JPS5879153A - ガイドレ−ル - 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】 本発明は、原子力発電所の原子炉圧力容器、配管および
ノズル部の探傷を行う遠隔自動超音波探傷装置のガイド
レールに関する。

原子力発電所、例えば沸騰水型原子力発電所の原子炉圧
力容器、配管およびこれらの接続部であるノズル部等を
定期的に超音波探傷することが規定されている。わが国
の場合も米国のＡ　Ｓ　Ｍ　Ｅコードに準じて規定され
、でいる。これらの場所を超音波探傷する場合は、従来
から手作業を主体にしだ探傷が行われていたが、放射線
被曝及びデータの再現性等に問題があった。このだめ、
遠隔自動超音波探傷装置の要求がある。特に現場に取り
付ける探触子１駆動装置は、走査精度、重量、大きさ、
汎用性、着脱時間等の機能面から厳しい制限条件がある
。特にノズル部の探傷面の形状が複雑であるため、駆動
装置には、多種類の走査ができる機能が安来される。

第１図に示すように、原子炉圧力容器１に取伺けられる
ノズル部２は、継手部３を介（ッて配管４に接続される
。原子炉圧力容器１１ノズル部２、継手部３および配管
４ｒよ、溶接部７　、８　」＝、−、Ｊ：び９にて接続
される。ノズル部２　（＝１近の探傷個所としては、溶
接部７，８．９と内面曲率部１４が一般的である。特に
内面曲率部１４の場合は、円周部１２、曲率部１１およ
び原子炉圧力容器壁１０のように形状が非常に複雑なだ
め、探傷面が大幅に変化する。

このような原子炉圧力容器ノズル部の探触子１駆動装置
としては、特開昭５１−９５８８７が知られている。第
２図はその基本構成を示したもので、ノズル部２に設置
されたガイドレール２２に駆動装置２１を取りイ」ける
。駆４に！］装置２１は、ガイド１／−ル２２に従って
周方向に動くことができる。

１駆動装置２１の両側にアーノ、２５’：Ｉ、−よび２
６がそノ１．ぞれ設けられ、アーム２５も・よひ２６に
Ｃ１１りこ触子２３および２４が取りイ・１けられる。

探触ｒ−２３および２４は、アーム２５．１＞　、１：
ひ２にに設けられるネジの回転によって１１１１１方向
に走ｉ首Ｎれる。ＩＭ′；触子２４は、溶接部７と内面
曲率部■４のｉ、５傷を行う。１だ、探触子−２３によ
つ′で溶接部８０１）！傷が行われる。この他、Ｍ接部
９イｌ’、’　、ｌ’ｉ；　ｆυ１．（−る場合は、配
管の探傷を行う他の配管ｊ旧′１”ご触ｒ、ｊＪハ動ｖ
、−１１′ｔが別に設置さね、る。

ノズル部周辺の探傷をする他の１’４“ご触ｒ−ｊ、ｊ
λＫ　１ｆｉｌ、、＋装置としては、第３図及び第４図
に７１クシたべ）のがある。

第３図は、浴接部７とノズル部２の内面曲率部１４を探
傷する１易合の例で、−ｒ−ノ、２６に沿って探触子２
４を走行させることができる。ここで、アーム２６とア
ーム２５との角度シー１１、角度調整器２７によって調
整され、探触ｒ−２４を常に探傷面に押１ッ伺けること
ができる。１１°ξ触ｒ２４ｄ１、駆動装置２１がガイ
ドレール２２に而一つ−（−動くことにより、アーム２
６および２５とともに周方向に走行することができる。

第４図は、同じ装置を使ってノズル部２の配管側から内
面曲率部１４を探傷する場合の例であるか、アーｌ、２
５を配管側に摺動させるとともに角度調整器２７によっ
てアーム２６の角度を水平にすることにより、ノズル部
２の配管側の探傷面に探触子２４を移動さ伊ることかで
きる。探触子２４は、アーｌ、２６上を走行することに
よって軸方向の走査と駆動装置２１がガイド１／−ル２
２に従って動き周方向の走査をすることができる。

これらの装置の欠点としては、次のようなとどかある。

ノズル部２近傍は遮へい体５および保温壁１５があるた
め駆動装置２１の取り付は空間が狭いため、駆動装置２
１の大きさが取り伺は作業時間に大きな影響を及ぼす。

このため、駆動装置２１の大きさ、特にアームの長さを
短くする必要があるが、探傷位置と駆動波＋ｆｔ２１の
取り付は位置との関係からアームの長さを短くすること
ができず、一定の長さを必要としていた。このことな−
し＋’Ｖリイ＼４け作業時間だけでなく、駆動装置を取
りイＮ１は現場まで運搬する場合も、格納容器内が多数
の配管群や各種構造材のため狭い空間で、１う１バ　し
かも階層構造になっているだめ梯子等の登り降りが必・
皮であるなどひじように不便である。。

