JPH0721323B2

JPH0721323B2 - 拡管装置

Info

Publication number: JPH0721323B2
Application number: JP60000032A
Authority: JP
Inventors: スサンタ・シンハ; フイリツプ・ストエル・ブラウン; ダグラス・グレイ・ハーマン; デビツド・フランシス・オレコブスキー; ウエンチエ・ダブリユー・チエング; レイモンド・ポール・キヤストナー; ハロルド・トーマス・ケラー; アネツト・エム・コストロウ; デビツド・エイ・チズマー; フランク・ダブリユー・クーパー
Original assignee: ウエスチングハウスエレクトリックコ−ポレ−ション
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1985-01-04
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: CA1246838A; US4649492A; JPS60211202A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、液圧によって拡開する塑性変形自在な管路の
ための装置に関し、特に、管路の所望部分内に正確に配
置される渦電流プローブアセンブリを備えた改良式流体
マンドレルに関するものである。

［従来の技術］塑性変形自在な管路を液圧によって拡開させるための流
体マンドレルは従来から知られている。液圧拡開ユニッ
トと関連して作動するこれ等の流体マンドレルは、原子
力蒸気発生器の熱交換管の保守作業を行なうために屡々
用いられる。一例として、流体マンドレルは、腐食又は
機械的衝撃により損傷した熱交換管の内壁に補強スリー
ブを接合するために使用することができる。この用途に
おいて、補強スリーブは、流体マンドレルのヘッドに最
初摩擦係合され、スリーブ及びマンドレルの組立体は、
修理しようとする熱交換管の入口に滑入させる。高圧の
作動流体を放出するオリフィスと滑りＯリングとの構造
形態を一般に含むマンドレルヘッドは、スリーブの軸方
向部分の内部を大きな液圧にさらす。この液圧は、熱交
換管の壁に向かってスリーブの一部分を弾性変形させ、
次に塑性変形させ、熱交換管は、最終的にスリーブと共
に塑性膨張する。最終的には、熱交換管と補強スリーブ
との間に、締まり継手が形成される。

従来の技術による流体マンドレルの最も大きな欠点の１
つは、熱交換管の所望の軸方向部分内にマンドレルを正
確に位置させるための装置を備えていないことである。
特に、保守要員は、１つの熱交換管を或る正確な位置例
えばそらせ板の通し孔により囲まれる管部分において拡
管させようとする場合、熱交換管の所望部分内に流体マ
ンドレルを挿入する前に、別個の渦電流プローブによっ
て最初に管部分を位置決めした後、流体マンドレルを熱
交換管内に強く押し込む際に生ずる高圧ホースの軸方向
の圧縮によって生ずる誤差を勘案ししながら、過電流プ
ローブによって指示される正確な位置に流体マンドレル
を注意深く滑り込ませねばならない。このように、拡管
させようとする管領域を位置決めする２段階の方法は、
面倒なだけでなく、多くの時間を要し、時には不正確で
ある。

［発明の目的］従って、熱交換管内に流体マンドレルを適切に配置する
という面倒で危険な２段階の工程を不要するように、過
電流プローブアセンブリ（電子プローブ）を備えた改良
式流体マンドレルの必要性が存在し、本発明はかかる必
要性を満たす拡管装置を提供することを目的とするもの
である。この過電流プローブアセンブリは、理想的に
は、普通の流体マンドレル上に着脱自在に取り付けでき
るようにするべきである。

［目的を達成するための手段］上述の目的を達成するため、最も広義には、本発明によ
ると、構造物にある通し孔により囲まれた管路の内部の
選択された部分に径方向の拡開力を加えるためにマンド
レルを使用する形式の拡管装置は、ａ）前記管路の前記
選択された部分に前記径方向の拡開力を加えるための加
圧手段を備えたマンドレルヘッドと、ｂ）前記管路の前
記選択された部分に該マンドレルヘッドを位置決めし配
置するために該マンドレルヘッドに着脱自在に取り付け
られた電子プローブであって、前記構造物の近接を感知
し同近接に応答する感知・応答手段を含む、前記電子プ
ローブとを備える。

マンドレルヘッドは、加圧流体源に連結でき、径方向の
拡開力を液圧により発生させることができる。電子プロ
ーブ、即ち過電流プローブアセンブリは、マンドレルヘ
ッドと、マンドレルに連結すべき加圧流体源との間に、
着脱自在に取り付けることができる。

過電流プローブアセンブリは、１対の感知コイルを取り
付けた過電流プローブ本を備えていてもよい。感知コイ
ルは、環状とし、このプローブ本体の長手方向に対して
直角に取り付けることができる。これ等の感知コイル間
の長手方向距離は、管路を囲む構造物の幅に等しくする
ことができ、過電流プローブアセンブリは、管路の長手
方向軸線に対する構造物の位置を正確に検出することが
できる。

また、プローブ本体は、同一の一般的な工具アセンブリ
に対する複数のプローブ本体間の迅速で容易な互換性の
ための着脱自在な１つのユニットを形成するよに結線さ
れ組み立てられていてもよい。この工具アセンブリは、
（この工具のために製造された）どんなプローブ本体の
コイルも小さな同軸ケーブルを経て普通の過電流感知装
置に接続可能とするためのプラグ・ソケット装置を備え
ていてもよい。本発明の電気的部分は、高圧水又は機械
的応力を結線が受けないようにしながら液圧配管がその
長手方向軸線に沿って直接に通過し得るようにする。

本発明による改良式マンドレルは、管内のオリフィスか
ら加圧流体を流体シールするため流体オリフィスの両側
においてマンドレル本体を囲む１対のＯリングを備えて
いてもよい。Ｏリングはエラストマー材料製としてよ
く、マンドレル本は、これ等のＯリングを受入れるため
の対の環状凹所を流体オリフィスの両側に備えていても
よい。そのため、Ｏリングは、流体オリフィスから流体
が排出されない時、マンドレル本体の外面とほぼ面一に
なる。マンドレル本体は、加圧流体が流体オリフィスか
ら排出される時にマンドレル本体の両側の１対の環状肩
部にＯリングを案内し着座させるために、環状ノッチに
近接して１対の環状斜面を更に備えていてもよい。これ
等の環状肩部の各々は、加圧の間流体シールを更に保証
するために、釣合いリングとウレタン製の後備リングシ
ールとを備えていてもよい。最後に、マンドレル本体
は、流体オリフィスから加圧流体が流れない時にＯリン
グを環状凹所内に偏倚させるための１対のばね負荷保持
リングを備えていてもよい。流体は、小さな可撓性の高
圧管によってマンドレルヘッドに搬送されてもよい。こ
の高圧管は、過電流プローブアセンブリの電気部分に通
され、流体加圧系統に両端が接続されている。

塑性変形可能な管路を液圧により拡開させる方法は従来
から知られている。この液圧拡開方法は、原子力蒸気発
生器の熱交換管について修理又は保守作業を行なうため
に屡々用いられる。これ等の蒸気発生器においては、熱
交換管が密に配設されていることと、蒸気発生器の壁部
の少数の冷却水の出入口により形成される接近領域が限
られていることとによって、管外面に近付くことは一般
に困難である。従って、これ等の熱交換管に接近する最
も便利な経路は、蒸気発生器の１次側を２次側から隔だ
てている管板に存在する入口ポートを通る経路である。
そのため、熱交換管の壁部が腐食又は過大な熱流及び流
体により弱化し、又は凹陥を生じた時に、補強スリーブ
を熱交換管内部に同心的に挿入し、弱化又は凹陥した熱
交換管の軸方向部分に滑り込ませた後、スリーブと熱交
換管との間に締まり継手を形成するために熱交換管の壁
部内でスリーブ端を拡開させることによってスリーブを
熱交換管内に接合することからなる、スリービング法が
開発された。典型的には、液圧により形成された継手
は、同継手を補強すると共に、熱交換管の内側壁に対す
る接目のところでスリーブの外壁とシール係合するよう
に、普通の冷間圧延工具を用いて内部から冷間圧延され
る。この既知の方法の最終的な結果としては、熱交換管
の腐食部分又は凹陥部分は、内部の冷却水分路と共に、
機械的に補強され、、この分路は、熱交換管の弱化した
壁からスリーブの壁を経て冷却水を有効に偏向させる。

原子力蒸気発生器の熱交換管の保守に従来の技術による
拡管方法を適用することには、大きな難点があった。一
例として、拡管させる熱交換管の特定的な弾性及び塑性
を考慮することは、従来の拡管方法においてはなされて
いない。その代りに、従来の拡管方法においては、拡管
させる熱交換管の予め選定された「平均的な」弾性及び
塑性特性に基づいて、締まり継手又は他の膨張を形成す
る試みがなされている。そのため、締まり継手及びその
他の保守手順に際して行なわれる熱交換管の拡開につい
て、高度の均等な拡開を得ることは困難である。原子力
蒸気発生器においては、機械的な高精度が特に重要であ
るから、そうした不均等及び附随する結果の不正確さは
好ましくない。

高度に均等な拡開によりシステム全体の機械的精度を最
大にすることのできる拡管方法に対する必要性が明白に
存在する。理想的には、この拡管方法には、各熱交換管
にほぼ完全な拡開が得られるように、拡開させる熱交換
管の特定的な弾性及び塑性特性が留意されているべきで
ある。

構造物と接触するように管路を変形させるために、該構
造物により囲まれた塑性変形自在な管路の一部分を拡開
させる方法もこの明細書に開示されている。この拡開方
法は、基本的には、管路を塑性膨張させるために連続的
に増大する径方向の拡開力を加えながら、上記構造物に
管路が接触する際変化する或る変量を監視し、該変量の
接触後の値に基づいた径方向の拡開力の最終値を決定す
る。径方向の拡開力は、その最終値まで増大させた後に
除去される。

前記管路が管であり、構造物の弾性が実質的に管の弾性
よりも低い場合、監視される変量は、管と構造物との間
の接触を表わす力・時間関数の反曲点においての径方向
の拡開力である。管路がスリーブであり、構造物が長尺
の管である場合、変量は、管中の塑性膨張を表わす反曲
点の直前の力・時間関数値である。

上述した拡開方法は、特に、板の通し孔を通って延びる
金属管の間の隙間を減少させるか又は最小とすること
と、金属製スリーブを金属管の内壁に係合させてそれ等
の間に締まり継手を形成することに適用される。

上述の拡開方法が、板の通し孔を通って延びる金属管の
間の隙間を最小とすることに適用される場合、この方法
一般に、時間の関数として連続的に増大する液圧を管路
の内壁に加えることによって、該管路を、通し孔の壁部
に向かって塑性膨張させ、圧力・時間関数の反曲点を監
視することによって、管路が通し孔と接触する時点を感
知し、予め選択された割合で該圧力の接触値を増大させ
ることにより、流体圧のすえ込みの最終値を定める各工
程から成る。

