておけば、ティーチング（ステップＳ２１０）と同様のセンサ走査軌跡１１７をたどるデータ取得時の探傷において、大きなリフトオフが発生することは考えにくい。

しかし、ＥＣＴセンサ１１４が、探傷中に規定したリフトオフ以内に本当に収まった状態で探傷ができていることを確認することは、探傷中のエビデンスとして重要なことである。この確認は、炉内カメラ１１６では難しいため、探傷して取得したＥＣＴ探傷結果から確認する必要がある。

図１０は、ＥＣＴセンサ１１４を使って、凹凸のある検査面６０１を探傷した場合を想定した図である。図１０において、ＥＣＴセンサ１１４が凹凸のある検査面６０１を通過する際、検出コイル１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃは、検査面６０１の凹凸によって励磁コイル１１８ａとの位置関係が変化するため、凹凸のある検査面６０１に起因するノイズ信号を拾う。

このとき、ＥＣＴセンサ１１４が凹凸のある検査面６０１に追従できる場合（リフトオフが小さい場合）、各検出コイル１１９ａ〜１１９ｃは、Ｙ信号のみを生じ、Ｘ信号をほとんど示さない（図１１の（ａ））。ここで、Ｘ信号、Ｙ信号とは、基準スリットによる交流磁束（参照信号）と、検査対象からの交流磁束とのリサージュ波形におけるＸ信号（電圧）、Ｙ信号（電圧）である。

一方、探傷中にＥＣＴセンサ１１４が凹凸のある検査面６０１に追従できない場合（大きなリフトオフが発生した場合）、各検出コイル１１９ａ〜１１９ｃは、Ｙ信号とともにＸ信号を発生する（図１１の（ｂ））。

したがって、図１２に示すようにリフトオフに対するＸ信号の関係を予め把握し、その関係性から許容できるＸ信号の値を決めておけば、ＥＣＴ探傷結果からＸ信号の大きさを測ることによって、探傷中のリフトオフの大きさを確認することが可能である。Ｘ信号から得られたリフトオフ値が許容値を超える場合は、ＥＣＴセンサの探傷面への押し付け量等を調整して、密着性を調整し、再度、同一位置を探傷する。

上述したティーチングは、マニピュレータ制御装置１０６の制御により実行させる。

ここで、マニピュレータ制御装置１０６の内部構成について説明する。図１３は、マニピュレータ制御装置１０６の内部構成ブロック図である。なお、説明上、マニピュレータ制御装置１０６以外の装置についても図示してあるが、ＥＣＴ制御装置１０７については図示を省略した。

図１３において、マニピュレータ制御装置１０６は、ＥＣＴ特性データ保存部６００と、比較／評価部６０７と、ティーチングデータ収録保存部６０２と、保間計算部６０３と、制御指令部６０４と、データ収録保存部６０５とを備えている。

次に、ティーチング時における、マニピュレータ制御装置１０６の内部構成の各機能について説明する。

制御指令部６０４からの指令信号により、マニピュレータ１１３のモータ１〜モータｎが動作し、ＥＣＴセンサ１１４を目的の位置に到達し、目的の姿勢となるように制御する。目的の位置、姿勢となったＥＣＴセンサ１１４からの信号はＥＣＴ探傷器６０６（図１には示していない）で検出し、ＥＣＴ特性データ保存部６００に予め保存されたデータと比較／評価部６０７にて比較・評価される。

ＥＣＴセンサ１１４の、ＥＣＴ特性データから評価したリフトオフが規定値内に収まっていれば、制御指令部６０４から指令信号を発生し、そのときのＥＣＴセンサ１１４への押し付け量等を探傷対象位置と共にデータ収録保存部６０２にデータを収録し、保存する。

もし、ＥＣＴ特性データから評価したリフトオフが規定値内に収まっていなければ、再度、マニピュレータ１１３のモータを制御して溶接線方向と、ＥＣＴセンサ１１４の傾き角度や、ＥＣＴセンサ１１４の押付け量を変えて、そのとき得られたリフト量を比較／評価部（距離判断部）６０７が比較評価する。
上記動作を繰り返し行い、リフトオフが規定値内に収まった状態のＥＣＴセンサ１１４の位置についての探傷データを複数点求める。

必要に応じて、上述のような動作により求めたＥＣＴセンサ１１４の位置の複数点を補間計算部６０３で計算（直線・多項式曲線、スプライン曲線等）し、ティーチングデータ収録保存部６０２にティーチングデータとして保存する。

