JPH102888A - 配管用自動探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管径の異なる配管に好適な超音波探傷装置を
提供する。 【解決手段】 従来、一体であった移動体を第１ないし
第３の移動体７，８，１５に分割し、第１の移動体７に
は、これらをガイドレール２ａ，２ｂに沿って移動させ
るモータ１０ａおよび位置検出用のエンコーダ９ａを搭
載し、第２の移動体８には、探触子５および探触子５の
押し付け機構６を探傷アーム４ａ，４ｂに沿って配管１
ａ，１ｂの軸方向に走行させるモータ１０ｂおよび位置
検出用のエンコーダ９ｂを搭載し、第３の移動体５に
は、探傷アーム４ａ，４ｂ、探触子５とその押し付け機
構６を搭載して、第３の移動体１５を中心として両側に
ピン１２ａ，１２ｂを介して径方向に回動可能に第１お
よび第２の移動体７，８を連結した。これによって、配
管径に対応して装置が折れ曲がり、配管面からの装置取
付け高さを一定値以下とし、隣接する配管と干渉するこ
となく超音波探傷を行えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管状の被検体の非
破壊検査を行う超音波探傷装置に係り、特に、高さ方向
に干渉物を有する小口径管から大口径管に至る配管に対
して超音波探傷を行うのに好適な配管用自動探傷装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来から使用されている配管用自
動探傷装置を配管に取り付けた状態を示す正面図であ
る。同図において、探傷装置は、配管１の円周方向に沿
って着脱自在に取り付けられるガイドレール２、ガイド
レール２上を配管１の円周方向に走行する移動体３、移
動体３に取り付けられ、配管１の軸方向に沿って延びる
探傷アーム４、探傷アーム４に沿って配管の軸方向に移
動する探触子５、および探触子５を配管１の表面に押し
付ける押し付け機構６、ガイドレール２の上面を転動す
る走行用ローラ１１、このローラ１１に対してガイドレ
ール２を挟み込んで走行を安定させるための挟み込み用
ローラ１４、および前記ローラを駆動して自走させる駆
動機構から構成される。

【０００３】このような探傷装置では、ガイドレール２
を配管径に応じて複数用意し、探傷対象となる配管の径
に応じてガイドレール２を付け替え、同一の移動体なら
びに探触子などを使用して探傷を行うようになってい
る。

【０００４】なお、同様の技術としては、例えば特開昭
５５−１３４３５２号公報、特開昭５５−１８９８７号
公報、特開昭６１−１５３５６２号公報などに記載のも
のが公知である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示し
たような探傷装置を上記のように径の異なる配管１に取
り付けて探傷すると、図８に示すように移動体３自体は
剛体で外形は同一なので小口径の配管１ａ用に作った装
置を大口径の配管１ｂに適用すると移動体３の端部がガ
イドレール２と干渉し、逆に大口径の配管１ｂに合わせ
て作ると小口径の配管１ａに適用したとき、移動体３を
ガイドレール２に取り付けることができない場合も生じ
る。また、同様に小口径の配管１ａ用に作った装置を大
口径の配管１ｂに適用すると小口径のものでは曲率が大
きいので大口径のものに適用したときに配管表面からの
装置高さが高くなって配管外の設置物と干渉することも
多くなり、逆に大口径の配管１ｂに合わせて作ったもの
を小口径の配管１ａに適用すると、装置端部が配管の径
外に突出して配管外の設置物の干渉する場合もあり、探
傷できる配管が限られ、配管への自動超音波探傷の適用
率の低下原因となっていた。

【０００６】なお、図８に示したように、異径配管に対
して配管面からの装置高さＨを一定以内にするには、移
動体３の外形を２点鎖線で示したときに図中の実線イ、
ロによって囲まれる斜線で示した範囲内で装置を構成す
る必要があり、配管径によっては装置設計条件が大きく
制約され、実際に装置設計が不可能となる場合もあっ
た。

