JPS5952985B2 - 環状ガイドレ−ル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、環状ガイドレール装置に係り、特に、管体に
取付けられて超音波探傷装置を案内するのに好適な環状
ガイドレール装置に関するものである。

原子力発電所においては、定期的に原子炉圧力容器、冷
却機配管等の探傷が行なわれている。

非破壊検査方法としては、超音波探傷検査が最も広く採
用されている。従来、手作業を主体として探傷が行なわ
れていたが、作業員の放射線被曝あるいは、作業員によ
るデータのバラツキ等を生じる可能性があり、遠隔自動
超音波探傷装置の必要が生じた。現在、各方面で遠隔自
動超音波探傷装置の開発が進められているが、重量、大
きさ、走査精度、取り付時間等の機能面と探傷精度等の
性能面で難しい問題があり、これらを満足するものはな
かつた。

例えば、重量、大きさの問題については、作１業員が持
ち運びできる約１０ｋｇ以下の重量にすること、あるい
は狭い空間でも容易に配管に取付けられること等が必要
である。さらに、作業員の放射線被曝の可能性をできる
だけ抑えるために超音波探傷装置の着脱時間を短縮する
必要がある。しかしながら、現在のところ小型化、軽量
化及び着脱時間の短縮等において優れたものはない。超
音波探傷装置の主要な部分であるカートレールの取付け
方式としては、（１）ゴム、板バネ等の弾性体を配管と
ガイドレールの間に入れる方式、（２）ネジ等を配管と
ガイドレールの間に複数個配置し、これを単動又は連動
させてクランプする方式、（３）配管とガイドレールの
間にゴム管あるいはゴム袋等を設置し、そのゴム管等に
空気圧を与えてクランプする方式、（４）旋盤等に使用
されている３つ爪チヤツク方式等が代表的である。

（１）の方式は、機構的に簡単ではあるがクランプカが
弱い欠点がある。（２）の方式は、クランプカは大きい
が機構が複雑になるため、管面からガイドレールの高さ
が高くなる等の欠点がある。（３）の方式は、取付け時
間では優れているが、クランプカが弱いこと及び配管の
中心とガイドレールとの中心がでないこと等の欠点があ
つた。（４）の方式は、機構が複雑になるため管面から
ガイドレールまでの高さが高くなるために目的としてい
る小型化、軽量化が図れない欠点があつた。配管の周方
向Ｙの駆動部と軸方向ｘの駆動部を分散させる方式の遠
隔自動超音波探傷装置を示せば第１図の通りである。

配管１に取り付けたガイドレール２上には、移動台車５
が設置される。移動台車５にはモータ（図示せず）が設
けられ、モータに連結されるピニオン２２が、ガイドレ
ール２の外周面に設けられるラツク３と噛合つている。
モータの回転によつて移動台車５は、ガイドν−ル２０
のラツク３に従つて周方向に動くことがでぎ▲７嚇ｉ台
車・４も、１対のアーム８によつて移動台車５と連結し
ているため同時に動くことができ、移動台車４に設けら
れるアーム６先端の探触子７を配管］の周方向に走行さ
せることができ。また、移動台車４によつて設けられる
アーム６を配管１の軸方向に動かすことによつて、探触
子７を配管１の軸方向に移動できる。なお、支柱９は軸
方向のバランスをとり、探触子７を配管１の表面に押し
付ける目的がある。すでに提案されている、ガイドレー
ルを（３）の方式で取り付けた場合に生じる欠点を、第
２図に基づいて説明する。

第２図に示すように被検査体である配管１とガイドレー
ル２の間にゴム管１０を入れ、このゴム管１０に空気を
圧送することによつてゴム管１０が膨張し、ガイドレー
ル２を配管１にクランプさせることができる。しかし、
ゴム管１０が膨張する場合に自由度があるため第２図の
ように配管１とガイドレール２との平行度がずれ、角度
αが生じる。この状態で超音波探傷装置を取り付けると
、第１図のように探触子７が配管１の表面から離れたり
逆に過度に押し付けられた・りする悪い結果になる。角
度αのずれが小さければ、支柱９によつて調整できるが
、一般には難しい。このずれが生じると、第３図のよう
な状態にもなる。第３図は、第２図を９０゜周方向Ｙに
回転させた状態の平面図である。この場合、アーム６２
を伸ばした時、ガイドレール２の傾きにより配管１とガ
イドレール２の中心線がずれるため、探触子７の実際の
位置と検出位置との間に誤差が生じる。第４図は、配管
１に取り付けたガイドレール２・に対し、起り得る他の
現象を示す説明図である。

