JPH02151383A - 特に原子力発電所の蒸気発生器の管の内部で遠隔溶接を実施する方法及び装置 - Google Patents

特に原子力発電所の蒸気発生器の管の内部で遠隔溶接を実施する方法及び装置

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JPH02151383A
JPH02151383A JP1267971A JP26797189A JPH02151383A JP H02151383 A JPH02151383 A JP H02151383A JP 1267971 A JP1267971 A JP 1267971A JP 26797189 A JP26797189 A JP 26797189A JP H02151383 A JPH02151383 A JP H02151383A
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receiving tube
bushing
fiber
optical
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Jacques Griffaton
ジヤツク・グリフアトン
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Fragema
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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】 本尭明は、管内部での遠隔溶接に係わる。そのような溶
接は特に、加圧水型原子炉の蒸気発生器管に生じた漏洩
箇所の修理に適用可能である。
１哩へ１１ 加圧水型原子炉が用いられているような発電所の蒸気発
生器は通常、Ｕ字形に湾曲され、かつ非常に厚い多孔プ
レートへの取り付けによりその各端を固定された非常に
多数の細管から成る管束を含む。蒸気発生器の多孔プレ
ート下方の部分は氷室を構成し、この氷室の第１の部分
において原子炉容器から来る加圧された“１次′°水が
細管束の管に分配される。管に沿って流れた後、水は氷
室の第２の部分で回収され、原子炉の１次管路の導管を
経て、加圧水を加熱する燃料集合体によって構成された
炉心を収容する原子炉容器に戻される。
蒸気発生器への供給水は、蒸気発生器の多孔プレー１〜
上方の部分において細管束の管の外側表面に接触して蒸
気となり、この蒸気は原子炉と結合されたタービンに送
られる。
即ち、細管束の管の壁は、原子炉の１次流体である加圧
水と２次流体である供給水との間の隔壁を構成する。原
子炉容器内の燃料集合体その他の構造物と接触する１次
流体は多がれ少ながれ放射性物質を含有する。従って、
１次流体と２次流体との直接接触は一切回避することが
適当であり、なぜなら２次流体の汚染はきわめて重大な
被害をもならす恐れが有るからである。上記のような接
触回避を実現するためには、蒸気発生器の細管束の管の
壁を通して生起する漏れを防止し、かつそのような漏れ
が起こってしまった場合は漏れる壁を有する管をできる
かぎり有効かつ迅速に修理しなければならない。
上記のような修理は通常、原子炉の正常な耐用年数の間
に必要となる。熱による応力または機械的に掛かる応力
や細管束の管の腐食に起因する応力は、細管束の管の壁
の１次流体側かまたは２次流体側に亀裂を生じさせる恐
れが有る。修理は、保守のための原子炉停止時間に行な
われる。
蒸気発生器の細管束の管を修理する公知方法では、管の
漏れを生じる箇所にブシュを装着する。
修理されるべき管の内径より僅かに小さい外径と、漏洩
箇所を含む領域を覆うのに十分な長さとを有するブシュ
が管内に、細管束を構成する管の端部が同一レベルに取
り付けられた多孔プレートの入り口面から挿入される。
ブシュは、多孔プレート中央部に位置する管に抽入され
る場合は多孔プレートの入り口面と同一レベルに配置さ
れ、比較的多孔プレート周縁部近傍に位置する管に挿入
