JP5005589B2

JP5005589B2 - 配管内面の溶接ヘッド移送装置

Info

Publication number: JP5005589B2
Application number: JP2008068115A
Authority: JP
Inventors: ▲ジュン▼錫楊; 太龍金; 承英劉; 錫淳崔
Original assignee: Korea Hydro and Nuclear Power Co Ltd
Current assignee: Korea Hydro and Nuclear Power Co Ltd
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2028-03-17
Also published as: JP2009220154A

Description

本発明は、配管内面の溶接ヘッド移送装置に関するものであって、原子力発電所において蒸気発生器の交替工事時に主配管である原子炉冷却材ループ連結部の内部溶接を行うことができる配管内面の溶接ヘッド移送装置に関するものである。

一般に、原子力発電所の蒸気発生器は、蒸気タービンと発電機から電力の生産に必要な蒸気を発生させる、最も重要な核心機器中の１つであって、原子炉で生成された放射能が含まれた高温、高圧の１次冷却水（Ｐｒｉｍａｒｙｃｏｏｌａｎｔ）がチューブの内面を流れることによって、上記チューブ外部の冷たい給水（Ｆｅｅｄｗａｔｅｒ）を温めて蒸気を発生させた後、この蒸気をタービンに供給する役割をする設備である。

上記蒸気発生器の交替工事時、溶接は、上記蒸気発生器が作動した後に行われる作業であるため、その周りが放射能で汚染された上記のような作業環境の中では作業時間が制限されることになり、しかも、そのような作業環境の中で作業する者は、必ず体積が大きく、且つ重い保護装具を着用しなければならないため、挙動と視野および作業力に大きな制限を受けることになるため、最近、上記のような作業を行うための溶接移送装置が開発されている実情にある。

従来のトラック方式の溶接ヘッド移送装置は、上記溶接ヘッドがトラックに沿って移動する方式のため、上記溶接ヘッドや上記トラックを他のモデルに変更する時、互いに組合わせが不可能であることから、改造が要求されたり使用できなくなるという問題点があった。

また、従来の溶接装置は、内面の円形トラックを用いて溶接ヘッド部を移送させて溶接を行う装置であって、上記溶接ヘッド部の配管の長さ方向への移送機能がなく、トラックの装着時に溶接線に正確に装着をして初めて上記溶接ヘッド部が溶接線に沿って溶接することができた。

これにより、正確なトラック装着のための作業は煩雑であり、上記トラックと溶接ヘッドの摩擦方式による移送時の滑り現象が発生する場合は、これを調整できず、溶接不良が発生するという問題点があった。

したがって、本発明の目的は、配管の大きさによって上記固定部の長さを調節することができ、配管の大きさによって別途に上記装置を再製作しなくても良いため、費用を低減することができ、上記溶接ヘッドの製造社に関係なく装着が容易であって、使用範囲を大きく拡大できる配管内面の溶接ヘッド移送装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、溶接ヘッド部を配管の長さ方向に移送し、配管の周り方向に回転が可能なように構成することにより、上記溶接ヘッド部の溶接トーチを溶接線に合わせて調整し易いため、より正確な溶接を行うことができる配管内面の溶接ヘッド移送装置を提供することにある。

本発明のまた他の目的は、カメラを用いて機器の作動状態をモニタリングすると同時に、ケーブルが捻じれたか否かを観察できる、配管内面の溶接ヘッド移送装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための手段として、この発明の構成は、本体とするための連動チャックと、上記連動チャックに取り付けて上記本体を配管内に固定させるための固定部と、配管の周り方向への溶接のための動力を発生する回転駆動モータと、上記回転カバーに上記回転駆動モータの動力を伝達する回転駆動部と、上記回転駆動部を保護し長さ方向の移送装置が取り付けられるように形成され、上記回転駆動部から動力が伝達されて配管の周り方向に回転する回転カバーと、上記回転カバーと繋げる回転部取り付けバー（Ｂａｒ）と、配管の長さ方向への溶接のための動力を発生する前後移送モータと、上記前後移送モータの動力を溶接ヘッド部に伝達する長さ方向の駆動部と、溶接トーチとカメラが設けられており、上記長さ方向の駆動部から動力が伝達されて配管の長さ方向に移動する溶接ヘッド部と、上記回転駆動モータと前後移送モータを制御するためのモータコントローラと、配管の内側面に設けられてケーブルが捻じれたか否かをモニタリングするための無線カメラと、上記無線カメラの映像を無線で受信するための無線受信部と、上記カメラと無線受信部を制御するためのカメラコントローラと、上記カメラコントローラの制御によって上記溶接トーチの溶接状況と上記配管の内部状況を見せるためのディスプレイ部とを含んで構成される。