【０００７】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、小口径管から大口径
管に至る管状の被検体に対し、探傷装置の配管面からの
高さを一定値以下として、探傷の適用範囲を広くするこ
とができる配管用自動探傷装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、被検体である配管の周方向に設置され
る環状のガイドレールと、ガイドレールに沿って走行す
る移動体と、移動体に対して配管の軸方向に連結される
探傷アームと、探傷アームに搭載され被検体の軸方向に
沿って移動する探触子と、探触子を配管に押し付ける押
し付け機構と、移動体をガイドレールに沿って移動させ
る駆動機構とを備えた配管用自動探傷装置において、前
記移動体が２つ以上に分割され、分割された各移動体が
配管の円周方向に対して回動可能に結合されていること
を特徴としている。

【０００９】この場合、前記移動体を２分割し、分割し
た一方の移動体にガイドレールに沿って配管の円周方向
に移動させる前記駆動機構を設け、他方に前記探触子を
配管の軸方向に移動させる走行機構を設けるとよい。

【００１０】また、前記移動体を３分割し、分割した１
つの移動体にガイドレールに沿って配管の円周方向に移
動させる前記駆動機構を設け、他の１つの移動体に前記
探触子を配管の軸方向に移動させる走行機構を設け、さ
らに他の１つの移動体に探傷アーム、探触子および探触
子を配管に押し付ける機構を設けてもよい。

【００１１】なお、前記分割された各移動体はピンによ
って回動可能に結合され、前記ピンによる結合位置を探
触子の押し付け方向が配管径によらず配管中心となるよ
うな位置に設定することが望ましい。

【００１２】このように構成すると、移動体を分割し、
各移動体が回動可能に結合されているので、配管の曲率
変化に対応して移動体を結合位置を中心に折り曲げるこ
とにより、配管の曲率変化にかかわらず、配管の表面に
沿った外形にして探傷を実行することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１４】［第１の実施形態］図１は本発明の第１の
実施形態に係る配管用自動探傷装置の要部の側面図（配
管の軸方向から見た図）である。なお、以下の説明にお
いて、前述の従来例と同等な各部には同一の参照符号を
付し、重複する説明は省略する。

【００１５】図１において、移動体３は２つに分割され
た第１の移動体７と第２の移動体８とからなり、両者は
ピン１２によって小径の配管１ａの円周に沿った折曲げ
自在、言い換えれば配管１ａの中心方向に回動自在に結
合されている。

【００１６】第１の移動体７には移動体７をガイドレー
ル２ａに沿って走行させるモータ１０ａおよび走行位置
を検出するエンコーダ９ａ等の駆動機構が搭載され、ピ
ニオン１３を回転駆動することにより、配管１ａの周方
向に走行させる。また、第２の移動体８には１対の探傷
アーム４（４ａ，４ｂ）、探触子５および探触子押し付
け機構６が取り付けられ、探触子５および探触子押し付
け機構６を走行させるモータ１０ｂと位置検出用エンコ
ーダ９ｂ等の駆動機構が搭載され、配管１ａの軸方向に
探触子５を走行させる。第１の移動体７には第１および
第２の走行用ローラ１１ａ，１１ｂと、これらの走行用
ローラ１１ａ，１１ｂとガイドレール２ａの走行面を挟
んで対向する位置にそれぞれ第１および第２の挟み込み
用ローラ１４ａ，１４ｂが配置されている。これらのロ
ーラ１１ａ，１１ｂ，１４ａ，１４ｂはそれぞれガイド
レール２の走行方向の左右に図７に示すものと同様にそ
れぞれ１対設ずつ設けられている（以下、同様）。ま
た、走行用ローラ１１ａ，１１ｂは調心機構２７によっ
てローラの回転軸の位置を調整することができるように
なっている。同様に、第２の移動体８にも１対の第３の
走行用ローラ１１ｃと、この走行用ローラ１１ｃに対向
する位置に同様の第３の挟み込み用ローラ１４ｃが設け
られている。