される場合は多孔プレートから半ば突出するように配置
される。その後ブシュは管の内側に、ブシュと管とが漏
洩箇所を含む領域の両側で１箇所ずつ、合わせて２箇所
で水密に結合されるように固定される。
上述の作業は総て蒸気発生器の水室内から、即ち蒸気発
生器の、原子炉作動中に放射性物質を含有する１次流体
と接触した部分内から行なわなければならず、このこと
は作業する人間が大線量の放射能を浴びることを意味す
る。
従って、管にブシュを装着するうえで必要な作業の少な
くとも幾つか、特にブシュの両端それぞれを管に溶接す
ることによりブシュを管に固定する作業を行ない得る遠
隔制御の自動装置が提案された。
米国特許第４６９４１３６号に、上記のような溶接を行
なう装置が開示されている。この装置は管内に設置され
た光学的溶接ヘッドと、蒸気発生器の水室外部に配置さ
れたパワーレーザとを含む、レーザビームは蒸気発生器
の水室外部に配置されたレーザから溶接ヘッドまで、光
学手段により空気中を伝送される。
上述の装置は、あらゆる必要な流体源（電源、冷却水源
）を含めた甚だしい量の設備を蒸気発生器の近傍に設置
することを必要とする。パワーレーザは氷室の点検ハツ
チのごく近傍に取り付けなければならず、この領域は水
室内部と同じくらい高レベルの放射線に晒されている。
レーザを点検ハツチから遠ざける試みが為されたが、そ
の間隔を非常に大きくしようとすると、解決するべきで
しかも解決しがたい問題点の複雑化が避けられない、更
に、用いられる溶接ヘッドは、溶接ヘッドに対して作用
するスラスト玉軸受及びばねを有する当接部材によって
集束距離が発火距離に等しい一定の大きさに維持される
ことに関連する欠点を有し、即ち上記のようなシステム
は摩擦を起こし、溶接の質を低下さぜる揺動及び震動を
発生する。
冒頭に述べた本発明の特別の用途、即ち原子炉の蒸気発
生器の管の修理において上述の欠点を除去するために、
本発明は、蒸気発生器から非常に離隔して、例えば蒸気
発生器を収容した原子炉構造体の外部に配置されたエネ
ルギ源によってブシュが蒸気発生器管内に溶接されるこ
とを可能にする方法を提供する０本発明は、本発明方法
を実施する装置も提供する。
本発明の方法は、 修理されるべき管内にブシュを通常方法で嵌め込んだ後
、鎖管に、光エネルギを伝送する光ファイバを収容した
可撓性チューブと、不活性ガス供給管路と、制御信号転
送ケーブルとによって制御ステーション近傍に位置する
〈例えばＹＡＧ型の）レーザと結合された光学的溶接ヘ
ッドを挿入し、溶接ヘッドを作業レベルに位置決めし、
ビームの集束距離を調整し、 管の漏洩領域両側の２ゾーンそれぞれにおいてブシュの
全周を溶接する 作業を自動的に、かつ例えば原子炉構造体外部に位置す
る制御ステーションからの遠隔制御下に行なうことを可
能にする。
１１悲Ｕ 本発明の方法及び装置は、特許請求の範囲各項により厳
密に規定しである。
本発明の実施例を、添付図面を参照しつつ以下に詳述す
る。
Ｋ施ｒ！パ１１ 本発明が冒頭に述べた用途に適用されるかどうかにかか
わらず、以下の説明では添付図面に示した非限定的な実
施例のみを参照して、まず本発明の方法及び装置につい
て一般的に述べる。
溶接は、軸線へを有する（例えば修理されるべき管Ｔで
ある）受容管と、この管内に予め配置された、壁Ｓを有
する溶接されるべきブシュＨとの間に結合が実現される
ことを必要とする。
されるべきブシュの壁の方へ反射するのに適当なミラー
３７から成る光学的反射手段、及び上記ビームを溶接さ
れるべきブシュの壁上の衝撃点１１に、この点でブシュ
が受容管に溶接されるように集束させるレンズＬ１、Ｌ
２及びＬ３並びに光学要素３３から成る集束手段３０ を含む光学セルを含む溶接ヘッドを受容管内に仙人する
ことを含む。
本発明の方法は更に、上記のような溶接を実現するのに
適した溶接ビームを、受容管から離隔した（レーザ制御
ステーション１０２及びキャリヤ制御ステーション１０
８の）ビーム創出ゾーン内に配置された溶接レーザ１０
４によって創出すること、及び溶接ビームを受容管への
入り口を経て光学セルまで伝送することを含む。