上記回転駆動部は、上記回転駆動モータの回転軸に設けられているピニオンギア１５−１と、上記回転カバーに設けられて上記ピニオンギア１５−１と結合されるメインギア１５−２とを含んで構成されることを特徴とする。

上記固定部は、上記連動チャックに装着するように形成されることにより固定が容易であり、配管の大きさによって上記固定部の長さが調節可能に形成され、配管の大きさに関係なく適用が可能であることを特徴とする。

また、上記固定部は、多数個が設けられて安定的に固定されることを特徴とする。

一方、上記回転駆動モータと上記前後移送モータとは、遠隔で制御され、可逆的に速度が調節されることを特徴とする。

また、上記溶接ヘッド部は、溶接機と繋がって遠隔で溶接を行うように形成され、上記溶接ヘッド部は、上記溶接トーチを中心に多数個のカメラが設けられて、溶接状況をディスプレイ部で確認できることを特徴とする。

ここで、上記カメラは遠隔で制御され、長期間使用による過熱防止のために冷却水を循環させる冷却ポンプと繋がっていることを特徴とする。

上記長さ方向の駆動部は、上記前後移送モータにより回転されるスクリューシャフトと、溶接ヘッド部が取り付けられており、上記スクリューシャフトとスクリュー結合されて上記スクリューシャフトを移動させるナットブラケットと、上記スクリューシャフトと平行に設けられているガイドシャフトと、上記ガイドシャフト上に設けられている軸ベアリングとを含んで構成される。

上記回転駆動部は、上記連動チャックに取り付けられた固定板により支持されることを特徴とする。

本発明に係る配管内面の溶接ヘッド移送装置は、配管の大きさにより上記固定部の長さを調節することができるため、配管の大きさによって別途に上記装置を再製作しなくても良いため、費用を低減することができ、且つ上記溶接ヘッドの製造社に関係なく装着が容易であることから使用範囲を大きく拡大できる。

また、上記配管内面の溶接ヘッド移送装置は、溶接ヘッド部を配管の長さ方向に移送し、配管の周り方向に回転が可能なように構成することにより、上記溶接ヘッド部の溶接トーチを溶接線に合わせて調整し易くなるため、より正確な溶接を行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳しく説明する。

図１ないし図６を参照すると、本発明の一実施例に係る配管内面の溶接ヘッド移送装置は、本体とするための連動チャック３と、上記連動チャック３に取り付けて上記本体を配管１内に固定させるための固定部５と、配管１の周り方向への溶接のための動力を発生する回転駆動モータ１３と、上記回転駆動モータ１３の動力を回転カバー１７に伝達する回転駆動部１５と、上記回転駆動部１５を保護し長さ方向の移送装置が取り付けられるように形成され、上記回転駆動部１５から動力が伝達されて配管１の周り方向に回転する回転カバー１７と、上記回転カバー１７と繋げる回転部取り付けバー１９と、配管１の長さ方向への溶接のための動力を発生する前後移送モータ２１と、上記前後移送モータ２１の動力を溶接ヘッド部７に伝達する長さ方向の駆動部２３と、溶接トーチ９とカメラ１１が設けられており、上記長さ方向の駆動部１５から動力が伝達されて配管１の長さ方向に移動する溶接ヘッド部７と、上記回転駆動モータ１３と前後移送モータ２１を制御するためのモータコントローラ３３と、配管１の内側面に設けられてケーブルが捻じれたか否かをモニタリングするための無線カメラ１２と、上記無線カメラ１２の映像を無線で受信するための無線受信部４０と、上記カメラ１１と無線受信部４０を制御するためのカメラコントローラ４１と、上記カメラコントローラ４１の制御によって上記溶接トーチ９の溶接状況と上記配管１の内部状況を見せるためのディスプレイ部３９と、上記溶接トーチ９を駆動するための溶接機３５と、上記溶接機３５を制御するための溶接コントローラ３７とを含んで構成される。

以下、各構成別に詳しく説明する。

上記連動チャック３は、１つのハンドルを回すと、３つのジョー（ＪＡＷ）がいずれも同時に同じ距離を動いて規則的な形の工作物を固定するチャックであって、本体として配管１に固定されるように形成される。

上記固定部５は、上記連動チャック３に装着されるように形成し固定が容易であり、上記配管１の大きさにより上記固定部５の長さが調節可能なように形成され、上記配管１の大きさに関係なく適用が可能であり、多数個が形成されて安定的に固定されるように形成される。

