JPH0688810A - 狭隘部における溶接部の超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 狭隘部における溶接部の超音波探傷検査装置
に係り、検査装置を狭隘部の正確な位置に安定状態に設
置して、超音波探傷を高い精度で実施するとともに、検
査作業効率を高めるものであり、また、狭隘部への装置
の設置及び撤去を円滑する。 【構成】 狭隘部に吊り降ろされる固定胴と、固定胴の
外側に配され対向壁面を圧接して固定胴を固定する一対
のクランプユニットと、固定胴に支持される旋回部と、
旋回部に搭載され超音波探触子を半径方向に往復移動さ
せるスライド機構とを具備するとともに、固定胴にテレ
ビカメラが搭載され、かつ、クランプユニットにおける
クランプアームが、半径水平方向の移動によって対向壁
面を圧接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、狭隘部における溶接部
の超音波探傷装置に係り、特に、原子炉圧力容器の内部
において炉心のシュラウドを囲むバッフルプレートに明
けられたマンホールを密閉する閉塞蓋の溶接部のように
狭隘部に位置する溶接部分の検査技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】図５に示すように、沸騰水型原子炉等の原
子炉圧力容器１の内部には、炉心２、シュラウド３、ジ
ェットポンプ４、バッフルプレート５等が設けられる
が、該バッフルプレート５には、原子炉圧力容器１の内
部構造物の組み立て作業の便を図るために、マンホール
（作業穴・アクセスホール）６が設けられる。

【０００３】そして、各種作業終了後において、マンホ
ール６に閉塞蓋７を落とした状態で溶接部８を形成する
ことによって、閉塞するようにしている。この場合、バ
ッフルプレート５及び閉塞蓋７の構成材料を例えばイン
コネル６００材とし、かつ、溶接材料を例えばインコネ
ル１８２材とすることにより、溶接部８の近傍に応力腐
食割れ等が発生することを抑制することができる。

【０００４】一方、原子力発電プラントにおいては、定
期的あるいは必要に応じて諸設備の健全性を確認するた
めに、狭隘部Ａに位置する溶接部８等についても超音波
探傷検査を実施することが行なわれる。

【０００５】従来、バッフルプレート５及び閉塞蓋７の
溶接部８を超音波探傷検査する場合には、例えば定期点
検時における原子炉圧力容器内の燃料交換作業に合わせ
て行なうようにしており、図５に示すように、上蓋を外
した状態の原子炉圧力容器１の中に、ウインチ９から垂
らしたワイヤロープ１０で適宜の超音波検査装置Ｘを吊
持し、該超音波検査装置Ｘを原子炉圧力容器１の側壁、
シュラウド３及びジェットポンプ４の間隙を通して、バ
ッフルプレート５の溶接部８近傍まで矢印で示すように
吊り降ろし、原子炉圧力容器１の上方位置の作業台Ｙか
らの遠隔操作で、超音波検査装置Ｘを作動させて、所望
位置の検査を実施するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
作業環境での超音波探傷検査は、原子炉圧力容器１の側
壁、シュラウド３及びジェットポンプ４の間隙等である
狭隘部Ａに超音波検査装置Ｘを設置しなければならない
こと、作業環境が水中である（燃料交換作業時に、放射
線の漏洩を防止するために、原子炉圧力容器の内部等に
シール水を張った状態とする）こと、図５に示すように
長大な距離の遠隔操作を余儀なくされること等の悪条件
が重なって、作業性が著しく低下し、かつ、超音波検査
装置Ｘを正確な位置に設置することや安定状態で作動さ
せることが困難であるという課題が残されている。

