JPH02134561A - 超音波探傷装置 - Google Patents

超音波探傷装置

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JPH02134561A
JPH02134561A JP63286766A JP28676688A JPH02134561A JP H02134561 A JPH02134561 A JP H02134561A JP 63286766 A JP63286766 A JP 63286766A JP 28676688 A JP28676688 A JP 28676688A JP H02134561 A JPH02134561 A JP H02134561A
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ultrasonic
ultrasonic probe
arm
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Tetsuo Imai
今井 哲夫
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Toshiba Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は原子力発電所等の高温、高圧の液体、蒸気、ガ
スを扱う施設で使用される配管、容器等の壁体内に発生
する傷を検出する超音波探傷装置に係る。
(従来の技術) 第4図A、Hにつき超音波探傷の原理を説明する。これ
等の図は、材料内部の欠陥を検出する場合につき示して
いる。超音波探傷は次のようにしてなされる。すなわち
、第4図Aに示すように被検査体1の探傷面1aには超
音波探触子2を密接させて滑らせ、被検査体1全体を操
作する。この時、必要ならば超音波探触子2の前記探傷
面1aと接触する面および前記探傷面には、探触子2か
ら発生された超音波が最小限の減衰で被検査体1内に入
射するよう、水、油等のカッブラントを塗布しておく。
超音波探触子2の出力はケーブル3によって図示しない
波形観測部に入力される。
第4図Bは前記波形観測部におけるwt8IIIの一例
を示す、この図において超音波探触子2からの送信パル
スはPo、第4図Aの被検査体1の底面1bからの反射
パルス(底面エコー)はP2、欠陥4からの反射パルス
(欠陥エコー)P3でそれぞれ示されている。
超音波探触子2が欠陥4のない位置を通過している時は
、観測波形上に送信パルスP工と底面エコーP8のみが
見られる。而して、送信パルスP。
の発射から超音波探触子2に前記底面エコーP2が入来
するまでの時間t1は、検査時における被検査体内1の
超音波速度で被検査体1の厚さを除したものの1/2と
なる。
また、超音波探触子2が欠陥4の位置を通過している時
は、欠陥4の界面で超音波が反射され前記欠陥エコーP
2が出現する。この場合にあっては、送信パルスP2の
発射から欠陥パルスP8人来までの時間の172に前記
超音波速度を乗じて、前記探傷面1aから欠陥までの距
離を知ることができる。なお、欠陥4からの超音波の反
射は前記した探傷面1a側の界面からのみでなく、底面
lb側の界面においてもなされるため、欠陥エコーP2
の波形は裾拡がりとなり、この波形から前記欠陥4の大
きさを知ることができる。
上記の超音波探傷は、大部分手作業によってなされてい
る。すなわち、探傷の実施に先立ち探傷面1aに異物が
あればこれを除去し、必要ならばブラシ等によって探傷
面1aを平滑化する。次いで、探傷面la上を超音波探
触子2を滑らせて欠陥の有無を検査する。
上記の作業手順の中、超音波探触子2の移動を自動化し
た超音波探傷装置は、既に開発され使用されているが、
他の作業は他の作業は作業者自身が被検査体1に近接し
て行う必要があった。
(発明が解決しようとする課題) 上記のように作業者が被検査体に接近して行わなければ
ならない作業があるため、被検査体1に放射性物質が付
着している場合には作業者の被曝量を一定以下にするよ
う、前記作業における作業員1人1回当たりの作業時間
を制限する必要があった。また、被検査体1の周囲に高
度の空間線量が存在する場合も同様である。従って、放
射性物質を除去したり探傷面1aの平滑化を行うには、
異なる作業員がそれぞれ前記制限時間内の作業を繰り返
し行い、除去または平滑化を完了させる必要があり、さ
らに平滑化用、除去用の工具をその都度交換しなければ
ならなかった。
結局超音波探傷およびその段取りに要する時間が長くな
って原子力発電所等の可動率を低下させる。また、上記
から明らかなように多数の作業員を準備しなければなら
ない。
本発明は上記の事情に基づきなされたもので、超音波探
傷の段取り作業、探傷作業それ自体、平滑化用工具、放
射性物質除去用工具、超音波探触子等の遠隔操作化を図
った超音波探傷装置を提供することを目的としている。
[発明の構成] (1m題を解決するための手段) 本発明の超音波探傷装置は、円筒状容器外周に着脱自在
に取り付けられるリングレールと、このリングレールに
沿って走行される台車と、この台車に前記容器の軸方向
に可動に装着された可動アームと、この可動アームの先
