JP3489036B2 - スタブ溶接部用超音波探傷装置とその探傷方法 - Google Patents
スタブ溶接部用超音波探傷装置とその探傷方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電プラントな
どに用いられている圧力容器等の下鏡に取り付けられた
スタブ溶接部の自動超音波探傷装置に係り、特にスタブ
内面から、超音波探触子をスタブの取付け角度に追従し
て走査させるためのスタブ溶接部用超音波探傷装置及び
その探傷方法に関する。
どに用いられている圧力容器等の下鏡に取り付けられた
スタブ溶接部の自動超音波探傷装置に係り、特にスタブ
内面から、超音波探触子をスタブの取付け角度に追従し
て走査させるためのスタブ溶接部用超音波探傷装置及び
その探傷方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】スタブ溶接部の例として、図５に示すよ
うな原子炉圧力容器下鏡６の制御棒駆動機構（以下、Ｃ
ＲＤという）部に用いられたものがある。図４でその概
要を説明すると、原子炉圧力容器は上鏡と胴体部とで構
成されており、上鏡は、ドーム１とペタル２とフランジ
３がそれぞれ溶接されて構成され、胴体部は、フランジ
４と胴体５と下鏡６がそれぞれ溶接されて構成されてい
る。下鏡６にはＣＲＤスタブ７が溶接されておりこの詳
細を図５に示す。ＣＲＤスタブ７は、原子炉圧力容器の
軸方向に対して平行に取り付けられているが、その溶接
部は斜めの開先形状となり、ＣＲＤスタブ７の管軸と取
付面の交点における取付面の法線と管軸のなす取付け溶
接角度θは、数十種類にもなり、これらのすべての溶接
部が探傷の検査対象となる。さらに、この溶接部の探傷
範囲は、図６に示すように、溶接部の端部よりある寸法
ｈまで拡大された範囲が要求されている。探傷する場
合、スタブの内面に水を入れ水浸法により超音波探傷検
査をすることが一般的に採用されている。
うな原子炉圧力容器下鏡６の制御棒駆動機構（以下、Ｃ
ＲＤという）部に用いられたものがある。図４でその概
要を説明すると、原子炉圧力容器は上鏡と胴体部とで構
成されており、上鏡は、ドーム１とペタル２とフランジ
３がそれぞれ溶接されて構成され、胴体部は、フランジ
４と胴体５と下鏡６がそれぞれ溶接されて構成されてい
る。下鏡６にはＣＲＤスタブ７が溶接されておりこの詳
細を図５に示す。ＣＲＤスタブ７は、原子炉圧力容器の
軸方向に対して平行に取り付けられているが、その溶接
部は斜めの開先形状となり、ＣＲＤスタブ７の管軸と取
付面の交点における取付面の法線と管軸のなす取付け溶
接角度θは、数十種類にもなり、これらのすべての溶接
部が探傷の検査対象となる。さらに、この溶接部の探傷
範囲は、図６に示すように、溶接部の端部よりある寸法
ｈまで拡大された範囲が要求されている。探傷する場
合、スタブの内面に水を入れ水浸法により超音波探傷検
査をすることが一般的に採用されている。
【０００３】従来、この種の超音波探傷装置は、下鏡と
ＣＲＤスタブを溶接後、ＣＲＤスタブ内面からの超音波
探傷検査用に適用されている。図７に溶接部を探傷する
従来技術の装置を示す。図７において、ＣＲＤスタブ７
が取付面である下鏡６に傾斜して取付け溶接され、超音
波探触子１５がＣＲＤスタブ７の内面からの距離を一定
に保って回転するシャフト１６に保持され、該シャフト
１６は前記超音波探触子１５を周方向に回転させるモー
タ１７Ａと前記超音波探触子１５を軸方向に移動させる
モータ１７Ｂに接続され、周方向の移動量を検知するポ
テンショメータ１０Ａと軸方向の移動量を検知するポテ
ンショメータ１０Ｂがそれぞれの前記モータに対向して
設けられ、超音波探触子１５から得られた音圧の変化を
表示する超音波探傷器９も配置されている。さらに前記
超音波探傷装置は、前記それぞれのモータ１７Ａ、１７
Ｂの回転を制御しさらに前記それぞれのポテンショメー
タ１０Ａ、１０Ｂ及び前記超音波探傷器９のデータを収
録する制御器１８と、超音波探傷装置全体を操作する操
作盤１１と、収録されたデータを出力させるデータ出力
装置１２とを含んで構成されている。なお、溶接部内部
に発生している傷１４も図示している。
ＣＲＤスタブを溶接後、ＣＲＤスタブ内面からの超音波
探傷検査用に適用されている。図７に溶接部を探傷する
従来技術の装置を示す。図７において、ＣＲＤスタブ７
が取付面である下鏡６に傾斜して取付け溶接され、超音
波探触子１５がＣＲＤスタブ７の内面からの距離を一定
に保って回転するシャフト１６に保持され、該シャフト
１６は前記超音波探触子１５を周方向に回転させるモー
タ１７Ａと前記超音波探触子１５を軸方向に移動させる
モータ１７Ｂに接続され、周方向の移動量を検知するポ
テンショメータ１０Ａと軸方向の移動量を検知するポテ
ンショメータ１０Ｂがそれぞれの前記モータに対向して
設けられ、超音波探触子１５から得られた音圧の変化を
表示する超音波探傷器９も配置されている。さらに前記