管路が原子力発電所の蒸気発生器に用いるステンレス鋼
製熱交換管である場合の拡開方法は、流体圧力が除かれ
た場合の熱交換管の弾性を補償するために、接触圧より
も約３〜13％流体圧を増大させる工程を含む。特定的に
は、熱交換管内の圧力は、接触圧力が約8160kg/cm²（80
00psi）である場合に、接触圧力よりも約３〜９％大き
くすることができる。この圧力は、接触圧が約8160kg/c
m²よりも高い場合、更に大きく、約７〜13％としてもよ
い。

上述した拡管方法を、金属管内に同心的に配設された金
属製スリーブとの間に締まり継手を形成するために使用
する場合には、該拡管方法は、連続的に増大する液圧を
スリーブに適用する工程と、スリーブを囲む管の塑性膨
張を表わす圧力・時間関数の反曲点の直前の１点に原点
を有する直線関数を形成することによって、最終的な係
合圧力ないしはすえ込み圧力を定める工程とからなる。
同拡管方法の実施例においては、前記直線関数の原点
は、約14280kg/cm²（14000psi）にある。また圧力−時
間関数の勾配は約14280kg/cm²（14000psi）である。

また、上述した拡管法は、管路の壁部に対する損傷を防
ぐために、圧力値が或る予め選定された限界を超過した
時に液圧発生装置を不作動にする工程と、流体マンドレ
ルと管路との間の流体漏れの存在を圧力関数の１次導関
数ないしは１次微分が示した時に、拡開力発生装置を不
作動にする工程とを含む。液圧発生装置が液圧拡開ユニ
ットである場合、この拡管方法は、予め選定された比率
範囲内に、液圧拡開ユニットの液圧発生の割合ないしは
速度を制御する工程も含み得る。

更に、この明細書には、管路内に径方向の拡開力を発生
させるための拡開力発生手段と、管路に加えられる拡開
力を制御するために該拡開力発生手段に連動する制御手
段とを備えた拡管装置も開示されている。制御手段は、
管路及び構造物の間の接触に依存する或る変量の値を感
知する感知手段と、この変量の接触後の値に基づいて該
拡開力の最終係合値を計算するための演算回路とを備え
ている。拡開力発生手段は、管路内の液圧を時間に対し
連続的に増大する液圧拡開ユニットである場合、感知手
段は、管路内の流体圧力を連続的に決定するための圧力
変換器を有してもよい。本発明の好適な実施例では、管
と構造物との接触に関係した圧力関数の反曲点を認識
し、次に、圧力が管路から除かれた時に管路の弾収を補
なうために、拡開圧力を、接触圧力に対する或る予め選
定された割合だけ増大させることによって、管を囲む塑
性変形可能な構造物との間の隙間を最小にするか又は除
去するために使用することができる。この拡管装置は、
塑性変形可能な管路内に同心的に配設された塑性変形可
能なスリーブとの間に締まり継手を形成するためにも使
用される。この場合、制御手段の演算回路は、管内の塑
性変形の開始に関係した圧力関数の反曲点の直前の１点
を原点とする直線関数を発生することができる。演算回
路は、前記反曲点の直前に存在する点の勾配を計算し、
この角度から約７゜を減算することによって、この直線
関数の勾配を定めることができる。

制御手段は、圧力変換器及び演算回路の間に電気的に接
続された高周波フィルタ回路と、液圧拡開ユニットを不
作動とするために演算回路の出力間に電気的に接続され
たスイッチング回路とを有し得る。制御手段は、そのほ
かに、スイッチング回路の作用を制御し、どんな数の予
め選定された故障状態に対しても液圧拡開ユニットを不
作動にするために演算回路とスイッチング回路との間と
の間に接続されたインターフェイス論理回路を有しても
よい。

制御手段は、演算回路をリセットするための同演算回路
に電気的に接続されたリセット回路を有してもよい。

［実施例］同様の部分を同一の数字によって示した第１〜５図にお
いて、本発明による拡管装置の実施例は、機械的衝撃及
び腐食により弱化した、原子力発電所の蒸気発生器１の
Ｕ字管（構造物もしくは管路）９の管部分を修理するよ
うになっている。本発明は、蒸気発器１の下部に配置さ
れた横型そらせ板（構造物）13の通し孔14とＵ字管９と
の間の、衝撃を招来する隙間をなくし、又は少なくとも
減少させるために使用することができる。蒸気発生器１
を通って流れる水流は、Ｕ字管９を通し孔14において前
後方向に振動させる傾向を有するので、上述の隙間は、
Ｕ字管９が通し孔14の壁部に衝突してそれにより損傷を
受けるに足る遊びをＵ字管９に与える。本発明による拡
管装置は、第３図に最もよく示すように、通し孔14の内
部におけるＵ字管９の制御された拡開によって、この問
題を除くために使用することができる。本発明は、その
ほかにも、第５図に最もよく示すように、補強スリーブ
（管路）10とＵ字管９とを２つの領域において拡開さ
せ、それ等の間に締まりばめを形成することにより、Ｕ
字管９の腐食部分を横断して補強スリーブ10を接合する
ためにも使用することができる。この腐食は、化学的に
活性なスラッジが沈積し易い蒸気発生器１の管板７の付
近に屡々起こる。スリーブ10は、Ｕ字管９の内部に図示
のように接合された時に、Ｕ字管９の壁部の腐食部分か
ら離れて、スリーブ10を通るように有効に水流を分路さ
せる。

本発明の目的及び作用は、第１図に示した蒸気発生器１
の構造を詳細に検討することによって一層よく理解する
ことができよう。この蒸気発生器１は、一般に、原子炉
の炉（図示せず）からの高温の放射性冷却水がＵ字管９
内に導入される一次側３と、Ｕ字管９を収納し、非放射
性冷却水を二次側の入21からＵ字管９経て指向させるた
めの二次側５とを備えている。蒸気発生器１は、一次側
３を通って流れる放射性冷却水からの熱を、二次側５を
通って流れる非放射性冷却水に与える。蒸気発生器１の
一次側３と二次側５とは、図示のように、比較的厚肉の
管板７により互いに隔てられている。蒸気発生器１の一
次側３は、一次側入口15を有する入口側と、一次側出口
17を有する出口側とに直立仕切板19により区画されてい
る。原子炉の炉心からの高温の放射性冷却水は、圧力下
に、一次側入口15に入り、そこから、Ｕ字管９の入口ポ
ートに導かれる。この冷却水は、図示したように、Ｕ字
管９の右側の脚部を通って上方に流れ、その左側の脚部
の方に回り、蒸気発生器１の一次側出口17を通って放出
される。この放射性冷却水の熱は、非放射性冷却水に与
えられる。非放射性冷却水は、二次側入口21を経て蒸気
発生器１の二次側に入り、二次側出口（図示せず）で蒸
気発生器１から出る。

この非放射性冷却水と、Ｕ字管９を通って流れる放射性
冷却水との間の熱交換を容易にするために、蒸気発生器
１の二次側５の右下部分に、複数の横型そらせ板13が取
り付けられている。これ等のそらせ板、入口21に供給さ
れた水流を図示の蛇行パターンに従ってＵ字管９の回り
を通って行きつ戻りつさせる。この屈曲した流は、蒸気
発生器の二次側入口21と口とを通って流れる非放射性冷
却水と、Ｕ字管９を通ってれる放射性冷却水との間の熱
接触を増大させる。しかし、入口21から流入する冷却水
に関連した流体流は、Ｕ字管９を共振させ、Ｕ字管９が
通されている通し14の壁部に衝突させる。これによる機
械的衝撃は、Ｕ字管９の壁部を弱くする。

蒸気発生器１のＵ字管９における別の問題領域は、管板
７の直上の部分である。ここでは、管板７の頂部に付着
し蓄積する化学的に活性のスラッジ及び沈澱物や、この
領域において殆ど冷却されてない流放射性冷却水からの
熱によって、Ｕ字管９の外壁に大きな腐食が起こり得
る。この領域のＵ字管９は、腐食によって破断する程度
まで弱められる可能性があり、その場合には、蒸気発生
器１の二次側を通って流れる非放射性冷却水が放射能で
汚染される。

本発明は、後から明らかになるように、通し孔14の付近
でＵ字管９を拡開させることによって、第１の問題を解
決すると共に、Ｕ字管９の腐食部分に拡開締まり継手に
よりスリーブを取り付けることによって、第２の問題も
解決する。

A.そらせ板の問題点第２図を特に参照して、各Ｕ字管９は、横型そらせ板13
の各々に形成した通し14を通って延びている。多くの蒸
気発生器１において、Ｕ字管９は、商品名・インコネル
のような合金から形成されており、その外径は19.1mm
（0.75in）、壁厚は1.09mm（0.043in）である。それせ
板13は、厚さ19.1mm（0.75in）、通し孔14は、典型的に
は、直径約19.5（0.769in）程度である。そのため、Ｕ
字管９と通し孔14との直径方向の隙間は、通常は少なく
とも0.48mm（0.019in）であり、1.14mm（0.045in）ほど
大きさになり得る。前述したように、Ｕ字管９とそらせ
板13の通し孔14との間に存するこの間隙は、二次側入口
21から蒸気発生器１に入る水流の衝撃によってＵ字管９
が通し孔14においてがたつく傾向と相俟って、それせ板
13の通し14の付近においてＵ字管９の大きな振動を惹起
させる。Ｕ字管９は、この衝撃によって、通し14の付近
で弱められ、この領域においてＵ字管９の表面に腐食を
ずることがある。

次に、第３図及び第４図を参照すると、本発明による拡
管装置は、最終的なＵ字管−そらせ板間の隙間が0.076m
m（0.003in）よりも大きくならないように、Ｕ字管９の
壁部を通し孔14の付近において拡開させることにより、
この問題を解決する。本発明によれば、この結果は、改
良された流体マンドレル25（第7A図、第7B図に示す）に
よってそれぞれの通し孔14付近でＵ字管９に制御された
拡開を行なわせる新規な拡管装置即ち液圧拡開ユニット
40（HEU）によって実現される。流体マンドレルが特に
好ましいが、圧縮されたエラストマーを用いるマンドレ
ルを使用してもよい。本発明の流体マンドレル25は、マ
ンドレルヘッド27を有し、このマンドレルヘッド27は、
与圧された流体がマンドレル本体内の流体通35を経て圧
送され、Ｏリング31a,31b間のオリフィス33から排出さ
れる際にＵ字管９の壁部にＯリング31a,31bを流体シー
ルとして着座させるために、１対の環状肩部34a,34bを
両端に備えている。流体マンドレル25は、マンドレルヘ
ッド27の下方に組み付けた過電流プローブアセンブリ
（電子プローブ）36も含み、液圧拡開ユニットの操作者
は、この過電流プローブアセンブリによって、通し孔14
の壁部により包囲されたＵ字管９の部分内にマンドレル
ヘッド27を適切に位置決めすることができる。