【０００７】本発明は、上記課題を有効に解決するもの
で、 検査装置を正確な位置に安定状態に設置すること、 超音波探傷を高い精度で実施すること、 検査作業効率を高めること、 狭隘部への装置の設置及び撤去を円滑にし、かつ、装
置のコンパクト化を図ること 等を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決する手
段として、本発明では、四つの手段を提案している。第
１の手段は、円筒状をなす狭隘部に挿入され、その半径
方向に沿って配される検査対象構造物の溶接部の超音波
探傷を行なう装置であって、狭隘部まで吊り下げられ検
査対象構造物の上に配される固定胴と、該固定胴の外側
に配され狭隘部を囲む対向壁面を圧接して固定胴を固定
する一対のクランプユニットと、固定胴に水平旋回可能
に支持され旋回駆動源を有する旋回部と、該旋回部に搭
載され超音波探触子を半径方向に往復移動させるスライ
ド機構とを具備する構成の狭隘部における溶接部の超音
波探傷装置としている。第２の手段は、固定胴に検査対
象構造物またはこれに接触する超音波探触子近傍の作業
状況を映像化するテレビカメラが搭載される構成を第１
の手段に付加してなる狭隘部における溶接部の超音波探
傷装置としている。第３の手段は、固定胴に旋回部を水
平旋回可能に支持する軸受け部が配され、旋回部に、軸
受け部との間に介在するとともにテレビカメラを下方に
臨ませる中空部を有する旋回胴が配される構成を第２の
手段に付加してなる狭隘部における溶接部の超音波探傷
装置としている。第４の手段は、クランプユニットが、
固定胴の外壁部に上下方向に沿って取り付けられる昇降
カイドと、該昇降カイドに昇降可能に支持される昇降プ
レートと、該昇降プレートと固定胴との間に配され昇降
プレートを昇降駆動するクランプシリンダと、昇降プレ
ートに半径方向に回動可能に支持され狭隘部を囲む対向
壁面を圧接するクランプアームと、該クランプアームの
中間部と固定胴との間に配されクランプアームの回動方
向を水平方向に設定する揺動リンクとを具備する構成を
第１、第２または第３の手段に付加してなる狭隘部にお
ける溶接部の超音波探傷装置としている。

【０００９】

【作用】第１の手段にあっては、装置を狭隘部の検査対
象構造物の上に吊り降ろして、クランプユニットの作動
によって狭隘部の対向壁面を圧接することによりその間
に位置する固定胴を固定する。旋回部の旋回駆動によっ
て超音波探触子の旋回位置を設定し、かつ、スライド機
構の作動によって超音波探触子の半径方向の位置を設定
する。超音波探触子の位置をずらしながら、超音波探触
子の作動による超音波探傷が実施される。第２の手段に
あっても、第１の手段と同様に、検査対象構造物への吊
り降ろし、固定胴の固定、超音波探触子の旋回方向と半
径方向との位置設定、超音波探傷が行なわれるが、テレ
ビカメラの作動によって、装置全体の吊り降ろし状況や
位置の確認が行なわれ、かつ、超音波探触子による探傷
位置の確認や、超音波探傷作業状況が逐次把握される。
第３の手段にあっては、第２の手段による各作用に加え
て、旋回部を旋回可能とする軸受け部の設置に関連し
て、旋回胴の中空部が配されることにより、テレビカメ
ラの設置及び下方の撮像範囲の確保が容易になり、か
つ、テレビカメラが周囲の作業環境から隔離される。第
４の手段にあっては、第１の手段、第２の手段及び第３
の手段による各作用に加えて、固定胴を狭隘部に固定及
びその解除をする場合に、固定胴の内部の機器等に干渉
を及ぼすことなく、クランプシリンダの作動によって、
昇降プレートを昇降カイドに沿って移動させ、この移動
に基づいてクランプアームの先端を水平半径方向に移動
させ、狭隘部を囲む対向壁面に対してほぼ直交する圧接
力による確実な固定やその解除を実施することができ、
クランプアームの先端は、最短距離を移動するものとな
り、かつ、クランプアームを折り畳むことにより、狭隘
部に対する装置の挿入性及び撤去性が向上する。

【００１０】

【実施例】以下、図１ないし図４に基づいて、本発明に
係る狭隘部における溶接部の超音波探傷装置一実施例を
説明する。これら各図において、符号Ｘは超音波検査装
置、Ａは狭隘部、Ｓは指標、２０は固定胴、２１はクラ
ンプユニット、２２は旋回部、２３はスライド機構、２
４は超音波探触子、２５はテレビカメラ、２６は軸受け
部である。