【００１７】図２に図１の走行体２を小径（実線）と大
径（破線）の配管１ａおよび１ｂに移動体３を装着した
状態を示す。なお、第１および第２の移動体７，８は、
ガイドレール２を配管１に取り付ける前に開閉するガイ
ドレール２に挿入し、ガイドレール２と移動体７，８を
一体組として配管１に取り付ける構造のものである。こ
のように小径の配管１ａと大径の配管１ｂに装着する場
合、小径のガイドレール２ａと大径のガイドレール２ｂ
に前記走行用ローラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと挟み込み
用ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃによってそれぞれ走行
可能にセットされるが、小径のガイドレール２ａにセッ
トした場合と、大径のガイドレール２ｂにセットした場
合では、対向するローラ１１ａ，１４ａ、１１ｂ，１４
ｂ、１１ｃ，１４ｃのガイドレール２ａ，２ｂを挟む角
度が異なってくることから、対向するローラの間隔は配
管径によってΔ₁ 程変化する。この径方向のローラ間隔
の変化Δ₁ に対応させるため、配管１の径方向に走行用
ローラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの位置を変えることがで
きる調心機構２７が前述のように設けられている。

【００１８】さらに、第１および第２の移動体７，８を
配管径に対応させてピン１２を中心として折り曲げるよ
うに結合しているので、図２の実線および破線で示すよ
うに小径の配管１ａと、大径の配管１ｂに対する探触子
５の傾きをそれぞれ配管１ａ，１ｂの中心方向と一致さ
せる必要がある。このため、ピン１２の位置は、第１の
移動体７の第２の挟み込み用ローラ１４ｂを中心とする
第２の走行用ローラ１１ｂの移動角度（ずれ角）θ₁ に
よって生じるピン１２の移動角度θ₂ を勘案し、ピン１
２が符号１２’で示す位置に来たときに探触子５の配管
表面に対する押し付け方向が配管中心となるような位置
に設定されている。すなわち、第３の走行用ローラ１１
ｃと第３の挟み込み用ローラ１４ｃの中心を結ぶ線が、
それぞれ配管の中心に向くように角度θ変化することが
できるような位置において、ピン１２によって第１およ
び第２の移動体７，８が結合されている。

【００１９】このように構成することによって、図２の
実線および破線で示すように被検体である配管１の管径
が異なるものを超音波探傷する場合、配管面からの高さ
Ｈを一定値以下にすると共に、探触子５の押し付け方向
を配管径の相違にかかわらず配管中心方向とすることが
できる。

【００２０】また、高さＨを原子炉等の配管の保温材の
厚さ以下に抑えることができるので、隣接する配管群と
の干渉を気にすることなく超音波探傷が行える。

【００２１】さらに、高さ方向の寸法を抑えることがで
きるので、装置の小型軽量化が可能となり、操作性およ
び走行速度の向上を図ることもでき、検査員の負担の軽
減、および放射線被曝等の低減が図られる。

【００２２】なお、探触子押し付け機構６の構成や走行
機構、移動体１をガイドレールに沿って移動させる機構
は公知の機構なので、ここでの説明は省略する。

【００２３】［第２の実施形態］図３および図４は本発
明の配管用自動超音波探傷装置の第２の実施形態を示す
もので、図３は図１と同様に探傷装置の要部を配管の軸
方向から見た図、図４は動作を説明するための説明図で
ある。

【００２４】この第２の実施形態は、前述の第１の実施
形態における第１の移動体７に設けられた第１および第
２の走行用ローラ１１ａ，１１ｂに代えて１対の第４の
走行用ローラ１１ｄにし、挟み込みローラ１４ａ，１４
ｂに代えて同一の支持部材３２にヒンジ結合された支持
腕３１ａ，３１ｂに第４および第５の挟み込み用ローラ
１４ｄ，１４ｅを設け、１つの走行用ローラ１１ｄに対
して２つの挟み込みローラ１４ｄ，１４ｅの３点でガイ
ドローラ２を挟んで走行するようにし、第２の走行体８
に対しても同様の構成の走行用ローラ１１ｅと挟み込み
用ローラ１４ｆ，１４ｇとしたものであり、その他の構
成機構および動作は上述の実施形態と同等に構成されて
いる。