第３図及び第４図には、問題の多いそらせ板13の隙間を
減少させるための本発明の一般的な作用が示されてい
る。Ｕ字管９の壁部と流体マンドレル25のＯリング31a,
31bとの間の不所望な膠着を防ぐために、最初に回転ブ
ラシによって、Ｕ字管９の内部を浄にし、グリセリン等
の潤滑剤によって汚れを拭き取る。次に流体マンドレル
25をＵ字管９に滑り込ませ、過電流プローブアセンブリ
36により適正に位置させる。過電流プローブアセンブリ
36は、そらせ板13の上面及び下面に沿って同過電流プロ
ーブアセンブリ36のコイル（感知コイル）36.4a,36.4b
が正確に整列されたことを液圧拡開ユニット40の操作者
に通報する信号を発生する。操作者は、マンドレルヘッ
ド27の中心とコイル36.4a,36.4bの中心との間の正確な
距離Ｘを知っているので、マンドレルヘッド27が距離Ｘ
下げられた時に、マンドレルヘッド27が適正に位置され
たことを知ることができる。操作者は、Ｕ字管９内にマ
ンドレルヘッド27が適正に置されたことを確かめた後、
液圧拡開ユニット40を作動させる。これにより高圧の圧
力流体が中心位置にあるマンドレル25の流体通35を通っ
て流れ、この流体は、オリフィス33を通って排出され
る。この与圧流体は、弾性Ｏリング31a,31bを、その凹
所31.1a,31.1bから押し出し、環状斜面32a,32b上に反対
方向にＯリング31a,31bを上方に転動させ、各肩部34a,3
4bに着座係合させることによって、オリフィス33から排
出された与圧流体とＵ字管９の内壁との間に、水密シー
ルを形成する。オリフィス33を通って流出する与圧流体
の圧力は、時間と共に連続的に増大し、通し孔14の壁部
に向かってＵ字管９の壁部を弾性的に外方に拡開させ
る。

第４図の線図に示した弾性領域内のいずれかの点で与圧
流体の圧力を除いた場合には、インコネル管は、単にそ
の元の形状に弾性的に復元する。しかし、圧力流体の圧
力を第４図の線図に示した塑性領域にまで増大させる
と、Ｕ字管９は、間隙を閉ざす恒久的な膨張を受け始め
る。圧力／時間曲線の弾性領域から塑性領への移行が、
降伏圧力のとろの最初の反曲点即ちニーポイントにより
特徴付けられることの認識は重要である。第４図の線図
の塑性領域内において圧力を更に増大させると、Ｕ字管
９内の膨張領域は、そらせ板13の通し孔14の壁に接触し
始める。この接触は、圧力／時間曲線上の第２の反曲点
即ちニーポイントにより特徴付けられる。第４図の線図
において、後接触まで圧力を更に増大させると、Ｕ字管
９の膨張は、時には、そらせ板13の通し孔14のほぼ全域
と係合し、Ｕ字管９を、第３図に示した膨張形状に変形
させる。以下に一層詳細に説明するように、本発明の制
御回路50は、第４図の線図の塑性領域になお存在する金
属の弾性成分を補償するために、充分な接触がなされた
後に、Ｕ字管９内の圧力を、接触圧力に対する或る所定
の百分比によって上昇させることにより、流体圧力が除
かれた後にＵ字管９が第３図に示した間隙除去形状を示
すようにする。本発明の好ましい実施例は、以下に説明
するように、治金学的性質の異なったインコネル製Ｕ字
管９とそらせ板13との間の種々の幅の間隙を安全に的確
に閉ざさすことができる。

B.スリーブ取付け（スリービング）第５図及び第６図を特に参照すると、本発明は、スリー
ブ10を両端で拡開させることにより、スリーブ10とＵ字
管９との間に締まり継手を形成するように、Ｕ字管９の
１つのものの腐食部分を横断してスリーブ10を取り付け
るためにも適用される。この実施例によれば、スリーブ
10は、適切に選定された商品名・インコネルのようなス
テンレス鋼合金から製造される。スリーブ10とＵ字管９
との間の隙間は通常0.76mm（0.03in）であるが、0.635m
m（0.025in）から0.889mm（0.035in）までの任意の値と
してよい。液圧拡開ユニット40の流体マンドレル25は、
一般に、スリーブ10及びＵ字管９を、第５図に示した形
状に塑性膨張させるため、Ｕ字管９を通る水流は、スリ
ーブ10の内壁を通り、Ｕ字管９の内壁から離れるように
合流される。

作用について説明すると、スリーブ10は、マンドレル25
のマンドレルヘッド27上に最初に滑り込ませる。管板７
の近くにあるＵ字管９にスリーブ10を取り付ける場合に
は、米国特許第4,368,571号明細書に記載されたような
マンドレルを用いてもよい。他方では、それせ板13の通
し孔14を横断してスリーブ10を取り付けるべき場合に
は、そらせ板13の付近を横断してスリーブ10を適正に位
置させるために過電流プローブアセンブリ36を使用し得
るため、本明細書に示された流体マンドレル25が好まし
い。いずれにしても、スリーブ10を取り付けるべきＵ字
管９の入口を通って、スリーブ10と流体マンドレル25と
を、次に挿入し、腐食が検出されたＵ字管９の軸方向部
分を横断して位置させる。操作者は、スリーブ10が適切
に位置されたことを確かめたら、液圧拡開ユニット40を
作動させる。この場合にも加圧水は、マンドレルヘッド
27のオリフィス33から流出し、Ｏリング31a及び31bをそ
の凹所31.1a,31.1bから離脱させる。Ｏリング31a,31b
は、環状斜面32a,32bに沿って上方に転動し、それぞれ
の肩部29a,29b上に着座する。オリフイス33から流出す
る加圧流体の圧力は、時間と共に連続的に増大し、スリ
ーブ10の壁部を弾性的にＵ字管９の壁部に向かって外方
に膨張させる。圧力関数は、第６図の線図に示したスリ
ーブ降伏圧力をバイパスし、スリーブ10の塑性領域に入
る。塑性変形されたスリーブ10は時にＵ字管９に接触す
る。この接触は、圧力／時間曲線上の第２反曲点即ちニ
ーポイントによって特徴付けられる。圧力関数のこの点
では、スリーブ10は塑性変形され、管９は単に弾性変形
されている。Ｕ字管９の弾性領域から更に圧力を増大さ
せると、圧力関数は、第３反曲点を通過する。これは、
スリーブ10と管９との両方が締まり継手を形成するよう
に塑性変形されたことを意味している。

本発明の液圧拡開ユニットにおける制御回路50（拡開監
視手段、拡開力決定手段）は、特定のスリーブ／管間隙
及びＵ字管９とスリーブ10との特定の冶金学的性質を勘
案するために、スリーブ及び管の組立体の弾性性状及び
塑性性状に依存する或る変量を監視する。具体的には、
この制御回路50は、圧力関数の第３反曲点の位置を定
め、第３反曲点の直前の点から、圧力／時間線図の点
に、直線関数を投影する。更に、制御回路50は、関数の
第３反曲点の直前のこの点の勾配から約７゜を引いた勾
配を、前記直線関数に割り当てる。コンバツション・エ
ンジニアニング社の形式の蒸気発生器におけるインコネ
ル管にスリーブをり付けることに本発明を適用する場
合、前記直線関数の原点は、自動的に、約14280kg/cm²
（14000psi）に選定される。本発明者は、最終的なすえ
こみ圧力を計算するための経験的に導出したアルゴリズ
ムによって、間隙及び冶金学的性質の実質的に異なった
Ｕ字管９とスリーブ10との間の一様で完全な締まり継手
が得られることを見出した。スリーブ10の両側の、液圧
により形成した継手の各々は、締まり継手を完全にする
ために、既知のスリービング技術に従って圧延工具を用
いて冷間圧延することができる。それせ板13を横断して
スリービングがなされた場合には、スリーブ10の上端上
に過電流プローブアセンブリ36を押し、スリーブ10を経
て全長に亘り同過電流プローブアセンブリ36を押すこと
により、マンドレル25内の液圧を除いた後、マンドレル
25の過電流プローブアセンブリ36を通常のように使用し
て、継手の電子プロフィルを発生させる。このプロフィ
ルは、締まり継手の位置及び健全性を確認するうえに有
用である。この例において、マンドレル25に渦電流プロ
ーブアセンブリ36を設けることには、次の２つの利点が
ある。第１に、操作者は、マンドレルを完全に引き抜
き、別の過電流プローブアセンブリ36をＵ字管９上に挿
入するという、時間と労力のかかる操作を行なわなくと
もよい。第２に、別の流体マンドレルを取り出して別の
過電流プローブアセンブリを挿入する作業に必然的に附
随する放射性冷却水による無用の被曝を逃れるこができ
る。

第7A図，第7B図及び第８図を参照すると、本発明の実施
例に係る拡管装置は、一般に、高圧配管42によってマン
ドレル25に流体連結された液圧拡開ユニット40（HEU）
と、液圧拡開ユニット40に流体連結された圧力変換器47
と、マンドレル25から排出される流体の圧力を制御する
ために圧力変換器47と液圧拡開ユニット40との両方に電
気的に接続された拡管制御回路50と、流体マンドレル25
から排出される流体の圧力を時間の関数として与えるチ
ャート記録器52とを備えている。

第８図を特に参照して、液圧拡開ユニット40は、好まし
くは、米国カリフォルニア州バーバンク所在のハスケル
・インコーポレイテッドにより商品名・ハイドロスエー
ジ（Hydroswae）として製造されている液圧エキスパン
ダである。この市販されている特別の液圧拡開ユニット
は、低圧供給システム圧力増強流体増幅装置、即ち圧力
増幅器44と、圧力増幅器44の作動を制御するための制御
箱46と、圧力増幅器44から高圧配管42を経て流体マンド
レル25に流れる加圧流体の流量を制御するソレノイド弁
48とを備えている。高圧配管42、圧力増幅器44、制御箱
46及びソレノイド弁48は、市販れている液圧拡開ユニッ
トを形成し、本発明の範囲には含まれない。

液圧拡開ユニット40の圧力増幅器44は、圧力変換器47と
共働する拡管制御回路50によって制御される。圧力変換
器47は、拡開流体の圧力を電気信号に変換し、この電気
信号は、拡管制御回路50によって、圧力−時間関数に変
換することができる。図示した例によれば、圧力変換器
47は、米国ペンシルベニア州エリー所在のオートクレー
ブ・エンシニアズ・インコポレイテッドにより製造され
ている、AEC−20000−01−B10型の圧力変換−表示装置
の一部分である。圧力変換器47は、圧力増幅器44の出力
部に流体連結されており、10ピンコネクタにより拡管制
御回路50に電気的に接続されている。10ピンコネクター
は制御回路50の圧力変換器ディスプレイ65に直接プラグ
接続されている。液圧拡開ユニット40の制御箱46は、図
示したように、37ピンのソケットを経て、制御回路50に
接続されている。チャート記録器52（米国カリフォルニ
ア州サンバレー所在のソルテック・コーポレイションに
より製造されている。1241型記録器が好ましい）は、図
示したように、24ピンコネクタ及び同軸ケーブルを介し
て、制御回路50に接続されている。チャート記録器52
は、すえ込み作業の間加圧流体の圧力を時間の関数とし
てグラフに表示する。このグラフは、拡管中のＵ字管９
を過度に拡管させることのある漏れ又は過拡開状態のよ
うな欠陥状態を速やかに診断するうえに特に有用であ
る。

