JPH01191053A - 超音波探傷走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は原子炉圧力容器等を探傷するのに適した超音波
探傷走行装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に沸騰水形原子炉の圧力容器（ＲＰＶ）は、複数個
の）（根を溶接して成る。このため、安全性を確保する
観点から、原子炉圧力容器の胴板の溶接継手部分につい
て、きず１割れ等を検査する厳格な超音波探（口検査が
義務付けられている。

この超音波探傷検査のため、従来は、原子炉圧力容器の
縦方向及び周方向に沿って存在する溶接継手部分に対応
させて、ガイド仮から成る縦方向専用トラック及び周方
向専用トラックを配設し、このトラック上を、超音波探
触子を担持させた超音波探（カ走行装置を走らせていた
。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の超音波探傷走行装置は、縦方向と周方向
の溶接継手部分の交叉点においてら、それまで走行して
来た方向のガイド板に沿って直進できるのみであり、こ
れと直交する方向に進行方向を変えることができなかっ
た。それ故、原子炉圧力容器の全ての溶接継手部分を検
査するためには、次のように行わざるを得ながった。即
ち、原子炉圧力容器を取り囲んでいる保温材及び原子炉
遮蔽壁を員く開口（シールドプラグ）を、縦方向と周方
向の溶接継手部分の交叉点ごとに計６箇所に設け、それ
ぞれのシールドプラグ部分より超音波探傷走行装置を挿
入し、まず原子炉圧力容器の縦方向専用のトラック上に
セラｌ−して走行させた後、周方向専用のトラック上に
セットし直して約１８０°の円弧分だけ走行させて検査
を行うものである。

かかる検査方法によるときは、超音波探傷走行装置をセ
ットし直す作業を伴い且つ超音波探傷走行装置を挿入す
るシールドプラグの箇所が６箇所と多くなるために、挿
入作業や超音波探傷検査中に作業員が受ける被ｔＵＩｎ
が多くなる。また超音波探傷走行装置を走らせる方向が
溶接継手の縦方向と周方向とに予め区別されるため、煩
雑な作業とならざるを得ず、作業に多くの労力を要し、
探傷検査の長期化を招いていた。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、進行方
向を変換できる超音波探傷走行装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段」 上記目的達成のため、本発明においては、容器の胴板の
溶接継手部分に沿って走査させるよう容器の表面を走行
する超音波探傷走行装置において、支持台に対し揺動自
在に支持され且つ走行車輪として第１駆動モータにより
回転駆動されるマグネットホイールと、走行面とほぼ平
行な面内で支持台に対し相対回転可能に設けたターンテ
ーブルと、該ターンテーブル上に昇降可能に設けた軌道
トレーサと、ターンデープルと支持台とを相対回転させ
る第２駆動モータと、該第２駆動モータにより支持台を
ターンテーブルの周囲に旋回させる際にターンデープル
を容器に固着させるための方向転換用マグネットとを備
えて構成する。

［作　用１ 走行車輪としてのマグネットホイールは容器、例えば原
子炉圧力容器の表面に磁気的に吸着し、その状態で第１
駆動モータにより原子炉圧力容器の表面上を走行する。

この走行方向はマグネットホイールの向きにより定まる
。走行方向を転換する際には、方向転換用マグネットが
原子炉圧力容器に吸着され、ターンテーブルが原子炉圧
力容器に固着される。この状態で第２駆動モータが作動
すると、支持台がマグネットホイールと共にターンテー
ブルの周囲に旋回する関係となり、原子炉圧力容器に対
する支持台の向き即ち走行方向が変換される。ターンテ
ーブル上の軌道］・レーザは昇降可能であるので、これ
を下降させた状態で第２駆動モータを作動させることに
より、ターンテーブルの支持台に対する回転角度位置従
って軌道トレーサの向きも変換され、支持台と同一の走
行方向に合せることができる。軌道トレーサはその後再
び上昇させれば走行軌道に対接できる。