上記ビーム１云送には、 光ファイバを、入射口１０５がビーム創出ゾーン１０２
内に位置し、射出口が受容管内において鎖管の軸線＾上
で光学セルに対向して位置するように屈曲された伝送フ
ァイバＦを構成するように配置すること、及び 溶接ビームを伝送ファイバの入射口内へ、溶接が実現さ
れるように投射すること が含まれる。
光学セル（または少なくとも光学的反射手段３７）を受
容管の軸線＾周囲に回転することによって衝撃点が回転
され、それによって衝撃点は溶接されるべきブシュ８上
に少なくとも弧を描いて溶接ビードを形成する。この回
転は、受容管Ｔ外部に鎖管Ｔへの入り口に対向して位置
するモータアセンブリ２に組み込まれているようなモー
タによって実現される。モータは光学的反射手段３７と
、（可撓性チューブ１９、硬質の端部嵌合部材２０及び
シリンダ形部２３から成る）管形延長部アセンブリによ
って機械的に結合されている。延長部アセンブリは受容
管内で伝送光ファイバの周囲に、該ファイバの回転を防
止するようにして配置されている。
延長部アセンブリ及び／または光学セル（３０，３７）
は外側心出し手段によ−）て案内され、この公比し手段
は例えば軸受２１及び公比しブラシ４２がら成り、溶接
されるべきブシュ８の壁Ｓ上に、及び／または受容管Ｔ
の内側表面上に少なくとも１つの可動当接点を有する。
伝送ファイバＦは、少なくとも１つの可動当接点で延長
部センブリに当接する（例えば軸受２６がら成る）内側
必用し手段によって案内される。伝送ファイバＦは内側
必用し手段２６によって、手段２６が回転し得、しかも
ファイバＦは光学セル３０．３７を軸線方向に駆動する
延長部センブリに沿って軸線方向に変位し得るようにし
て案内される。
溶接ヘッド及び伝送ファイバＦを設置した後５伝送フア
イバの入射口１０５内へ溶接ビームを投射する前に、 溶接ビームより低いパワーの調整ビームを伝送ファイバ
の入射口１０５内へ、該ビームが伝送ファイバによって
１云送され、かつ光学セルによって反射及び集束されて
衝撃点Ｈを照射するように、また衝撃点１１から光ファ
イバへの入射口１０５へと光ビームが戻るように投射す
る調整ビーム投射、及び戻りビームの強度を測定し、そ
の際伝送ファイバを光学セルに関して軸線方向に変位さ
せて、上記強度が最大値及び／または所定値に達する最
適位置を見いだし、かつ確定する集束調整 を行なう。
可撓性の外側心出し手段は、溶接ヘッド４．５．６が該
公比し手段を動かさずに回転することを可能にするべく
、溶接へラド４．５．６に関して回転自在に取り付けら
れており、上記集束調整は溶接ヘッドが回転され、この
回転の間の戻りビームの強度変化が記憶されることによ
って実現される。
本発明による装置は、 溶接レーザ１０４、 溶接ヘッド４．５．６、 伝送ファイバＦ、 内側必用し手段２６、及び 延長部センブリ１９．２０．２３ を含む。
本発明装置は更に、 ｗ！Ｊｕビームを創出する調整レーザ１０６、戻りビー
ムの強度を測定する充電受光器５２のような測定手段、
及び ファイバ射出口４９を光学セル３０．３７に関して、調
整ビーム及び溶接ビームが衝撃点１１に集束するように
軸線方向に変位させる（例えばクランプ１３及び調整リ
ング１６から成る）軸線方向位置決め手段を含む。
本発明の、冒頭に述べた特別の用途に適用される特別の
実施例を以下に説明する。
第１八図及び第１Ｂ図は、原子炉の蒸気発生器管の修理
に用いられる２種のブシュを示しており、第ｉ図は多孔
プレートＰの周縁部近傍に位置するＴΔのような管の修
理に用いられるブシュＨ＾の縦断面図で、この例は１結
き部を構成する溶接ビードＪへを有し、 第１Ｂ図は多孔プレートＰ中央部に位置する管（管全体
の８０％）のｌ’ｌ理に用いられる長めのブシュの縦断
面図で、この例の下方結合部ＪはプレートＰ下面に比較
的近く設けられている。
上記いずれの例でも、上方結合部に八、ＫはプレートＰ
上面の上方でブシュ上端近傍に設けられ゛ている。
第２図は、本発明の方法の実施に必要である、本発明装
置を構成する全要素を示す、その中には次の諸要素が含
まれる。
