JPS6098366A - 被検物の検査用複合工具 - 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、一般に、複合管状体のような被検物を検査し
てその内部の欠陥を探知するための自在工具に関し、よ
り詳細には、原子炉容器及び異なる曲率半径を持つその
構成要素のような管状体の種々の溶接部を試験してその
内部の欠陥例えば割れや空隙を検知するためのコンパク
トな超音波トランスジューサ一群を備えた自任工具に関
するものである。

商業ベースの発電に使用される原子炉容器には、加圧水
型と沸騰水型との２種類があり、どちらの場合にも、原
子炉容器は、底部及び上部フランジを溶接したほぼ円筒
状の金属製の外殻体からできている。外殻体の主要部は
、通常は、円周方向及び長手方向の継目に沿い互いｌこ
溶４女された一連の小円筒体から成っている。そのほか
に、円周上に互いに隔だでられた複数のノズルは、外殻
体上要部を貫通し、外殻体の壁部に同様に溶接されてい
る。このように、原子炉容器の製造、外殻体上要部への
上部フランジのド１種々の入口ノズル及び出口ノズルの
固着には、非常に多数の溶接部が必然的に使用される。

これらの溶接部は、典型的には、上部フランジ溶接部、
ノズル溶接部、ノズル安全端溶接部、中間領域（上部フ
ランジのホルト孔間の壁部分）、円周方向溶接部、並び
に長手方向溶接部と呼ばれでいる。

これらの多数の溶接部、特にその溶接域及び（又は）容
積はもちろん原子炉容器の使用前に検査される。この検
査は、原子炉容器を恒久的に取付ける前に、１つ以上の
検査工具を比較的接近させ易い原子炉容器の全ての部分
について行なわれる。しかし原子炉容器の溶接域及び（
又は）溶接容積の供用中検査は、望ましいたりでなく、
規格によっても指定されている。この指定によれば、原
子炉容器の各々の溶接容積は、定期的に容積検査して、
原子炉容器の構造的な健全性をチェックしなければなら
ない。この規格による要件に基づいて、上部フランジ溶
接部、ノズル溶接部、ノズル安全端溶接部及び中間領域
の点検は、ａＯケ月おきに、また原子炉容器の円周方向
及び長手方向溶接部の点検は７０年おきにそれぞれ行な
われる。この目的のために、米国特許第名／９６，０ゲ
タ号及び第￥、／’１０１９／号明細書には、原子炉容
器及びその種々の溶接容積の点検をｔｉｏケ月おき及び
ｉｏ年おきζこ行なうための超音波トランスジユーザー
列を備えた。

前記の検査に関連して使用する工具が開示されている。

この従来技術によるトランスジューサー列ないしは工具
は、複数の個別の超音波トランスジューサーを可動に取
付けた、典型的には、６　Ａ、０σｘ　Ｉｆ　Ｌ７薗（
２６インチ×／Ｉｆインチ）の大きさの、比較的大形の
四角形の支持板を一般に備えている。超音波発信器と受
信器とを含むトランスジューサーは、支持板上に互いに
対し調節自在にトランスジューサーを位置決めｎＪ能と
するように、外方に延びるｌ対の案内レールの間に、支
持板上に取付けられている。更に、トランスジューサー
は、米国規格により指定された角度において被検溶接容
積を透過するように支持板に対する所定の角度で超音波
ビームを送出するように個別に調節することができる。

典型的には、これらの規格によって定められた検査角は
、検査面に引いた直線に対する呼び角度ｌｌ５０及び６
０°であるが、±、２°の公差値は一般に許容される。

従来技術によれは、成る特定の原子炉容器の検査に際し
て各々の超音波トランスジューサーの適切な検査角を得
るために、検査の前に、各々のトランスジユーザーを個
別に位置決めし。

また支持板に関する配向角を個別に調節する。

前述した工具のトランスジューサーは、このようにしで
、米国規格に準拠するように個別に計算された種々の角
度に、ランタムに位置決めされる。しかし、このように
トランスジユーザーをランダムに位置決めした場合、比
較的大形の支持板が必要になり、検査される原子炉容器
及びその付帯装置、例えば原子炉容器に取付けたノズル
の内部で、支持板を有効に操作できないため、種々の原
子炉容器の検査が困難になる。

更に支持板は、その大きさのため、重量が大きくなり、
それによっても、工具の操作が困難になる。

従来技術による工具は、重量及び大きさが望ましくない
上に、大きさ従って曲率半径の異なる原子炉容器及びノ
ズルの検査には、直接Ｉこは使用できない。例えば原子
炉容器には、λループ、３ループ及びグループ用容器き
しで普通知られるように、３つの異なった既知の→ノイ
ズのものがあり、これらの容器は、典型的にＣフｔ、異
なった内径、例えば３３りｃｍ　（／　３コインチ）、
ｔ１３７ｃＩｎ（／！Ａ；インチ）及びｔｌ、７７ｍ（
／７．２インチ）を有している。これらの各々の原子炉
容器の検査面が異なった曲率半径をもつため、直径の異
なった原子炉容器又はその付帯装置道の溶接部の検査に
際して、従来技術による工具の複数の個別のトランスジ
ューサーの配向角及び位ｆＩＱを個別に調節することが
必要になる。例えは、グＯケ月おき及び１０年おきに原
子炉容器を検査ｔるためには、別々の工具が用いられる
。