超音波探傷装置は、前記それぞれのモータ１７Ａ、１７
Ｂの回転を制御しさらに前記それぞれのポテンショメー
タ１０Ａ、１０Ｂ及び前記超音波探傷器９のデータを収
録する制御器１８と、超音波探傷装置全体を操作する操
作盤１１と、収録されたデータを出力させるデータ出力
装置１２とを含んで構成されている。なお、溶接部内部
に発生している傷１４も図示している。
【０００４】次に、この超音波探傷装置の動作について
説明する。制御器１８からシャフト１６を周方向に回転
させるためのモータ１７Ａに交流電流を流すと、モータ
１７Ａが回転する。この回転を検知しているポテンショ
メータ１０Ａの電気抵抗値がシャフト１６の１回転分の
値になると、制御器１８がモータ１７Ａに交流電流を流
すのをやめて、モータ１７Ａの回転を止める。つぎにシ
ャフト１６を軸方向に上下移動させるためのモータ１７
Ｂに交流電流を流すと、モータ１７Ｂが回転しシャフト
１６が軸方向に移動する。この移動を検知しているポテ
ンショメータ１０Ｂの電気抵抗値がシャフト１６の所定
の移動量の値と等価になると、制御器１８がモータ１７
Ｂに交流電流を流すのをやめて、モータ１７Ｂを止め
る。この動作を連続して繰り返すことにより、ポテンシ
ョメータ１０Ｂの電気抵抗値が、設定された探傷ストロ
ークの電気抵抗値と等価になると、制御器１８がモータ
１７Ａ及び１７Ｂに交流電流を流すのをやめて全動作が
終了する。
説明する。制御器１８からシャフト１６を周方向に回転
させるためのモータ１７Ａに交流電流を流すと、モータ
１７Ａが回転する。この回転を検知しているポテンショ
メータ１０Ａの電気抵抗値がシャフト１６の１回転分の
値になると、制御器１８がモータ１７Ａに交流電流を流
すのをやめて、モータ１７Ａの回転を止める。つぎにシ
ャフト１６を軸方向に上下移動させるためのモータ１７
Ｂに交流電流を流すと、モータ１７Ｂが回転しシャフト
１６が軸方向に移動する。この移動を検知しているポテ
ンショメータ１０Ｂの電気抵抗値がシャフト１６の所定
の移動量の値と等価になると、制御器１８がモータ１７
Ｂに交流電流を流すのをやめて、モータ１７Ｂを止め
る。この動作を連続して繰り返すことにより、ポテンシ
ョメータ１０Ｂの電気抵抗値が、設定された探傷ストロ
ークの電気抵抗値と等価になると、制御器１８がモータ
１７Ａ及び１７Ｂに交流電流を流すのをやめて全動作が
終了する。
【０００５】上記従来例の他に、特公昭６３−５３５０
７号公報に、接触媒質を縦型管体に保持するためのシー
ル手段と接触媒質を供給する手段と回収する手段とで構
成され、管体を超音波探傷により検査する管体検査装置
の技術に関する記載がある。
７号公報に、接触媒質を縦型管体に保持するためのシー
ル手段と接触媒質を供給する手段と回収する手段とで構
成され、管体を超音波探傷により検査する管体検査装置
の技術に関する記載がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記動作による一連の
超音波探触子１５の探触子走査軌跡１９Ｂを図８に示す
が、溶接部８の傾きすなわちスタブ７の取付け角度に対
して非平行に超音波探触子１５が回転するため、探傷範
囲Ａが広くなり、又図９に示すように同一走査上におい
て溶接部８と母材である下鏡６とを交互に探傷するた
め、超音波探触子１５の走査軌跡１９Ｂが上昇又は下降
するにつれ、溶接部８と母材である下鏡６の探傷範囲の
比率が変化することにより、検査時間が長くなったり、
内部傷の評価を判定する時間も長くなり、さらに評価判
定には熟練した技術を必要とするなどの問題点があっ
た。
超音波探触子１５の探触子走査軌跡１９Ｂを図８に示す
が、溶接部８の傾きすなわちスタブ７の取付け角度に対
して非平行に超音波探触子１５が回転するため、探傷範
囲Ａが広くなり、又図９に示すように同一走査上におい
て溶接部８と母材である下鏡６とを交互に探傷するた
め、超音波探触子１５の走査軌跡１９Ｂが上昇又は下降
するにつれ、溶接部８と母材である下鏡６の探傷範囲の
比率が変化することにより、検査時間が長くなったり、
内部傷の評価を判定する時間も長くなり、さらに評価判
定には熟練した技術を必要とするなどの問題点があっ
た。
【０００７】本発明の目的は、スタブ溶接部の超音波探
傷において、スタブ溶接部のみを探傷すること、さらに
探傷作業の効率を向上させることにある。
傷において、スタブ溶接部のみを探傷すること、さらに
探傷作業の効率を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１の手段
として、取付面に対して管軸を傾斜させて一端が溶接さ
れたスタブ内に配置され超音波探触子をその超音波送出
面を前記スタブ内周面に対向させて保持する探触子保持
手段と、該探触子保持手段を駆動して前記超音波探触子
を前記管軸のまわりに回転及び管軸方向に移動させる駆
動手段と、該駆動手段を制御して前記超音波探触子の回
転及び移動量を調節する制御器とを含んでなり、前記ス