ガイドレール２の自重等により、配管の上側にあたるゴ
ム管１０がつぶされ、空気を圧送しても、ゴム管］０が
平均に膨張せず、ガイドレール２が配管１にずれた状態
で取り付けられる。この結果”を、第５図で説明する。
破線で示すように配管１の上側に探触子７がセツトされ
た場合は、配管１に探触子１が過度に押し付けられ、超
音波探傷装置仝体にむりな力がかかり故障の原因となる
。また、実線で示すように配管１の下側に探触子７を動
かした場合は、ガイドレール２の中心のずれにより探触
子７と配管１にスキ間ができ探傷不可能となる等の欠点
があつた。さらに、（３）の方法の欠点は、周方向並び
に軸方向の力に対して揺動しやすいことである。

特に第２図のようにすると、配管１とガイドレール２と
の垂直方向の力は非常に大きなものが得られるが、横方
向（軸方向）の力に対しては非常に動き易くなる。これ
はゴム管１０に圧送する空気圧を強くしても変らない。
本発明の目的は、環状ガイドレール装置の機構を単純化
し、かつ環状ガイドレール装置の芯合せを短時間に簡単
に行なえるようにすることにある。

本発明の特徴は、管体の周囲を取囲むガイドレール部材
の内面に、剛体の突出部および内部に密封空間が設けら
れる伸縮部材をそれぞれ設けることにある。

第６図は、自動超音波探傷装置を配管の円周上に沿つて
走行させるための本発明の好適な一実施例である環状ガ
イドレール装置の断面図である。

ヒンジ１７を中心に開閉可能な１対のガイドレール部材
２３および２４、ガイドレール部材２３および２４を配
管１に取付けた後、これらのガイドレール部材の端部を
連結する止め具１８とからなる。ガイドレール部材２３
および２４の外周面には、第１図に示す自動超音波探傷
装置を配管１の周方向に走行させるためのラツク３が設
けられている。また、配管１に取り付けられたガイドレ
ール２をクランプするための機構としては、カー，ドレ
ール部材２３の内面に配置した複数の芯出し用ピン（剛
体）１６と、ガイドレール部材２４の内面に設けた複数
のゴム管１０と、ゴム管１０に空気圧を分散させるため
の分岐管１９と、これに空気を圧送するための手動式の
エアーポンプ２０，（第７図）がある。２］は、バルブ
である。

ガイドレール２に付けられた芯出し用ピン１６は、配管
１に取り付けの際、調整する必要がないように、あらか
じめ配管１とガイドレール２の中心が一致する長さに設
定しておく。さらに、芯出，し用ピン１６は、配管１の
周方向Ｙに１２０゜位の角度をつけて配置することが望
ましく、配管１の軸方向ｘにもガイドレール２が動かな
い程度の幅を持たせる必要がある。配管１にガイドレー
ル２を取り付ける場合の芯出し用ピン１６の位置とし，
ては、配管］の上側になるようにすれば、ガイドレール
２自身の重量に影響がなく、配管１とガイドレール２の
中心が一致する。配管１にガイドレール２をクランプす
る場合は、芯出し用ピン１６を配管１の表面に接触させ
てとめ具１８によりガイドレール部材２３および２４を
連結する。

ガイドレール２は、配管１を取囲む状態になる。そこで
、分岐管１９に取り付けられているバルブ２１を開き、
手動のエアーポンプ２０を作動することにより空気をゴ
ム管１０内に供給圧する。ゴム管１０が膨張して、ふれ
止金具（第９図）を配管１側に押すことにより、芯出し
ピン１６と、ゴム管１０と、ふれ止金具で配管１にガイ
ドレール２を完全にクランプし、配管１とガイドレール
２の中心が簡単にしかも正確に合致させてクランプする
ことができる。ガイドレール２の芯出し作業が完了した
時、バルブ２１を閉じる。第８図は、配管１にガイドレ
ール２をクランプした状態を上部から見た場合の芯出し
用ピン１６の付ける位置に示した平面図である。

芯出し用ピン１６により、ガイドレール２が配管１の軸
方向Ｘに対し直角になること、また、配管］とガイドレ
ール２の間隔を一定に保つことができるため、ゴム管１
０でクランプした場合も中心が一致する。ゴム管１０の
膨張する力を一定方向に限定するためのふれ止金具を第
９図で説明する。