この工具を使用する場合、検査すべき原子炉容器の直径
及び検査面の対応した曲率半径に適応するように、トラ
ンスジユーザーの相対位置を案内レールにより調節する
と共に５支持板に対するトランスジューサーの配向角を
調節することが必要になる。このように個別のトランス
ジューサーの再位置決め及び整列を行なわない場合には
、従来技術の工具では、例えばり左０゜、ｏという規格
による呼び検査角度に適応しＩＪがら、異なった■α径
の原子炉容器を検査することはできない。個別のトラン
スジューサーの支持板ζこ対する配向角及び正確な位置
は、コンピューター分析によって定めることはできるが
、トランスジューサーは、手操作によって個別に位置決
めし整列させることが指定されている。

この手操作による個別のトランスジユーザーの位置決め
及び整列には、屡々−人でλ日間を要し、従来技術によ
る工具の使用が非効率的になるだけでなく、大きさの異
なる原子炉容器の検査を行なう場合には、余分のコスト
が必要になる。

そのため、原子炉容器の大きさと係りなく、またこの種
の検査に対する米国規格にも適合するように、いろいろ
の溶接容積内の割れ及び空隙のような種々の欠陥を探知
するようにした、容器特に原子炉容器及びその（１帯装
誼のような管状体の検査用の自在工具に対する要求がイ
Ｉ：在する。

本発明の主な目的は、前述した従来技術の工具の前述し
た欠陥を克服し、特に規格により指定されたこの種の工
具に対する特別の要求を満たし得るようζこした、各種
の被検物例えは管状物特に原子炉容器及びノズル又はフ
ランジのような付帯装置を超音波試験するための自在工
具を提供することにある。特に、水中の放射性１１；ｉ
境において原子炉容器の内部から遠隔に原子炉容器につ
いて全ての規格に適合した溶接部のに亘音波検査用の自
在工具を提供することが、不知間の一方面において考慮
されている。

本発明の別の目的は、原子炉容器及びそれに付設された
ノズルの内部においで容易に操作できるように、最小の
大きさ及び重量とし、所定の１つの溶接領域が複数のト
ランスジューサーによって同時に検査されるようにし、
異なった直径の原子炉容器及び対応した異なった曲率半
径の検査面を共通に検査するように個別のトランスジュ
ーサーが配置され整列されるようにし、且つ最小のコス
ト及び段取り時間で担々の太きさ及び対応して異なった
曲率半径をもった容器を検査するために使用するように
した、原子炉容器の溶哄部の超音波検査用自在工具を提
供することにある。

本発明は広義には、それぞれが長手方向の軸線と異なる
曲率とを有する複数の被検物の諸部分を検査してその内
部の欠陥を探知する、被検物の検査用複合工具であって
、支持板と、検査ビームを放出するため該支持板に装着
された複数の別個のセンサーとを備え、該センサーは、
して所定の位置にあるときに、各センサーからの検査ビ
ームが前記仮想線に実質的に沿う前記被検物のある所定
の部分を透過するよ・うに、１Ｊｔｌ記支持板に関して
配設されており、前記仮想線は被検物の前記所定部分を
含む面内にあって、前記センサーによる被検物の前記所
定部分の検査が検査中の前記被検物の曲率半径に無闇係
である、被検物の検査用複合工具に存するものである。

本発明の一実施態様に従って、被検物の複俄の部分を検
査して内部の欠陥を探知するだめの複合型の工具が提供
される。この複合型の］二共は、支持板と、被検物の複
数の部分を検査するために１群として該支持板上に数句
りられた複数の個別のセンサーとを有し、これらのセン
ーリーーは、その間の距離を最小とするように互いに対
し相対的に配置されていると共に、該支持板が被検物に
対する所定の位置にある時に被検物の所定部分を同時に
検査できるように核皮ｔ＝Ｙ　板好ましいのは、センサ
ーが複数の群として配設され、各々の群は、被検物の別
々の異なる部分を検査するようにされ、個別のセンサー
の各群は、支持板の大きさを最小にするように互いに関
し相対的に配置されていることである。

本発明の別の実施例によれは、複数の被検物の複数の部
分を検査して内部の欠陥を探知するための複合型の工具
が提供される。ここに、各々の被検物は、成る長手方向
の軸線と、対応する異なった曲率半径とを備えている。

複合型の工具は、支持板と、該支持板から検査ビームを
放出するように該支持板に取付ｔｊｅれだ複数の個別の
センサーとを調えている。これらのセンサーは、該支持
板が被検物上に表示された仮想線（被検物の長手方向軸
線を含む一平面内にある線）に対する所定位置に配設さ
れた時に該仮想線にほぼ？１）って存在する被検物の所
定部分を検査ビームが透過するように、支持板に対しで
配置される。そのため、センサーによる被検物の所定部
分の検査は、被検物の曲率半径と無縁になる。

この最後の実施例において、センサーは、支持板が被検
物に対する所定の相対位置に被検物の検査のために配設
された時に、被検物の長手方向ｓａと前記仮想線とを含
む平面内ｌこ検査時に存在する軸線に沿って配置され、
センサーは、この平面内に入る検査ビームを指向させる
ように照準される。