タブと取付面の間の溶接部を探傷するスタブ溶接部用超
音波探傷装置において、前記制御器は、前記取付面に平
行な面内に前記超音波探触子を保持するために、該超音
波探触子の管軸方向移動量αが下記の式で示され、該超
音波探触子の回転角が周方向０°から１８０°までは該
超音波探触子の位置を管軸方向に上昇させ、周方向１８
０°から３６０°までは該超音波探触子の位置を管軸方
向に下降させ、その後、該超音波探触子を回転させない
で、所定の位置まで該超音波探触子を管軸方向に上昇さ
せ、再び、上記動作を繰り返すように前記駆動手段を制
御する構成とすることで達成される。
として、取付面に対して管軸を傾斜させて一端が溶接さ
れたスタブ内に配置され超音波探触子をその超音波送出
面を前記スタブ内周面に対向させて保持する探触子保持
手段と、該探触子保持手段を駆動して前記超音波探触子
を前記管軸のまわりに回転及び管軸方向に移動させる駆
動手段と、該駆動手段を制御して前記超音波探触子の回
転及び移動量を調節する制御器とを含んでなり、前記ス
タブと取付面の間の溶接部を探傷するスタブ溶接部用超
音波探傷装置において、前記制御器は、前記取付面に平
行な面内に前記超音波探触子を保持するために、該超音
波探触子の管軸方向移動量αが下記の式で示され、該超
音波探触子の回転角が周方向０°から１８０°までは該
超音波探触子の位置を管軸方向に上昇させ、周方向１８
０°から３６０°までは該超音波探触子の位置を管軸方
向に下降させ、その後、該超音波探触子を回転させない
で、所定の位置まで該超音波探触子を管軸方向に上昇さ
せ、再び、上記動作を繰り返すように前記駆動手段を制
御する構成とすることで達成される。
【０００９】さらに、第２の手段として、取付面に対し
て管軸を傾斜させて一端が溶接されたスタブの前記取付
面とスタブの間の溶接部を、該スタブ内に配置された探
触子保持手段に保持された超音波探触子を該探触子保持
手段を介して駆動手段により前記スタブ内周面に沿って
移動させつつ探傷するスタブ溶接部の超音波探傷方法に
おいて、前記超音波探触子をスタブ内周面に沿って移動
させる際に、該超音波探触子を前記取付面に平行な面内
に保持しつつ移動させるるために、該超音波探触子の管
軸方向移動量αが下記の式で示され、該超音波探触子の
回転角が周方向０°から１８０°までは該超音波探触子
の位置を管軸方向に上昇させ、周方向１８０°から３６
０°までは該超音波探触子の位置を管軸方向に下降さ
せ、その後、該超音波探触子を回転させないで、所定の
位置まで該超音波探触子を管軸方向に上昇させ、再び、
上記動作を繰り返すように前記駆動手段を制御すること
で達成される。
て管軸を傾斜させて一端が溶接されたスタブの前記取付
面とスタブの間の溶接部を、該スタブ内に配置された探
触子保持手段に保持された超音波探触子を該探触子保持
手段を介して駆動手段により前記スタブ内周面に沿って
移動させつつ探傷するスタブ溶接部の超音波探傷方法に
おいて、前記超音波探触子をスタブ内周面に沿って移動
させる際に、該超音波探触子を前記取付面に平行な面内
に保持しつつ移動させるるために、該超音波探触子の管
軸方向移動量αが下記の式で示され、該超音波探触子の
回転角が周方向０°から１８０°までは該超音波探触子
の位置を管軸方向に上昇させ、周方向１８０°から３６
０°までは該超音波探触子の位置を管軸方向に下降さ
せ、その後、該超音波探触子を回転させないで、所定の
位置まで該超音波探触子を管軸方向に上昇させ、再び、
上記動作を繰り返すように前記駆動手段を制御すること
で達成される。
【００１０】
【作用】図１に上記手段を用いてスタブ７の溶接部８を
探傷する場合の原理を示し、図２に、超音波探触子の走
査軌跡１９Ａを示す。制御手段に予め下記の（１）式を
記憶させている。さらに（１）式において、超音波探触
子の回転角が周方向０°から１８０°までは超音波探触
子の位置を管軸方向に上昇させ、周方向１８０°から３
６０°までは超音波探触子の位置を管軸方向に下降さ
せ、その後超音波探触子を回転させないで、所定の位置
まで超音波探触子を管軸方向に上昇させ、再び、上記動
作を繰り返すように、前記制御手段は設定されている。
探傷する場合の原理を示し、図２に、超音波探触子の走
査軌跡１９Ａを示す。制御手段に予め下記の（１）式を
記憶させている。さらに（１）式において、超音波探触
子の回転角が周方向０°から１８０°までは超音波探触
子の位置を管軸方向に上昇させ、周方向１８０°から３
６０°までは超音波探触子の位置を管軸方向に下降さ
せ、その後超音波探触子を回転させないで、所定の位置
まで超音波探触子を管軸方向に上昇させ、再び、上記動
作を繰り返すように、前記制御手段は設定されている。
【００１１】
α＝（Ｄ／２）（１−ｃｏｓβ）・ｔａｎθ ……（１）
θ：管軸と取付面の交点における取付面の法線と管軸の
なす角度、β：管軸と取付面のなす角が最大である方向
を基点として測った超音波探触子の管軸まわりの回転
角、α：超音波探触子の管軸まわりの回転角βが０であ