【００１１】これらの詳細について以下説明すると、前
記固定胴２０は、狭隘部Ａの中に、バッフルプレート
（検査対象構造物）５の上面まで、図５に示したワイヤ
ロープ１０によって吊り降ろされるもので、上部に吊り
上げ金具２０ａが配され、全体として天井壁を有する角
筒状に形成され、下部に支持筒２０ｂが配される。

【００１２】前記クランプユニット２１は、図２及び図
２に示すように、固定胴２０の外壁部表面の２箇所に周
方向に１８０度離間して上下方向に沿って配される昇降
カイド２１ａと、該昇降カイド２１ａに沿って昇降可能
に支持される昇降プレート２１ｂと、該昇降プレート２
１ｂと固定胴２０との間に配され昇降プレート２１ｂを
昇降駆動するためのクランプシリンダ２１ｃと、昇降プ
レート２１ｂに対して半径方向に回動可能に（垂直面に
沿って回動可能に）支持され狭隘部Ａを囲んでいる原子
炉圧力容器１の内面とシュラウド３の外表面とからなる
対向壁面を圧接するためのクランプアーム２１ｄと、該
クランプアーム２１ｄの先端に配され対向壁面に接触さ
せるための接触パッド２１ｅと、クランプアーム２１ｄ
の中間部と固定胴２０の支持筒２０ｂとの間にこれらに
対してピン結合状態に配されクランプアーム２１ｄの回
動方向を水平方向に設定する揺動リンク２１ｆとを具備
する構成となっており、クランプアーム２１ｄ の部分
は、図１において鎖線で示すように、平行リンク構造と
されている。

【００１３】前記旋回部２２は、固定胴２０の下部開口
から下方に突出状態に軸受け部２６を介在させて旋回可
能に配される旋回スリーブ２２ａと、該旋回スリーブ２
２ａの下端部に一体に配される旋回胴２２ｂと、該旋回
胴２２ｂの下部に配されバッフルプレート５の上面を転
動する複数の旋回補助ローラ２２ｃと、固定胴２０のの
内面に配される旋回モータ（旋回駆動源）２２ｄと、該
旋回モータ２２ｄの回転数を検出する旋回ロータリーエ
ンコーダ２２ｅと、旋回モータ２２ｄによって回転駆動
させられるピニオンギヤ２２ｆと、該ピニオンギヤ２２
ｆに噛み合うとともに旋回スリーブ２２ａと一体に配さ
れる旋回ギヤ２２ｇとを具備する構成となっている。

【００１４】前記スライド機構２３は、旋回部２２に搭
載されて超音波探触子２４を半径方向に往復移動させる
ものであるが、図３及び図４に示すように、旋回胴２２
ｂの中に半径方向に沿って配されるガイド２３ａと、該
ガイド２３ａに水平方向に移動可能に支持される往復ブ
ラケット２３ｂと、該往復ブラケット２３ｂに螺合状態
に配されるボールネジ２３ｃと、該ボールネジ２３ｃを
回転させて往復ブラケット２３ｂを移動させるためのス
ライド用モータ２３ｄと、往復ブラケット２３ｂに取り
付けられ旋回胴２２ｂから半径外方向に突出させられる
伸縮軸２３ｅと、テレビカメラ２５の真下に位置するよ
うに配される透明窓２３ｆと、伸縮軸２３ｅの挿通部分
を液密状態とするためのシール部２３ｇとを具備する構
成となっている。

【００１５】前記超音波探触子２４には、スライド機構
２３における伸縮軸２３ｅの先端に、上下方向に移動可
能に、かつ、ばねによる下方への弾発力等によって押し
出された状態に取り付けるための探傷アーム２４ａが配
されている。

【００１６】前記テレビカメラ２５は、図１及び図３に
示すように、その基部が固定胴２０の内部上方に取り付
けられ、その対物レンズが、旋回部２２における旋回ス
リーブ２２ａ及び旋回胴２２ｂの中に挿入され、透明窓
２３ｆを介して下方を臨ませた状態となる設定がなされ
ている。

