JPH0481658A - 自走式検査装置 - 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〕 本発明は、容器に吸着して自走しながら容器を検査する
超音波探触子の検査装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の検査装置は、超音波探触子を走査するアームが容
器の外表面に磁気吸着して移動する台車に固定され、そ
の位置関係は変らないようになっていた。例えば、特開
昭５１−９５８８８号公報に記載のように、超音波探触
子を付けた往復台１５を移動させる案内機構１７は磁気
車輪で自走する台車１０に固定されている。また、特開
昭６０−６６１５７号公報に記載の場合も、Ｙ軸アーム
３０は車体フレーム１に固定されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、自走式の走査装置を走行基準線に追従
させて走行制御した場合に、基準線に沿った走行制御が
できたとしても、制御の過程で多少なりとも走査装置が
傾いたり走行基準線から離れたりする。このため、超音
波探触子の走査位置や角度（方位角）が変化し、目標の
検査個所に、所定の方位角で超音波ビームを当てること
ができなくなる問題があった。

本発明の目的は制御されて自走する走査装置に多少の傾
きや基準線からの変位があっても、超音波探触子の走査
位置と超音波ビームの方位を常に目標の位置と角度にで
きる装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明は自走式走査装置の
傾きや基準線からの変位があっても、これらの検出信号
から超音波探触子を走査するアームの角度と位置を常に
一定になるように駆動して、目標の検査位置に所定の方
位角で超音波ビームが当たるようにしたものである。

〔作用〕

容器壁面を自走する走査装置の基準線からの傾き角度（
方位角）を、その走査装置に搭載した傾斜角センサ（重
力からの傾きを利用して検出するセンサ）で検出し、走
査アームを基準線に対して所定の方位角になるように走
査アームを駆動する。

さらに、基準線（例えば溶接線）からの変位を検出セン
サ（例えば磁気抵抗式溶接線検出センサ）で検出し、走
査アームを所定の走査位置に移動させる。これにより走
行中の走査装置が基準線から多少類いたり、変位が生じ
ても走査アームを所定の位置、方位角に修正できるので
、探触子を走査アームに沿って走査することにより超音
波ビームを目標とする位置（走査Ｉり、方位角で送受信
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を原子炉圧力容器に適用した場合の一実施
例を第１図から第３図により説明する。

第１図に示す超音波探触子１３を走査するための走査袋
ｗ１０は、磁石片を多数配列して容器に吸着し、溶接部
に沿って走行するための左右二組の磁気クローラ４５．
超音波探触子１３を溶接部と直交した方向に走査する走
査アーム１２．走査アーム１２を周溶接部２と直交した
方位角に変える平行四辺形リンクのアーム３０，３１，
３３および周溶接部２との変位Δ１を修正するアーム３
２から構成される。

原子炉圧力容器は、第２図に示すように、圧力容器１に
周溶接部２と長手溶接部３がそれぞれ複数ラインあり、
その健全性を確認するため、定期的に超音波検査などを
実施している。この検査では長手方向及び周方向の溶接
部２，３に沿って超音波探触子を搭載した走査袋［１０
を走行させる。

超音波探触子の走査、走査装置１０の走行は離れた位置
に設置された制御装置５０からケーブル１４を介して制
御される。走査装置１０の走行制御方法は、圧力容器１
の母材部と溶接部２，３の金属粒界の差を利用した溶接
部検出センサを走査装置１０に搭載し、このセンサで溶
接部を検出し、これに追従走行するように走査装置１０
を走行制御する。また、重力からの傾きを利用した傾斜
角センサを走査袋ｆｌｌｏに搭載し、このセンサで走査
装置１０の走行する方向を検出し、左右の磁気クローラ
を加減速して目標の姿勢に制御する。

超音波探触子を走査する方法は、一般に、原子力発電所
などでは検査基準に則って行なわれ、溶接部、および、
その近傍の熱影響部に対して直交した方向と平行した方
向の四方向から超音波ビームを送受信して検査をする。