る位置を基点とする超音波探触子の管軸方向の移動量で
取付面から遠ざかる方向を正とする、Ｄ：スタブの内
径。
なす角度、β：管軸と取付面のなす角が最大である方向
を基点として測った超音波探触子の管軸まわりの回転
角、α：超音波探触子の管軸まわりの回転角βが０であ
る位置を基点とする超音波探触子の管軸方向の移動量で
取付面から遠ざかる方向を正とする、Ｄ：スタブの内
径。
【００１２】まず、超音波探触子の位置を探傷範囲の最
下部２３におき、探触子保持手段を回転させ超音波探触
子の方向を周方向０°から１８０°まで回転させれば、
超音波探触子の位置は探触子保持手段の軸方向に上昇す
る。続いて、超音波探触子の方向を周方向１８０°から
３６０°まで回転させれば、超音波探触子の位置は探触
子保持手段の軸方向に下降する。次に、超音波探触子を
回転させないで超音波探触子の位置を軸方向に所定の距
離だけ上昇させ、再び、探触子保持手段を回転させ、超
音波探触子の方向を周方向３６０°から１８０°まで回
転させれば、超音波探触子の位置は探触子保持手段の軸
方向に上昇する。続いて、超音波探触子の方向を周方向
１８０°から０°まで回転させれば、超音波探触子の位
置は探触子保持手段の軸方向に下降する。以上の動作を
繰り返して行いながら、前記超音波探触子の軌跡を、前
記スタブが溶接された取付面と平行となるように内壁面
上に走査させながら、探傷範囲内のスタブ溶接部を超音
波で探傷する。
下部２３におき、探触子保持手段を回転させ超音波探触
子の方向を周方向０°から１８０°まで回転させれば、
超音波探触子の位置は探触子保持手段の軸方向に上昇す
る。続いて、超音波探触子の方向を周方向１８０°から
３６０°まで回転させれば、超音波探触子の位置は探触
子保持手段の軸方向に下降する。次に、超音波探触子を
回転させないで超音波探触子の位置を軸方向に所定の距
離だけ上昇させ、再び、探触子保持手段を回転させ、超
音波探触子の方向を周方向３６０°から１８０°まで回
転させれば、超音波探触子の位置は探触子保持手段の軸
方向に上昇する。続いて、超音波探触子の方向を周方向
１８０°から０°まで回転させれば、超音波探触子の位
置は探触子保持手段の軸方向に下降する。以上の動作を
繰り返して行いながら、前記超音波探触子の軌跡を、前
記スタブが溶接された取付面と平行となるように内壁面
上に走査させながら、探傷範囲内のスタブ溶接部を超音
波で探傷する。
【００１３】上記手段を用いることにより、スタブ溶接
部のみが探傷でき、探傷作業の効率を向上させることが
できる。
部のみが探傷でき、探傷作業の効率を向上させることが
できる。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例を図２及び図３に示し、説明
する。本実施例のスタブ溶接部用超音波探傷装置は、制
御棒駆動機構（以下、ＣＲＤという）部をなすＣＲＤス
タブ７の上側から配置され、該ＣＲＤスタブ７の内底面
に水密プラグ１３を取付け、ＣＲＤスタブ７に水をい
れ、水を接触媒質として、超音波探触子１５により、Ｃ
ＲＤスタブ溶接部８の超音波探傷試験を行うものであ
る。前記ＣＲＤスタブ７は、原子炉圧力容器の下部の下
鏡６に、その管軸が原子炉圧力容器の軸線と平行となる
ように取付けられ溶接されている。また、前記ＣＲＤス
タブ７は、取付面をなす下鏡６に傾斜して一端が溶接さ
れて取付けられ、その溶接部８は、管軸と取付面の交点
における取付面の法線と管軸のなす角度θの傾きをなし
ている。さらに、下鏡６の母材の内側表面には薄いステ
ンレスシート２４が取付けられている。
する。本実施例のスタブ溶接部用超音波探傷装置は、制
御棒駆動機構（以下、ＣＲＤという）部をなすＣＲＤス
タブ７の上側から配置され、該ＣＲＤスタブ７の内底面
に水密プラグ１３を取付け、ＣＲＤスタブ７に水をい
れ、水を接触媒質として、超音波探触子１５により、Ｃ
ＲＤスタブ溶接部８の超音波探傷試験を行うものであ
る。前記ＣＲＤスタブ７は、原子炉圧力容器の下部の下
鏡６に、その管軸が原子炉圧力容器の軸線と平行となる
ように取付けられ溶接されている。また、前記ＣＲＤス
タブ７は、取付面をなす下鏡６に傾斜して一端が溶接さ
れて取付けられ、その溶接部８は、管軸と取付面の交点
における取付面の法線と管軸のなす角度θの傾きをなし
ている。さらに、下鏡６の母材の内側表面には薄いステ
ンレスシート２４が取付けられている。
【００１５】スタブ溶接部用超音波探傷装置は、前記Ｃ
ＲＤスタブ７の管軸に配置され超音波で溶接部を探傷す
る超音波探触子１５と、該超音波探触子１５を保持し前
記ＣＲＤスタブ７の管軸に配置された探触子保持手段で
あるシャフト１６と、該シャフト１６を周方向に回転さ
せながらさらに管軸方向に移動させる駆動手段である駆
動装置２０と、これらの制御とデータの処理をする制御
手段である制御器類とを含んで構成されている。探触子
保持手段には、本実施例ではシャフトを使用している