上記回転駆動モータ１３は、溶接ヘッド部７が上記配管１の周り方向への溶接のために回転するための動力を発生し、モータコントローラ３３により遠隔で制御され、可逆的に速度が調節されるように形成される。

ここで、上記モータコントローラ３３は、フリーボルテージコントローラ（Ｆｒｅｅｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）に形成することができる。上記回転駆動部１５は、上記回転駆動モータ１３の回転軸に設けられているピニオンギア１５−１と、上記回転カバー１７に設けられて上記ピニオンギア１５−１と結合されるメインギア１５−２とを含んで構成される。

上記回転カバー１７は、上記回転駆動部１５を保護し、回転部取り付けバー１９を介して長さ方向の移送装置が取り付けられるように形成され、上記回転カバー１７の材質は、設置が容易でなければならないので、軽いアルミニウムで形成することができる。

上記回転部取り付けバー１９は、上記長さ方向の移送装置が上記回転カバー１７に安定的に取り付けられるようにし、多数個が形成できる。

上記前後移送モータ２１は、溶接ヘッド部７が上記配管１の長さ方向への移動のための動力を発生し、上記モータコントローラ３３により遠隔で制御され、可逆的に速度が調節されるように形成される。

上記長さ方向の駆動部２３は、上記前後移送モータ２１により回転されるスクリューシャフト２３−１と、溶接ヘッド部７が取り付けられており、上記スクリューシャフト２３−１とスクリュー結合されて上記スクリューシャフト２３−１を移動させるナットブラケット２３−４と、上記スクリューシャフト２３−１と平行に設けられているガイドシャフト（ｇｕｉｄｅｓｈａｆｔ）２３−２、２３−３と、上記ガイドシャフト２３−２、２３−３の上に設けられている軸ベアリング３３−１、３３−２、３３−３、３３−４とを含んで構成される。

上記溶接ヘッド部７は、酸素と燃焼ガスを混合室で混合し、チップ（ｔｉｐ）から噴出燃焼して溶接をするようにする上記溶接トーチ９と溶接状況をディスプレイ部３９で確認できるようにするカメラ１１が上記溶接トーチ９を中心に多数個が形成されることができる。

ここで、上記溶接ヘッド部７の溶接トーチ９は、上記溶接機３５と連結し、溶接コントローラ３７により遠隔で制御されて溶接を行うことができ、上記溶接トーチ９は、タングステンに形成することができる。

上記カメラ１１は、カメラコントローラ４１により遠隔で制御されるように形成され、長期間使用による過熱防止のために冷却水を循環させる冷却ポンプ（未図示）と繋げることが好ましい。

上記無線カメラ１２は、配管１の内側面に設けられてケーブルが捻じれたか否かをモニタリングしながら、モニタリングした映像を無線受信部４０に無線送信し、無線受信部４０は、転送されたモニタリングの映像をカメラコントローラ４１に転送する。

上記ディスプレイ部３９は、上記カメラコントローラ４１の制御によって上記溶接トーチ９の溶接状況と上記配管１の内部状況およびケーブルが捻じれたか否かを画面上に見せる構造で構成される。

図１および図４を参照して配管１の周り方向への溶接過程を説明すると次のようである。

上記モータコントローラ３３により上記回転駆動モータ１３が作動をすると、回転駆動部１５のピニオンギア１５−１がメインギア１５−２を回転させ、上記長さ方向の移送装置の結合された上記回転カバー１７が、上記配管１の周り方向に溶接をするために回転することになる。

ここで、上記ピニオンギア１５−１とメインギア１５−２から構成される回転駆動部１５は、上記連動チャック３に取り付けられた固定板１６により支持される。

図１、図５、および図６を参照して配管１の長さ方向の溶接過程を説明すると次のようである。

上記モータコントローラ３３により、上記前後移送モータ２１が作動をすると、動力伝達ベルト２４により長さ方向の駆動部２３に動力が伝達されてスクリューシャフト（ｓｃｒｅｗｓｈａｆｔ）２３−１が回転をすることになり、上記スクリューシャフト２３−１は、ガイドシャフト（ｇｕｉｄｅｓｈａｆｔ）２３−２、２３−３の案内で、上記溶接ヘッド部７が取り付けられるナットブラケット２３−４により上記配管１の長さ方向に移送することになるが、この時、上記ガイドシャフト２３−２、２３−３は、軸ベアリング３３−１、３３−２、３３−３、３３−４と共に円滑な前後移送が可能にする。