再び第7A図及び第7B図を参照すると、この例による流体
マンドレル25は、過電流プローブアセンブリ36が着脱自
在に下部に取り付けられた改良式マンドレルである。マ
ンドレル25は、過電流プローブアセンブリ36の中心部を
通って図示したように延びるステンレス鋼製の内管36.2
3に流体連結されている。

特に第7A図を参照すると、マンドレル24は一般に、マン
ドレルヘッド27を有し、マンドレルヘッド27のオリフィ
ス33は、マンドレル25の下半部の中心域に配置された流
体通路35を経て内管36.23に流体連結されている。１対
の向かい合う弾性Ｏリング31a,31bは、オリフィス33の
両側においてマンドレルヘッド27を囲んでいる。Ｏリン
グ31a,31bは、オリフィス33から排出された加圧流体に
よって、マンドレル25の長手方向軸線に沿って互いに逆
向きに転がることができる。具体的には、Ｏリング31a,
31bは、第３図に最もよく示すように、オリフィス33の
付近の環状凹所31.1a,31.1bの外方に、次に環状斜面32
a,32bを上方に、次に環状肩部34a,34bの間に着座係合す
るように転動される。

なお、Ｏリング31a,31bの外側縁は、それぞれの環状凹
所31.1a,31.1bの回りに着座した時、Ｕ字管９又はスリ
ーブ10の壁部にやっと係合しているものである。Ｏリン
グ31a,31bは、オリフィス33から流体が排出されない場
合、その自然の弾性によって、それぞれの環状凹所31.1
a,31.1b内の最小係合位置に偏向されるが、マンドレル2
5更に、１対のばね負荷保持リン29a及び29bを有し、該
保持リング29a,29bは、それぞればね28a,28bによって、
オリフィス33の方に偏倚されている。ばね28a,28bは、
どちらのＯリング31a,31bも、マンドレル25の位置決め
の際に生ずるＵ字管９又はスリーブ10の内壁とＯリング
31a,31bの外側縁との間の摩擦係合によって、斜面32a,3
2bに沿って上方に転がり、管９又はスリーブ10の壁部に
対してマンドレル25を膠着させることのないように、充
分に大きなばね力を備えている。この膠着もちろんＯリ
ング31a,31b自身に過大な摩耗を生ずるだけでなく、Ｕ
字管９又はスリーブ10に対するマンドレル25の挿入又は
取り出しを妨げるであろう。Ｏリング31a,31bの膠着に
対する最終的な安全策として、挿入前のＯリング31a,31
bの外面及びＵ字管９又はスリーブ10の内壁にグリセリ
ンが塗布される。

各ばね負荷保持リング29a及び29bは、Ｏリング31a,31b
側においてステンレス鋼製イコライザリング29.1a,29.1
bに摩擦係合していると共に、Ｏリング31a,31bと反対側
のステンレス鋼製のばね保持リング29.3a,29.3bとも摩
擦係合している、ウレタンリング29.2a,29.2bによって
実際に形成される。ウレタンリング29.2a,29.2bは、圧
力下に弾性を示し、管９又はスリーブ10の拡管作業の間
にマンドレル25の長手方向軸線に沿って実際に変形され
る。この変形は、管９又はスリーブ10の内部とマンドレ
ルヘッド27との間の流体シールを形成するように、Ｏリ
ング31a,31bの機能を補完している。イコライザリング2
9.1a,291bは、ウレタンリング29.2a,29.2bの変形がこれ
等のリングの回りに一様に生ずることを保証する。

ばね負荷保持リング29a,29bの運動を止めるために、マ
ンドレル25の両側に止め部材30a,31bが設けられてい
る。マンドレル25の本体の頂部を形成する止め部材30b
の頂部は、管９又はスリーブ10の内部への流体マンドレ
ル25の挿入を容易にするように斜縁になっている。な
お、一般的に、大きな機械的負荷を受けるマンドレル25
の全ての部分（例えば、止め部材30a,30b、ばね保持リ
ング29.3a,29.3b、イコライザリング29.1a,29.1b及びマ
ンドレルヘッド27）は、耐久性を保証するように、HT17
−4PHステンレス鋼で製作されている。本発明による過
電流プローブアセンブリ36は、一般に、商品名・デルリ
ン（Derlin）製の機械切削された円筒状プローブ本体3
6.1を備えている。プローブ本体36.1は、やはりデルリ
ン製の段付き円筒状スリーブ36.22を備えている。プロ
ーブ本体36.1の頂部の内側には、過電流プローブアセン
ブリ36の上端に雄ねじコネクタ36.7を連結するための雌
ねじ付き円筒状凹所がある。円筒状スリーブ36.22は、
ステンレス鋼製の内管36.23の一部分を受け入れるため
の中心軸孔も備えており、該内管36.23は、その一端で
液圧拡開ユニット40に流体連結され、他端で雄ねじコネ
クタ36.7の下端部に流体連結されている。円筒状スリー
ブ36.22の下端部は、後述する１対の感知コイル36.4a,3
6.4bに接続された電気プラグ36.13に当接している。電
気プラグ36.13は、通常は、電気ソケット36.14にタンデ
ムに接続されている。最後に、過電流プローブアセンブ
リ36の下端部は、図示のように電気ソケット36.14を収
納したソケットレセプタクル36.11を備えている。レセ
プタクルリング36.9は、ソケットレセプタクル36.11を
プローブ本体36.1に接続している。具体的には、ソケッ
トレセプタクル36.11は環状肩部を有し、同環状肩部
は、レセプタクルリング36.9の相補形の環状凹所に嵌合
しているため、ソケットレセプタクル36.11は、レセプ
タクルリング36.9の雄ねじ部が図示のようにプローブ本
体36.1の下端部の相補形の雄ねじ部と噛み合った時に、
プローブ本体36.1との係合状態に引き込まれる。ソケッ
トレセプタクル36.11の下部は、雄ねじ部を有し、これ
等の慮ねじ部は、アダプタリング36.16の１組の相補形
の雌ねじ部と噛み合っており、アダプタリング26.16
は、管アダプタ36.18をソケットレセプタクル36.11の先
端に連結している。この場合にも、連結機構は、管アダ
プタ36.18の頂端に環状肩部を有し、これは、アダプタ
リング36.16の下端近くの相補形の環状凹所内に係合し
ている。管アダプタ36.18の下部にある雄ねじ部は、ナ
イロン製の外管である高圧配管42の１組の相補形の雌ね
じ部にねじ込まれる。

本発明によるプローブ本体36.1は、液密のねじ型継手を
両端に有し、これ等のねじ型継手によって、液圧拡開ユ
ニット40により生じた加圧流体とマンドレル25との間に
離脱可能に連結される。具体的には、プローブ本体36.1
の上端部は、前述した雄ねじコネクタ36.7を有し、この
雄ねじコネクタ36.7は、マンドレル25の下端部をほぼ形
成する雌コネクタに、過電流プローブアセンブリ36をね
じ込むことを可能にする。同様に、プローブ本体36.1の
下端部にある前述のソケットレセプタクル36.11は、そ
の先端に管アダプタ36.18をきっちりと嵌合するアダプ
タリング36.16と係合可能な１組の雄ねじ部を備えてい
る。上記レセプタクルリング36.9の雄ねじ部及び雄ねじ
コネクタ36.7によって与えられる過電流プローブアセン
ブリ36とマンドレル25との間の分離可能な連結によっ
て、修理、保守又は交換作業に関連して、プローブ本体
36.1をマンドレル25から容易に取り出すことができる。

プローブ本体36.1は、１対の離隔された環状凹所36.3a,
36.3bを有し、これ等の凹所に、１対の感知コイル36.4
a,36.4bが巻回されている。好ましい実施例によれば、
各感知コイルは、約200巻きを有し、抵抗は約12オーム
である。更に、インピーダンス及びインダクタンスは、
両方の感知コイルの間で、±１％又はそれ以下の誤差
で、好ましくは同一とする。各感知コイル36.4a,36.4b
の径方向端部の外側は、プローブ本体36.1の外面よりも
少し下方にある。感知コイル間の小さな間隙は、感知コ
イル36.4a,36.4bの弱い巻線を保護すると共に、プロー
ブ本体36.1の表面を全部の点で面一とするために、好ま
しくは、エポキシ樹脂によって充満させる。好ましい実
施例によれば、プローブ本体36.1の長手方向軸線に沿っ
た感知コイル36.4a,36.4bの外側縁は、これ等の感知コ
イルがその位置を検出しようとしている構造物の幅と同
じ距離の間隔があけられる。多くの原子力蒸気発生器に
用いられるそらせ板の場合、該そらせ板の厚みは約19.1
mm（3/4in）であるから、この距離は約19.1mmである。
これ等の感知コイル36.4a、36.4bを普通の過電流プロー
ブ回路に接続した場合、前記の感知コイル間隔は、感知
コイル36.4a,36.4bの長手方向縁部が厚さ約19.1mm（3/4
in）のそらせ板の頂部縁及び底部縁と面一になると、１
点で交差するリサジュー曲線を与える。更に、感知コイ
ル36.4a,36.4bのこの間隔は、管９の壁に沿った欠陥又
は沈着物を感知したり、スリーブ10とＵ字管９との間に
流体マンドレル25により発された締まり継手のプロフィ
ルを作成したりするために、感知コイル36.4a,36.4bを
使用することを妨げない。従って、過電流プローブアセ
ンブリ36は、スリービング作業にも使用でき、特に、そ
らせ板13のような金属構造物によって囲まれたＵ字管９
の一部分を横断してスリーブを嵌合させるスリービング
作業に適している。

前述したように、プローブ本体36.1は、電気ソケット3
6.14を収納するためのソケットレセプタクル36.11を備
えている。電気ソケット36.14は、電気プラグ36.13に分
離可能に連結でき、電気プラグ36.13は、感知コイル36.
4a,36.4bの４本のリード線に接続されている。プローブ
本体36.1の電気プラグ36.13及び電気ソケット36.14は、
プローブ本体36.1全体をマンドレル25及び外管42から取
り外し得るようにするために、レセプタクルリング26.9
の雌ねじ部及び雄ねじコネクタ36.7の機能を補完してい
る。感知コイル36.4a,36.4bの４本のリード線は、同軸
ケーブル36.25により、既知の過電流回路に接続されて
いる。この好ましい実施例に用いられている過電流回路
は、米国ワシントン州イサグア所在のゼテック社により
製造されているMIZ12−周波数マルチプレクサである。
感知コイル36.4a,36.4bのリード線は、感知コイル36.4a
が「絶対的な」コイルとして機能するように設計された
上述のMIZ12−周波数マルチプレクサに接続される。