が、超音波探触子１５とＣＲＤスタブ７の内壁面の距離
が一定に保てるもの、例えば円筒形状のものであれば、
シャフトに限定されるものではない。
ＲＤスタブ７の管軸に配置され超音波で溶接部を探傷す
る超音波探触子１５と、該超音波探触子１５を保持し前
記ＣＲＤスタブ７の管軸に配置された探触子保持手段で
あるシャフト１６と、該シャフト１６を周方向に回転さ
せながらさらに管軸方向に移動させる駆動手段である駆
動装置２０と、これらの制御とデータの処理をする制御
手段である制御器類とを含んで構成されている。探触子
保持手段には、本実施例ではシャフトを使用している
が、超音波探触子１５とＣＲＤスタブ７の内壁面の距離
が一定に保てるもの、例えば円筒形状のものであれば、
シャフトに限定されるものではない。
【００１６】前記駆動装置２０は、前記ＣＲＤスタブ７
の上側から該ＣＲＤスタブ７の上端部に取付台２２を介
して前記シャフト１６の軸心が前記ＣＲＤスタブ７の管
軸に一致するように配置されており、前記シャフト１６
を回転させるモータ１７Ａと、前記シャフト１６の周方
向の回転量を検知するポテンショメータ１０Ａと、前記
シャフト１６を軸方向に移動させるモータ１７Ｂと、前
記シャフト１６の軸方向の移動量を検知するポテンショ
メータ１０Ｂと、を含んでなり、前記制御器類は、前記
シャフト１６の軸内を貫通したケーブル２１により前記
超音波探触子１５と接続され該超音波探触子１５から超
音波を送受信させる超音波探傷器９と、該超音波探傷器
９と、前記駆動装置２０に取り付けられたそれぞれの前
記モータ１７Ａと１７Ｂ及びポテンショメータ１０Ａと
１０Ｂと、に接続され前記駆動装置２０を制御し前記超
音波探傷器９からの情報が入力される制御器１８と、該
制御器１８を操作する操作盤１１と、前記制御器１８に
接続され該制御器１８のデータを表示または記録するデ
ータ出力装置１２とを含んで構成されている。
の上側から該ＣＲＤスタブ７の上端部に取付台２２を介
して前記シャフト１６の軸心が前記ＣＲＤスタブ７の管
軸に一致するように配置されており、前記シャフト１６
を回転させるモータ１７Ａと、前記シャフト１６の周方
向の回転量を検知するポテンショメータ１０Ａと、前記
シャフト１６を軸方向に移動させるモータ１７Ｂと、前
記シャフト１６の軸方向の移動量を検知するポテンショ
メータ１０Ｂと、を含んでなり、前記制御器類は、前記
シャフト１６の軸内を貫通したケーブル２１により前記
超音波探触子１５と接続され該超音波探触子１５から超
音波を送受信させる超音波探傷器９と、該超音波探傷器
９と、前記駆動装置２０に取り付けられたそれぞれの前
記モータ１７Ａと１７Ｂ及びポテンショメータ１０Ａと
１０Ｂと、に接続され前記駆動装置２０を制御し前記超
音波探傷器９からの情報が入力される制御器１８と、該
制御器１８を操作する操作盤１１と、前記制御器１８に
接続され該制御器１８のデータを表示または記録するデ
ータ出力装置１２とを含んで構成されている。
【００１７】上記構成において、前記制御器１８の制御
回路に、次のようなプログラムを記憶させておく。すな
わち、該超音波探触子１５の方向を周方向０°から１８
０°まで回転させれば、超音波探触子１５の位置はシャ
フト１６の軸方向に上昇する。続いて、超音波探触子１
５の方向を周方向１８０°から３６０°まで回転させれ
ば、超音波探触子１５の位置はシャフト１６の軸方向に
下降する。次に、超音波探触子１５の方向を回転させな
いで、超音波探触子１５の位置を軸方向に所定の距離だ
け上昇させた後、再び、シャフト１６を回転させ、超音
波探触子１５の方向を周方向３６０°から１８０°まで
回転させれば、超音波探触子１５の位置はシャフト１６
の軸方向に上昇する。続いて、超音波探触子１５の方向
を周方向１８０°から０°まで回転させれば、超音波探
触子１５の位置はシャフト１６の軸方向に下降する。以
上の動作を連続して行うようなプログラムを、前記制御
器１８の制御回路に記憶させている。
回路に、次のようなプログラムを記憶させておく。すな
わち、該超音波探触子１５の方向を周方向０°から１８
０°まで回転させれば、超音波探触子１５の位置はシャ
フト１６の軸方向に上昇する。続いて、超音波探触子１
５の方向を周方向１８０°から３６０°まで回転させれ
ば、超音波探触子１５の位置はシャフト１６の軸方向に
下降する。次に、超音波探触子１５の方向を回転させな
いで、超音波探触子１５の位置を軸方向に所定の距離だ
け上昇させた後、再び、シャフト１６を回転させ、超音
波探触子１５の方向を周方向３６０°から１８０°まで
回転させれば、超音波探触子１５の位置はシャフト１６
の軸方向に上昇する。続いて、超音波探触子１５の方向
を周方向１８０°から０°まで回転させれば、超音波探
触子１５の位置はシャフト１６の軸方向に下降する。以
上の動作を連続して行うようなプログラムを、前記制御
器１８の制御回路に記憶させている。
【００１８】上記構成のスタブ溶接部用超音波探傷装置
を用いて、上記プログラムにより、探傷を開始する。探