原子炉横道体Ｂ外部に配置された可動のレーザ制御ステ
ーション１０２゜ステーション１０２は、ＹＡＣ型溶接
レーザ１０４、ＹＡＧレーザ１０４と結合された、可視
光を発するヘリウム−ネオン型調整レーザ１０６、通常
の電力供給接続部、冷却水用接続部、制御ラック及びビ
デオモニタ手段を含む。用いられる溶接レーザは好まし
くは、波長１．０６マイクロメードル（μｌ１１）で作
動し、１．２ｋＨのパワーを有するネオジムでドープし
たＹＡＧレーザである。
しかし、１．０ＯＯＷ以上のパワーを有し、かつ上記値
以下の波長で発光するか、または発光波長に関してトラ
ンスペアレントな光ファイバが存在するレーザであれば
池のいかなるレーザを用いることも可能であろう。
一例として原子炉構造体外部に配置されているが構造体
内部に配置されてもよい、キャリヤ１１２を制御する可
動のキャリヤ制御ステーション１０８、ステーション１
０８は、制御ラック、ビデオモニタ手段、通常の電力併
給接続部、及びキャリヤ１１２制御のための、該キャリ
ヤ１１２に達する接続部１０９を含む。
溶接ヘッドを含む末端アセンブリ１１０゜アセンブリ１
１０は、蒸気発生器の水室Ｃ内部に設置されたキャリヤ
１１２のアームの端部に支持されている。
原子炉構造体内部で蒸気発生器近傍に配置されたプッシ
ュプルデバイス１１３゜ 原子炉構造体内部に位置する接続中継ステーション１１
４゜ ボンベ１１６、バルブ１１８及びバルブ操作器１２０を
含むガス供給システム。
レーザ制御ステーション１０２を、接続中継ステーショ
ン１１４及びプッシュプルデバイス１１３を介して溶接
装置と接続する可撓性ダクト１２１゜ダクト１２１は制
御信号を溶接装置に転送するケーブル１２２と、レーザ
から末端アセンブリ１１０に組み込まれた溶接ヘッドま
で光エネルギを伝送する光ファイバＦとを収容する。
用いられる光ファイバは好ましくはシリカ光ファイバで
ある。しかし、ＹＡＧレーザの波長において１キロメー
１〜ル当たり約１０ｄＢ以下、好ましくは約４ｄＢ以下
に留まる減衰品数を有する光ファイバであれば、レーザ
の発光の電磁スペクトルに対してトランスペアレントな
他のいかなるファイバも適当であり得る。
更に、通信ケーブル１２４．１２６．１３０．１３２及
び１３４が上記様々な要素を互いに、及び電話端末１２
８と接続している。
第３図は、末端アセンブリ１１０の構成要素を示す。
アセンブリ１１０は溶接装置の、修理されるべき管、即
ち“受容”管Ｔの内部に設置される部分を構成し、その
際受容管Ｔには溶接されるべきブシュＨが予め嵌め込ま
れている。図示したアセンブリ１１０は溶接位置に有る
。末端アセンブリ１１０はキャリヤ１１２のアーム端部
に配置された昇降装置１に固定されており、昇降装置１
は溶接ヘッドをブシュ内に挿入して位置決めするのに用
いられる。末端アセンブリ１１０自体はモータアセンブ
リ２と溶接ヘッドとを含む。溶接ヘッドは、可撓性延長
部３、硬質延長部４、光学セル５及びガイドコーン６に
よって構成されている。
第４図は、末端アセンブリ１１０の縦断面図である。
ブラケット７によって昇降装置１に固定されたアセンブ
リ２は、同軸に取り付けられたハウジング８とターンデ
ープルのベース９とを含む。ターンテーブルのベース９
は固定されており、一方ターンテーブルの回転コア１０
は可撓性延長部３に対して装入されている。ハウジング
８はガス導入チャネル１１及び中心孔１２を具えている
。光ファイバはナラｈ１４によって、クランプ１３にお
いてロックされている。クランプ１３は中心孔１２内で
軸線方向に滑動し、かつキー１５により回転を防止され
ている。クランプ１３がハウジング８に関して占める軸
線方向位置はリング１６によって調整され得、それによ
ってファイバ端部の位置を溶接ヘッドに関して調整する
ことが可能となる。即ち、昇降装置１で支持ブラゲッ１
〜７の位置を調整することによって適当な溶接高さが達
成され、リング１６を回転することによって光ファイバ
のハウジング８に関する相対位置が軸線方向にＡ整され
ると理解される。リング１６は玉軸受１７によってハウ