なお、マンドレル25の上方ではなく、その下方に、過電
流プローブアセンブリ36を位置決めすることにより、マ
ンドレルヘッド27の回りに発生した高圧領域を通って感
知コイル36.4a,36.4bからの接続導線を通す必要が除か
れ、好ましい。

次に第９図を参照すると、本発明の拡管制御回路50は、
一般に、圧力変換器ディスプレイ65を有し、このディス
プレイ65は、圧力変換器47から受けた電気信号を、バッ
タワース（Butterworth）３次フィルタ75を経て、イン
テル88/40型マイクロコンピュータ80に転送する。チャ
ート記縁器52の入は、図示したように、３次フィルタ75
と圧力変換器ディスプレイ65との間の接続部から取りさ
れる。マイクロコンピュータ80の出力は、８個の表示灯
をむ表示灯回路90及びインターフェイス論理回路105に
並列に接続され、インターフェイス論理回路105は、液
圧拡開ユニット40の制御箱46に電気的に接続されてい
る。３次フィルタ75、マイクロコンピュータ80、表示灯
回路90及びインターフェイス論理回路105は、全て電源7
0に続されており、電源70は、110ボルト（交流）を、マ
イクロコンピュータ80及び３次フィルタ75の演算増幅器
のための12ボルトに、また、表示灯回路90の表示灯、イ
ンターフェイス論理回路105及びマイクロコンピュータ8
0のTTL論回路のための５ボルトに、変換する。好適な実
施例によれば、圧力変換器ディスプレイ65は、米国ペン
シルベニア州エリー所在のオートクレーブ・エンジニア
ズ・インコーポレイテッドにより製造されているAEC−2
0000−01−B10型の圧力変換器・ディスプレイアセンブ
リ回路の一部である。

一般に、圧力変換器47からの信号は、圧力変換器ディス
プレイ65及び３次フィルタ75経て、インテル88/40型マ
イクロコンピュータ80の入力部に供給される。３次フィ
ルタ75は、圧力変換器47から中継された圧力信号を、そ
れに重畳された高周波リップル成分を除去することによ
って平滑化する。本発明は、その制御決定を行なうに当
り圧力関数の反曲点を検出することに大きく依存してい
るので、圧与関数からこのリップルを取り除くことは大
切である。表示灯回路90の８個の表示灯は、好ましく
は、制御盤（図示せず）上に取り付けてあり、以下に詳
述するように、種々の故障状態を操作者に可視表示す
る。インターフェイス論理回路105、一般に、１対のNOR
ゲートを有し、これ等のゲートは、マイクロコンピュー
タ80によって、漏れその他の故障状態が検出されると、
固体素子リレー109をトリガすることによって、液圧拡
開ユニット40を遮断する。インテル88/40型マイクロコ
ンピュータ80は、1/10秒ごとに圧力関数を監視し、圧力
変換器47から受ける電気信号の反曲点に依存して、拡管
中のＵ字管９の内部に液圧を供給し続けるか又はその供
給を中断するようにプログラムされている。

制御回路50の詳細は、第10A図，第10B図に略示されてい
る。電力は、普通の壁ソケットら３端子プラグ55によっ
て制御回路50に入る。交流60サイクル、120Vの電流は、
回路遮断器57及びヒューズ59を経て、圧力変換器ディス
プレイ65、ピーク／リコール回路67及び電源70と並列に
接続されている。圧力変換器ディスプレイ65は、図示の
ように、10端子プラグを経て、圧力変換器47に接続され
ている。圧力変換器ディスプレイ65、圧力変換器47から
受けた信号を、拡管過程の間、Ｕ字管９内の加圧流体の
圧力の連続した実時間の可視ディスプレイに変換する。
圧力変換器ディスプレイ65は、ピーク／リコール回路67
に並列に接続されている。ピーク／リコール回路67は、
圧力変換器ディスプレイ65から圧力変換器47に転送され
た最高圧力読み記憶するメモリ回路を備えている。この
ピーク／リコール回路67は、圧力変換器47及びディスプ
レイ65と同様に、米国ペンシルベニア州エリー所在のオ
ートクレーブ・エンジニアズ・インコーポレイテッドに
より製造されているAEC−20000−01−B10型の圧力変換
器・ディスプレイアセンブリの一部分である。ピーク／
リコール回路67と電源70との間には冷却ファン69が接続
されている。冷却ファン69は、制御回路50を経て冷却空
気流を循環させるもので、どんな既知の構造のものでも
よい。電源70も同様に米国カリフォルニア州サンタ・ア
ナ所在のエルパック・パワー・システムズにより製造さ
れている普通の市販型のコンポーネント、例えばUPS−9
0−５−12−12型の電源でもよい。この電源は、＋５ボ
ルトの端子71を含み、この端子71は、マイクロコンピュ
ータ80の端子82,84に電気的に係合された橙色標識され
たワイヤに接続されている。橙色標識されたワイヤは、
マイクロコンピュータ80のTTL論理回路とインターフェ
イス論理回路105のNORゲート（符号省略）とに接続され
ている。電源70は、そのほかに、端子84に係合した灰色
標識ワイヤに接続された＋12ボルトの端子と、マイクロ
コンピュータ80の端子82に係合した菫色標識ワイヤに接
続された−12ボルトの端子とを備えている。上記灰色及
び菫色標識ワイヤにA,Bで示したように、電源70の＋12
ボルト及び−12ボルトの端子は、マイクロコンピュータ
80に接続されると共に、３次フィルタ75中の演算増幅器
A1の両端子間に接続されている。リセット回路87は、＋
５ボルト端子71、マイクロコンピュータ80の出力導線85
及び接地端子86の間に接続されている。リセット回路87
は、マイクロコンピュータ80のリセットピンを「グラウ
ンドアウト」する間にリセット表示灯88を点灯し得るダ
ブルスイッチを備えており、マイクロコンピュータ80の
ソフトウェアは、それによって、コンピュータ技術では
周知のように、そのスタート位置にリセットされる。

再びマイクロコンピュータ80の情報入力回路に戻って説
明すると、圧力変換器47により発生した電気信号は、圧
力変換器ディスプレイ65及び３次フィルタ75を経てマイ
クロコンピュータ80に中継される。圧力変換器47からの
電気信号は、拡管中のＵ字管９の内部の流体圧力に依存
して、一般に０〜５ボルトの範囲の大きさとなる。しか
し、圧力変換器47からの原信号が、高周波リップル成分
を含むことと、マイクロコンピュータ80が圧力−時間関
数の勾配の感知された反曲に基づいて判断を下すことと
により、このリップルを除くなんらかの手段を、制御回
路50に配置することが必要になる。さもないと、マイク
ロコンピュータ80は、高周波リップルによって生じた誤
った反曲に基づいて、誤った判断を下すことになろう。
３次フィルタ75によりこの高圧関数を除くことによっ
て、マイクロコンピュータ80は、圧力−時間関数の曲線
に生ずる実際の反曲点に基づいてその決定を下すことに
なる。バッタワース２次フィルタも多分役立つが、圧力
変換器47によって発生した信号のリップル成分をグラウ
ンドアウトするための３つのRC回路を備えたダイナミッ
ク抵域通過フィルタが、本発明による拡管装置の高信頼
性の作動を得るためには一層有利である。

好適な実施例によれば、３次フィルタ75の抵抗は次の通
りである。

R1＝31キロオーム R2＝31 〃 R3＝31 〃 R4＝10 〃 R5＝10 〃 R6＝10 〃 R7＝20 〃 R8＝10 〃 R10＝10 〃３次フィルタ75の容量は、好ましくは、次の値とする。

C1＝１マイクロフアラッド C2＝１〃 C3＝１〃 C4＝１〃 C5＝１〃最後に、３次フィルタ75の演算増幅器A1,A2及びA3は、
米国テキサス州ダラス所在のテキサス・インスツルメン
ツ・インコーポレイテッドにより製造されているTL−07
4演算増幅器とすることが好ましい。なお、演算増幅器A
3は、演算増幅器A2により生じた信号の利得を補償する
ために、３次フィルタ75内に用いられている。具体的に
は、演算増幅器A3は、演算増幅器A2によって生じた０〜
10ボルトの信号を取り出し、この信号を、圧力変換器47
からの原信号を特徴付ける電圧範囲と同じ電圧範囲の０
〜５ボルト信号に変換する。３次フィルタ75の各RC回路
は、5Hz以上の周波数の全信号を波し、この波され
た信号を、導線76によって、マイクロコンピュータ80の
入力側に転送する。

マイクロコンピュータ80は、好ましくは、米国カリフォ
ルニア州サンタクララ所在のインテル・コーポレイショ
ンにより製造されているインテル88/40型マイクロコン
ピュータであり、A/D変換器、SBC−337数学モジュール
及び0:1秒タイマを備えている。数学モジュール及び0.1
秒タイマは、1/10秒おきに圧力／時間関数の２次導関数
を計算する能力をマイクロコンピュータ80に与える。こ
れは、マイクロコンピュータ80が圧力関数の反曲に基づ
いて適切な決定を下し得るようにするうえに必要であ
る。前述したインテル88/40型マイクロコンピュータが
好ましいとしても、A/D変換器と0.1秒タイマとを備え、
第11A図及び第11B図に示したフローチャートのプログラ
ムを実行する能力を備えていれば、どんなマイクロコン
ピュータを用いてもよい。マイクロコンピュータ80は、
第10A図，第10B図に示すように、11本の出力導線W1〜W1
1を備えた出力端子89を有し、出力導線W1〜W8は、制御
回路50の８個の制御灯に各々接続され、出力導線W9は、
警報回路95に接続され、出力導線W10,W11は、チャート
記録器52に接続されている。

次に制御回路50の表示灯回路90について説明すると、こ
の表示灯回路90は、第10B図に示した発光ダイオードLED
1〜LED8を備えている。好ましい実施例によれば、発光
ダイオードLED1〜LED8は、米国ニューヨーク州ブルック
リン所在のダイヤライト・コーポレイションから入手可
能なT-13/4LED型とする。抵抗R13〜R20は、マイクロコ
ンピュータ80によって発生した電気的信号から潜在的に
破壊的な電流量を発光ダイオードLED1〜LED8が受けない
ようにするために、これ等のダイオードの前に置かれて
いる。好ましい実施例によれば、抵抗R13〜R20の抵抗値
は、100オーム±５％である。ダイオードLED1は、「圧
力超過」状態がマイクロコンピュータ80により検出され
た時に点灯する。ダイオードLED2及び３は、「時間超
過」状態及び「漏れ」状態がマイクロコンピュータ80に
より検出された時にそれぞれ動作する。ダイオードLED4
は、操作者が液圧拡開ユニットにその作動を中止するよ
うに指令した時に点灯する。ダイオードLED5,6は、液圧
拡開ユニットをより遅い速度又は速い速度で作動するよ
うに較正すべきことを定めた場合にそれぞれ点灯する。
ダイオードLED7は、Ｕ字管９の膨張又はすえ込みが成功
したことをマイクロコンピュータ80が定めた時に、また
ダイオードLED8は、液圧拡開ユニットが正常に作動して
いる時に、それぞれ点灯する。