【００２５】すなわち、第１の走行体７では、ガイドレ
ール２の上面を走行する第４の走行用ローラ１１ｄおよ
びガイドレール２ａの下面を走行する第４および第５の
挟み込み用ローラ１４ｄ，１４ｅによってガイドレール
２ａを挟み込んでいる。挟み込み用ローラ１４ｄ，１４
ｅは図示しないリンクで結合されている。調芯機構２７
は、挟み込み用ローラ１４ｄ，１４ｅを調心するととも
にガイドレール２ａを脇から挟み込める構造となってい
る。このため、配管１にガイドレール２ａを取り付けた
後に移動体７，８をガイドレール２ａに組み込むことも
可能である。同様に第２の走行体８でも、第５の走行用
ローラ１１ｅと第６の挟み込み用ローラ１４ｆと第７の
挟み込み用ローラ１４ｇによってガイドレール２ａを挟
み込んで走行できるようになっている。

【００２６】このように構成すると、図４において、ガ
イドレール２ａに対して第１の移動体７は走行用ローラ
１１ｄ、挟み込み用ローラ１４ｄ，１４ｅの３点で支持
され、第２の移動体８は走行用ローラ１１ｅ、挟み込み
ローラ１４ｆ，１４ｇの３点でそれぞれ支持されて取り
付けられるので、常に配管の表面に対して一定の位置関
係、言い換えれば配管表面の法線方向に位置させておく
ことができ、配管径が大径１ｂに変化しても探触子５を
配管１ｂの中心方向に向けておくことができる。したが
って、ピン１２は配管径の変化に応じて第５の走行用ロ
ーラ１１ｅの中心から配管１の中心に下ろした垂線（配
管表面の第５の走行用ローラ１１ｅの接点に関する法
線）の回転角変化θだけ回転する位置に設定されてい
る。

【００２７】［第３の実施形態］図５および図６は本発
明の配管用自動探傷装置の第３の実施形態を示すもの
で、図５は図１と同様に探傷装置の要部配管の軸方向か
ら見た図、図６は動作を説明するための説明図である。

【００２８】この第３の実施形態は、移動体を３分割し
て第１の移動体７、第２の移動体８および第３の移動体
１５としたものである。第１の移動体７と第２の移動体
８は第３の移動体１５の両側にそれぞれピン１２ａ，１
２ｂによって回動自在に結合されている。第３の移動体
１５には、探触子５および押し付け機構６が着脱自在に
取り付けられ、探触子５および押し付け機構６を探傷ア
ーム４に沿って移動させる駆動機構を第２の移動体８
に、これら第１ないし第３の移動体７，８，１５からな
る移動体３全体をガイドレール２に沿って走行させる駆
動機構を第１の移動体７に設けたものである。

【００２９】第１および第２の移動体７，８は第３の移
動体１５のピン１２ａおよび１２ｂを中心に回転する
が、探触子５等を有する移動体１５は回転しない。した
がって、探触子５は常に配管１の中心に向かって押し付
けられることになり、第１および第２の実施形態のよう
に配管径の変化による中心角変化やローラ間隔の変化に
ついては何等考慮する必要がない。また、第１および第
２の移動体７，８には、それぞれ前記ピン１２ａ，１２
ｂとは逆側の端部に第６および第５の走行用ローラ１１
ｆ，１１ｇとこれらのローラ１１ｆ，１１ｇに対向して
第８および第９の挟み込みローラ１４ｈ，１４ｉが設け
られており、走行用ローラ１１ｆ，１１ｇには配管径の
変化に応じた第１および第２の移動体７，８の回転によ
るローラ間隔の変化に対応するため、調芯機構２７ａ，
２７ｂが設けられている。