【００１７】前記軸受け部２６は、固定胴２０における
支持筒２０ｂと旋回部２２における旋回スリーブ２２ａ
との間に配されて、旋回自在とするものであるが、作業
状態での水の侵入を防止するために、シールリング２６
ａが配される。

【００１８】なお、前記指標Ｓは、例えばバッフルプレ
ート５に明けられたマンホール６を閉塞している閉塞蓋
７の中心に形成されたボルト穴とされる。

【００１９】このように構成されている検査装置である
と、図５に示した例と同様に、ウインチ９のワイヤロー
プ１０の操作等によって、固定胴２０の吊り上げ金具２
０ａを利用して、超音波検査装置Ｘを吊り下げ、狭隘部
Ａに沿って水中を下降させて、バッフルプレート（検査
対象構造物）５の上に載置する。

【００２０】この超音波検査装置Ｘの載置作業において
は、図１に実線で示すように、クランプユニット２１に
おけるクランプアーム２１ｄを折り畳んで狭隘部Ａに対
する装置の挿入性を向上させるとともに、テレビカメラ
２５の作動によって、装置全体の吊り降ろし状況や位置
の確認を逐次実施し、位置ずれがある場合には位置の修
正を行なって、閉塞蓋７における指標Ｓを所望の中心位
置に設定する。

【００２１】図１に示すように、旋回部２２の中心が指
標Ｓに位置合わせされた載置状態において、クランプユ
ニット２１を作動させ、固定胴２０を固定状態とする。
つまり、クランプシリンダ２１ｃの作動によって、昇降
プレート２１ｂを昇降カイド２１ａに沿って下方に移動
させ、図１において、実線及び鎖線で示すように、クラ
ンプアーム２１ｄの先端の接触パッド２１ｅを半径外方
向に水平にかつ直線的に広げて、原子炉圧力容器１の内
面とシュラウド３の外表面とに圧接させた状態として、
固定胴２０を固定する。

【００２２】この場合にあって、クランプアーム２１ｄ
は、狭隘部Ａを囲む対向壁面に対してほぼ直交する方向
に圧接力を及ぼすので、滑りによってずれが生じること
がなく、固定胴２０を確実に固定することができる。

【００２３】また、クランプユニット２１の作動は、固
定胴２０の外側において行なわれるので、固定胴２０の
内部及び下部に配されている旋回部２２等に干渉を及ぼ
すことがない。したがって、例えばスライド機構２３、
超音波探触子２４、テレビカメラ２５等を準備あるいは
位置修正等の目的で個々に作動させることができる。

【００２４】次いで、固定胴２０の固定後に、旋回部２
２の作動によって超音波探触子２４の旋回位置の設定
と、スライド機構２３の作動による超音波探触子２４の
半径方向の位置の設定とが行なわれる。

【００２５】旋回位置の設定作業は、固定胴２０の固定
状態で、旋回部２２における旋回モータ２２ｄを作動さ
せ、ピニオンギヤ２２ｆ、旋回ギヤ２２ｇを介して旋回
スリーブ２２ａと一体の旋回胴２２ｂを回転させること
によって行なわれ、この際に、旋回胴２２ｂの下部の旋
回補助ローラ２２ｃが、バッフルプレート５の上面を転
動する。

【００２６】半径方向の位置設定作業は、スライド機構
２３におけるスライド用モータ２３ｄを作動させ、ボー
ルネジ２３ｃの回転をこれに螺合する往復ブラケット２
３ｂの直線運動に変換し、伸縮軸２３ｅを旋回胴２２ｂ
から半径外方向に突出させることによって、超音波探触
子２４を所望の位置に設定する。この場合にあって、超
音波探触子２４は、弾発力によってバッフルプレート５
の上面に押し付けられるため、その上面の凹凸による影
響等を吸収して緊密な接触状態を保持する。

【００２７】しかして、超音波探傷検査を実施する場合
には、旋回部２２及びスライド機構２３の作動によっ
て、超音波探触子２４の位置を閉塞蓋７の周方向及び半
径方向にずらしながら、超音波探触子２４を作動させて
行なわれることになる。