論理回路105の基本的な機能は、マイクロコンピュータ8
0により故障状態が検出された時に固体素子リレー109の
スイッチ109を開放することにより液圧拡開ユニット40
の作動を停止させることにある。論理回路105は、マイ
クロコンピュータ80の出力導線W1〜W7と並列に接続され
た１対のNORゲートG1,G2を備えている。各NORゲートG1,
G2は、好ましくは、米国テキサス州ダラス所在のテキサ
ス・インスツルメンツ・インコーポレイテッドから製造
されている7425TTL回路とする。NORゲートG1の出力は、
リレー抵抗（好ましい実施例によれば、１キロオーム±
５％）を介して、固体素子リレー109に接続されてい
る。固体素子リレー109は、液圧拡開ユニット40に至る
電力線（図示せず）と直列に接続された普通の直流３−
32ボルトのリレーである。好ましい実施例によれば固体
素子リレー109は、米国イリノイ州シカゴ所在のマグネ
クラフト・コーポレイションから製造されているW61250
5X−１型リレーである。NORゲートG1の上部の３つの入
力導線は、出力導線W1,W2及びW3にそれぞれ接続されて
いる。コンピュータ80は、「圧力超過」、「時間超過」
又は「漏れ」のどれかの状態を検出すると、適切な発光
ダイオードを点灯し、液圧拡開ユニット40への電力を遮
断するように常閉固体素子リレー109を開放する。同様
に、NORゲートG2の４本の入力導線は、出力導線W4,W5,W
6及びW7に各々接続されている。NORゲートG2の出力部
は、NORゲートG1の最も下方の導線に、インバータA4を
介し接続されている。インバータA4は、好ましい実施例
よれば容量0.1マイクロフアラッドのコンデンサC6を備
えている。コンピュータ80は、「停止」状態又は「すえ
込み」状態を感知し、又は、液圧拡開ユニットがより早
く又は遅く較正されるべきことを定めると、インバータ
A4及びNORゲートG1を経て、固体素子リレー109を開放す
る。液圧拡開ユニット40に至る電力線がこれにより遮断
されるため、液圧拡開ユニット40は不作動になる。要約
すると、論理回路105は、（装置の動作状態を表示する
発光ダイオードLED8以下の）どの発光ダイオードが動作
した時にも、液圧拡開ユニット40を不作動とする。な
お、制御回路50は、拡管装置の操作者が論理回路105に
より転送される液圧拡開ユニット不作動信号を手動によ
り無視し得るようにするためのスイッチング回路107も
備えている。

警報回路95は、コンピュータ80の出力導線のうち１本に
接続された手動スイッチ96と、電気警報装置98（普通の
可視又は可聴のどんな警報装置でもよい）とを備えてい
る。コンピュータ80は、論理回路105及び表示灯回路90
の故障状態が検出されると５秒間警報装置98をトリガす
る。好ましい実施例によれば、警報装置98は、米国イン
ディアナ州インディアナポリス所在のマロリー・コーポ
レイションにより製造されている商品名・サンアラート
（Sonalert）の可聴式警報器である。警報装置98は、ス
イッチング回路107が「コンピュータモード」にスイッ
チされた時に、スイッチ96によって作動する。

最後に、本発明による制御回路50は、始動スイッチ111
及び停止スイッチ113を備えている。始動スイッチ111
は、液圧拡開ユニット40が始動した時を表示するように
直列に接続されたランプを好ましくは備えている。停止
スイッチ113は、液圧拡開ユニット40のピストンが全行
程に亘り移動した時にのみ点灯する。好ましい実施例に
よれば、スイッチ111,113は、米国ニューヨーク州ブル
ツクリン所在のダイアライト・コーポレイションにより
製造されている554−1121−211型のスイッチとする。

本発明の拡管装置による拡管方法本発明の拡管装置による拡管方法は、Ｕ字管・そらせ板
の拡開とスリーブ・管の拡開との両方に適用される。ど
ちらの場合にも、本発明による拡管装置の制御回路は、
問題になっている特別の管の弾性及び塑性の特性に関係
した変量の変動を感知し、経験的に導出された式に基づ
いて、最終的なすえ込み圧力を計算する。

A.管・そらせ板の拡開に適用した場合この拡管方法を管・そらせ板の拡開に適用するための第
１工程は、必要な場合に回転ブラシ（図示せず）を用い
てＵ字管９の内面を清浄にすることである。次に、挿入
過程の間に斜面32a,32bに沿って上方に転がることによ
って、Ｕ字管９の壁部に対してＯリング31a,31bが膠着
することを防止するために、Ｕ字管９の内壁を、グリセ
リンのような潤滑剤で払拭する。次に、膠着を更に確実
に防止するために、Ｏリング自身の外面にも、少量のグ
リセリンを塗布する。

次に、第２図，第３図，第7A図，第7B図に最もよく示す
ように、過電流プローブアセンブリ36を付勢して、管９
を通って、そらせ板13の付近の回りにマンドレル25を挿
入する。過電流プローブアセンブリ36は、同過電流プロ
ーブアセンブリ36の長手方向軸線に沿った感知コイル3
6.4a,36.4bの縁部がそらせ板13の上部縁及び下部縁と面
一になった時に、１点で交差するリサジュー曲線を生成
する。感知コイル36.4a,36.4bがこのように位置決めさ
されたら、操作者は、マンドレルヘッド27の中心線をそ
らせ板13の中心線と共に適正に位置決めするために、既
知のインチ数（距離Ｘ）Ｕ字管９に沿ってマンドレル25
を引き下げる。

操作者は、液圧拡開ユニット40と制御回路50との両方を
オンに操作する。この時点で、制御回路50のマイクロコ
ンピュータ80は、第11A図，第11B図のフローチャートに
示されたプログラムを実行し始める。

このプログラムの第１ステップであるブロック120にお
いて、リセット回路87が動作され、これによって、マイ
クロコンピュータ80のリセット端子は、グラウンドアウ
トされ、プログラムの開始位置になる。このグラウンド
アウトは、マイクロコンピュータ80のメモリ内の圧力に
関係した全部の変量を初期設定し、制御回路50の表示灯
回路90の動作状態を表示する発光ダイオードを動作させ
る。この時点では、発光ダイオードLED1〜７は点灯して
いないので、固体素子センサー109は閉成状態にあり、
液圧拡開ユニット40に電力が常時供給されている。

次にマイクロコンピュータ80は、ブロック123に進み、
圧力変換器47から３次フィルタ75を経て供給される圧力
読みを1/10秒ごとにサンプリングし始める。マイクロコ
ンピュータ80は、各サンプリングごとに、圧力変換器47
から受けた圧力読みが12240kg/cm²（12000psi）よりも
高いか否かの質問をする（ブロック124）。この高い読
みは、そらせ板13の上方又は下方のマンドレル25の不適
正な位置決めのような種々の故障状態を表している。マ
イクロコンピュータ80は、この質問に対して肯定的な回
答を受けると、ブロック125に進み、「圧力超過」を表
す発光ダイオードLEDを点灯させ、固体素子リレー109の
スイッチを開放することによって、液圧拡開ユニットか
ら電力を遮断する。否定的な回答を受けた場合には、マ
イクロコンピュータ80は、ブロック126に示すように圧
力時間関数の１次導関数を演算し始める。この１次導関
数の計算は、圧力時間関数によって定まる曲線上の反曲
点を示す２次導関数をマイクロコンピュータ80が計算す
るうえに必要である。

コンピュータ80は、圧力関数の１次導関数を計算し始め
た後に、ブロック128に進み、圧力変換器47から受ける
圧力読みを1/10秒おきに更新することによって、圧力−
時間関数を形成し、これ等の値を１次導関数の値と共に
格納し始める。コンピュータ80は、それと同時に、ブロ
ック130に示すように、更新された圧力の１次導関数の
加算平均を開始する。

コンピュータ80は、圧力−時間関数の１次導関数を加算
平均し始めた後、ブロック132に示すように、加算平均
された１次導関数から圧力−時間関数の２次導関を演算
し始める。個別の１次導関数ではなく、加算平均された
１次導関数から２次導関数を計算することによって、圧
力−時間関数の最初の反曲点（ニー）の検出についての
マイクロコンピュータ80の誤認を防止するための３次フ
ィルタ75の機能を強化する。前述したように、この最初
のニーは、Ｕ字管の拡開が第４図の線図の弾性領域から
塑性領域に移行した時に生ずる。

コンピュータ80は、圧力関数の２次導関数の演算を開始
した後、ブロック134に進み、Ｕ字管９内の圧力流体の
圧力が3570kg/cm²（3500psi）を超過したか否かを質問
する。コンピュータ80は、否定的な回答を受けると、単
にブロック123に戻り、圧力−時間関数の１次及び２次
導関数を連続的に演算すると共に、増大する流体圧力の
サンプリングを続ける。コンピュータ80は、肯定的な回
答を受けると、ブロック136に進み、チャート記録器52
をスタートさせる。Ｕ字管内に3570kg/cm²の圧力が実現
された後にのみチャート記録器52をスタートさせる理由
は、チャート記録器52に無用な情報が記録されないよう
にすることにある。本出願人が製造するどの蒸気発生器
においても、Ｕ字管９の降伏点は、3570kg/cm²よりも充
分高いので、０〜3570kg/cm²の範囲内の圧力関数を記録
しても役立たないことになろう。

チャート記録器52が作動した後、コンピュータ80は、ブ
ロック138に進み、漏れが存在するか否かを質問する。
コンピュータ80は、圧力時間関数の１次導関数の符号を
感知することによって、漏れ状態が存在するか否かを定
める。簡単に言うと、この曲線の状態が１秒を超える期
間正値でなくなるか、又は、306kg/cm²（300psi）の圧
力降下を感知するかした場合は、コンピュータ80は、ブ
ロック139に移行し、評示灯回路90の漏れ表示用の発光
ダイオードを動作させ、それにより固体素子リレー109
のスイッチを開放し、液圧拡開ユニット40を不作動にす
る。しかし、圧力関数の勾配が正のままであるか、又
は、306kg/cm²（300psi）以上の圧力降下がない場合
は、コンピュータ80は、ブロック142に移行する。