［実施例］ 以下図示の実施例について本発明を説明ツる。

第３図において３０は、本発明の超音波探（−７：走行
装置によって探傷検査Ｊべき原子炉ｊ［内容器であり、
保温材３１及び原子炉’ａ　ｔｉ壁３２によって覆われ
ている。原子炉圧力容器３ｏの胴３４と保温材３１どの
間に超音波探（：〕走行装置を走らせるため、保温材３
１側には、第４図に示すようイＫＺ条のガイド溝３５１
と一条のラック３５２どから成る走ｔｒ　！Ａ　ｆｉ３
５が、原子炉圧力容器の胴３４の溶接継手部分に沿って
配設されている。従って、縦方向と周方向の溶接継手部
分が交叉する６箇所においては、走行軌道３５も第４図
の如く交叉している。３６はこの走行軌道３５の交叉す
る６箇所のうち下側の２箇所に設【ノたシールドプラグ
であり、次に述べる超音波探傷走行装置は、このシール
ドプラグ３６Ｊ、り原子炉圧力容器の１１１１３７Ｉと
保温材３１との間に挿入され、走行軌道３５に沿って走
行して、まず縦方向金量の溶接継手部分の探傷検査を行
い、次いで周り向の溶接継手部分の探傷検査を下側のも
のから順次行う。周方向の探傷検査の際には、超音波探
傷走行装置の後端から引き出されているケーブル〈図示
せず）を案内支持するため、周方向の走行軌道３５に沿
ってガイド【コーラ３５４が設けである。１箇所のシー
ルドプラグから１゛つの周方向溶接継手部分について行
う周方向の探傷検査は、当該シールドプラグ３６カ目ら
左側的９０°と右側的９０°の円弧に沿った領域である
。

第１図において、１は棒＋Ａ２で一体化した支持台、３
はこの支持台１の中央に設けた円形の開口４内に配置し
たターンテーブルである。ターンテーブル３は開口４の
内歯と１覇合う外ＮＡ５を外周に有りる平歯車から成り
、支持台１に対し軸方向に扱けないように組付けられて
いる。

第１図及び第２図において、支持台１の下部両側には、
その前側と後側の計４箇所に、走行車輪として機能する
永久磁石から成るマグネットホイール６が配設されてい
る。７はマグネットホイール６を取（ｑけた軸、８はこ
の軸７を回転可能に支Ｊ、’ｉツるフレーム、９はこの
フレーム８に取付（〕た走行用の駆ｆ）Ｊ　Ｌ−タ（第
１駆り」七−タ）である。

フレーム８はジンバル継手１０により支ト）台１に取イ
Ｎｊけられており、従ってマグネツ］−ホイール６はジ
ンバル継手１０を中心として１工動じ１１７る。この実
施例ではｌｌＮ１のジンバル継手を使用しており、マグ
ネットホイール６はノ［石に傾動可能に支持されている
。このように、左右の前輪及び左右の後輪としての４箇
所のマグネットホイール６をジンバル継手１０により独
立懸架したのは、検査対象が原子炉圧力容器のＩｆＪ３
４という曲面であり、走行する向さ・が変ると個々の小
輪の高さ位置が９！なってい来ることに対処したｂので
ある。また、４輪駆動り式としたのは走行することに関
し高い信頼性が要求されるためである。尚、マグネット
・トイール６の走行時にお【プるス・１地安定度を高め
るため、マグネットホイール６は、ここではジンバル継
手１０を中心として左右に１対ずつ設けである。

ターンデープル３の下面のほぼ中央には、支持台１の進
行方向変換時にターンテーブル３を原子炉圧力容器３０
のｌ１ｉ３４に磁気的吸引力で固着させるため、永久磁
石から成る方向転換用マグネット１１が担持板１２に固
定されている。この担持板１２はターンテーブル３上に
下向きに設けた方向転換用のエアシリンダ１３のピスト
ンロッドに固定されている。また、支持台１上には、方
向転換時にターンテーブル３と支持台１とを相対回転さ
ぜるための駆動モータ（第２駆動モータ）１４及びギヤ
ボックス１５が搭載されている。支持台１の方向転換時
には、エアシリンダ１３を作動させて方向転換用マグネ
ット１１を原子炉圧力容器に吸着させ、以ってターンデ
ープル３を固定し、その状態下で第２駆動モータ１４を
作動さけることにより、ターンテーブル３の周りに支持
台１が旋回し、その向きが変わる。１６はこの支持台１
の旋回角度を検出するための旋回角エンコーダであり、
ターンテーブル３により回転駆動される。