【００２８】なお、超音波検査装置Ｘを引き上げる場合
には、クランプユニット２１におけるクランプアーム２
１ｄを、図１の鎖線から実線で示す状態に戻すととも
に、スライド機構２３における伸縮軸２３ｅを、旋回胴
２２ｂの中に引き入れて、超音波探触子２４を引っ込め
た状態として実施される。

【００２９】

【発明の効果】第１の発明、つまり、請求項１に係る狭
隘部における溶接部の超音波探傷装置によれば、狭隘部
における検査対象構造物の上まで吊り降ろされる固定胴
と、固定胴の外側に配され狭隘部を囲む対向壁面を圧接
して固定胴を固定する一対のクランプユニットと、固定
胴に支持される旋回部と、旋回部に搭載され超音波探触
子を半径方向に往復移動させるスライド機構とを具備す
るものであるから、以下のような効果を奏する。 （１） クランプユニットの作動により、狭隘部を囲む
対向壁面を利用して、固定胴を固定し、旋回部及びスラ
イド機構による位置の設定及び超音波探触子の移動を正
確にし、精度の高い超音波探傷検査を実施することがで
きる。 （２） クランプユニット及びスライド機構を、引っ込
めた状態とすることによって寸法を小さくし、狭隘部へ
の挿入及び撤去作業を円滑に実施することができる。 第２の発明、つまり、請求項２に係る狭隘部における溶
接部の超音波探傷装置によれば、固定胴にテレビカメラ
が搭載されるため、以下の効果が第１の発明による効果
に付加される。 （１） 検査対象箇所や超音波探触子の位置を監視し、
位置の確認をしながら超音波探傷を行なうことによっ
て、検査精度を向上させることができる。 （２） 狭隘部への装置全体の吊り降ろし及び吊り上げ
時の作業状況を遠隔地で監視しながら確実に実施するこ
とができる。 第３の発明、つまり、請求項３に係る狭隘部における溶
接部の超音波探傷装置によれば、固定胴と旋回部の旋回
胴との間に軸受け部が配され、旋回胴がテレビカメラを
下方に臨ませる中空部を形成しているので、以下の効果
が第２の発明による効果に付加される。 （１）旋回胴によってテレビカメラによる撮像領域を確
実に確保するとともに、撮像範囲を設定して、旋回胴と
撮像対象物と距離や大きさの比較を容易にし、装置の制
御性を向上させることができる。 （２）旋回部の旋回を確実にして、超音波探触子による
超音波探傷検査精度を向上させることができる。 第４の発明、つまり、請求項４に係る狭隘部における溶
接部の超音波探傷装置によれば、クランプユニットが、
固定胴の外壁部に取り付けられる昇降カイドと、昇降カ
イドに支持される昇降プレートと、昇降プレートと固定
胴との間に配されるクランプシリンダと、昇降プレート
に回動可能に支持され対向壁面を圧接するクランプアー
ムと、クランプアームの回動方向を水平方向に設定する
揺動リンクとを具備するものであるから、以下の効果が
第１、第２、第３の発明による効果に付加される。 （１） クランプアームの先端の移動が、半径水平方向
に正しく設定され、対向壁面に対して直交する方向に接
触及び離間してずれの発生がなく、固定胴の位置設定精
度を向上させることができる。 （２） 半径方向の移動距離を大きくして、クランプア
ームの突出時と折り畳み時との寸法差を顕著して、装置
のコンパクト化を図り、狭隘部における移動性を向上さ
せ、かつ、対向壁面間の距離に対する対応性を付与する
ことができる。 （３） クランプアームの突出時と折り畳み時との操作
性を高め、その切り替えを速やかに行なうことができ
る。 （４） 狭隘部が原子炉圧力容器とシュラウドとバッフ
ルプレートとによるものである場合や、検査対象物がマ
ンホールを密閉する閉塞蓋の溶接部である場合への適用
性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る狭隘部における溶接部の超音波探
傷装置の一実施例を示す一部を断面した正面図である。