第９図は、配管１にガイドレール２をクランプするため
のゴム管１０と軸方向のふれを防ぐためのふれ止金具］
１の断面図である。ゴム管１０の膨張する力を一定方向
に限定するためのふれ止金具１］の動作原理を説明する
。

第９図のように配管１とガイドレール２の間にゴム管１
０を入れ、そのゴム管１０を包むようにしてコの字状の
ふれ止金具１１を設置し、ふれ止金具１１をボルト１２
によりガイドレール部材２４に取付ける。ふれ止金具１
］はゴム管１０の膨張により、ガイドレール２の側面に
沿つて動き配管１にガイドレール２をクランプできる。
ふれ止金具１１は、ガイドレール２の側面に沿つて摺動
するため、ゴム管１０の膨張する力をガイドレール２の
半径方向に限定することができる。また、力の方向を限
定する手段と合せガイドレール２とふれ止金具１１の位
置関係を定めるため、第１０図のようにふれ止金具１１
には長穴１３を設け、長穴１３にボルト１２を通し、ボ
ルト１２が案内となりふれ止金具］１の動く方向を限定
させることができる。本実施例によれば、従来のガイド
レールに比べて下記のような効果が生じ小型化、軽量化
、操作性、経済性、加工性等の面で大幅に向上する。

（１）クランプ機構が極めて簡単なため、小型化、軽量
化が図れることと、配管面からの高さも極めて低くする
ことができる。（２）芯出し用ピンにより、調整する必
要がなく配管とガイドレールの中心が簡単に一致する。

このため、取り付け精度の向上と合せ着脱操作時間が大
幅に短縮できる。（３）配管とガイドレールの間隔が均
一であるため探触子の管面への押しつけ圧力が一定にな
る。

このため探傷性能が大幅に向上する。また、位置精度等
も向上し、データのバラツキがなくなり、再現性が優れ
ている。本発明の実施例としてピンを用いた場合につい
て説明したが、他の剛体であつても何んら問題なく利用
することができる。

また、原子力関係の配管径に関しては、特に品質管理が
きびしく寸法誤差は非常に小さく製作されているためこ
のピンの長さを固定してもよいが、長さを調整できるよ
うにすればさらに汎用的になる。この芯出し用の剛体の
数に限定されるものでもない。例えば、周方向に配置し
て配管に接する点は少なくとも固定爪、移動爪を合せて
３点必要であるが、移動爪の数、配置によつて固定爪の
数、配置する位置は当然変化するものである。また、変
形材として、ゴム管を利用した場合について述べたが、
これに限定されるものでなく、例えば、ゴム袋やエアー
ピストン等にすることもできる。

さらに、金属等の硬い物で作られたベローズ等を利用し
、ガイドレール内面にそれを装着する位置、数あるいは
形状によつてふれ止防止を考慮すれば、ふれ止金具を使
用しなくとも目的の操作が可能である。ふれ止金具を断
面がコの字状の金具にしたが、これに限定されるもので
なく、変形材の変形力に応じてガイドレールと配管面の
間を上下動するものであれば本発明の目的から逸脱する
ものではない本発明によれば、単純な構造の環状ガイド
レール装置を短時間に容易に管体に取付けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は配管に環状ガイドレール装置を取付けてそのガ
イドレール装置上に超音波探傷装置を配置した状態を示
す正面図、第２図、第３図、第４図および第５図は従来
考えられている環状ガイドレール装置の取付け状態を示
す説明図、第６図は本発明の好適な一実施例である環状
ガイドレール装置を配管に取付けた状態での縦断面図、
第７図は第６図に示すゴム管内に空気を供給する手段の
構造図、第８図は第６図の平面図、第９図および第１０
図は第６図の実施例に設けられるふれ止金具の構造図で
ある。 １・・・・・・配管、２・・・・・・ガイドレール、７
・・・・・・探触子、１０・・・・・・ゴム管、１６・
・・・・・芯出し用ピン、２０・・・・・・エアーポン
プ、２３，２４・・・・・・ガイドレール部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管体の周囲を取囲むように、前記管体に着脱自在に
   取付けられ、かつ外周面に沿つて作業装置を案内するガ
   イドレール部材と、前記ガイドレール部材の内面に取付
   けられ、かつ前記管体と接触する剛体の突出部と、内部
   に密封空間を有して前記ガイドレール部材の内面に取付
   けられ、前記密封空間に流体を供給することによつて膨
   張する伸縮部材と、前記伸縮部材の前記密封空間に前記
   流体を供給する手段とからなる環状ガイドレール装置。