傷開始前に、超音波探触子１５とＣＲＤスタブ７内壁面
が一定の距離になるようにシャフト１６を周方向に回転
させ、ＣＲＤスタブ７の内壁面の形状からかえってくる
エコーが、超音波探傷器９のブラウン管面上で一定とな
るように、シャフト１６の軸芯の位置調整を行う。次
に、操作盤１１のキーボードにより、管軸と取付面の交
点における取付面の法線と管軸のなす取付け溶接角度
θ、周方向、及び軸方向の走査速度、軸方向への移動
量、探傷すべきストローク量等、探傷に必要な条件を入
力し探傷を開始する。
を用いて、上記プログラムにより、探傷を開始する。探
傷開始前に、超音波探触子１５とＣＲＤスタブ７内壁面
が一定の距離になるようにシャフト１６を周方向に回転
させ、ＣＲＤスタブ７の内壁面の形状からかえってくる
エコーが、超音波探傷器９のブラウン管面上で一定とな
るように、シャフト１６の軸芯の位置調整を行う。次
に、操作盤１１のキーボードにより、管軸と取付面の交
点における取付面の法線と管軸のなす取付け溶接角度
θ、周方向、及び軸方向の走査速度、軸方向への移動
量、探傷すべきストローク量等、探傷に必要な条件を入
力し探傷を開始する。
【００１９】まず、超音波探触子１５の位置を探傷範囲
の最下部２３に設定し、次に、制御器１８からあらかじ
め計算された超音波探触子１５の移動量に見合う交流電
流を、周方向モータ１７Ａと軸方向モータ１７Ｂに流す
と、シャフト１６が、回転しながら、軸方向に上昇移動
する。そこで周方向の回転量を検知しているポテンショ
メータ１０Ａの電気抵抗値が１８０°分の値になると、
軸方向モータ７Ｂの回転が逆転する。今度はシャフト１
６が、逆回転しながら、軸方向に下降移動する。
の最下部２３に設定し、次に、制御器１８からあらかじ
め計算された超音波探触子１５の移動量に見合う交流電
流を、周方向モータ１７Ａと軸方向モータ１７Ｂに流す
と、シャフト１６が、回転しながら、軸方向に上昇移動
する。そこで周方向の回転量を検知しているポテンショ
メータ１０Ａの電気抵抗値が１８０°分の値になると、
軸方向モータ７Ｂの回転が逆転する。今度はシャフト１
６が、逆回転しながら、軸方向に下降移動する。
【００２０】そこで、周方向のポテンショメータ１０Ａ
の電気抵抗値が３６０°分の値になると、周方向モータ
１７Ａと軸方向モータ１７Ｂ共に交流電流を流すのをや
める。今度は軸方向モータ７Ｂのみに交流電流を流すこ
とにより、シャフト１６が軸方向に上昇し、超音波探触
子１５を上昇させる。軸方向のポテンショメータ１０Ｂ
が、所定の管軸方向の移動量と等価な電気抵抗値になる
と軸方向モータ７Ｂに交流電流を流すのを一旦やめる。
そして再び、交流電流を、周方向モータ１７Ａと軸方向
モータ１７Ｂに流して回転させる。
の電気抵抗値が３６０°分の値になると、周方向モータ
１７Ａと軸方向モータ１７Ｂ共に交流電流を流すのをや
める。今度は軸方向モータ７Ｂのみに交流電流を流すこ
とにより、シャフト１６が軸方向に上昇し、超音波探触
子１５を上昇させる。軸方向のポテンショメータ１０Ｂ
が、所定の管軸方向の移動量と等価な電気抵抗値になる
と軸方向モータ７Ｂに交流電流を流すのを一旦やめる。
そして再び、交流電流を、周方向モータ１７Ａと軸方向
モータ１７Ｂに流して回転させる。
【００２１】上記動作を繰り返していくことにより、超
音波探触子１５の軌跡１９Ａは、ＣＲＤスタブ７の溶接
部８の内壁面と同じ距離を保ちながら、さらに取付面と
平行に走査を行っていき、軸方向のポテンショメータ１
０Ｂが設定された探傷すべき軸方向ストローク量と等価
な電気抵抗値になると、全探傷動作が終了する。
音波探触子１５の軌跡１９Ａは、ＣＲＤスタブ７の溶接
部８の内壁面と同じ距離を保ちながら、さらに取付面と
平行に走査を行っていき、軸方向のポテンショメータ１
０Ｂが設定された探傷すべき軸方向ストローク量と等価
な電気抵抗値になると、全探傷動作が終了する。
【００２２】上記動作を繰り返していく間に、探傷中の
超音波探触子１５から取り込まれたデータは、逐次、超
音波探傷器９を介して制御器１８内のデータ収録部に送
られる。そのデータは、探傷動作が終了すると、データ
出力装置１２において、ＣＲＤスタブ７の溶接部８の傷
の位置や、エコーの高さ等を計算し、オフラインでデー
タ処理されるシステムとなっている。
超音波探触子１５から取り込まれたデータは、逐次、超
音波探傷器９を介して制御器１８内のデータ収録部に送
られる。そのデータは、探傷動作が終了すると、データ
出力装置１２において、ＣＲＤスタブ７の溶接部８の傷
の位置や、エコーの高さ等を計算し、オフラインでデー
タ処理されるシステムとなっている。
【００２３】こうすることにより、同一走査上において
溶接部８と母材である下鏡６とを交互に探傷することも
なく、超音波探触子１５の走査軌跡１９Ａが上昇又は下
降するにつれ、溶接部８と母材である下鏡６の探傷範囲
の比率が変化することなく、スタブ溶接部８のみが探傷
できる。また、探傷検査時間も短くなり、内部傷の評価