【図２】図１における固定胴及びクランプユニットの部
分の一部を断面した平面図である。

【図３】図１における旋回部及びクランプユニットの部
分の一部を断面した正面図である。

【図４】図３におけるスライド機構及び超音波探触子の
部分の一部を断面した平面図である。

【図５】原子炉圧力容器と検査装置との関係を示す一部
を断面した斜視図である。

【符号の説明】

Ａ 狭隘部 Ｘ 超音波検査装置 Ｙ 作業台 Ｓ 指標（ボルト穴） １ 原子炉圧力容器 ２ 炉心 ３ シュラウド ４ ジェットポンプ ５ バッフルプレート（検査対象構造物） ６ マンホール（作業穴・アクセスホール） ７ 閉塞蓋 ８ 溶接部 ９ ウインチ １０ ワイヤロープ ２０ 固定胴 ２０ａ 吊り上げ金具 ２０ｂ 支持筒 ２１ クランプユニット ２１ａ 昇降カイド ２１ｂ 昇降プレート ２１ｃ クランプシリンダ ２１ｄ クランプアーム ２１ｅ 接触パッド ２１ｆ 揺動リンク ２２ 旋回部 ２２ａ 旋回スリーブ ２２ｂ 旋回胴 ２２ｃ 旋回補助ローラ ２２ｄ 旋回モータ（旋回駆動源） ２２ｅ 旋回ロータリーエンコーダ ２２ｆ ピニオンギヤ ２２ｇ 旋回ギヤ ２３ スライド機構 ２３ａ ガイド ２３ｂ 往復ブラケット ２３ｃ ボールネジ ２３ｄ スライド用モータ ２３ｅ 伸縮軸 ２３ｆ 透明窓 ２３ｇ シール部 ２４ 超音波探触子 ２４ａ 探傷アーム ２５ テレビカメラ ２６ 軸受け部 ２６ａ シールリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 穂積 清介 神奈川県横浜市金沢区福浦一丁目９番４号 石川島検査計測株式会社横浜第二事業所 内 (72)発明者 田村 満 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第一工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状をなす狭隘部に挿入され、その半
   径方向に沿って配される検査対象構造物の溶接部の超音
   波探傷を行なう装置であって、狭隘部まで吊り下げられ
   検査対象構造物の上に配される固定胴と、該固定胴の外
   側に配され狭隘部を囲む対向壁面を圧接して固定胴を固
   定する一対のクランプユニットと、固定胴に水平旋回可
   能に支持され旋回駆動源を有する旋回部と、該旋回部に
   搭載され超音波探触子を半径方向に往復移動させるスラ
   イド機構とを具備することを特徴とする狭隘部における
   溶接部の超音波探傷装置。
2. 【請求項２】 固定胴に、検査対象構造物またはこれに
   接触する超音波探触子近傍の作業状況を映像化するテレ
   ビカメラが搭載されることを特徴とする請求項１記載の
   狭隘部における溶接部の超音波探傷装置。
3. 【請求項３】 固定胴に旋回部を水平旋回可能に支持す
   る軸受け部が配され、旋回部に、軸受け部との間に介在
   するとともにテレビカメラを下方に臨ませる中空部を有
   する旋回胴が配されることを特徴とする請求項２記載の
   狭隘部における溶接部の超音波探傷装置。
4. 【請求項４】 クランプユニットが、固定胴の外壁部に
   上下方向に沿って取り付けられる昇降カイドと、該昇降
   カイドに昇降可能に支持される昇降プレートと、該昇降
   プレートと固定胴との間に配され昇降プレートを昇降駆
   動するクランプシリンダと、昇降プレートに半径方向に
   回動可能に支持され狭隘部を囲む対向壁面を圧接するク
   ランプアームと、該クランプアームの中間部と固定胴と
   の間に配されクランプアームの回動方向を水平方向に設
   定する揺動リンクとを具備することを特徴とする請求項
   １、請求項２または請求項３記載の狭隘部における溶接
   部の超音波探傷装置。