走査ストロークは板厚と超音波ビームの入射角度から決
められ、送りピッチは振動子の大きさと検査精度などか
ら決められる。例えば、溶接部に対して直交した方向の
走査は第１図に示すような走査軌跡１５になる。

すなわち、超音波探触子１３のピッチ送り９は、左右の
磁気クローラ４５を走査装置１０に内蔵したモータ（図
示せず）で同じ方向に駆動して走行する。また、走査ス
トローク８（超音波ビームの送受信方向）は、モータ４
４を駆動して超音波探触子１３を走査アーム１２に沿っ
て走査する。このように超音波探触子１３を二方向に交
互に走査して検査をする。この場合、走査装置１０は周
溶接部２を検出してこれに倣うように走行制御するが、
第３図に示すように、走査装置の走行軌跡２０は溶接部
２（走行の基準線）から若干の変位Δ１．方位角αの変
化が生じる。特に、磁気クローラの場合は、左右の磁気
クローラの回転速度を変えて接地面の滑りを利用して操
舵するので操舵性能が悪く、この傾向が顕著になる。ま
た、走行している走行面の形状変化、ケーブルによる重
量バランスの変化などの原因により、走行制御していて
も−時的に走行基準線（溶接部）から離れる場合もある
。このため、走査装置１０に傾斜角度の変化、基準線か
らの変位が生じてもこの変化分に相当する量だけ走査ア
ーム１２を駆動し、走査アーム１２が溶接部２と直交し
た角度で、かつ、所定の位置になるように制御する。

第１図から走査装置１０を圧力容器１の周溶接部２に適
用した場合の動作を詳細に説明する。走査装置１０に内
蔵した溶接部検出センサ（図示せず）で溶接部２を検出
してケーブル１４を介して制御装置５０（第２図）に送
信し、この制御装置５０からの指令信号に基づいて左右
の磁気クローラ４５を駆動する。これらを駆動する各々
のモータ（図示せず）の回転速度を加減速し、溶接部２
に追従させて走行制御をする。この場合の操舵方法は、
片側の磁気クローラ４５を加速すると、それと反対の磁
気クローラ側の方向に傾く。あるいは、片側の磁気クロ
ーラ４５を減速すると、その磁気クローラと同じ方向に
傾く。また、走査装置１０に内蔵した傾斜角センサ（図
示せず）で走査装置１０の姿勢を検出してケーブル１４
を介して制御装置５０（第２図）に送信し、この制御装
置５０からの指令信号に基づいて左右の磁気クローラ４
５のいずれかの速度を加減速して走査装置１０の姿勢を
制御する。この溶接部追従制御と姿勢制御を交互に行な
って走査装置１０の走査制御をする。

走査アーム１２の制御は、アーム３０を溶接部２と常に
直交させるため傾斜角センサで溶接部２からの走査装置
１０の傾きαを検出してモータ（図示せず）に連結した
駆動軸３６を制御する。

また、溶接部２からの走査装置１０の位置変位Δ１を溶
接部検出センサで検出し、アーム３２をモータ（図示せ
ず）に連結した駆動軸３７で角度βにする。このアーム
３２は、ヒンジ３４，３５、アーム３１．３３を介して
アーム３０に連結した平行四辺形リンクである。このた
め、アーム３３に支持具３８で支持された走査アーム１
２は、アーム３０に対して平行移動するので溶接部２上
の所定の位置に、かつ、直交した角度に制御される。

従って走査アーム１２端のモータ４４によりしゆう動自
在に駆動される連結具４０を介して走査される超音波探
触子１３を走査装置１０の姿勢などに影響されずに所定
の走査軌跡１５にすることができる。

走査アーム１２を平行移動させる場合にその移動量が大
きくなると、走査アーム１２は走査装置１０側に近づく
。このため、より精度の高い位置合せわをする場合は、
アーム３２の角度から制御装置５０でこの近づいた量を
計算し、この量だけ走査装置１０を移動させて補正する
。