を判定する時間も短くなり、さらに評価判定には熟練し
た技術を必要としなくなり、探傷作業効率を大幅に向上
することができる。
溶接部８と母材である下鏡６とを交互に探傷することも
なく、超音波探触子１５の走査軌跡１９Ａが上昇又は下
降するにつれ、溶接部８と母材である下鏡６の探傷範囲
の比率が変化することなく、スタブ溶接部８のみが探傷
できる。また、探傷検査時間も短くなり、内部傷の評価
を判定する時間も短くなり、さらに評価判定には熟練し
た技術を必要としなくなり、探傷作業効率を大幅に向上
することができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、スタブ溶接部の超音波
探傷において、溶接部のみが探傷でき、探傷作業効率を
向上することができる。
探傷において、溶接部のみが探傷でき、探傷作業効率を
向上することができる。
【図１】本発明の実施例のＣＲＤスタブ溶接部超音波探
傷装置の原理動作図である。
傷装置の原理動作図である。
【図２】本発明の実施例のＣＲＤスタブ溶接部超音波探
傷装置のＣＲＤスタブの縦断面上の超音波探触子の走査
軌跡図である。
傷装置のＣＲＤスタブの縦断面上の超音波探触子の走査
軌跡図である。
【図３】本発明の実施例のＣＲＤスタブ溶接部超音波探
傷装置のブロック図である。
傷装置のブロック図である。
【図４】従来例のＣＲＤスタブ溶接部超音波探傷装置の
原子炉圧力容器のブロック図である。
原子炉圧力容器のブロック図である。
【図５】従来例のＣＲＤスタブ溶接部超音波探傷装置の
ＣＲＤスタブの溶接部の詳細縦断面図である。
ＣＲＤスタブの溶接部の詳細縦断面図である。
【図６】従来例のＣＲＤスタブ溶接部超音波探傷装置の
ＣＲＤスタブの溶接部の超音波探傷試験による探傷範囲
を示す縦断面図である。
ＣＲＤスタブの溶接部の超音波探傷試験による探傷範囲
を示す縦断面図である。
【図７】従来例のＣＲＤスタブ溶接部超音波探傷装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図８】従来例のＣＲＤスタブ溶接部超音波探傷装置の
縦断面上の超音波探触子の走査軌跡図である。
縦断面上の超音波探触子の走査軌跡図である。
【図９】従来例のＣＲＤスタブ溶接部超音波探傷装置の
図８におけるIX−IX線矢視断面図である。
図８におけるIX−IX線矢視断面図である。
１ 上鏡ドーム
２ 上鏡ペタル
３ 上鏡フランジ
４ 胴体フランジ
５ 胴体
６ 下鏡
７ ＣＲＤスタブ
８ 溶接部
９ 超音波探傷器
１０Ａ ポテンショメータ
１０Ｂ ポテンショメータ
１１ 操作盤
１２ データ出力装置
１３ 水密プラグ
１４ 溶接部内部傷
１５ 超音波探触子
１６ シャフト
１７Ａ 周方向モータ
１７Ｂ 軸方向モータ
１８ 制御器
１９Ａ 探触子走査軌跡
１９Ｂ 探触子走査軌跡
２０ 駆動装置
２１ ケーブル
２２ 取付台
２３ 探傷範囲の最下部
２４ ステンレスシート
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 29/00 - 29/28
G21C 17/00 - 17/14
Claims (2)
- 【請求項１】 取付面に対して管軸を傾斜させて一端が
溶接されたスタブ内に配置され超音波探触子をその超音
波送出面を前記スタブ内周面に対向させて保持する探触
子保持手段と、該探触子保持手段を駆動して前記超音波
探触子を前記管軸のまわりに回転及び管軸方向に移動さ
せる駆動手段と、該駆動手段を制御して前記超音波探触
子の回転及び移動量を調節する制御器とを含んでなり、
前記スタブと取付面の間の溶接部を探傷するスタブ溶接
部用超音波探傷装置において、前記制御器は、前記取付
面に平行な面内に前記超音波探触子を保持するために、
該超音波探触子の管軸方向移動量αが下記の式で示さ
れ、該超音波探触子の回転角が周方向０°から１８０°
までは該超音波探触子の位置を管軸方向に上昇させ、周
方向１８０°から３６０°までは該超音波探触子の位置
を管軸方向に下降させ、その後、該超音波探触子を回転
させないで、所定の位置まで該超音波探触子を管軸方向
に上昇させ、再び、上記動作を繰り返すように前記駆動
手段を制御してなることを特徴とするスタブ溶接部用超
音波探傷装置。α＝（Ｄ／２）（１−ｃｏｓβ）・ｔａｎθ θ：管軸と取付面の交点における取付面の法線と管軸の
なす角度、 β：管軸と取付面のなす角が最大である方向を基点とし
て測った超音波探触子の管軸まわりの回転角、 α：超音波探触子の管軸まわりの回転角βが０である位
置を基点とする超音波探触子の管軸方向の移動量で取付
面から遠ざかる方向を正とする、 Ｄ：スタブの内径。 - 【請求項２】 取付面に対して管軸を傾斜させて一端が
溶接されたスタブの前記取付面とスタブの間の溶接部
を、該スタブ内に配置された探触子保持手段に保持され
た超音波探触子を該探触子保持手段を介して駆動手段に
より前記スタブ内周面に沿って移動させつつ探傷するス
