JP2664792B2 - 弁座すり合わせ装置 - Google Patents

弁座すり合わせ装置

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JP2664792B2
JP2664792B2 JP2087894A JP8789490A JP2664792B2 JP 2664792 B2 JP2664792 B2 JP 2664792B2 JP 2087894 A JP2087894 A JP 2087894A JP 8789490 A JP8789490 A JP 8789490A JP 2664792 B2 JP2664792 B2 JP 2664792B2
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valve seat
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polishing
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seat surface
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博三 塩見
知也 松永
一夫 谷本
英昭 鈴木
喜一郎 津田
祐利 屋代
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Hokkaido Electric Power Co Inc
Kansai Electric Power Co Inc
Kyushu Electric Power Co Inc
Japan Atomic Power Co Ltd
Fuji Electric Co Ltd
Shikoku Electric Power Co Inc
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Hokkaido Electric Power Co Inc
Kansai Electric Power Co Inc
Kyushu Electric Power Co Inc
Japan Atomic Power Co Ltd
Fuji Electric Co Ltd
Shikoku Electric Power Co Inc
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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】 この発明は、仕切弁,逆止め弁などの弁座シート面の
状態を検査ヘッドによって検査し、その結果に基づいて
補修用研摩ヘッドによる研摩作業の条件を選定するよう
にした弁座すり合わせ装置に関する。
【従来の技術】
従来、発電プラント特に原子力発電プラントには、仕
切弁,逆止め弁が多数使用されている。プラント運転中
に、配管内に混在するスケールなどの異物が弁座シート
面上に付着する可能性があるので、この付着状態で弁の
開閉操作をおこなうと、これら異物が弁体や弁座シート
面に食い込み、引っ掻き傷や圧痕状の傷を生じる。ま
た、流体の流れによる浸食により、片減りが生じたり、
熱変形で歪みが生じたりすることもある。 これらによって弁座シート面での密閉度が不完全にな
ると、プラントへの悪影響を生じることになる。そのた
め例えば、特に原子力発電所の場合には1年に1回、全
プラントを停止して定期検査をすることを義務づけられ
ている。そして、点検,修理作業は、プラントを停止
し、必要に応じて系統を隔離するため、この作業期間を
短縮することがプラントの稼動率を上げる上から、特に
望まれるところである。 従来の作業は、概略次のような内容のものである。弁
の駆動部などを取り外し、弁体を取り出して分解したの
ち、熟練作業者が2人1組になって、弁フランジの近く
に立ち、弁座シート面をパイロット・ミラーなどで目視
点検しながら、空気駆動の特殊工具を使用して研摩をお
こなう。この特殊工具は、研摩ヘッドの正面にサンドペ
ーパを接着したもので、回転し弁座シート面に押付けて
使用される。
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の弁座シート面の検査は、研摩作
業の前,後になされ、作業要員がパイロット・ミラーを
用い、弁箱内に顔を入れ込んで目視でおこなう方法であ
った。 したがって、微小な傷や割れを、これと表面の汚れや
塵埃とを区別しながら探し出すためには、細心の注意と
高度の熟練とを必要とした。また、弁座シート面の汚れ
や塵埃を、傷や割れと誤判断すると、これに基づいて研
摩することは、単に研摩工数の損失だけにとどまらず、
弁座シート面をいたずらに削り取ることになり、弁座の
寿命を短縮する結果となる。さらにまた、官能検査であ
るがために、検査結果を数値データとして記録,保管で