ジング８内に回転自在に収り付けられている。第４図に
は、サーボ制御が行なわれない手動型のリング１６を示
した。しかし、リング１６は容易にモータ駆動される（
第７図参照）。リング１６が取り付けられた箇所はＯリ
ング１８によって密閉されている。
可撓性延長部３は長い可撓性チューブ１９を禽み、この
チューブ１９は一端でターンテーブルの回転コア１０に
装着されており、また他端には硬質の端部嵌合部材２０
を具備しており、端部嵌合部材２ｏはその端部に、硬質
延長部４への捩じ込みのためのねじ山２０＾を有する。
端部嵌合部材２０には滑り軸受２１が滑動可能に取り付
けられており、滑り軸受２１の外径はこの図に例示した
中央部の管に嵌め込まれるブシュ阿の直径より僅かに小
さいが、またはブシュが周縁部の管に嵌め込まれる場合
は受容管の内径より僅かに小さい。軸受２１の面は溶接
ヘッドの回転案内を実現する。端部嵌合部材２０は、光
ファイバが貫通ずる中割２２を有する。
硬質延長部４はシリンダ形部２３から成り、シリンダ形
部２３の一端には端部嵌合部材２０のねじ山２０＾と共
働する雌ねじが形成され、また他端の符号２４で示した
箇所には光学セル５への固定のためにねし山が形成され
ている。シリンダ形部２３は中剖２５を有し、この中９
１１２５内に軸受２６が滑動可能に取り付けられている
。軸受２６は光ファイバＦに固定されている。軸受２６
は２つの玉軸受と１つのリングとから成る。軸受２６は
、変位する光ファイバを延長部４に関して軸線方向に案
内するのに用いられ、かつ溶接ヘッド全体を光ファイバ
に関して回転方向に案内するのにも用いられる。光ファ
イバの端部は、軸受２６の玉軸受を保持する端部嵌合部
材２７及び当接部材２７Δに装入されている。
光学セル５は、両端の符号２４及び２９て示した箇所に
雌ねじを形成された管部分２８から成る。下方の雌ねじ
２４は硬π延長部４を受容し、上方の雌ねじ２９はコー
ン６を受容する。管２８内にはレンズＬ１、Ｌ２及びＬ
３、スペーサ３２並びに光学要素３３の積み重ね３０が
設置されており、この積み重ね３０は２つのナツト３４
によって固定されている。レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３及び
ナツト３４には符号３５で示した箇所に、９０゜間隔で
位置する４つの母線に沿って、溶接領域全体にわたって
流れるガスを通すための溝が設けられている。光学要素
３３は、球面３６と軸線へに対して４５°傾斜した平面
鏡面３７とを有するシリンダから成る。光ビームは光学
要素３３にその球面３６がら入射し、長手軸線沿いに進
んで半径方向へ反射される。反射されたビームの光路上
に、管２８に設けられた開口部３８が位置する。光学要
素３３は管２８の開口部３８と同じレベルに、ガス流の
通過を可能にする溝３９を有する。
第５八図及び第５Ｂ図は、光学セルの２種の変形例を示
す。第５Δ図は２つのレンズＬ１０及びＬｌｌを有する
例を示し、この例で第２のレンズＬｌｌは、平面鏡ＲＩ
Ｏを集束点から遠ざけるために偏心して配置されている
。第５Ｂ図は、２つのレンズＬ２０及びＬ２１並びにミ
ラーＲ２０を有する最小限の構成を示す。好ましい例は
、第４図に示した例である。
コーン６は、下方端部に光学セルへの捩じ込みのための
ねじ山を形成された管４０から成る。管４０内に、突起
４３によって所定位置に保持されな心出しブラシ４２を
支持するシャフト４Ｉが配置されている。シャフト４１
は、管４０内に力嵌めによって取り付けられた軸受４４
に支承されて滑動する。張り出し部４５が、シャフト４
１の管４０内での軸線方向変位を制限する。
溶接時、可撓性延長部３のチューブ１９、端部嵌合部材
２０、硬質延長部４、光学セル５及び管状ガイドコーン
６から成る溶接ヘッドはモータアセンブリ２に組み込ま
れたモータ（図示せず）に駆動されて３６０°回転し、
その際上方端部では心出しブラシ４２によって案内され
、下方端部では滑り軸受２１によって案内される。これ
らの心出しブラシ４２及び滑り軸受２１が、ブシュ阿の
内側表面に対する２つの当接点を構成する。上記回転の