ターンテーブル３の上方には、該ターンテーブル上に設
けた２本のエアシリンダ１７及びパンタグラフ１８によ
って昇降可能に、軌道トレーサ１９が配置されている。

この軌道トレーサ１９は、取付台２０と、この取イ・４
台２０の四隅に向けたガイド［］−ラ２１と、取付台２
０のほぼ中央に設けたビニオン２２とを右する。ガイド
ローラ２１は第４図の走行軌道３５にお（）る走行ｔＭ
　３５１と係合し、ピニオン２２は走行軌道３５におけ
るラック３５２と係合する関係になっている。２４は減
速８！　２３を介してビニオン２２と連結したエン」−
ダであり、走行位置の検出に用いられる。

軌道トレーサ１９には、更に軌道外れ検出ｉ器をＢ４成
する光ファイバ２５が設けてあり、該光フ？イバ２５１
；を走行軌道３５のラック３５１に沿って設けた軌道外
れ検出用の二条の指標帯３５３（第４図参照）の１つと
対向するようになっている。

指標帯３５３は例えば黒色の帯であり、この黒色帯を光
ファイバ２５の端が外れたとぎは、軌ｊら外れ検出器（
図示Ｕず）が作動する。この軌道外れが左−右どもらの
傾きにより生じたかを検出するため、支持台１にはレベ
ルセンサ２６が設けて〈１・）る。

支持台１には、ｔの走行方向と直角に深傷アーム２７が
設けてあり、該探傷アーム２７内には超音波探１０装置
の構成要素である超音波探触子（図示せず）がリードス
クリュー２８により担持されている。この超音波探触子
は探傷アーム２７内に設けた駆動モータ（図示せず）を
作動させて、リードスクリュー２８を正転又は逆転させ
ることにより、探傷アーム２７内をその軸方向に往復動
することができる。

次に動作について説明する。

まず、シールドプラグ３６より走行軌道３５の縦方向に
沿って超音波探傷走行装置を挿入する。

即ち、進行方向前側に位置する探傷アーム２７が上に、
レベルセンサが下になるようにして、マグネットホイー
ル６を原子炉圧力容器３０の胴３４に吸着させる。また
二［アシリンダ１７を作動させてパンタグラフ１８を仲
良させ軌）つ］−レーサ１９を上品させることにより、
軌道トレーサ１９のガイドローラ２１を走行軌道３５の
縦方向の走行溝３５１に入れる。これで軌道トレーサ１
９のビニオン２２が走行軌道３５のラック３５２と噛合
い、光ファイバ２５が指標帯３５３上に位置する。尚、
レベルピン４ノ２６は水平状態を検出して無出力状態と
なる。

次に、第１駆動七−タ９を正転させて超８波探ＩＩ津を
縦方向の走行軌道３５に沿って上方へ進行させる。超音
波探傷走行装置は走行漏３５１どガイドローラ２１どの
嵌め合いにより窩内されながら上方へ移動し、所定の良
さ位置で折返し、この往復動作を複数回繰返して片面側
の縦方向溶接継手部分の超音波探傷検査を終了する。こ
の場合、現在どの位置に超音波探傷走行装置が位置する
かは、走行軌道３５のラック３５２と噛合うピニオン２
２の回転角度位置を、エンコーダ２４からの出力パルス
に基づいて割出すことにより監視される。−万、超音波
探傷走行装置の直進性は、走行軌道３５の指標帯３５３
を光ファイバ２５が検出しているかどうかにより監視さ
れる。もし光フッフィバ２５が指標帯３５３を検出しな
くなったとき、即ち左右のどららかに支持台１が傾いた
とき（６１、レベルセンサ２６からこれに対応して発生
される左傾動検出信号又は右傾動検出信号に基づいて、
これを補正する方向の修正信号を第１駆動モータ９のサ
ーボ制御系（図示せず）に加える。これにより、支持台
１の左側又は右側の車輪であるマグネットホイール６の
第１駆動モータ９の回転数が減速もしくは停止され、支
持台１の傾きが修正される。直進性が正しく維持できる
状態に支持台１の傾きが修正されると、光センサ−２５
が再び指標帯３５３を検出づる状態に戻るので、その時
点にて上記第１駆動モータ９の回転数制御が終了となる
。