前述した最後の実施例において、センサーは、支持板が
被検物に対する所定の相対位１ｒ６−に力支検物の検査
のために配設された時に、被検物の長手方向軸線と前記
仮想線とを含む平面の夕日こ検査時に存在する軸線に沿
って配置され、七ンーリ゛−は、該仮想線において該平
面と交わる検査ビームを指向させるように照準される。

次に、管状物例えば原子炉容器の超音波試験用自在工具
の好韮しい実施例を示した添付図面を参照して本発明を
一層詳細に説明する。

本発明による自在工具を説明する前に、原子炉容器の種
々の溶接容積に対する特定の請求及びその検査方法が、
アメリカ機械学会の規格ｌこより規定されていることを
銘記すべきである。

本発明による自在工員は、この規格による制限のほかに
、前記の規格に示された種々の試験及び手続きに準拠し
て用いられている。

類似の要素は同一の符号によって示したは１而を参照す
ると、第１図１こは、自在工具１０θが、正面図により
図示されている。自在工Ａ１０θは、米国規格の丁にグ
。ケ月毎に定期検査を必要とする原子炉容器の種々の溶
接容稍を検ｈ−するためｌこ用いられる。これらの溶接
容積は、特定的には、上部フランジ−答器溶援部、ノズ
ル安全端−容器溶接部及び中間領域（例えは原子炉容器
のＪ：部フランジのボルト孔間の溶接領域）と普通呼ば
れている。工具１００は、第１図に示すように、支持板
１０２に列状に取＋］すな複数の個別の超音波トランス
ジユーザーによって構成される。これらのトランスジユ
ーザーを支持板１０２に取付ける特別の仕方について次
に説明する。

各々のトランスジューサーは、超音波感知ビームが同一
のトランスジューサーにより送出され受信されるように
した超音波送受信器の糾合ぜを備えている。各々のトラ
ンスジューサー〇、Ｉ、第１図に各トランスジユーザー
について示した支持板ｌθコに対する配向角度及０・そ
れそ゛れの矢印の方向に超音波感知ビームを送出する、
Ｖうに、支持板／θコｌζ取向けられでいる３、成るト
ランスジユーザーについて矢印が示されでいない場合、
それは、支持板１０２を含む５Ｖ面と１１１角にそのト
ランスジユーザーが超音波感知ビームを送出するように
なっていることを意味する。。

−例として、トランスジューサーＴＲ／は、支持板７０
．２に対しヂ、り０の角度で矢印により示すように下向
きに超音波感知ビームを送出するように、支持板１０２
上に取付けられている。

支持板１０２に対する特別の角度及び方向に超音波感知
ビームを送出するように１−ランスジューサーが支持板
１０．２に取付けられでいる以外ζζ、これらのトラン
スジユーザーは、検子【４−べき所望の溶接容積に従っ
て、集落化されたコンパクトな群として配置されでいる
。より詳細に゛は、トランスジユーザーＴＲＯ、ＴＲ２
、ＴＲ，？　、　Ｔｌｌは、ノズル安全端溶接部の点検
用、ＴＲ３−、ＴＲ６゜ＴＲ７、Ｔｌｌは、ノズル−容
器溶接部の点検用、ＴＲ９、ＴＲ／θ、ＴＲＩ／及びＴ
Ｒ／、２　はフランジ−容器溶接部の点検用、ＴＲＬθ
、　ＴＲＬＯＯは中間領域の点検用、ＴＲ／３．ＴＲ／
ｌＩ−は使用前の工具の適正な方向決め用、即ち被検物
の検査面とＩＬ１角にトランスジューサーＴＲＯが配置
されたことの確認用に、それぞれ用いられる。

各々のトランスジューサーを可及的に互いに近付けて、
また各々の群を瞬接する群に可及的に近付けで位置させ
た場合、支持板１０２の全体のサイズは、高さが約Ｆ　
Ｏ，６α（／／、インチ）、底辺の長さが約Ｊ　、ｉ、
ｔｃｍ（ｔ　Ｊ　’／ｑインチ）の三角形の板状に有利
に縮小される。これにより従来技術に比べて実質的に小
さく軽量な工具１００が得られる。この点について、本
発明の工具１００は、多数の溶接部を点検するために原
子炉容器内においてより容易に確実に操作できると共に
、軽量な構造のためコストも低摩な操作装置を使用する
ことができる。各々のトランスジユーザーを互いに可及
的に近く位１ηさせる能力は、従来技術の工具の案内レ
ールを除いたことと、本発明の原理に従って検査すべき
特別の溶接部ζこついて個別のトランスジューサ−をｈ
ｒＪ単に集落比したことによって実現される。

米国機械学会規格は、前述したようζこ、原子炉容器の
溶接部を超音波により検査すべき仁とを規定している。

検査中の溶接部の容積内ｌこおいての検査ビームの屈折
角も米１ｉｉ１機械学会規烙に指定されている。従来技
術の工具は、検査ビームの方位ないしは配向の可変角及
び案内レールによるトランスジューサーの可変位置を８
′［簀する仕方で個別のトランスジューサーを取（ｔ　
ｔ〕る技術を使用しでいる。しかし、検査ずべき各々の
溶接部についてビームの入射角及びトランスジューサー
の位置を計算する必要のため、原子炉の検査前の段取り
に多くの時間が費やされる。またトランスジューサーを
取付ける支持板を含む工具は、比較的大形で、また太ｉ
ｔであるため、原子炉容器の締めしろ誤差並びｌこトラ
ンスジューサー列の位置決め誤差を屡々生ずる。