本発明の目的は、作業者が高１７ベルの放射能領域に入
らなくとも自動的にクランプ及び走査ができ、作業者の
放射線被曝を大幅に低減できる探傷装置用ガイドレール
を提供するにある１、」二記目的に対し、本発明のガイ
トレー　ルは探触子駆動装置を装荷したガイドレールを
遮へい扉の外の配管に取り付け、その後渡へい扉を開け
てノズル部まで自動的に配管」二を駆動ＩＪ−ラを内蔵
したガイドレールが走行してゆき、一定の０’Ｌ置にお
いてガイドレールに内蔵した爪を遠隔１１１会により自
動的に出すことによってクランプする機構を有する。

本発明の好適な一実施例を第５図に基づい−Ｃ説明する
。遠隔自動超音波探傷装置は、配管等の被検体１３に取
付けられるガイドレール２２およびそのガイドレール２
２に沿って移動する探触子駆動装置を有している。探触
子駆動装置は、ガイドレール２２に沿って移動する本体
４６、本体４６に取付けられてアーム３２．３４および
３６からなる伸縮アーム、探触子２３からなる。

ガイドレール２２の詳細構造を第６図に示す。

ガイドレール２２は、複数のブロックを連結して構成さ
れる。

ブロック９０および９１の連結のし方は以下の通りであ
る。ブロック９１に付属した変形ピン８４の半円の断面
をもつ部分が、ブロック９０に設けられた一部の側面が
開口した変形穴８５に、変形穴８５の開口した側面の部
分から挿入される。

その後、変形ピン８４を押すことにより、変形穴８５の
開口部に変形ピン８４の真円の断面をもつ部分が挿入さ
れるだめ、ブロック９０とブロック９１とを連結するこ
とができる。このようにして各ブロックをピンと穴によ
って組合せることにより円形のガイドレール２２にする
ことができる。

との絹まれるブロックの数は、被検体１３の直径によ−
って異なるが、被検体１３の、Ｖ法は数段階に限定され
ているため、予めブ「〕ツクのＩＩＩＩＩｌ数１だけ長
さを決めるととができる。

ブロックにＶＪｌ、被検体（配管）　１　：１１−をそ
の軸方向に走行するだめのドライブモータを内蔵しだロ
ーラ８０お渠びバランスを取るだめのローラ８１を有す
るブロック９２と、バランスのだめの２個のローラ８３
およびクラップ−ｒるための爪８１を有するブロック９
３の２種１ｆｉがある。クラップするだめの爪８１ｉ１
：、ブロックり：１内に内蔵さね、たモータによってＩ
Ｊ！Ｋ　Ｉｉｊ　Ｊ−る。ｔ／こ、各フ゛ロックには、
探触子駆動装置を取りイ；１けるためのベルト市め具８
８と抱き込み叶−ラが入るだめの段差８９とが設けられ
る。

ローラ８０および爪８１のトライグ千−夕はそれぞれ個
々に設けられ、モータは各ゾＩＪツクごとの電圧端子８
６に接続される３、−；１だ、電圧錨１子８６は、ブ［
コック表面の摺動板８７に１妾続され、探触子駆動装置
のプランによって電圧奮うける。

とのだめ、摺動板８７のどの位置でプラノと接触しても
各々のブロックに電圧が印加されるように電圧端子８６
によって接続される。摺動板８７および電圧端子８６は
２系統に分かれており、ローラ８０と爪８１のモータに
それぞれ接続している。

このだめ、探触子駆動装置に伺属している２系統のプラ
ンに与える電圧の切り換えによって走行とクランプとを
選択することができる。

ｏ−ラ８０％　　ローラ８２およびローラ８３は各各が
スプリングによって被検体側に押し出されるようになっ
ており、被検体の直径誤差やテーパー状の勾配が有って
も走行できるようになっている。

第７図に基づいて爪８１の出入機構を詳細に説明する。

ブロック９３に取り付けられたモータ９８の回転力をウ
オーム９６、ウオーム歯車９７に伝えてネジ軸１１１を
回転させ、爪８１を押出して被検体１３に接触させる。

このようにしてガ２小 イドレール２２が被検体１３翫クランフ憤。モータ９８
を逆回転させることによって爪８１をブロック９３の方
向に移動させ、ガイドレール２２のクランプを外す。他
方、ブ１」ツク９３にはスプリング９４の付いだスプリ
ンタ′ｌｌ！１１１９５があり、スプリング９４の反力
を台車１００にＩｉえることによって、これに連結した
ローラ８３に揺動させることができる。