アーム３０を溶接部に対して直交させる方式について述
べたが、これに限定されるものでなく検査の目的に応じ
てこの角度を自由に設定することができる。すなわち、
アーム３０を所定の角度にすると走査アーム１２も追従
してその角度に変える。また、走査アーム１２の位置も
アーム３２の角度を変えることにより移動できる。

平行四辺形リンクの方式だけに限定されるものでなく、
第４図に示すように、走査装置１０に搭載したセンサ（
図示せず）からの溶接部検出信号、傾斜角検出信号によ
り各々のモータ（図示せず）で二つの駆動軸２１．２９
を駆動し、アーム２０と走査アーム１２とをそれぞれの
角度あるいは位置を変えることにより、超音波探触子１
３を走査する走査アーム１２を溶接部２の所定の位置で
、かつ、溶接部２に対して直交状態に制御することがで
きる。

さらに、第５図に示す方式でも同様なことができる。す
なわち、走査装置１０に搭載した傾斜角センサで走査装
置１０の姿勢αを検出し、駆動軸２１をモータ（図示せ
ず）で駆動して溶接部２と直交した角度に制御する。ま
た、溶接部検出センサで溶接部２との変位Δ１を検出し
、アーム２３に沿って駆動部２２を駆動してこれに連結
したアーム２０．走査アーム１２を平行移動しても、超
音波探触子１３を同様に走査できる。

走行基準線である溶接部を、直接、検出する絶対位置検
出方式について述べたが、この方式は磁界を利用した方
式、超音波の表面波を利用した方法など検出方式に限定
されない。また、溶接部を直接検出する方式だけでなく
、走査装置の位置を超音波、水位差を利用して検出し、
その位置から走査装置を設定した相対的な基準線に沿っ
て走行させる方式も利用できる。

実施例では磁気クローラに適用した例について述べたが
これに限定されるものでなく、例えば、磁気車輪方式の
走査装置であってもなんら問題なく適用できる。

実施例では周溶接部２に適用した例について述べたが、
これに限定されるものでなく第１図の長手溶接部３に対
しても同じ考え方で適用することができる。従って目的
とする走行の基準線の方位を設定することにより、自由
な方向の基準線にも適用できる。

以上の実施例によれば、次のような効果がある。

走査装置１０の走行時に走査装置１１０が本来の走行の
基準線（溶接部）から変位している場合、傾いている場
合、さらに、変位と傾きがある場合も、これらに応じて
走査アーム１２の位置と角度を一定に制御できるので、
目標にした走査ラインに沿って超音波探触子１３を走査
できる。従って超音波ビームを目標の位置のかつ溶接部
に対して直交した方位角度で入射することができる。こ
の他、検査の目的に応じて走査アーム１２の位置と方位
角度を自由に変えることもできる。

〔発明の効果〕 本発明によれば、自走する走査装置が多少値いたり基準
線から変位していても、走査アームを所定の位置、角度
に制御することができるので、超音波探触子の走査位置
と超音波ビームの方位を常に目標の位置と角度にできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の走査装置を示す平面図、第
２図は原子炉圧力容器に走査装置を取り付けた例の斜視
図、第３図は走査装置の走行軌跡を示す平面図、第４図
と第５図は他の変形例の走査装置の平面図である。 １０・・・走査装置、１２・・・走査アーム、１３・・
・超音波探触子、３０，３２・・・アーム、３６．３７
・・・駆動軸、４４・・・モータ。 ＠１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、壁面に吸着して自走しながら超音波検査をする検査
   装置において、 走行基準線を検出するセンサと走行姿勢を検出するセン
   サとを具備した走査装置本体と、超音波探触子を駆動す
   る走査アームと、前記走査アームの角度を変える駆動部
   と、前記走査アームの位置を変える駆動部とからなるこ
   とを特徴とする自走式検査装置。 ２、請求項１において、前記走査アームの角度と位置を
   変える駆動部を平行四辺形リンクで構成した自走式検査
   装置。