本発明の工Ｊ％１０θによれば、工具の構造部分ζこ高
強力アルミニウムを使用していることと。

各々のトランスジューサーを集落化された群としてコン
パクトに配列したこととによって、工具の大きさは、従
来技術による工具の約５θ係、重量は約３０％それぞれ
減少する。

本発明の自在工具１０θは、米国機械学会規格に示され
た点検指示を遵守しながら、組立体全体の大きさ及び重
量を少くすると共に、トランスジユーザー列の段取り時
間を除くように構成されている。本発明の工具１００に
よれば、異なったサイズとそれに対応しで異なった曲率
半径の原子炉容器を検査する場合に従来技術のとによっ
て、トランスジューサー列の段取り時間が大きく節減さ
れる。そうした段取り要求とそれに関連して可能な操作
ミスとが除かれることによって、原子炉容器の溶接部の
検査の反復可能な正確さと、自在工具の前述した＋７−
イズ及び重量の減少による製品の品質の改善とが結果と
して得られる。

従来技術の工具においては、米国機械学会Ｈ’１格によ
り指定された検査ビームの入射角で溶４べ部を適正に検
査し得るように、原子炉容器のＩｒｊ径がその対応の曲
率半径と共に増大する場合に、各々の検査すべき溶接部
について個別のトランスジユーザーの配向角を調節する
ことが必要であった。

種々のサイズの原子炉容器に適応するようにトランスジ
ューサーの配向角を個別に調節するこの要求は、本発明
の自在工具によって除かれる。これについて、支持板１
０２１こ取付けたトランスジユーザーの配向角は、成る
特定数のトランスジユーザーを除いては、原子炉容器の
直径及び対応したその曲率と無関係に、一定にｉｌ、。

たれる。このために、本発明の原理を、第９図に従って
以下に説明する。

第９図には、第１直径及び対応した曲率半径を有する円
筒状の容器ＩＯ’ｌと、第２１１．径及び対応した曲率
半径（第１の容器１０’ｌの値に比べて実質的に小さい
値である）を有する第一の容器１０１．とか、部分的に
図示されている。第１と第一の容器ｉｏａ、ｔｏｂは、
断面で見た場合、その内面の一部が共通点１０ｇにおい
て交イ）るように配置されている。共通点１０ｇにおい
ての容器１ｏｔｉ、ｉｏｂの曲率半径に対する接線／１
０が、共通点ｌ０Ｆｔを通って引かれている。自在工具
１００は、接１ｅｌ／１０と平行にこれから隔だてられ
て支持板１０．２が配置されるように％第１及び第一の
容器ｌθグ、１０６の内部に位置決めされている。自在
工具１００は、単に図示の目的で、３個のトランスジユ
ーザー／／２．／／’ｌ、／／４　を含むように図示さ
れている。

トランスジューサー／／２は、第１及び第一の容器ｌＯ
ダ、ｔｏｂの共通の半径に沿って、即ち接線／１０と直
角に、超音波感知ビームを送出するように配置される。

これは、支持板／θλの長手方向軸線に沿ってトランス
ジユーザー／／２を配置することと、第１及び第一の容
器ｉｏρ、１０６の径方向軸線を含む平面内にあるよう
に、該長手方向軸線を整列させることとによって、又は
、別の方法としで、この整列を得るために接線１７０と
平行に工具１００を移動さぜることによって達せられる
。換言ずれは、トランスジューサー／／２は、放出され
た超ｔ’ｒ波感知ビームが容器１０’ｌ、１０６の径方
向軸ｐヨを含む平面内（従って、接線ｉｉθと直角の平
面内）にあるように配置される。これは、共通点１０１
１を通り容器１０ダ、ｔｏｂの長手方向Φｉ＋＋　ｆｆ
＜ｎと平行に延びる容器ｔｏａ、ｉｏｂの表面上の仮想
線に対する成る所定の位置に支持板ｌθλが配設された
時にこの仮想線にほぼｒＤつだ位いにおいて容器１０Ｉ
Ｉ、　１０６からの超音波感知ビームか容器ｉｏｑ、ｉ
ｏｂの所定部分を透過するように、支持板１０．２に対
して相対的ｌこトランスジューサーｌ／コを配設すると
いうことによっても説明される。

前述した構成において、複数のトランスジユーザー、例
えばトランスジューサーｌ１２は、容器ＩＯ’ｌ、／θ
６の径方向軸線を含む平面内の共通線例えば長手方向軸
線に沿って、支持板１０．１上に配置されることにより
、トランスジユーザー／／Ｊからの超音波感知ビームは
、接線／１０と直角に原子炉容器に入射する。トランス
ジユーザー及び支持板１０２のこの配置によれば、これ
らのトランスジューサーから放射された超音波感知ビー
ムは、接線／１０と直交し容器１０’ｌ、１０６の径方
向軸線を含む平面内にある仮想線に沿って、容器／θＱ
、１０１を透過するので、どぢらの容器１０ｅ、１０６
の曲率半径及びその対応する直径とも無関係になる。