次に、探傷時における動作について説明する。

ティーチングデータ収録保存部６０２に保存したティーチングデータを制御指令部６０４が呼び出す。そして、マニピュレータ１１３をティーチングデータに従って動作させ、探傷を実施する。このとき、リフトオフもＥＣＴセンサ１１４からの探傷信号に基づいて判断し、リフトオフが一定値以上であった場合は、センサ１１４と探傷面との密着性条件を調整し、再度、探傷を実施する。そして、得られた探傷データをデータ収録記録部６０５に保存する。

なお、ＥＣＴセンサ１１４と、ＥＣＴ探傷器６０６とは、図示した例では、別体となっているが、ＥＣＴセンサ１１４と、ＥＣＴ探傷器６０６とを一体とし、一つの探傷センサとして構成することも可能である。
本発明の実施例１は、以上のように構成されているので、３次元形状溶接部等の複雑な形状の対象物であっても、高精度の探傷検査が可能な渦電流探傷方法及び装置を実現することができる。

つまり、本発明の実施例１のように、事前にティーチングを行って、センサと探傷面との密着性向上の条件を設定した上で、その条件に従って探傷動作を開始し、個々の探傷位置にて、リフトオフの大小を探傷センサからの信号を用いて評価し、リフトオフが一定値以上の場合は、探傷面とセンサとの密着性が向上するように押し付け量等を調整し、同一位置にて、再度探傷検査を行うように構成したので、複雑な形状の対象物であっても、高精度の探傷検査が可能となる。

次に、本発明の実施例２について説明する。本発明の実施例２は、実施例１で示したマニピュレータ以外のセンサ駆動機構（スキャナ）を使用する例である。マニピュレータ以外の部分は、実施例１と同様であるので、図示及び説明は省略する。

図１４は本発明の実施例２におけるセンサ駆動機構の概略構成図である。図１４において、センサ駆動機構（走査機構）は、母管７０２の外周部と分岐管７００の端部が、ほぼ直交するように突合せ溶接された楕円形状の溶接部を検査するための機構である。

分岐管７００の外側に取り付けられたスキャナガイドレール７０１は、楕円形状の溶接部と相似になる軌道を有しており、スキャナ内部の走行輪７０５と、ガイド７０６とがスキャナガイドレール７０１上を走行することにより、ＥＣＴセンサ１１４を楕円形状溶接部の溶接線７０３に沿って走査することができる。
実施例２におけるセンサ走査機構においても、実施例１と同様なティーチングを実施することで対象部位に沿って確実にＥＣＴセンサ１１４を走査して、ＥＣＴ探傷器６０６により探傷が可能となる。

つまり、実施例２においても、実施例１と同様な効果を得ることができる。

次に、本発明の実施例３について説明する。本発明の実施例３は、実施例１で示したマニピュレータ以外のセンサ走査機構（スキャナ）を使用するさらに他の例である。マニピュレータ以外の部分は、実施例１と同様であるので、図示及び説明は省略する。

図１５は本発明の実施例３におけるセンサ走査機構の概略構成図である。図１５において、実施例３におけるセンサ走査機構は、原子炉圧力容器と管状構造物（ＣＲＤスタブチューブ等）の貫通溶接部を検査するために３次元軌道を用いる走査機構である。

溶接中心線上の複数点において、各点から等距離（例えば、１００ｍｍ）離れた空間上に溶接部と正対する３次元軌道面に３次元軌道レール８０６を作り、ＥＣＴセンサ１１４を有する走行車８０５がエアシリンダ（またはバネ等）８０４から押付け力を得た状態で、ＣＲＤスタブチューブ８０７の溶接部を駆動することにより、貫通溶接部に沿った探傷が可能となる。

なお、エアシリンダ８０４には、エア供給源８０８からエアが供給される。
実施例３におけるセンサ走査機構においても、実施例１と同様なティーチングを実施することで対象部位に沿って確実にＥＣＴセンサ１１４を走査して、ＥＣＴ探傷器６０６により探傷が可能となる。

つまり、実施例３においても、実施例１と同様な効果を得ることができる。
なお、上述した例は、本発明を渦電流探傷に適用した場合の例であるが、渦電流探傷のみならず、例えば、超音波による探傷にも適用可能である。