次いで、周方向の溶接継手部分の探傷検査のために、超
音波探傷走行装置の向きを周方向に変換−４る。

即ち、まず超音波探傷走行装置を縦方向及び周方向の走
行軌道３５の交叉点に持ち来たし、エアシリンダ１３を
作動させ、中央の方向転換用マグネット１１を強く下方
に押し出す。方向転換用マグネット１１が原子炉圧力容
器３０の胴３４の表面に吸着して、支持台１の位置が固
定され、同時に、エアシリンダ３の力により四輪のマグ
ネットホイール６が胴３１の表面から浮き上る状態とな
る。この状態で第２駆動モータ１４を作動さＵ、エンコ
ーダ１６で旋回角を監視しつつターンテーブル３の周囲
に支持台１を９０°旋回さぜることにより、支持台１を
左向きに変える。このとき四輪のマグネットホイール６
は［４３４の曲面上を旋回移動しその高さ位置及び傾き
が変ることになるが、ジンバル１０ににり独立懸架され
ておりまたターンテーブル３ど支持台１との間には上下
方向の若干の遊びがとっであるので、マグネットホイー
ル６は、左右の車輪間における胴３４の曲面の最高（Ｏ
の所を容易に乗り超えて他側に移動する。その後、エア
シリンダ１３を切り、マグネットホイール６を再び胴３
４に吸着させる。これで支持台１の左方向変換ができた
ことになる。

支持台１の左方向変換が終了したならば、次に、軌道ト
レーサ１９も左方向変換させるため、１アシリング１７
及びパンタグラフ１８を縮小させて軌道トレーサ１９を
下げ、走行軌道３５がら切り餠寸。そして第２駆動モー
タ１４を作動させ、ターンテーブル３を左方向に９０’
回転させる。この回転角麿もエンコーダ１６により検知
される。この変換後、再びエアシリンダ１７及びパンタ
グラフ１８を仲長さぜて、軌道トレーサ１９を周方向の
走行軌道３５にセットする。

これで超音波探ｆ口走行’ｇｔ　ｈｌは、支持台１及び
軌道トレーサ１９共に、縦上向き方向から周方向左向き
に、その進行方向が変更できたことになる。

超音波探傷走行装置は左側周方向溶接継手部分にｉｆ＞
ってｊ飼３４の周方内約９０°の範囲を往復動じ、左側
の探傷検査を行う。

上記左側の探傷検査が終了したならば、再び交叉点位置
にて超音波探傷走行装置の向きを、上記と同様にして９
０’づつ方向転換させることにより、右側周方向に変え
る。そして、右側周方向溶接継手部分に沿ってＩｆ１３
４の周方内約９０°の範囲を往復動させ、右側の探傷検
査を実施する。

これでシールドプラグ３６の１箇所より、最も下側の周
方向溶接継手部分につぎ、約１８０°の円弧に治った領
域が、検査できたことになる。この後ｔよ、次の上位交
叉点に超音波探傷走行装置を移し、ここで左向きとして
左側的９０°の範囲を又右向きにして右側的９０°の範
囲を検査する。以下同様にして他の周方向溶接継手部分
について−し交叉点の左側９０°の範囲及び右９０°の
範囲につき検査をｔｌい、原子炉圧力容器３０の胴３４
のバ面の検査を終了する。