この原理を拡張すると、原子炉容器ＩＯ’ｌ。

ｌθ６の曲率半径からトランスジューサー／／’ｌ。

／／６の使用を無縁にする仕方で、トランスジユーザー
／／ＩＩ、　／／６を支持板１０２４Ｃ取伺（ブ且つ整
列させることができる。換言ずれは、原子炉容器の長手
方向軸線と平行な炉容器表面上に指示された前記仮想線
に対する成る所定の隔だでられた位置に支持板１０．２
を配設した時ｌこ原子炉容器ｉｏｕ、ｉｏ６がらの超音
波感知ビームを該仮想線と交イっるように照準した場合
、トランスジューサー／／ｅ、／／６の作用は、容器Ｉ
Ｏ’ｌ、１０６の曲率半径と無縁になる。

図示したように、トランスジユーザー／／６からの超音
波感知ビームと接線／１０との間に形成される角度Ｘは
、どちらの原子炉容＆／θグ。

１０６についても同一である。同様に、トランスジュー
サー／／４１から放出される超音波感知ビームと接線／
１０との間に形成される角度ｙは、原子炉容器１ｏｔＩ
又は１０６の曲率半径と無縁である。トランスジューサ
ー／／２について前述したように、トランスジューサー
／／り／／６として示したもの以外の複数のトランスジ
ューサーを前述した原理に従って用いるこＬができる。

この原理を適用する場合、工具１００が検査表面に対す
る所定の隔たてられた位置にある時に原子炉容器の長手
方向軸線と平行な前記仮想線にほぼ沿った原子炉容器の
部分を透過するように、即ち該仮想線において原子炉容
器の径方向ＩＩＩＩＩＩ線を含む平面と交イ〕るように
、トランスジューサーからの超音波感知ビートを照準し
た場合、原子炉容器１０Ｊ１０６の曲率半径と無縁に作
動するように、複数のトランスジューサーを配設し、支
持板１０２に関し整列させることができる。

第１図を参照して、トランスジューナ−ＴＲＯ〜ＴＲＩ
Ｉは、ノズル安全端の溶接部を検査するために、支持板
ｉｏコに取付けられている。特に、トランスジュー日ノ
−−ＴＲ（７、ＴＲ／　、　ＴＲコは、支持板１０２に
、その長手方向軸線に沿って固定的ζこ取付けられる（
この軸線は、工具の使用時には、検査中の管状物又は原
子炉容器の径方□向軸線を含む平面内に配置すべきであ
る）。トランスジューサーＴＲｊ、ＴＲグは、支持板１
０２の長手方向軸線のそれぞれ左側と右側に取付りられ
ている。これらのトランスジューサーＴＲ３，ＴＲＩＩ
は、第グ図に示したトランスジュー日ノ・−／／’ｌ、
／／Ａとは異なって、指示した矢印の方向に外方ｌこ、
即ち検査中の原子炉容器上の仮想線から離れる方向に超
音波感知ビームを送出するように整列されでいる。

トランスジューサーＴＲ，？　、　Ｔｉｎは、約グパの
屈折角をもつべきである。そのため、前記仮想線に向か
って超音波感知ビームを放出し、前記屈折角を得るには
、これらのトランスジュー日ノーを比較的大きな距離に
亘って隔だでることが必要となり、それに関連した不具
合を生ずる。

そのため、トランスジューサーＴＲ３、ＴＲ＋は、支持
板１０λの所要のサイズを最小にするにうに、外方に指
向される。そのため、トランスジューサーＴＲＪ　、　
Ｔｌ／は、その配向角が検査中のノズルの曲率半径に感
応し、その直径に依イｆすることから、支持板１０コに
着脱自在に取付りられる。

また、トランスジューサーＴＲＪ　、　ＴＲ４Ｚの配向
角は、検査中のノズルが入口ノズルか又は出口ノズルか
ということに依存して調節する必要がある。それは、こ
れらのノズルが、異なった曲率半径及び対応の直径を有
するからである。トランスジユーザーＴＲ，？　、　Ｔ
ＲＩＩの配向角を調節する必要があるｌこも拘らず、ノ
ズル安全端の溶接部を点検するためのトランスジューサ
ーＴＲＯ〜ＴＲＩＩは、ｌっのコンパクトな列に集落化
され、それらのトランスジューサーの超音波感知ビーム
は、これらの全部のトランスジユーザーによって共通の
溶接領域が同時に検査されるように、該溶接領域に指向
される。どの時点でも、トランスジューサーＴＲθ〜Ｔ
Ｒ（ｌ　ｌこよって同時に検査される共通の溶接部は、
ノズル安全端の溶接部の全溶接容積よりも一般に小さい
。このようζこ、トランスジユーザーＴＲＱ−ＴＲｐは
、全溶接容積が検査されるまでノズル安全端の隣接溶接
容積を検査するために同時に利用される。直径？−３７
ｃｍ　（／　７２インヂ）の原子炉容器（第１図に示し
た工具１００はこの大きさの原子炉容器ζこつぃて設計
されでいる）のノズル安全端を検査する場合、支持板１
０コは、検査中のノズル面がらトランスジューサーＴＲ
θが約／、２．７ｍ（、ｔインチ）隔たてられるように
位置決めされる。