コンピュータ80は、ブロック142において、液圧拡開ユ
ニット40が早く作動し過ぎていないか否かを質問する。
コンピュータ80は、曲線の最初のニーに直前における圧
力関数の勾配値に基づいてこの決定を行う。勾配が2550
kg/cm²（2500psi）を超過すると、コンピュータ80は、
ブロック143に進み、表示灯回路90の、液圧拡開ユニッ
トの遅い較正を表示する発光ダイオードを点灯させ、固
体素子リレー109をトリップし、液圧拡開ユニットを不
作動とする。制御回路50の能力は、液圧拡開ユニットの
作動が早すぎるか否かを感知することにあり、Ｕ字管９
の内部に早すぎる割合で圧力が形成されることは重要で
ある。この条件の下では、Ｕ字管９は、速やかに拡開す
るため、加工硬化を生じ、Ｕ字管の降伏点を上昇させ
る。降伏点が高いことは、Ｕ字管９の加工硬化によって
生じた脆さと相俟って、工程の精度を劣化させ、Ｕ字管
９とそらせ板13の通し孔14との間に充な接触がなされる
前のＵ字管９の拡開を僅少にする。

コンピュータ80は、液圧拡開ユニットの作動が早すぎな
いことを定めた後、ブロック144に進み、液圧拡開ユニ
ットの作動が遅すぎないか否かを質問する。液圧拡開ユ
ニット40の遅い作動状態は、拡管プロセスを終了するの
に必要な時間を長引かせ、これは、或る特別の蒸気発生
器において管の隙間の問題を修正するために何百回もの
拡開が必要になり得るため望ましくない。更に、このよ
うに拡開速度が遅いと、圧力−時間関数の反曲域が真直
になる傾向が強くなるため、マイクロコンピュータ80
は、反曲が実際に生じたか否かを決定することに困難を
感ずる。ブロック144内の質問に答える際に、マイクロ
コンピュータ80は、圧力−時間関数の１次導関数によっ
て決定した勾配値を再び参照する。この勾配即ち１次導
関数の値が765kg/cm²（750psi）より小さいと、コンピ
ュータ80はブロック145に進み、液圧拡開ユニット40の
早い較正を表示する発光ダイオードを点灯し、固体素子
リレー109をトリップすることにより、液圧拡開ユニッ
ト40を不作動にする。ブロック144の質問に対する回答
が否定的であったら、マイクロコンピュータ80は、ブロ
ック146の質問に進む。

コンピュータ80は、ブロック145.5で、前記関数の２次
微分値が零でない数であることを確めることによって、
圧力−時間関数の最初のニー即ち反曲点を感知する。前
述したように、この最初の反曲点は、弾性点を過ぎて、
第４図の線図の右側にある塑性領域まで、Ｕ字管９の金
属が拡開したことを示している。コンピュータ80は、圧
力関数の曲線における最初のニーの感知を確めた後、ブ
ロック146の質問に進む。

コンピュータ80は、ブロック146で、Ｕ字管９の壁部と
そらせ板13の通し孔14とが接触しているか否かを質問す
る。コンピュータ80は、圧力−時間関数の２次導関数が
２回目に零になっていないこと（第４図の線図に示した
第２反曲点又はニー）を決定することによって、この質
問に答える。所定時間後にこの接触が存しないことが検
知されたら、コンピュータ80は、ブロック146からブロ
ック147に進み、表示灯回路90の「時間超過」発光ダイ
オードを点灯する。コンピュータ80は、それと同時に、
固体素子リレー109をトリップすることにより、液圧拡
開ユニット40への電力を遮断する。このブロック147
は、マンドレル25がそらせ板13の通み孔14に対して不適
正に配置された時にＵ字管９がそらせ板13の上方又は下
方に不適切に位置されることを防止する（この場合は、
圧力−時間関数の第２反曲点は存在しないであろう）。

接触がなされたか否かについてのこの質問に対して肯定
的な回答を得た場合、マイクロコンピュータ80は、プロ
グラムの次のブロック148に進み、第２反曲点の存在を
確める。コンピュータ80は、第２ニー又は反曲点を確め
た後、ブロック150に進み、接触時点におけるＵ字管の
内の液圧が8160kg/cm²（8000psi）よりも大きいか否か
を質問する。この回答が肯定的であると、コンピュータ
80は、ブロック151に進み、Ｕ字管９内の圧力を接触圧
力よりも９〜10％高くする。ブロック150の質問の回答
が否定的であると、コンピュータ80は、ブロック152に
進み、Ｕ字管９内の圧力を僅か６％だけ接触圧力よりも
高くする。前述したように、接触圧力よりも10％及び６
％圧力を高くする理由は、第４図に示した線図の塑性領
域においてＵ字管９の残留弾性を補償し、圧力流体の圧
力を緩和した後にＵ字管９が第３図に示した適切な拡開
形状をもつようにすることにある。なお、ブロック150
の8160kg/cm²という質問値及びブロック151,152の10,6
％という数値は、特別の理論に基づいて計算された数値
ではなく、本発明者等による実験の結果として得られた
経験的パラメーターである。また、これ等の数値は、本
出願人が製造する周知の型式の蒸気発器におけるインコ
ネル製のＵ字管に特定的に適用されるもので、これ等と
異なった弾性及び塑性特性をもった管については、更に
異なったものとなり得る。

コンピュータ80は、Ｕ字管９内の流体圧力を10％又は６
％増大させた後、ブロック154に進み、すえ込み表示発
光ダイオードを点灯させる。この発光ダイオードが点灯
すると、NORゲートG2により固体素子リレー109がトリッ
プされて液圧拡開ユニット40が電力源から遮断され、Ｕ
字管−そらせ板の拡開に適用された本発明の操作を完了
する。

B.スリービングに適用された場合スリービング操作に本発を適用する場合、管９の回転ブ
ラシによる清掃とＯリングのグリセリン払拭とは、マン
ドレル25に固着した過電流プローブアセンブリ36による
Ｕ字管９の拡開領域を正確に探知する工程と同様に、通
常は割愛される。その代りに、一般的な腐食領域（多く
の場合、管板７に隣接した管部分）を探知するために、
通常の２コイル過電流プローブを各々の管９に挿入す
る。管板７に隣接した管９の部分が確かにスリービング
を要する部分であることを、過電流プローブが確めた場
合、次のスリービング操作の工程は、例えば米国特許第
4,368,571号明細書に開示された周知のスリービング型
マンドレル上にステンレス鋼製のスリーブを滑り込ませ
ることを通常含み、このスリービング型マンドレルは、
剛性で、原子炉の管板７上のほぼ同じ位置に全部の補強
用スリーブ10を位置決めするようになっている。しか
し、管９の或る領域がそらせ板13の付近にスリービング
を必要とするならば、前述したマンドレル25及び過電流
プローブアセンブリ36は最も有用であろう。その理由
は、管９を囲むそらせ板13及び通し孔14を横断して締ま
り継手が適正に位置されることを確実にするために過電
流プローブアセンブリ36を使用し得るためである。この
用途において、過電流プローブアセンブリ36は、そらせ
板13の両側にマンドレルヘッド27を適正に位置決めし得
るだけでなく、継の健全性と適切な位置とを確実にする
継手の電子的プロフィルを発生させるためにも使用され
よう。

いずれにしても、拡管装置の操作者は、Ｕ字管９内にス
リーブ10とマンドレル25との組立体が適切に位置された
ことを確めると、液圧拡開ユニット40と制御回路50との
両方を作動させる。そのため、制御回路50のマイクロコ
ンピュータ80は、第12A図，第12B図，第12C図に示した
プログラムを実行し始める。

このプログラムのブロック160では、リセット回路87が
動作し、それによりマイクロコンピュータ80のリセット
端子がグラウンドアウトされる。コンピュータ80はそれ
によりプログラムのスタート位置になる。このグラウン
ドアウトは、マイクロコンピュータ80のメモリ中の圧力
関数変数の全てを初期設定し、制御回路50の表示灯回路
90の装置作動表示発光ダイオードを動作させる。そのた
め固体素子リレー109は閉成状態になり、液圧拡開ユニ
ット40への電力の伝送を可能にする。

コンピュータ80は次にブロック164に進み、３次フィル
タ75を経て圧力変換器47から伝送された圧力読みをサン
プリングし始める。マイクロコンピュータ80は、それが
感知したサンプル圧力の１次導関数即ち勾配を、サンプ
リングごとに演算する。これ等の点の１次導関数の連続
演算は、コンピュータ80が発生させつつある圧力−時間
曲線の反曲点をコンピュータ80が感知するうえに必要で
ある。コンピュータ80は、これ等の反曲点に基づいて最
終的なすえ込み圧力を決定するので、これ等の１次導関
数の連続演算は、プログラムにおいて重要なステッにな
る。

コンピュータ80は、１次導関数を演算するために圧力値
をサンプリングしている間に、ブロック168にした質問
「圧力は3570kg/cm²よりも大きいか」を同時に行ってい
る。この質問に対する回答が否定的であると、マイクロ
コンピュータ80は、フロチャートのループによって示さ
れるように、圧力値のサンプリングと１次導関数の演算
とを続ける。しかし、この質問に対する回答が肯定的で
あると、コンピュータ80は、ブロック170に示すよう
に、チャート記録器52をスタートさせる。3570kg/cm²の
圧力になった後にのみチャート記録器52を始動させるよ
うにマイクロコンピュータ80がプログラムされている理
由は、チャート記録器52に無用な情報が記録されなよう
にすることにある。スリービング過程に用いられるスリ
ーブの降伏点は、3570kg/cm²よりも充分に高い。そのた
めブロック168により、無用な情報の記録が防止され
る。

コンピュータ80は、チャート記録器52のスタート後に、
次のブロック172に進み、漏れが存在するか否かを定め
る。コンピュータ80は、管−そらせ板拡開過程のブロッ
ク138について既に説明したものと同一の基準をブロッ
ク172において使用する。この時点で漏れが検出される
と、マイクロコンピュータ80は、表示灯回路90の漏れ表
示器を動作させ、液圧拡開ユニット40をオフにする。こ
れはブロック173に示されている。コンピュータ80は、
この質問に対する回答が否定的であると、ブロック174,
176に進み、液圧拡開ユニットの作動が早すぎたり又は
遅すぎたりしないか否かを質問する。

コンピュータ80は、ブロック174,176の質問が肯定的か
又は否定的かを定めるに当たり、そらせ板−管拡開プロ
グラムのブロック142,144について既に説明したものと
同一の基準を使用する。

液圧拡開ユニット40が承認され得る速度で作動している
ものとして、コンピュータ80は、ブロック178に進み、
Ｕ字管内の4080k/cm²の圧力検知後40秒間、液圧拡開ユ
ニット40がなお作動しているか否かを質問する。この質
問に対する肯定的な回答は、ゆっくりした漏れ又は他の
故障状態を示すため、コンピュータ80は次にブロック17
9に進み、表示灯回路90内の時間超過表示器を動作さ
せ、液圧拡開ユニット40への電力を遮断する。しかし、
この質問の回答が否定的であると、拡管装置は正常に作
動しており、コンピュータ80は、ブロック180に進む。