間、光ファイバＦはガイドコーンのブラシ４２を支持す
るシャフト４１同様固定されたままである。互いに僅か
に偏移した複数の溶接ビードが必要である場合、溶接ヘ
ッドは滑り軸受２１及び４４によって長手方向に変位可
能である。延長部３．４及び溶接ヘッドは光ファイバの
保護被覆４７の周囲に連続的な環状スペースを規定する
。このスペース内に、硬質延長部４の玉軸受並びにナツ
ト及びレンズに設けられた長手溝が位置する。このスペ
ースによって、ガスがハウジング８から溶接部の上まで
流れることが可能となる。
第６図は、ビームをブシュの内側表面上に集束させる際
に集束圧にを調整する方法を示す。溶接されるべきブシ
ュと同じ内径を有する管形の調整ジグＭＢに光学セル５
が挿入される。この調整ではヘリウム−ネオン型の調整
レーザ１０６が用いられ、レーザ１０（３の可視光ビー
ムは溶接レーザ１０４の発する光と同じ光路を正確に辿
る。レーザ１０６からの出口に分離プレート５０が設置
されており、その設置位置はファイバＦ／＼の入射口１
０５に光を集束させる収束レンズ５１の手前である。プ
レート５０は、レーザ１０６からの光ビームは透過させ
るが、ジグＭＢの内側表面Ｓ上の点ＩＩを中心とする、
発光体を構成する光点から来てファイバＦから射出した
光は光電セル５２へと反射する。光ファイバＦの射出端
４９の軸線方向位置がレンズの！ｆ１３０及びミラー３
７を禽む光学セル５に関して矢印５Ｇ方向に変更される
と、充電セル５２によって発せられる信号は、光が衝撃
点Ｈに集束することに対応する光ファイバＦの最適位置
において最大値を取る。溶接に必要な位置を予調整によ
って得るべく、リング１６を操作して最適位置が探され
、得られた最適位置はＩｆ　ｅ　Ｎ　ｅビームの集束点
とＹＡＧビームの集束点との位置のずれを考慮した後リ
ング１６をロックすることによって確定される。
第７図は、本発明の溶接装置の一変形例を示し、この例
では光ファイバの最適の軸線方向位置はリング２１６の
位置の自動調整によって求められる。
リング１６と同じ機能を果たすリング２１６は調整モー
タ２００によって駆動され、モータ２００は溶接される
べきブシュに対応してデータが得られた後、装置のその
他の部分が変更される前にデータ取得及び処理センター
２０２から制御される。このような変形は本発明の目的
に反せず、なぜなら、壁上に最小の集束点を得るべく行
なう上述のファイバ位置の予調整は、水力によって膨張
したブシュの直径が平均直径に対して示す変動範囲に対
応する±０．２ｍｍのブシュ直径変動をカバーする許容
可能な溶接を実現するからである。しかし、平均直径の
値は管毎に異なり、このことは変形されていない装置で
は個々のブシュに関して予調整を変更しなければならな
いことを意味する。変形された装置では、操作者はブシ
ュ毎に作業を中断する必要は無い。調整作業は、センタ
ー２０２がモータを回転させるデータ収得段１借と、セ
ンター２０２が調整モータ２００を制御する調整段階と
の２段階を含む。レーザ１０６がビームを発し、その際
に溶接ヘッドが行なう完全な１回転の間に光電セル５２
が受信した信号の曲線を記録することによってデータが
取得される。信号を校正することによって内径の平均値
が推定でき、その後、光ファイバを該光ファイバの焦点
距離がそのようにして決定された平均値に対応するよう
に位置決めするべく調整モータが始動される。
調整が完了したら、ファイバＦ／＼の入射口はレンズ５
１から遠ざけられてパワーレーザ１０４と結合される。
上述のように変形した装置を用いて修理のために蒸気発
生器の管の内側にブシュを溶接する全手順を以下に説明
する。ＹＡＧレーザ１０４及び可視光レーザ１０６を含
むレーザ制御ステーション１０２が原子力発電所の原子
炉構造体外部に設置され、またキャリヤ１１２を制御す
る制御ステーション１０８が、Ｔのような漏れる管を有
する蒸気発生器Ｇの水室内に設置される。Ｈのようなブ
シュが上記管に通常方法で装入され、溶接位置に配置さ
れる。キャリヤ１１２は溶接装置の、溶接へ・ソドを含
む末端アセンブリ１１０を支持し、溶接ヘッドは光フ７