１０１・・・原子炉圧力容器、１０２・・・シュラウド、１０３・・・貫通溶接部、１０４・・・オペレーションフロア、１０５・・・作業台車、１０６・・・マニピュレータ制御装置、１０７・・・ＥＣＴ制御装置、１０８・・・サービスエアー、１０９・・・エアー操作ユニット、１１０・・・炉内カメラ制御装置、１１１・・・ケーブル類、１１２・・・エアーチューブ類、１１３・・・マニピュレータ（センサ駆動機構）、１１４・・・ＥＣＴセンサ、１１５・・・センサ押し付け部、１１６・・・炉内カメラ、１１７・・・走査軌跡、１１８ａ・・・励磁コイル、１１９ａ〜１１９ｃ・・・検出コイル、１２０・・・シングルセンサ、１２１・・・マルチセンサ、３０１・・・ジンバル、３０２・・・スプリング、３０３・・・ＥＣＴセンサ固定部、３０４・・・接地部品、３０５・・・ＥＣＴコイル、３０６・・・積層板ばね、３０７・・・弾性材、４０１・・・ＣＲＤスタブチューブ溶接部、４０２・・・検査箇所におけるティーチング範囲、４０３・・・１点目のティーチング点、５０１・・・平板試験体、５０２・・・曲率試験体、６００・・・ＥＣＴ特性データ保存部、６０２・・・ティーチングデータ収録保存部、６０３・・・補間計算部、６０４・・・制御指令部、６０５・・・データ収録保存部、６０６・・・ＥＣＴ探傷器、６０７・・・比較／評価部、７００・・・分岐管、７０１・・・スキャナガイドレール、７０２・・・母管、７０３・・・溶接線、７０４・・・スキャナ制御器、７０５・・・走行輪、７０６・・・ガイド、８０４・・・エアシリンダ、８０５・・・走行車、８０６・・・３次元軌道レール、８０７・・・ＣＲＤスタブチューブ、８０８・・・エアー供給源

Claims (10)

1. 探傷センサを用いた構造物の探傷方法において、
   探傷センサを上記構造物の所定箇所に位置させ、上記探傷センサと探傷面との密着条件を選定するティーチングを行い、選定した密着条件を記憶手段に記憶し、
   上記探傷センサを探傷開始位置に位置させて、この探傷開始位置における上記探傷センサと探傷面との間の距離を判断し、
   上記判断した探傷センサと探傷面との間の距離が所定値以下の場合、上記構造物の所定箇所の探傷を、上記記憶手段に記憶された密着条件に従って開始し、
   上記構造物の複数の所定箇所のそれぞれにて、上記探傷センサと探傷面との間の距離を検出し、検出した距離が所定値を超える場合は、密着条件を調整して、上記探傷センサによる探傷を実行し、
   上記探傷センサにより得られた探傷データをデータ保存手段に保存することを特徴とする構造物の探傷方法。
2. 請求項１に記載の構造物の探傷方法において、
   上記探傷センサは、励磁コイルと検出コイルとを有する渦電流探傷センサであることを特徴とする構造物の探傷方法。
3. 請求項２に記載の構造物の探傷方法において、
   上記密着条件は、上記渦電流センサの探傷面への押し付け量であることを特徴とする構造物の探傷方法。
4. 請求項３に記載の構造物の探傷方法において、
   上記渦電流探傷センサと探傷面との距離は、上記渦電流探傷センサの検出コイルからの出力信号のリサージュ波形に基づいて算出することを特徴とする構造物の探傷方法。
5. 請求項１に記載の構造物の探傷方法において、
   上記構造物は、原子力プラントの原子炉内構造物であることを特徴とする構造物の探傷方法。
6. 探傷センサを用いた構造物の探傷装置において、
   探傷センサと、
   上記探傷センサを移動し、上記構造物の所定箇所に位置させ、探傷面に密着させるセンサ駆動部と、
   上記探傷センサと探傷面との距離を判断する距離判断部と、
   上記探傷センサと探傷面との密着条件を記憶する記憶手段と、
   上記センサ駆動部を動作させ、上記探傷センサと探傷面との密着条件を設定するティーチングを行い、設定した密着条件を上記記憶手段に記憶させ、記憶した密着条件に従って、上記探傷センサを上記構造物の所定箇所に移動させ、上記距離判断部により判断された上記探傷センサと探傷面との距離が所定値を越える場合は、上記密着条件を調整して、上記探傷センサによる探傷動作を再度実行させる制御指令部と、
   上記探傷センサにより得られた探傷データを保存するデータ保存部と、
   を備えることを特徴とする探傷装置。
7. 請求項６に記載の構造物の探傷装置において、
   上記探傷センサは、励磁コイルと検出コイルとを有する渦電流探傷センサであることを特徴とする構造物の探傷装置。
8. 請求項７に記載の構造物の探傷方法において、
   上記密着条件は、上記渦電流センサの探傷面への押し付け量であることを特徴とする構造物の探傷装置。
9. 請求項８に記載の構造物の探傷装置において、
   上記渦電流探傷センサと探傷面との距離は、上記渦電流探傷センサの検出コイルからの出力信号のリサージュ波形に基づいて算出することを特徴とする構造物の探傷装置。
10. 請求項６に記載の構造物の探傷装置において、
    上記構造物は、原子力プラントの原子炉内構造物であることを特徴とする構造物の探傷装置。

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