コンピュータ80は、このブロック180において、圧力が1
4280kg/cm²（14000psi）以上になっているか否かを質問
する。コンバスチョン・エンジニアリング社により製造
されている型式の蒸気発生器のインコネル製Ｕ字管につ
いて、本発明者は、この14280kg/cm²という圧力が、圧
力曲線（第６図に示す）の第３反曲点の直前の点に対応
することを、経験的に確認することができた。最終すえ
込み圧力がこの点を原点とする経験的に定められた直線
関数に依存することから、この点を定めることは、最終
すえ込み圧力を定めるうえに重要である。しかし、上述
した拡管方法は、この第３反曲点を探知し確認して、第
３反曲点の直前の点の位置をメモリから検索することに
よっても同様に実現される。

コンピュータ80は、圧力が14280kg/cm²（14000psi）以
上でないことを確めると、ブロック164に戻り、Ｕ字管
９内の流体圧力のサンプリングを続ける。この圧力が最
終的に14280kg/cm²以上になると、コンピュータ80は、1
4280kg/cm²に対応する圧力曲線の点の勾配を演算し、そ
れをメモリ中に基準勾配として記憶する。経験的に導出
された直線関数の勾配の演算は、後に説明するように、
この基準勾配に依存するので、このステップは重要であ
る。

コンピュータ80は、基準勾配を計算した後、ブロック18
4に進み、圧力が20200kg/cm²（19800psi）よりも大きく
なっていないか否かを質問する。この質問に対する回答
が肯定的であると、コンピュータ80は、ブロック185に
進み、液圧拡開ユニット40を不作動にすると共に、すえ
込み表示発光ダイオードを動作させる。20200kg/cm²の
圧力読みにおいて液圧拡開ユニット40を不作動にする２
つの理由がある。第１に、この圧力は、圧力曲線が1480
0kg/cm²（14000psi）を原点とする直線関数と交差した
か否かと係りなく、スリーブ10とＵ字管９との間の接目
の形成を一般に表わしている。第２に圧力が20200kg/cm
²を大きく超過してよい場合には、液圧拡開ユニット40
は、スリーブ10又は管９を過度に拡開させるに足る圧力
を発生させるとがあり得る。

圧力が20200kg/cm²よりも低いとしてコンピュータ80
は、ブロック186に進み、圧力曲線の14280kg/cm²を原点
とする経験的な直線関数の勾配を演算する。コンピュー
タ80は、以上に説明したように、ブロック182において
計算された基準勾配から７゜を引き算することによっ
て、この勾配を計算する。コンピュータ80は、この勾配
の演算を行つた後に、第６図に示すように、圧力−時間
線図を横切って直線関数を投影する。

コンピュータ80が行う最後の質問は、1/10秒おきに同コ
ンピュータがプロットする圧力曲線が14280kg/cm²の点
からそれが投影した直線関数と交差しているか否か、と
いう質問である。この質問に対する回答が肯定的であれ
ば、コンピュータ80は、ブロック189に進み、表示灯回
路90のすえ込み表示発光ダイオードを動作させ、液圧拡
開ユニットを不作動とする。この質問に対する回答が否
定的であると、コンピュータ80はブロック190に示すよ
うに、圧力サンプリングと圧力が20200kg/cm²以上にな
っているか否かの質問とを続ける。スリーブ10内の圧力
は時間と共に増大するので、最終的には（漏れがない限
り）これ等の状態のうち１つ以上が発生する。どちらの
場合にもコンピュータ80は最終的にすえ込み表示発光ダ
イオードを動作させ、液圧拡開ユニット40を不作動にす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子力蒸気発生器のそらせ板と管板とを熱交
換管が通っている状態を示す、蒸気発生器の断面図、第
２図は、熱交換管とそらせ板の通し孔との間に通常存在
する隙間及び本発明による流体マンドレルを説明する、
第１図に示した熱交換管の１つの部分断面図、第３図
は、第２図に示した熱交換管とそらせ板の通し孔との間
の隙間を減少させる流体マンドレルを示す側面図、第４
図は、第３図の熱交換管に入る圧力の時間推移を示す線
図、第５図は、熱交換管とその内部に挿入される補強ス
リーブとの間に締まり継手を形成する状態を示す縦断面
図、第６図は、第５図のスリーブ・−管の組立体に導入
される圧力の時間推移を示す線図、第7A図及び第7B図
は、本発明による流体マンドレル及びこれに固着された
過電流プローブを示す部分的な横断面図、第８図は、液
圧拡開ユニットと制御回路とチャート記録器とをブロッ
ク形式で示す、本発明の拡管装置の略配列図、第９図
は、コンピュータを含む本発明の液圧拡開ユニットの制
御回路を示すブロック線図、第10A図及び第10B図は、制
御回路の略配列図、第11A図及び第11B図は、熱交換管と
そらせ板との間の隙間を減少させることに適用された拡
管方法を、本発明の制御回路のコンピュータのプログラ
ムの１つと共に示すフローチャート、第12A図，第12B図
及び第12C図は、スリービング操作に適用された拡管方
法を別のコンピュータプログラムと共に示すフローチャ
ートである。９……Ｕ字管（管路、構造物） 10……補強スリーブ（管路） 13……そらせ板（構造物）、14……通し孔 25……マンドレル、27……マンドレルヘッド 29a、29b……ばね負荷保持リング 31a、31b……Ｏリング 31.1a、31.1b……環状凹所 33……流体オリフィス 36……過電流プローブアセンブリ（電子プローブ） 36.1……プローブ本体 36.11……ソケットレセプタクル 36.25……ケーブル 36.4a、36.4b……感知コイル 36.9……レセプタクルリング 40……液圧拡開ユニット 50……制御回路（拡開監視手段、拡開力決定手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ダグラス・グレイ・ハーマンアメリカ合衆国，フロリダ州，ガルフ・ブリーズ，ピー・オー・ボツクス 1141 (72)発明者デビツド・フランシス・オレコブスキーアメリカ合衆国，ペンシルベニア州，ノース・ハンチングドン，コルト・ドライブ 269 (72)発明者ウエンチエ・ダブリユー・チエングアメリカ合衆国，ペンシルベニア州，モンロービル，キルバツク・ドライブ 159 (72)発明者レイモンド・ポール・キヤストナーアメリカ合衆国，ペンシルベニア州，モンロービル，ラサール・ロード 1154 (72)発明者ハロルド・トーマス・ケラーアメリカ合衆国，ペンシルベニア州，ピツツバーグ，ウルフ・ドライブ 5484 (72)発明者アネツト・エム・コストロウアメリカ合衆国，ペンシルベニア州，ピツツバーグ，センター・ロード 650，アパートメントＡ―２ (72)発明者デビツド・エイ・チズマーアメリカ合衆国，ペンシルベニア州，イクスポート，ボツクス 248Ｊ，アール・デイー・ナンバー２ (72)発明者フランク・ダブリユー・クーパーアメリカ合衆国，ペンシルベニア州，モンロービル，ヒマラヤ・ロード 115 (56)参考文献特開昭55−33598（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構造物にある通し孔により囲まれた管路の
内部の選択された部分に径方向の拡開力を加えるために
マンドレルを使用する形式の拡管装置において、ａ）前記管路の前記選択された部分に前記径方向の拡開
力を加えるための加圧手段を備えたマンドレルヘッド
と、ｂ）前記管路の前記選択された部分に該マンドレルヘッ
ドを位置決めし配置するために該マンドレルヘッドに着
脱自在に取り付けられた電子プローブであって、前記構
造物の近接を感知し同近接に応答する感知・応答手段を
含む、前記電子プローブと、を備える拡管装置。
【請求項２】前記径方向の拡開力を加える初期の段階の
間、前記管路の拡開を監視する拡開監視手段と、管路材
料の既知の弾性係数及び塑性係数、並びに前記拡開を勘
案して、最終的な拡開力を決定する拡開力決定手段とを
有する特許請求の範囲第１項記載の拡管装置。
【請求項３】前記管路の外面と前記通し孔との間に締り
ばめを生じさせるための制御部を有する特許請求の範囲
第２項記載の拡管装置。
【請求項４】前記マンドレルヘッドが加圧流体源に接続
された加圧流体によって前記径方向の拡開力を発生させ
る特許請求の範囲第１項記載の拡管装置。
【請求項５】前記マンドレルヘッドがエラストマーの圧
縮により前記径方向の拡開力を発生させる特許請求の範
囲第１項記載の拡管装置。
【請求項６】前記電子プローブが前記マンドレルヘッド
の下方に分離自在に取り付けられた特許請求の範囲第１
項記載の拡管装置。
【請求項７】前記電子プローブが前記マンドレルヘッド
と前記加圧流体源との間に分離可能に取り付けられた特
許請求の範囲第４項記載の拡管装置。
【請求項８】前記電子プローブが渦電流プローブである
特許請求の範囲第１項記載の拡管装置。
【請求項９】前記電子プローブが１対の感知コイルを含
む特許請求の範囲第８項記載の拡管装置。
【請求項１０】前記電子プローブが細長いプローブ本体
を有し、前記感知コイルが、該プローブ本体の長手方向
軸線に直角に取り付けられた巻線を含む特許請求の範囲
第９項記載の拡管装置。
【請求項１１】前記電子プローブが細長いプローブ本体
を含み、前記感知コイルの中心は、該プローブ本体の長
手方向軸線と同軸である特許請求の範囲第９項記載の拡
管装置。
【請求項１２】前記感知コイルが環状である特許請求の
範囲第11項記載の拡管装置。
【請求項１３】前記構造物が、前記管路の通る通し孔を
備えた板であり、環状の前記感知コイル間の長手方向の
距離は、該板の厚みにほぼ等しい、特許請求の範囲第12
項記載の拡管装置。
【請求項１４】前記板を鉄合金製とした特許請求の範囲
第13項記載の拡管装置。
【請求項１５】前記プローブ本体が、前記感知コイルを
ケーブルに分離可能に接続するためのソケットレセプタ
クル及びレセプタクルリングを含む特許請求の範囲第14
項記載の拡管装置。
【請求項１６】前記マンドレルヘッドは、前記加圧流体
源から加圧流体を排出するための流体オリフィスを備え
てマンドレル本体を含む、特許請求の範囲第15項記載の
拡管装置。
【請求項１７】前記マンドレルヘッドは、前記管路の前
記流体オリフィスから加圧流体を流体シールするために
該流体オリフィスの両側で前記マンドレル本体を囲む第
１及び第２のＯリングを含む特許請求の範囲第16項記載
の拡管装置。
【請求項１８】前記第１及び第２のＯリングは、弾性材
料から形成され、前記プローブ本体は、該第１及び第２
のＯリングを収納するように前記流体オリフィスの両側
にある１対の環状凹所を含んでおり、該第１及び第２の
Ｏリングは、同第１及び第２のＯリングが前記環状凹所
内に収納された時に前記マンドレル本体の外面と実質的
に面一になる特許請求の範囲第17項記載の拡管装置。
【請求項１９】前記マンドレル本体は、前記流体オリフ
ィスから加圧流体が流れない時に前記第１及び第２にＯ
リングを前記環状凹所中に付勢するための１対のばね負
荷保持リングを含む特許請求の範囲第17項記載の拡管装
置。