端に可動アームの摺動方向および前記容器の軸を含む面
に垂直な軸を中心として可回動に取り付けられ先端に電
磁石を具えた超音波探触子取付アームと、前記可動アー
ムの一面に取り付けられ先端を前記超音波探触子取付ア
ームの先端近傍に位置させ他端を光源・アンプ部に接続
した光ファイバと、前記電磁石に吸着される端面に吸着
時前記光ファイバ先端と対向する位置にそれ等の型格・
中心位置を表示するバーコードを付着した複数の超音波
探触子および工具と、前記光ファイバ先端が対向したバ
ーコードからの光を電気信号に変換する前記光源・アン
プ部のアンプ出力によって前記バーコードの読取を行う
信号読取部と、前記台車、前記可動アーム、前記超音波
探触子取付アーム、前記電磁石、前記超音波探触子の制
御を行う制御部とを有することを特徴とする。
(作用) 上記構成の超音波探傷装置においては、先ず可動アーム
、超音波探触子取付アームを遠隔操作によって駆動して
工具または超音波探触子に接近させ、それ等の端面のバ
ーコードに光ファイバ先端を順次対向させて行く。この
時、光源・アンプ部からの出力は信号読取部に送られ、
ここで読み取られ現在光ファイバ先端が対向している工
具または超音波探触子の小格、その中心位置が判別され
る。これにより工具または超音波探触子が選択されその
中心位置が判明したならば、超音波探触子取付アームの
電磁石の中心位置と前記中心位置とを合致させ、前記電
磁石を付勢して前記見出された工具または超音波探触子
を電磁石に吸着させてそれ等を前記超音波探触子取付ア
ーム先端に取り付ける。
上記のようにして工具または超音波探触子の装着を行っ
た後、台車をリングレールに沿って走行させれば、配管
を一周する異物除去、除染、平滑化、超音波探触子によ
る円周方向走査を実施することができる。なお、配管の
一つの軸方向位置において前記の円周方向走査が終了し
たならば、前記可動アームを配管の軸方向に駆動し、超
音波探触子を所要の軸方向位置とし、前記と同様にして
円周方向走査を完了させる。
(実施例) 第1図は本発明を配管の探傷を行う超音波探傷装置に適
用した実施例の概略構成を示す斜視図、第2図Aは前記
実施例の機構部の先端部近傍の平面図、第2図Bはその
側面図、第3図は超音波探触子の検出機能のブロック図
である。先ず第1図において、本発明の装置は探傷の対
象となる配管10の外径より大きな内径を有し、円周方
向に分布配設された複数の止め座11によって配管工0
に取り付けられるリングレール12と、このリングレー
ルに沿って走行する台車13と、この台車に装着され配
管10の軸方向に進退される可動アーム14と、この可
動アームの先端に取り付けられ、可動アーム14の進退
方向および前記配管10の軸を含む平面に垂直な軸を中
心として可回動とされた探触子取付アーム15とを有す
る。なお、この図において、可動アームは配管10の軸
に対して傾斜しているように示されているが、これは図
示の都合上であって実際には前記軸と平行をなしている
。また、図中16は台車駆動モータ、17は可動アーム
駆動モータ、18は探触子取付アーム駆動モータを示し
ている。さらに、前記説明した各部分は機構部19を構
成し、この機構部の制御は遠隔操作によってなされるよ
うにしである。
第2図において、超音波探触子取付アーム15の先端に
は電磁石20が固着され、超音波探触子21の端面には
鉄板22が固着されている。なお、前記端面の鉄板22
上方には矢符23で引出して示すように、超音波探触子
であること、その小格(超音波周波数等)、その中心位
置等を表示するバーコード24が付着されている。一方
可動アーム14上面には光ファイバ支持具25が設けら
れ、この光ファイバ支持具には超音波探触子取付アーム
に取り付けられた超音波探触子21のバーコード24に
一端を対向させた光ファイバ26が支持されている。光
ファイバ26の他端は光源・アンプ部27に接続され、
アンプの出力は電線28によって図示しない測定部に送
られる。
上記構成の本発明超音波探傷装置において、探傷作業は
次のようにして進められる。先ず、配管10へのリング
レール12の装着と、図示を省略した超音波探触子台上
への超音波探触子21(複数)、工具(複数)29の載
置とがなされる。この場合に作業員は被検査体に近接し
て作業を行わなければならないが、比較的に短時間で済
む作業でありしかも1回限りの作業であるから、放射線
被曝に対する格段の配慮を必要としないし、段取りに必
要とする時間も短時間である。なお、比較的簡単な作業
であり、マニピュレータによる遠隔操作によって行うこ
とも可能である。
このようにして段取りが終ったならば、探傷面の異物除
去、放射性物質除去、表面平滑化に必要な工具を前記複
数の工具29の中から選択し、必要な超音波探触子21
の選択して超音波探触子取付アーム15に取り付ける。
これ等の工具の選択および超音波探触子の選択並びに超
音波探触子取付アームへの装着は、全く同様にしてなさ
れるので以下それ等の選択、装着を超音波探触子を例と
して説明する。可動アーム14、超音波探触子取付アー
ム15を遠隔操作によって駆動して超音波探触子台上の
超音波探触子に接近させ、それぞれの超音波探触子の端
面のバーコード24に光ファイバ26先端を順次対向さ