トランスジューサーＴＲＩ、ＴＲ００は、互いに独立に
使用され、支持板／θコの長手方向ｓ線ｌこ対して左側
と右側にそれぞれ固定的に成句けられる。トランスジュ
ーサーＴＲＱは、上部フランジが直径／ｉ、２ｃｍ（６
インチ）のボルト孔を有する中間領域の検査用に、才だ
トランスジユーザー　ＴＲＱＱは、上部フランジが直径
／７．ｇｃｍ（ツイフチ）のボルト孔を有する中間領域
の検査用にそれぞれ使用される。これらの中ＤＪＪ領域
は、上部フランジのボルト孔の中間の扁平部分であるか
ら、超音波検査を行なう場合に勘案すべき曲率半径は明
らかなように存在しない。そのため、トランスジューサ
ーＴＲＱ又はＴＲｏｏ　（支持板１０２と直角に配向さ
れる）による中間領域の検査は、工具と中間領域との間
の距離（トランスジユーザーＴＲＱを基準としで、典型
的には、／　Ｓ、、Ｚ〜、ｚｙ、ｌＩｃｍのオーダー）
と無関係に行なイっれる。トランスジューサーＴＲＱ又
はＴＲ０Ｏからの超音波感知ビームが中間領域を含む平
面と直角に入射するように、この平面と平行に支持板１
０２を配置することのみが必要である。この目的のため
に、トランスジューサー−ＴＲ／３゜ＴＲ／４ｔは、使
用前の支持板１０．１の適正な配向を確保するように、
支持板１０２の長手方向軸線の左側と右側にそれぞれ取
付ける。即ぢトランスジューサーＴＲ／３．ＴＲ１ダは
、トランスジューサーＴＲｏＯ）ｉＬ角を確認し、それ
によってトランスジユーザーＴＲＬＯ、ＴＲＬＯＯの直
角も確認する。そのため、トランスジューサーＴＲ／３
゜ＴＲ／ｌｌは、トランスジユーザーＴＲＯの直角を確
認するために使用される場合、原子炉イｆ器の曲率半径
及び対応の直径と無縁になる。

トランスジユーザ・−ＴＲ，ｔ−ＴＲｇは、ノズル−容
器溶接容積の検査に用いられる。トランスジユーザーＴ
Ｒ，！ｔ　、　ＴＲ６は、図示したように、支持板１０
２の長手方向軸線に沿って配置され、トランスジューサ
ーＴＲ７，ＴＲｆｆは、該長手方向軸線の左側と右側に
それぞれ取付けられている。

トランスジューサーＴＲり、ＴＲｆｆは、支持板１０２
に固定的に取付けてあり、その配向角がノズル又は原子
炉容器の曲率半径又は対応の直径と無縁になるように前
記仮想線に沿って容器の被損部分をその超音波感知ビー
ムが透過するようｌこ配向されている。トランスジユー
ザー／θ６゜／（７７は、支持板１０コの長手方向軸線
に沿って数句けられるが、検査されるノズルのテーパ一
部分が異なる原子炉容器について変わるため、トランス
ジューサーＴＲ７，ＴＲｇのように固定的にではなく、
着脱自在に取付けられる。例えは成る原子炉容器はテー
パ一部分を備えていないため、トランスジユーザーＴＲ
，ｔ、ＴＪの配向角は、検査される原子炉容器の特別の
ノズルの形状について調整を必要とする。しかしトラン
スジューサーＴＲ４〜ＴＲＹの使用は、ノズル及び原子
炉容器の曲率半径及びその対応した直角に依存しない。

支持板１０２は、トランスジューサーＴＲｓ−ＴＲｇに
ついて示した配向角に基づいて、トランスジューサーＴ
ＲＱを基準点として用いて、ノズルに沿った仮想線にト
ランスジューサーＴＪ、ＴＲ６を整列させた状態で、検
査される原子炉容器の表面から２７．９ｃｍ（／　／イ
ンチ）のところに位置さぜる。

トランスジユーザーＴＲ９〜ＴＲ／、２は、フランジ−
原子炉容器溶接容積を検査するために用いられる。これ
らのトランスジユーザーは、トランスジユーザーＴＲＬ
Ｏ，ＴＲ’ＬＯＯと同様に、扁平な表面を検査するので
、これらの］・ランスジユーザーＴＲ９〜ＴＲ／、２の
使用は、原子炉容器の曲率半径及び対応の直径とは無縁
である。トランスジューサーＴＲデ〜ＴＲ／Ｊは、トラ
ンスジユーザー　ＴＲ０−Ｔｉｎ及びＴＲｙ−ＴＲｆｆ
と相違して、共通の１つの済接容債を同時に検査するよ
うになっていない。即ち、トランスジュー−＋ｊ−ＴＲ
ワ〜ＴＲｔコは、支持板１０コの長手方向軸線とほぼ直
交するほぼＪ＜＠な線に沿って互いに接近して配置され
ることにより、フランジ−容器溶接領域の円周区画に沿
って、別々の溶接容積を、個別に検査するようになって
いる。トランスジューサーＴＲ９〜ＴＲ／　２は、成る
所定の径方向イ１′Ｉ’、　１％ｆにおいでフランジの
円周の成る区分・に治ってそれぞれの超音波が原子炉容
器の上部フランジを透過するように配設されている。原
子炉容器の半径は実質的に大きいので、この円周［区分
ζＪ　ｉ？ｊ線に近くなる。このようにして、工具ｉｏ
ｏは、上部フランジの径方向を横切って段階的に径方向
外向きに移動し、隣接した円周区分に、フランジ−容器
溶接容積を連続的に検査するように更に位置決めされる
。