・イバＦ及び信号伝送ケーブル１２４を収容した可撓性
チューブによってレーザ制御ステーション１０２と接続
されている。溶接ヘッドを含む末端アセンブリ１１０は
溶接されるべきブシュに遠隔挿入され、溶接ヘッドが昇
降装置１によってブシュ上端近傍であるその上方位置に
配πされ、可視光レーザビームが光学セル３０．３７に
１寸与され、軸線へと溶接されるべき表面との間の距離
を表す曲線が１回転にわたって求められる。次いで光フ
ァイバの位置が、記録された距離曲線によって決定され
た平均直径上に最小光点を得るべく調整され、溶接レー
ザビームが送られ、ブシュが管に１周して溶接される。
次に、昇降装置１が溶接ヘッドをブシュ下端近傍である
その下方位置に配置するのに用いられ、可視光レーザビ
ームが光学セルに付与されて、軸線へと溶接されるべき
表面との間の距離の曲線が１回転にわたって記録される
。次いで光ファイバの位置が、記録された距離曲線によ
って決定された平均直径上に最小光点を得るべく調整さ
れ、溶接レーザビームが送られ、ブシュが管に１周して
溶接される。
本明細書では本発明を特別の一用途にのみ関連させて説
明したが、本発明が例えば到達しにくい熱交換器の管の
修理のような他の用途にも適用され得ることは理解され
よう。
【図面の簡単な説明】
第１Δ図及び第１Ｂ図は冒頭に述べた特別の用途で本発
明の実施に用いるブシュ２例の縦断面図、第２図は上記
用途で本発明方法を実施する装置の全体図、第３図は溶
接装置の末端部を構成する部分の縦断面図、第４図は第
３図の光学的溶接装置の末端部の拡大ＭＩ’Ｕｔ面図、
第５Δ図及び第５Ｂ図は本発明装置の光学セル２例の縦
断面図、第６図は本発明装置の集束調整を説明する理論
図、第７図は本発明による溶接装置の、集束が自動的に
調整される変形例の部分図である。 ３．４・・・・・・延長部、５・・・・・・光学セル、
１３・・・・・・クランプ、１６・・・・・・調整リン
グ、２６・・・・・・軸受、３０・・・・・・集束手段
、３７・・ ・・ミツ−， ５２・・・ 光電受光器、 １０４・・・・・・溶接 レーザ、 １０６　・・・ 調整レーザ。 ＦＩＧ、１Δ ＦＩＧ、ＩＢ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、５Δ ＦＩＧ、５Ｂ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）軸線を有する受容管と該受容管内に予め設置され
    た、壁を有し、溶接されるべきであるブシュとを結合す
    るための、特に原子力発電所の蒸気発生器の管の内部で
    遠隔溶接を実施する方法であって、 前記受容管の軸線に沿って進む溶接光ビームを受け取り
    、かつ該ビームを溶接されるべきブシュの壁の方へ反射
    するのに適当な光学的反射手段、及び 前記ビームを溶接されるべきブシュの壁上の衝撃点に、
    この点でブシュが受容管に溶接されるように集束させる
    のに適当な集束手段 を含む光学セルを含む溶接ヘッドを受容管内に挿入する
    こと、 前記のような溶接を実現するのに適した溶接ビームを、
    受容管から離隔したビーム創出ゾーン内に配置された溶
    接レーザによって創出すること、及び 溶接ビームを受け取って光学セルへと伝送する伝送光フ
    ァイバを設置すること を含み、 光学セルが管形延長部アセンブリによって支持されてお
    り、この延長部アセンブリは伝送光ファイバが該延長部
    アセンブリ内部で軸線方向に移動することを可能にする
    ようにして受容管内で伝送光ファイバを囲繞し、かつ受
    容管外へと伸長しており、 溶接ヘッド及び伝送ファイバを設置した後、伝送ファイ
    バの入射口内へ溶接ビームを投射する前に、溶接ビーム
    より低いパワーの調整ビームを伝送ファイバの入射口内
    へ、該ビームが伝送ファイバによって伝送され、かつ光
    学セルによって反射及び集束されて衝撃点を照射するよ
    うに、また衝撃点から光ファイバへの入射口へと光ビー