きず、弁の補修を計画的におこなうことに非常に支障を
きたしてきた。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を
解決し、センサによる測定に基づいて正確な検査をおこ
なうとともに、的確な研摩条件を選定して補修のための
作業時間を短縮し、また検査結果をデータとして記録,
保管して計画的な弁補修を可能にする弁座すり合わせ装
置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明に係る弁座すり合
わせ装置は、 弁座シート面の弁体移動方向に生ずる傷深さを測定する
センサとして触針形粗さ計を具備し、回転または揺動さ
れる検査ヘッドと、前記センサからの測定信号に基づい
て研摩条件が選定される研摩ヘッドとを備え、弁座シー
ト面を検査し研摩するための弁座すり合わせ装置であっ
て、前記センサは、前記検査ヘッドの半径方向に駆動さ
れ、かつこの半径方向駆動の速度と前記回転または揺動
に基づく周速度とが、前記弁座シート面の検査対象位置
と,センサ触針の前記弁体移動方向に直角方向の所定移
動速度とに基づいて決まる所定の関係を満足するように
定めてなるものとする。
【作 用】 研摩ヘッドは、その研摩条件、たとえば回転数や押付
力,研摩時間などが、検査ヘッドの具備する傷深さ測定
用センサからの測定信号に基づいて最適に選定される。
【実施例】
この発明に係る弁座すり合わせ装置の実施例につい
て、以下に図面を参照しながら説明する。まず、この実
施例の全体構造について、第5図を参照しながら説明
し、ついで検査ユニット関連について、第1図〜第3図
に基づいて詳細に述べる。 第5図で、71は仕切弁の弁箱、72は弁座で、この仕切
弁用弁座すり合わせ装置の構成要素は、大別して研摩ユ
ニット1,検査ユニット21,架構部ユニット41の三つであ
る。 研摩ユニット1は弁座72のシート面を研摩する機能を
もち、検査ユニット21は弁座72のシート面を検査する機
能をもつ。また、架構部ユニット41は、研摩ユニット1
と検査ユニット21とを支持するとともに、それぞれの作
業に応じて仕切弁の弁箱71に対する所定位置に移動,設
置する機能をもつ。 架構部ユニット41の基本動作は、研摩ユニット1と検
査ユニット21とを同時に旋回させる動作、同じく水平移
動つまり横行させる動作、および各ユニットをそれぞれ
択一的に昇降させる動作の三つである。 さて、研摩ユニット1はその先端部に研摩ヘッド2を
設け、この研摩ヘッド2によって弁座72のシート面を研
摩する。また、検査ユニット21の先端部には検査ヘッド
22が設けられ、この検査ヘッド22によって弁座72のシー
ト面を検査する。 また、研摩ユニット1と検査ユニット21との上部にそ
れぞれ昇降用モータを設け、この各モータが研摩ヘッド
2,検査ヘッド22をそれぞれ択一的に弁座72のシート面に
対面する位置まで垂直に下降させ、各作業の後に元の位
置に復帰させる。 さて、検査ユニット21の構成と作用について、第1図
の側断面図を参照しながら説明する。第1図で、被検査
面である弁座72(第5図参照)のシート面に対向すべき
検査ヘッド22の正面には、その周縁部に複数個のボール
・キャスタ24および1組の目視検査用のイメージ・ファ
イバ27,照明ランプ28が配置される。なお、ボール・キ
ャスタ24は、符号を付けてないコイルばねによって外方
に付勢される。 検査ヘッド22は、中空の主軸29の左側の端部と、ある
程度の傾斜を許容し得るように自在継手を介して結合さ
れる。この主軸29は、歯車ケース30に軸支されるととも
に、右側の端部に傘歯車を設け、この傘歯車を介してモ
ータ軸31と連結している。また、歯車ケース30にはポテ
ンショメータ38が設けられ、その軸は符号を付けていな
い歯車を介してモータ軸31と連結される。 モータ軸31の外側を囲む形の筒体32が、その両側の各
端部で歯車ケース30と、次に述べる検査用モータ34とに
それぞれ固定される。検査用モータ34は、その出力側で
ケース37に支点軸33を介して揺動可能に支持される。ま
た、ケース37上側内面には空気圧シリンダ35が取り付け
られ、そのピストン部が、検査用モータ34と一体化され
た加圧レバー36と連結される。 検査ユニット21の作用は次のとおりである。検査ヘッ
ド22の動きは、ゆっくりした揺動運動であり、その揺動
は、例えば、0.5〜10rpm程度の回転数で、中心角0〜40
0゜の範囲で往復する。なお同時に、この中心角の範囲
すなわち検査箇所がポテンショメータ38によって検出さ
れる。 検査ヘッド22の揺動中に、イメージ・ファイバ27,照
明ランプ28によって遠隔的に被検査面の目視検査をする
とともに、傷深さ測定用センサによって傷深さを測定す
る。なお、被検査面とセンサとの距離を所定値に保持す
るために、検査ヘッド22の正面周縁部に均等に配置され
たコイルばね付きボール・キャスタ24が機能する。この
ボール・キャスタ24の被検査面との接触を円滑にする