原子炉圧力容器３０の１１３４の他側の面についてｂ、
上記と全く同様にして、別のシールドプラグ３６より縦
方向及び周方向の溶接継手部分の探傷検査が行われる。

このように、超音波探傷走行装置はｌｉｌ　３４に対し
イのｍ７＋向から周方向へ又はだの逆方向へと進路変更
σることができるため、超音波探傷走行装置の後端より
引き出される各種リード線のケーブルに極端な折り曲げ
応力を与えることなく、１「・ゴ所のシールドプラグ３
６から原子炉圧力容器３０の胴片面全域の溶接継手部分
を探傷検査することができる。従って、原子炉圧力容器
３０の胴３４の片面につき１個の割合で計２箇所のシー
ルドプラグ３６を設ければ、ｌ１ｉ１３４全域の溶接継
手部分の探傷検査を実施することができる。即ち、シー
ルドプラグ３６が２箇所で済むため、検査作業の効率も
よく、検査員の被曝も低く抑えることができる。

尚、実施例では同一の溶接継手部分について超音波探傷
走行装置を複数回往復動させ、超音波探触子の位置をず
らせつつ当該溶接継手部分の幅全域を探傷検査したが、
超音波探触子から児た探傷走査の仕方には限界がなく、
進路変更との組合せにより種々の走査方法が採用できる
ものである。

また縦方向及び周方向のどちらかの溶接継手部分を先に
探傷検査するから自由である。

更にまた、実施例では方向転換用マグネット１１を永久
磁石により構成しているが、電磁石により構成すること
もできる。

尚、上記超音波探傷装置は原子炉圧力容器以外の容器の
探傷にも適用することができるものである。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の超音波探（セル行装置は、その
走行方向を、原子炉圧力容器等の容器の長手方向走行か
ら周方向走行、周方向走行から長手方向へと、方向転換
用マグネットとターンテーブルの組合せ駆動により方向
転換することができるから、原子炉圧力容器の場合、超
音波探傷走行装置を挿入し取付けるための青用の間口部
（シールドプラグ）は遮蔽壁に２箇所設ければ足り、こ
の２箇所のシールドプラグより原子炉圧力容器の全ての
溶接継手部分を探傷検査することができる。従って、遮
蔽壁に６箇所のシールドプラグを設けて探傷検査しなけ
ればならない場合に較べ、検査作業の能率が良く、検査
員の被曝も低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波探傷走行装置の斜視図、第２図
は原子炉圧力容器と保温材との間に位置させた超音波探
傷走行装置の背面図、第３図は保温材及び遮蔽壁を切欠
いて原子炉圧力容器及び走行軌道を示した斜視図、第４
図は走行軌道の拡大図である。 図中、１は支持台、３はターンテーブル、６はマグネッ
トホイール、９は第１駆動モータ、１０はジンバル、１
１は方向転換用マグネット、１３はエアシリンダ、１４
は第２駆動モータ、１６はエンコーダ、１７はエアシリ
ンダ、１８はパンタグラフ、１９は軌道トレーサ、２１
はガイドローラ、２２はビニオン、２５は光ファイバ、
３０は原子炉圧力容器、３４は胴、３５は走行軌道であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、容器の胴板の溶接継手部分に沿って走査させるよう
   容器の表面を走行する超音波探傷走行装置において、支
   持台に対し揺動自在に支持され且つ走行車輪として第１
   駆動モータにより回転駆動されるマグネットホィールと
   、走行面とほぼ平行な面内で支持台に対し相対回転可能
   に設けたターンテーブルと、該ターンテーブル上に昇降
   可能に設けた軌道トレーサと、ターンテーブルと支持台
   とを相対回転させる第２駆動モータと、該第２駆動モー
   タにより支持台をターンテーブルの周囲に旋回させる際
   にターンテーブルを容器に固着させるための方向転換用
   マグネットとを備えたことを特徴とする超音波探傷走行
   装置。