典型的には、工具１００は、フランジ−苔器浴接答積の
検査に際して支持板１０２がフランジの上面から２９．
、ｌｃｘ　（／　／ｊインチ）に配設されるように、ト
ランスジューサーＴＲ９を基準点として位置決めされる
。第１図に示すように、トランスジューサーＴＲ１Ｏ−
ＴＲ／２の配向角は、検査中の円周区分に沿ってトップ
フランジＩこ、１・ランスジューサーＴＲ１Ｏ−ＴＲ／
コからの超音波検査ビームが透過するように、多少変更
される。

以上に説明したトランスジューサーＴＲ（７、ＴＲｏ。

を含むトランスジユーザーＴＲθ〜ＴＲ／４（のうちで
、トランスジューサーＴＲｊ　、　ＴＲＦのみは、検査
している原子炉容器ノズルの曲率半径及び対応する直径
に依存する。

次に第３図を参照しで１円周方向及び長手方向の溶接容
積の検査をｉｏ年おきに行なうための自在工具／／ｇの
構成について説明する。自在工具／／ｇは、長さｔＩ３
．２ｃｒｎ（１７インチ）、幅Ｊ　ｊ、ＡｃｒＩＬ（／
　’１インチ）の三角形の支持板ｔｘｏから成っている
。自在工具／／ｇのこの大きさは、長さ６Ａ、０ｔｙｎ
（コロインチ）、＠ｔ、ｔ　３、？ａｍ（１１インチ）
の従来の長方形の工具に比べて、相当縮小され、従って
軽量化されている。トランスジューサーＴＲ２Ｏ−ＴＲ
，？Ｆは全て円周方向及び長手方向の溶接部の検査に用
いられ、支持板／２０に固定的に取付けられている。ト
ランスジューサ＋＋　ＴＲ，？Ｊ　、　ＴＲ，ｌは、ト
ランスジユーザーＴＲ／　３゜ＴＲ／　ｔＩが自在工具
１００のトランスジユーザーＴＲＯの直角を保証するた
めに用いられているのと同様に、トランスジューサーＴ
Ｒ２０の直角ヲ保証するために用いられている。

第３図に示すように、トランスジユーザーＴＲ，２ｏ、
ＴＲ２ｔ、ＴＲａ３．ＴＲ２ｂ、ＴＲ２ＪＴＲ３０及び
ＴＲ，？、２は、支持板／、２０の長手方向、１１１１
線ｌこ沿って配設され、指示された配向角に従って、そ
れぞれの対応した矢印の方向に照準される。これらのト
ランスジューサーＴＲ，２θ、ＴＲ，２／、ＴＲ１，？
。

ＴＲ，２６，ＴＲ，？０　、　ＴＲｊ２は、このように
、前記仮想線に沿った原子炉容器表面を透過するように
、超音波感知ビームを送出する。そのため原子炉容器の
曲率半径及び対応した直径は考慮されない。トランスジ
ューサーＴＲ２２、ＴＲ２４１、ＴＲ２３；。

ＴＲ，２？、ＴＲ，２り、ＴＲ３／は、工具／ＩＩの長
子方向軸線の両側に配置され、原子炉容器の径方向軸線
を含む平面内にあって原子１答器上の仮想線に超音波感
知ビームを向けるようなそれぞれの配向角を有する。従
って、これらのトランスジューサーも、異なった曲率半
径及び対応して異なった直径をもった原子炉容器につい
て、その配向角を変更することなく使用される。トラン
スジューサーＴＲ，７，７、ＴＲＪ４ｔは、トランスジ
ューサーＴＲ２０の垂直を保証するために使用されるの
で、原子炉容器の曲率半径に依存しない。自在工具／／
ｇは、第３図に示すように、検査中の原子炉容器部分の
表面と直角にトランスジューサーＴＲ，２（７が配置さ
れた時に、２７．り儒（１７インチ）の水路の検査を行
なうように構成されている。

次−こ第２図を参照して、自在工Ａ／　ｏ　ｏの支持板
１０コに個別のトランスジユーザーを固着する仕方につ
いて説明する。なお自在工具／／ｇも同様に構成されて
いるものである。複数の取付はハウジングｌ−一は、支
持板１０２を通っテハウシング１．２２の一部にねじ係
合された複数のボルト／２１１によって個別に支持板１
０２に取付けられている。各々のハウジング１．２２は
、その内部に収納される特定のトランスジューサーの配
向角に対応した支持板１０２に対し成る角度に穿設され
た穿孔１．２６を備えている。

−例として、トランスジューサーＴＲ／を受（づいれる
ためのハウジング／、２コは、Ｆ向きｌこ２．５゜の角
度に穿設した穿孔１．２６を備えている。各々のトラン
スジューサーは、それぞれのハウジング／ＪＪ内に、ク
ランプ／、２ｇにより周知されでいる。各々のトランス
ジューサーからの１・攬気導線／３θは、直角コネクタ
ー／３２が設りられている支持板１０．１の中心部を除
いて、支持板ｌθコを通り延長している。自在工具／θ
０は、前述の米国特許ｌこ示された操作装置のクリップ
軸に、コネクターＩＪ２１こよって取（＝ｊけられる。