    ムが戻るように投射し、 戻りビームの強度を測定し、かつ伝送ファイバを光学セ
    ルに関して軸線方向に変位させて、前記強度が最大値及
    び／または所定値に達する最適位置を見いだし、かつ確
    定することにより集束調整を行なう ことを更に含む、特に原子力発電所の蒸気発生器の管の
    内部で遠隔溶接を実施する方法。
  2. （２）光学セルを受容管軸線周囲に回転することによっ
    て衝撃点を、該衝撃点が溶接されるべきブシュ上に少な
    くとも弧を描いて溶接ビードを形成するように回転する
    ことを更に含み、 光学セルが受容管外に配置されたモータにより延長部ア
    センブリを介して回転され、 集束調整は光学セルが回転されること、及びこの回転の
    間の戻りビームの強度変化が記憶されることによって実
    現される ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. （３）延長部アセンブリが可撓性のチューブを含み、該
    アセンブリ及び／または光学セルは外側心出し手段によ
    って案内され、この心出し手段は溶接されるべきブシュ
    の壁上、及び／または受容管の内側表面上に少なくとも
    １つの可動当接点を有し、伝送ファイバは内側心出し手
    段によって案内され、この心出し手段は延長部アセンブ
    リに少なくとも１つの可動当接点において当接すること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. （４）軸線を有する受容管と該受容管内に予め設置され
    た、壁を有し、溶接されるべきであるブシュとを結合す
    るための、特に原子力発電所の蒸気発生器の管の内部で
    遠隔溶接を実施する装置であって、 溶接されるべきブシュを受容管内側に溶接するのに適し
    た溶接ビームを創出する溶接レーザ、前記受容管軸線に
    沿って進む溶接光ビームを溶接されるべきブシュの壁の
    方へ反射する光学的反射手段、及び 前記ビームを溶接されるべきブシュの壁上の衝撃点に、
    この点でブシュが受容管に溶接されるように集束させる
    集束手段 を含む光学セルを具備した、受容管内部に設置されるの
    に適した溶接ヘッド、 溶接レーザの発する溶接ビームを受け取る入射口と、受
    け取ったビームを光学セルに送る射出口とを有する伝送
    ファイバを構成する可撓性の光ファイバ、及び 光ファイバの射出口を光学セルに関して、溶接ヘッドが
    受容管内に設置される時該射出口が確実に前記受容管の
    軸線上に位置するように保持する内側心出し手段 を含み、 溶接ビームより低いパワーの調整ビームを伝送ファイバ
    の入射口内へ、衝撃点が照射されるように、またビーム
    が衝撃点から前記入射口に戻ってくるように投射する調
    整レーザ、 戻りビームの強度を測定する測定手段、及びファイバ射
    出口を光学セルに関して、調整ビーム及び溶接ビームが
    衝撃点に集束するように軸線方向に変位させる軸線方向
    位置決め手段 を更に含み、 内側心出し手段は伝送ファイバの射出口の前記軸線方向
    変位を可能にするように選択されている、特に原子力発
    電所の蒸気発生器の管の内部で遠隔溶接を実施する装置
    。
  5. （５）モータ、及び 衝撃点が少なくとも弧を描いて溶接ビードを形成するよ
    うに光学セルを前記受容管の軸線周囲に回転させるべく
    該光学セルを前記モータと結合する、伝送ファイバを囲
    繞する延長部アセンブリ を更に含み、 内側心出し手段は前記延長部アセンブリ内側に当接して
    、伝送ファイバと延長部アセンブリとがファイバ自体の
    回転を全く伴わずに相対回転することを可能にする ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
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