タブ溶接部の超音波探傷方法において、前記超音波探触
子をスタブ内周面に沿って移動させる際に、該超音波探
触子を前記取付面に平行な面内に保持しつつ移動させる
ために、該超音波探触子の管軸方向移動量αが下記の式
で示され、該超音波探触子の回転角が周方向０°から１
８０°までは該超音波探触子の位置を管軸方向に上昇さ
せ、周方向１８０°から３ ６０°までは該超音波探触子
の位置を管軸方向に下降させ、その後、該超音波探触子
を回転させないで、所定の位置まで該超音波探触子を管
軸方向に上昇させ、再び、上記動作を繰り返すように前
記駆動手段を制御することを特徴とするスタブ溶接部の
超音波探傷方法。α＝（Ｄ／２）（１−ｃｏｓβ）・ｔａｎθ θ：管軸と取付面の交点における取付面の法線と管軸の
なす角度、 β：管軸と取付面のなす角が最大である方向を基点とし
て測った超音波探触子の管軸まわりの回転角、 α：超音波探触子の管軸まわりの回転角βが０である位
置を基点とする超音波探触子の管軸方向の移動量で取付
面から遠ざかる方向を正とする、 Ｄ：スタブの内径。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03573794A JP3489036B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | スタブ溶接部用超音波探傷装置とその探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03573794A JP3489036B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | スタブ溶接部用超音波探傷装置とその探傷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07244033A JPH07244033A (ja) | 1995-09-19 |
| JP3489036B2 true JP3489036B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=12450148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03573794A Expired - Fee Related JP3489036B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | スタブ溶接部用超音波探傷装置とその探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3489036B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003400A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 制御棒貫通孔部材検査装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4096014B2 (ja) * | 2006-08-08 | 2008-06-04 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 原子炉圧力容器の超音波検査方法及び装置 |
| JP4839333B2 (ja) | 2008-03-19 | 2011-12-21 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 超音波検査方法および超音波検査装置 |
| FR3045833B1 (fr) * | 2015-12-18 | 2018-02-09 | Electricite De France | Dispositif de controle et de mesure de defauts de soudure d'une paroi cylindrique et procede qui en fait usage |
| CN106996960B (zh) * | 2017-05-23 | 2023-11-24 | 赣州合盛传动系统有限公司 | 一种轴类合件电子束焊缝超声探伤装置 |
-
1994
- 1994-03-07 JP JP03573794A patent/JP3489036B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003400A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 制御棒貫通孔部材検査装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07244033A (ja) | 1995-09-19 |
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