自在工具１００．／／ざは、米国機械学会規格によって
指定された種々の溶接容積、１ζ１１えは上部フランジ
−容器溶接部、ノズル溶接線、ノズル安全端溶接部、中
間領域、円周方向溶接部及び長手方向溶接部を検査する
ために、操作装置／、？＋１１こよって、原子炉容器の
内部及０・ぞの回りｌこ操作することができる。

管状物例えば原子炉容器内の種々の溶接容積を検査する
ための、本発明による自在工具は、多くの場合に、ｉα
径の異なる原子炉容器の曲率に通常力えられる種々の配
慮なしに、前記の検査を行なうことを可能にする。第１
，３図に示した特定の実施例による自在工具ｉｏｏ、／
ｉｔは、直径ｔＩｊ？儒（／７．２インチ）の原子炉容
器について設計されている。しかし自在工具１００゜１
７ｇは、前述した本発明の原理を考慮して、直径、？、
Ｌｔｃ＊（／、７．２インチ）又は３９４ｔｃｒｌ（／
ｓ！インチ）のような、異なった直径の原子炉容器にも
適用できる。前述したように、自在工具１００゜／／１
の長手方向軸線に沿って配置されておらず、且つ原子炉
容器又はノズルの径方向軸線を含む平面内に含まれてい
ないトランスジューサ向される。検査すべき指定部分を
、前記仮想綜にほぼ沿って検査ビームが透過するように
検査面から所定の距離に自在工具ｌθＯをこの場合位置
させる必要のあることは明らかである。例えば、トラン
スジューサーＴＲ７、ＴＲｇによってノズル−容器溶接
容積を検査する場合、トランスジューサーＴＲθは、ノ
ズルの検査面から２７．９ｃｒｎ（ｌ１インチ）に位置
決めされる。しかしノズルの検査面から２７．？ｃｒｒ
Ｌ（／　／インチ）以外の距＾［ｆにトランスジューサ
ーＴＲθを位置さぜることももちろん可能である。これ
について、本発明の同じ原理を用いる他のトランスジュ
ーサーと同様に、トランスジューサーＴＲ７、ＴＲ＆の
配向角を変更することが必要となろう。適正な配向角を
定める場合、普通の三角法の原理が使用される。即ち、
支持板上においてのトランスジユーザーの特別の配向け
、水及び原子炉容器材料の屈折率並びにビームの所望の
入射角及び屈折角を勘案して定められる。

本発明の特定の実施例について以上に説、明したが、こ
れらの特別の構成は、本発明の原理及び適用の単なる一
例であり、当業者にとって自明なその全ての変形ないし
組合せも本発明の翁′１゜囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、曲率半径の異なる種々の大きさの原子炉容器
と共に自在工具を使用可能とし且つ自在工具の大きさを
最小とするように支持板に対する所定の配向角及び所定
の位置に複数の群としてトランスジューサーを配設した
、原子炉容器の種々の溶接部のｔｌｏケ月おきの検五を
行なうようにした本発明の好適な実施例に従う構成を有
する自在工具の正面図、第２図は、数句は装置により支
持板に数句けた複数のトランスジューサーを個別に示す
ための、出１図のコー２絆に沿った横１祈面図％第３図
は、第１邸１の自在工具と同様の構成を有し原子炉容器
のいろいろの溶接部を超音波検査するよ・うにした別の
自在工具を示す正面図、第す図は、異なる直径及びそれ
に対応した異なる曲率半径の原子炉容器に対する自在工
具の独立性を示すための略ｎ）１．門口である。 １０２．１７ｇ　・彎支持板。ｌθダ、１Ｏ６Ｉ・原子
炉容器（被検物）。ＴＲ０−ＴＲ／　ｅ　、　ＴＲＬ（
７゜ＴＲＬＱＯ，ＴＲ２０〜ＴＲ，ｌ　−・ｌ−ランス
ジュー→）−一（センーリーー）。 ｌｒＩ許出願人代理人　曽　我　道　照篤１図 ２−一一 ２−」 先２図 第１頁の続き ０発　明　者　ウィリアム・エドワー　アト・ケペス　
す。 ＠発明者　ジョセフ・エイ・パノ　ア。 デ； メリカ合衆国、ペンシルベニア州、トラフオード、ジー
イン舎コート　１０１ １リ力合衆国、ニュー・シャーシー州、ニュー・プロピ
／ス、ピユータ−拳レーン　１６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれが長手方向の軸線と異なる曲率とを有する複数
   の被検物の諸部分を検査してその内部の欠陥を探知する
   、被検物の検査用複合工具であって、支持板と、検査ビ
   ームを放出するため該支持板に装着された複数の別個の
   センサーとを備え、該センサーは、前記支持板が前記被
   検物の表面上の仮想線に関して所定の位置にあるときに
   、各センサーからの検査ビームが前記仮想線に実質的に
   沿う前記被検物のある所定の部分を透過するように、前
   記支持板に関して配設されており、前記仮想線は被検物
   の前記所定部分を含む面内にあって、前記七ン勺−によ
   る被検物の前記所定部分の検査が検査中の前記被検物の
   曲率半径に無関係である。、被検物の検査用複合工具。