に、検査ヘッド22と主軸29との連結は、自在継手によっ
ている。ボール・キャスタ24の被検査面に対する押付け
または隔離が、空気圧シリンダ35によってなされる。 次に、第2図の正面図,第3図の断面図(第2図のA
−A断面図)を参照しながら、検査ヘッド22の構成と作
用とについて詳しく述べる。 検査ヘッド22は大別すると、センサ部,センサ移動部
および基台からなっていて、センサ部は、被検査面の傷
深さを測定したり、傷を目視検査したりする機能をも
ち、センサ移動部は、特に傷深さ計を半径方向に沿って
移動させる機構であり、基台は、上述の各部材を取り付
ける部材である。 センサ部は、粗さ計25,受光端部27Aおよび照明ランプ
28から構成される。粗さ計25は触針形のもので、ダイモ
ンド針である触針25Aを弁座シート面に倣って移動さ
せ、このときの動きをレバー機構で機械的に拡大した
後、差動トランスによって電気信号に変換する。イメー
ジ・ファイバ27(第1図参照)は光学像伝送用の光ファ
イバの束で、この本数によって解像度がきまる。このイ
メージ・ファイバ27の受光端部27Aは、レンズ,反射鏡
などの光学部品からなり、イメージ・ファイバ27ととも
に、弁座シート面の光学像を検査ユニット21内の別の箇
所に設けた接眼レンズまたはカメラ(いずれも図示して
ない)に伝送する。照明ランプ28は、弁座シート面を均
一に照明できるように、円環状のものが用いられてい
る。 センサ移動部は、第2図において大づかみに言うと、
粗さ計25を取り付ける移動体25B、この移動体25Bを弁座
シート面の半径方向に沿って移動させる案内軸26Aとね
じ移動ねじ26B、これらを支持する軸受26C、および移動
ねじ26Bを回転駆動するモータ26からなっている。 基台は、第2図,第3図において、偏平な円筒状をな
すケース23、およびこの一方の端面の中心に設けられた
筒部23Aからなる。筒部23Aは、第1図で示したように、
自在継手を介して中空主軸29に連結される。 以上のような構成であるから、検査ヘッド22の作用は
次のとおりである。第1図においてケース23は、中空主
軸29の揺動によって、筒部23A(第2図,第3図参照)
の軸線を中心として揺動し、弁座シート面の各箇所の外
観が、受光端部27Aをへてイメージ・ファイバ27によっ
て伝送され、別の場所において目視検査される。この目
視検査に基づき、表面に傷を生じているらしい箇所を狙
って、粗さ計25(第2図参照)は、揺動とともに弁座シ
ート面の半径方向に往復移動して、弁座シート面のその
箇所での傷深さを測定する。次に、この傷深さに基づい
て、この傷を除去するための最適な研摩条件が決定され
る。研摩条件は、第5図における研摩ヘッド2の弁座シ
ート面に対する押付力、回転数および研摩時間である。 以上で一般的な検査関係の説明は終わるが、特に仕切
弁の弁座シート面の傷深さ測定における、粗さセンサの
走査方式について、第4図を参照しながら説明する。 第4図は仕切弁の弁座シート面における粗さ計の走査
説明図で、中心Oから縦方向に軸Y−Yをとってある。
この弁座シート面72aに生じる傷は、弁体が軸Y−Y方
向に移動されるから、図の両矢印Qで示したように軸Y
−Yに平行となる。一般に触針形粗さ計の触針は、直線
状の傷に直角に移動させるのが傷深さ測定の適切なやり
方である。 触針を直線状の傷に直角に移動させるには、次のよう
な条件を満足させればよい。すなわち第4図で、中心O
から軸Y−Yとθをなす方向にある擦り傷を72yとする
と、この擦り傷72yに対して直角方向に触針を速度Vで
動かすには、 V2=V2r+V2t tanθ=Vr/Vt でなければならない。ただし、Vr:触針形粗さ計の半径
方向移動速度、Vt:擦り傷72yの位置における検査ヘッド
の周速、である。 したがって、θ,Vの値に応じて上述の二つの式からV
r,Vtを決めればよく、実際には、マイクロコンピュータ
によってVr,Vtに対応する各モータの速度制御をおこな
うことになる。 ところで、以上の触針形粗さ計の走査方式は、仕切弁
の傷に対してだけではなく、一般に部分的に直線とみな
せる擦り傷に対しても適用できる。すなわち、センサが
擦り傷を横断するようにVr,Vtを選択することによっ
て、適切な傷深さ測定が可能となる。
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、弁座シート面の弁
体移動方向に生ずる傷深さを測定するセンサとして触針
形粗さ計を具備し,回転または揺動される検査ヘッド
と、前記センサからの測定信号に基づいて研摩条件が選
定される研摩ヘッドとを備え、弁座シート面を検査し研
摩するための弁座すり合わせ装置であって、前記センサ
は、前記検査ヘッドの半径方向に駆動され、かつこの半
径方向駆動の速度と前記回転または揺動に基づく周速度
とが,前記弁座シート面の検査対象位置と,センサ触針
の前記弁体移動方向に直角方向の所定移動速度とに基づ