せて行く。この時、光源・アンプ部27のアンプにより
光から電気に変換され増巾されたバーコード信号出力は
、第3図に示した信号読取部30に送られ、ここで読み
取られ現在光ファイバ26先端が対向している超音波探
触子の復路、その中心位置が判別される。このようにし
て所要の超音波探触子が選択されその中心位置が判明し
たならば、超音波探触子取付アーム15の位置を遠隔操
作により微調整し、電磁石20を付勢して前記見出され
た超音波探触子を電磁石20に吸着させて前記超音波探
触子取付アーム15に取り付ける。なお、図中31は放
射線防護を施した制御室、32はその内部に設置した制
御装置、破線で示した矢符Bは機構19先端部の位置制
御を示している。
上記のようにして工具の選択を行って必要な工具、超音
波探触子の装着を行った後、台車13をリングレール1
2に沿って走行させれば、配管を一周する異物除去、除
染、平滑化、超音波探触子による円周方向走査を実施す
ることができる。なお、配管10の一軸方向位置におい
て前記の円周方向走査が終了したならば、可動アーム1
4を配管10軸方向に駆動し、超音波探触子21を所要
の軸方向位置とし、前記と同様にして円周方向走査を完
了させる。なお、前記軸方向移動量を適当に設定し、前
記各走査を繰り返し行えば配管全体の超音波探傷がなさ
れる。
上記のように本発明の超音波探傷装置においは、探傷面
の異物除去、放射能除染、探傷面の平滑化、探傷を、必
要ならばリングレールの配管への装着と云う最初の段取
りをも含めて、全て遠隔操作によって行うことができる
なお、本発明は上記実施例にのみ限定されない。
例えば、前記機構部の制御をプログラム制御、コンピュ
ータ制御等によって行うようにすれば、全自動で超音波
探傷を実施させることができる。
又、上記実施例は配管探傷装置に本発明を適用したもの
であるが、円筒状のものであれば原子炉圧力容器その他
の容器壁体の超音波探傷装置を、本発明によって構成で
きることは勿論である。
[発明の効果] 上記のように本発明の超音波探傷装置においは、探傷面
の異物除去、放射能除染、探傷面の平滑化、探傷を、必
要ならばリングレールの配管への装着と云う最初の段取
りをも含めて、全て遠隔操作によって行うことができる
従って、従来の超音波探傷作業におけるように多数の作
業員を用意して、それ等の作業員に許容短時間内ずつの
作業を受は持たせて異物の除去、放射性物質の除去、探
傷面の平滑化等を行う必要がないので、超音波探傷に必
要とする時間を節減することができ、原子力発電所等の
可動率の向上を図ることができる。また、多くの作業員
を用意する必要がないので、人的コストの節約は著しい
ものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を配管の探傷を行う超音波探傷装置に適
用した実施例の概略構成を示す斜視図、第2図Aは前記
実施例の機構部の先端部近傍の平面図、第2図Bはその
側面図、第3図は超音波探触子の検出機能のブロック図
、第4図Aは超音波探傷の原理を説明するための図、第
4図Bは超音波探傷装置における波形図である。 1・・・・・・被検査体 1a・・・・・・探傷面 1
b・・・・・・底面 2.21・・・・・・超音波探触
子 3・・・・・・ケーブル4・・・・・・欠陥 Pl
・・・・・・送信パルス P2・・・・・・底面xコ−
p、・・・・・・欠陥エコー tい t、・・・・・・
時間10・・・・・・配管 12・・・・・・リングレ
ール 13・。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 円筒状容器外周に着脱自在に取り付けられるリングレー
    ルと、このリングレールに沿って走行される台車と、こ
    の台車に前記容器の軸方向に可動に装着された可動アー
    ムと、この可動アームの先端に可動アームの摺動方向お
    よび前記容器の軸を含む面に垂直な軸を中心として可回
    動に取り付けられ先端に電磁石を具えた超音波探触子取
    付アームと、前記可動アームの一面に取り付けられ先端
    を前記超音波探触子取付アームの先端近傍に位置させ他
    端を光源・アンプ部に接続した光ファイバと、前記電磁
    石に吸着される端面に吸着時前記光ファイバ先端と対向
    する位置にそれ等の型格・中心位置を表示するバーコー
    ドを付着した複数の超音波探触子および工具と、前記光
    ファイバ先端が対向したバーコードからの光を電気信号
    に変換する前記光源・アンプ部のアンプ出力によって前
    記バーコードの読取を行う信号読取部と、前記台車、前
    記可動アーム、前記超音波探触子取付アーム、前記電磁
    石、前記超音波探触子の制御を行う制御部とを有するこ
    とを特徴とする超音波探傷装置。
JP63286766A 1988-11-15 1988-11-15 超音波探傷装置 Expired - Lifetime JP2577463B2 (ja)

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Cited By (6)

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