第８図は駆動するためのＩコーラ８０の詳細図でアルが
、ブロック９２にスプリングを介してローラーケース１
０２が取り伺けＣ）；）１、る。モータ１曲１１３をス
トッパーｉｏｉで固定することにより、モータ１１２の
回転によっでモータ１１２の外筒が回転する。この外筒
の周囲にスリーブ１０５およびタイヤ１０４が同心固状
に取イχ１けられる。タイヤ１０４は、被検体１３に接
している。このため、モータ１１２の外筒が回転すると
、ガイドレール２２は被検体１３の軸方向に移動する。

この他、リード線１０６ｃで力えられノこ電圧は、ブラ
シ１０７、電極１０８を介してリード線１０６Ａ。

１０６　Ｂからモータ１１２に：４られる。商らに、回
転を円滑にするだめのベアリングＩ　０３　Ａ　。

１０３Ｂ並びにタイヤ１０４には溝１１０がある。

（９） ガイドレール２２ば、遮へい体５の扉の外で被検体１３
である配管に取付けられる。その陵、モータ１１２を駆
動するととによって前述ｊ７たようにガイドレールを被
検体１３の軸方向に、ノズル部２付近まで移動させる。

所定の位置に到達した時、モータ９８を駆動させ、爪８
１によってガイドレール２２を被検体１３にクランプす
る。ガイドレール２２が被検体１３に沿ってノズル部２
近傍１で走行した場合、人間がいないだめにガイドレー
ル２２に装荷された探触子駆動装置の周方向の位置がわ
からなくなる。特に取り付ける場合に周方向の位置を定
めてもガイドレール２ｚの軸方向の走行時にずれる可能
性がある。このだめ、ガイドレール２２が周方向のずれ
だ位置にクランプされても、探触子駆動装置が重力によ
って傾き角度を検出できるセンサーを内蔵しているため
、その信号に応じて探触子駆動装置をガイドレール２２
に旧って周方向の特定位置（例えば真上）まで走行させ
、その位置を周方向の基点とするととができる。

（１０） その後、探触子駆動装置を操作して所定位置の超音波探
傷を行なう。

探触子駆動装置の概要を第５図により説明する。

探触子２３は、アーム２３の先端部に設けられており、
本体４６に設けられる伸縮可能なアーム３４とそれに数
句けられる伸縮＋ＩＪ’能なアーｌ、３２によって被検
体１３の軸方向に移動することができる。このため、探
触子駆動装置の運搬時及び取り付は時のような場合は、
伸縮アーム３４．．３２を縮めた状態にすることにより
小ＪＱｊｌにすることができる。

ボックス３５に内蔵されたモータによってボールスクリ
ュー４２を回転させ、ボックス３５に固定されたアーム
３６を本体４６側に移動させることができる。アーム３
６は本体４６の反２］側に貫通しており、アーム３６Ｉ
３の部分をＩ栗触−１−２３側に伸ばすことができる。

また、同じモータによって２本のアーム３４と一体とな
ったボールスクリュー（図示せず）を回転させることに
より、アーム３６Ｂ内からアーム３４を伸ばすことがで
きる。

（１１） このように１個のモータを動かすことにより、アーム３
４と一体となったボールスクリューおヨヒボールスクリ
ュー４２の両者をボックス３５内のウオーム歯車を介し
て同時に回転させ、アーム３６Ｂとアーム３４を同時に
伸ばすことができる。

アーム３２は、アーム３４に設けられる角度調整器３３
に回転可能に取付けられるボックス３９に設けられる。

アーム３２は、コイル状になってボックス３９に収納さ
れている等間隔の穴のあるうず巻ばねを凸起物のあるボ
ビンをモータで回転させることにより、ボビンの凸起物
がうず巻ばねの穴を順次移動し、アーム３２を伸ばすこ
とができる。逆にアーム３２を短くする場合は、モータ
に逆回転を与えることにより行う。なお、アーム３２に
強度をもだせるため、うず巻ばねを複数に菰 し、かつ、その舛べる方向を異なるように配置すること
が有効である。

探触子２３は、走行に伴って回転する輪体、この輪体の
動きとは別に超音波振動子の入射角を連続的あるいは断
続的に変化させるだめの機構、モ（１２） 一夕を輪体内部に包含している。モータ４１の回転をリ
ング３１に内蔵したウオーノ、−１９よび探触子２３と
一体となったウオーム歯車４３に伝えることにより、探
触子２３をリング３■に沿って旋回させることができる
。

探触子２３の進行方向先端にし［、接触媒質を供給する
だめの回転体３０がある。回転体３０の内部に供給され
る接触媒質は、スポンジ状の回転体３０を通してその表
面に出てくる。表面に出てきた接触媒質は、アーム３２
等の伸縮によって回転体３０が被検体１３表面に沿って
回転することにより、被検体１３表面に付着する８、こ
の接触媒質は、回転体３０の後を回転しながら走行して
くる探触子２３によって押え込−止れる形になる。この
結果、探触子２３と被検体１３の間に接触媒質を介在さ
せることができる。探触７’−２３の走行は一方向に限
定されないため、回転体３０と同じものが探触子２３の
反対側にも旧属される。