いて決まる所定の関係を満足するように定めてなるもの
とした。 したがって、この発明によれば、従来の技術に比べ次
のようなすぐれた効果がある。 (1) スペースが狭く、雰囲気が悪いなど、厳しい検
査作業環境のもとにあっても、センサによる測定に基づ
く正確な検査が可能となる。 (2) 弁座シート面の傷の分布状況や個々の傷の方向
に応じて、傷深さ測定にもっとも適した経路にそってセ
ンサを走査させることができる。 (3) この検査に基づいて最適な研摩条件が選定さ
れ、良好な表面状態を得ることができるとともに、研摩
作業時間が短縮できる。 (4) 前項に関連して、必要以上に多くの量を研摩す
ることがなくなり、弁の寿命を延ばすことができる。 (5) 測定結果が数値データで記録,保持されるか
ら、これに基づいて合理的な補修計画をたてることがで
きる。 (6) 前記(3)項とともに、特別に、細心の注意,
高度の熟練を必要としないから、作業要員の削減が可能
となり、かつ熟練者確保という懸案問題の解決が図れ
る。 (7) 前記(3)項に関連して、全作業時間の短縮ひ
いてはプラントの稼動率向上が実現できる。 (8) 特に原子炉関係のプラントでは、放射線被曝量
の低減、放射能廃棄物の量の低減など安全面の確保およ
び社会問題の解消に有効である。 (9) 実施例によれば、仕切弁に特有な擦り傷に適合
した測定が可能となり、正確かつ迅速に検査をおこなう
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る実施例における検査ユニットの側
断面図、 第2図はこの検査ユニットにおける検査ヘッドの正面
図、 第3図は同じくその側断面図、 第4図は仕切弁の弁座シート面における粗さ計の走査説
明図、 第5図は本発明に係る実施例の斜視図である。 符号説明 1:研摩ユニット、2:研摩ヘッド、 21:検査ユニット、22:検査ヘッド、 24:ボールキャスタ、25:粗さ計、 27:イメージ・ファイバ、27A:受光端部、 28:照明ランプ、41:架構部ユニット、 71:弁箱、72:弁座、72a:弁座シート面、 72y:擦り傷。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 日本原子力発電株式会社 東京都千代田区大手町1丁目6番1号 (73)特許権者 999999999 富士電機株式会社 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 (73)特許権者 999999999 東亜バルブ株式会社 兵庫県尼崎市西立花町5丁目12番1号 (72)発明者 塩見 博三 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 松永 知也 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 谷本 一夫 福岡県福岡市中央区渡辺通2丁目1番82 号 九州電力株式会社内 (72)発明者 鈴木 英昭 東京都千代田区大手町1丁目6番1号 日本原子力株式会社内 (72)発明者 津田 喜一郎 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 屋代 祐利 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−134656(JP,A) 特開 昭58−202770(JP,A) 特開 昭57−173444(JP,A) 実開 昭56−15649(JP,U) 特公 昭53−47557(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】弁座シート面の弁体移動方向に生ずる傷深
    さを測定するセンサとして触針形粗さ計を具備し,回転
    または揺動される検査ヘッドと、前記センサからの測定
    信号に基づいて研摩条件が選定される研摩ヘッドとを備
    え、弁座シート面を検査し研摩するための弁座すり合わ
    せ装置であって、前記センサは、前記検査ヘッドの半径
    方向に駆動され、かつこの半径方向駆動の速度と前記回
    転または揺動に基づく周速度とが,前記弁座シート面の
    検査対象位置と,センサ触針の前記弁体移動方向に直角
    方向の所定移動速度とに基づいて決まる所定の関係を満
    足するように定めてなることを特徴とする弁座すり合わ
    せ装置。
JP2087894A 1990-04-02 1990-04-02 弁座すり合わせ装置 Expired - Lifetime JP2664792B2 (ja)

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JPH03287366A JPH03287366A (ja) 1991-12-18
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