本発明の一実施例に係る配管内面の溶接ヘッド移送装置を示す全体構成図。本発明の一実施例に係る配管内面の溶接ヘッド移送装置の右側面図。本発明の一実施例に係る配管内面の溶接ヘッド移送装置の左側斜視図。本発明の一実施例に係る配管の周り方向への回転を示す要部断面図。本発明の一実施例に係る配管の長さ方向への移送を示す要部断面図。本発明の一実施例に係る回転カバーに取り付けられる溶接ヘッドの長さ方向への移送装置を示す斜視図。

符号の説明

１配管
３連動チャック
５固定部
７溶接ヘッド部
９溶接トーチ
１１カメラ
１３回転駆動モータ
１５回転駆動部
１５−１ピニオンギア
１５−２メインギア
１６固定板
１７回転カバー
１９回転部取り付けバー
２１前後移送モータ
２３長さ方向の駆動部
２３−１スクリューシャフト
２３−２ガイドシャフト
２３−３ガイドシャフト
２３−４ナットブラケット
２４動力伝達ベルト
２５溶接ヘッド装着板
３１−１軸ベアリング
３１−２軸ベアリング
３１−３軸ベアリング
３１−４軸ベアリング
３３モータコントローラ
３５溶接機
３７溶接コントローラ
３９ディスプレイ部
４１カメラコントローラ

Claims

本体とするための連動チャックと、
上記連動チャックに取り付けて上記本体を配管内に固定させるための固定部と、
配管の周り方向への溶接のための動力を発生する回転駆動モータと、
回転カバーに上記回転駆動モータの動力を伝達する回転駆動部であって、前記回転カバーは前記回転駆動部から動力が伝達されて配管の周り方向に回転し、且つ前記回転駆動部を保護して前記配管の長さ方向の移送装置が取り付けられるように形成されている回転駆動部と、
上記回転カバーと繋げる回転部取り付けバー（Ｂａｒ）と、
配管の長さ方向への溶接のための動力を発生する前後移送モータと、
溶接トーチとカメラが設けられており、上記長さ方向の駆動部から動力が伝達されて配管の長さ方向に移動する溶接ヘッド部と、
上記前後移送モータの動力を上記溶接ヘッド部に伝達する長さ方向の駆動部と、
上記回転駆動モータと前後移送モータを制御するためのモータコントローラと、
配管の内側面に設けられてケーブルが捻じれたか否かをモニタリングするための無線カメラと、
上記無線カメラの映像を無線で受信するための無線受信部と、
上記カメラと無線受信部を制御するためのカメラコントローラと、
上記カメラコントローラの制御によって上記溶接トーチの溶接状況と上記配管の内部状況を見せるためのディスプレイ部とを含んで構成されることを特徴とする配管内面の溶接ヘッド移送装置。
上記回転駆動部は、上記回転駆動モータの回転軸に設けられているピニオンギアと、上記回転カバーに設けられて上記ピニオンギアと結合されるメインギアとを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の配管内面の溶接ヘッド移送装置。
上記固定部は、配管の大きさにより上記固定部の長さが調節可能に形成され、所定の範囲の任意の内径を有する配管に適用が可能であることを特徴とする請求項１に記載の配管内面の溶接ヘッド移送装置。
上記溶接ヘッド装置には複数の上記固定部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の配管内面の溶接ヘッド移送装置。
上記回転駆動モータと上記前後移送モータとは、遠隔で制御され、可逆的に速度が調節
されることを特徴とする請求項１に記載の配管内面の溶接ヘッド移送装置。
上記溶接ヘッド部の溶接トーチは、溶接機および溶接コントローラと繋がって遠隔で溶接を行うように形成されることを特徴とする請求項１に記載の配管内面の溶接ヘッド移送装置。
上記溶接ヘッド部は、上記溶接トーチを中心に多数個のカメラが設けられて、溶接状況をディスプレイ部で確認できることを特徴とする請求項１に記載の配管内面の溶接ヘッド移送装置。
上記長さ方向の駆動部は、上記前後移送モータにより回転されるスクリューシャフトと、溶接ヘッド部が取り付けられており、上記スクリューシャフトとスクリュー結合されて上記スクリューシャフトを移動させるナットブラケットと、上記スクリューシャフトと平行に設けられているガイドシャフトと、上記ガイドシャフト上に設けられている軸ベアリングとを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の配管内面の溶接ヘッド移送装置。
上記回転駆動部は、上記連動チャックに取り付けられた固定板により支持されることを特徴とする請求項１に記載の配管内面の溶接ヘッド移送装置。