以上のように探触子２３の軸方向の走行はアーム３２、
アーム３４及びアーノ、３６１３のそれぞれ（１３） によって行う。

周方向の走査は、ガイドレール２２に取り付けられた本
体４６をモータ４４の駆動によりガイドレール２２に取
付けられたベルト３８を回転させることによって移動す
る。被検体１３と接する回転ローラ３７が本体４６に設
けられる。本体４６はガイドレール２２に固定されたベ
ルト３８によって取り付けられ、かつ、それに従って走
行するが、ベルト３８の切断の場合においても脱落しな
いだめのガイドレール２２への抱き込み機構が設けられ
る。さらに、本体４６には各種モータの動力線及び位置
信号等を送るだめのケーブル４ｏが接続される。回転ロ
ーラ３７は、ガイドレール２２が軸方向に走行する場合
、本体４６と共に押し上げられ、被検体１３の面から離
れるようになっている。

第９図は、ノズル部の圧力容器壁側を探傷する場合に探
触子２３を取付けたアーム３２とアーム３４とを一定の
角度で曲けた状態を示しだものである。モータとウオー
ム歯車とを内蔵した角度調（１４） 整器３３と、探触子２３の近傍に設置され被検体１３と
の接触圧力を検出するだめの圧力七ンザーとによってア
ーム３４とアーム３２との角度を調整することができる
とともに探触イ２３の接触圧力を一定に制御することが
できる。

本発明によるガイドレールを使用することにより、次の
ような効果が得られる。

低レベルの放射能領域で探触子側ｌｌ１ｌ＋装置を装荷
したガイドレールを取りトＪけ、高レベルの放射能領域
まで遠隔で自動的に走行させるとともに、自動的にクラ
ンプして探傷できるようになったため、作業者が完全に
高レベル放射能領域に入らなくともよくなる。この結果
、作業者の放射能被曝を大幅に低減できる。

本発明の走行ガイドレールｔ−１２、ブロックに分散で
きる方式としだが、これに限定されるものでなく一体の
もので円形状を構成したガイド１ノールに走行及びクラ
ンプのだめの機構を取り付けることもでき、何んら問題
なく使用するととができる。

また、ベルトによる駆動装置の取り伺は及び走行（１５
） 方式としだが、第３図に示す従来のガイドレールのよう
に、本発明のガイドレール外周にランクを設け、しかも
本体４６に抱き込み機構を取り付けてもよい。

走行ローラの駆動方式及び構成、爪の駆動方式に限定さ
れるものではない。

走行ローラと爪を別のブロックにしだが、同ジブロック
に配置しても何んら問題ではない。

本発明のガイドレールは、超音波探傷装置に限定される
ものでなく、例えば、溶接装置等に利用することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉圧力容器のノズル部伺近の構造図、第２
図は従来使われていだ探触子駆動装置をノズル部に取り
付けた場合の動作説明図、第３図。 第４図は同じ〈従来の他の探触子駆動装置の取り付は状
態とその動作を示した説明図、第５図は本発明の一実施
例を適用した遠隔自動超音波探傷装置の斜視図、第６図
は第５図に示すガイドレールの斜視図、第７図はガイド
レールに設けられるり（１６） ランプするだめの爪の出入機構の詳細図、第８図はガイ
ドリングに設けられるローラの詳細図、第９図は第５図
のアーム先端部を斥１７、かつ、アームを曲げた状態を
説明するだめの図である。 ８０・・弓−ラ、８１・・・Ｌ８２・・・ローラ、８３
・・・ローラ、８４・・・変形ピン、８５・・・変形穴
、８６・・・接続端子、８７・・・摺動板、９ｏ・・・
ブロック、９１・・・ブロック、９２・・・ブロック、
９３・・・ブロック、９４・・・スプリング。 （１７） 第　１０ 茗３０ 其４７ 名５（２１ 茗６０ ￥　α ｑ３ 第　８０ 罵　ｑｌ１２］ 第１頁の続き ＱＤ出　願　人　中部電力株式会社 名古屋市東区東新町一番地 ■出　願　人　中国電力株式会社 広島市中区小町４番３３号 （７）出　願　人　日本原子力発電株式会社東京都千代
田区大手町−丁目６ 番１号 ■出　願　人　株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−下目５ 番１号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　管体の外周に同心的に装着する環状ガイドレール
   の内面に、上記管体の軸方向に走行する機構と、上記管
   体に」〕記ガイドレールをクランプする機構とを具備１
   ７だことを特徴とするガイド１〜・−ル。