【００３０】その他、特に説明しない各部は前述の従来
例および前述の実施形態と同等に構成され、同等に動作
する。

【００３１】このように構成すると、図６において実線
および破線で示すように被検体の管径が小径（１ａ）か
ら大径（１ｂ）に変化しても配管表面からの高さを一定
にすることができるとともに、探触子５を常に配管１に
対して法線方向に向けておくことができる。

【００３２】

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、本発
明によれば、装置の高さ方向の寸法を低く抑えることが
できるので、隣接する配管群との干渉を気にすることな
く超音波探傷を行うことができ、特に、原子力発電所内
などの配管の超音波探傷が容易になる。また、装置の小
型軽量化ができるため、操作性や走行速度の向上を図る
ことができる。さらに、操作性や走行速度の向上によっ
て作業時間の短縮化が促進でき、検査員の負担の軽減や
放射線被曝等の低減を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る配管用自動探傷
装置を配管の軸方向から見た要部正面図である。

【図２】図１の配管用自動探傷装置の配管径の相違によ
る装置状態の変化を示す動作説明図である。

【図３】第２の実施形態に係る配管用自動探傷装置を配
管の軸方向から見た要部正面図である。

【図４】図３の配管用自動探傷装置の配管径の相違によ
る装置状態の変化を示す動作説明図である。

【図５】第３の実施形態に係る配管用自動探傷装置を配
管の軸方向から見た要部正面図である。

【図６】図５の配管用自動探傷装置の配管径の相違によ
る装置状態の変化を示す動作説明図である。

【図７】従来例に係る配管用自動探傷装置を配管に取り
付けた全体的な構成を示す図である。

【図８】従来例における装置寸法を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ 配管 ２，２ａ，２ｂ ガイドレール ３ 移動体 ４，４ａ，４ｂ 探傷アーム ５ 探触子 ６ 押し付け機構 ７ 第１の移動体 ８ 第２の移動体 １２，１２ａ，１２ｂ ピン １１，１１ａ〜１１ｈ 走行用ローラ １４，１４ａ〜１４ｉ 挟み込み用ローラ １５ 第３の移動体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 裕 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 一木 洋一 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体である配管の周方向に設置される
   環状のガイドレールと、ガイドレールに沿って走行する
   移動体と、移動体に対して配管の軸方向に連結される探
   傷アームと、探傷アームに搭載され被検体の軸方向に沿
   って移動する探触子と、探触子を配管に押し付ける押し
   付け機構と、移動体をガイドレールに沿って移動させる
   駆動機構とを備えた配管用自動探傷装置において、 前記移動体が２つ以上に分割され、分割された各移動体
   が配管の径方向に回動可能に連結されていることを特徴
   とする配管用自動探傷装置。
2. 【請求項２】 前記移動体が２分割され、分割された一
   方の移動体にガイドレールに沿って配管の円周方向に移
   動させる前記駆動機構が設けられ、他方に前記探触子を
   配管の軸方向に移動させる走行機構が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載の配管用自動探傷装置。
3. 【請求項３】 前記移動体が３分割され、分割された１
   つの移動体にガイドレールに沿って配管の円周方向に移
   動させる前記駆動機構が設けられ、他の１つの移動体に
   前記探触子を配管の軸方向に移動させる走行機構が設け
   られ、さらに他の１つの移動体に探傷アーム、探触子お
   よび探触子を配管に押し付ける押し付け機構が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１記載の配管用自動探傷
   装置。
4. 【請求項４】 分割された各移動体がピンによって回動
   可能に結合され、前記ピンは探触子の押し付け方向が配
   管径によらず配管中心となるような位置に設けられてい
   ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に
   記載の配管用自動探傷装置。