JPS62245154A - 超音波探傷装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は原子炉圧力容器等の大型容器に設けられている
ノズル部の超音波探傷を行う装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に原子力発電所では原子炉圧力容器（以下ＲＰＶと
略す）に設けられているノズル部に対し、その供用期間
中に超音波探傷（以下ＵＴと略す）を行うことが義務付
けられている。したがって、例えば加圧水型原子力発電
所ではＲＰＶの内側からの接近が外側よりも容易なため
、第１３図に示すＵＴ装置を用いてノズル部のＵＴを行
っている。

このＵＴ装置は定期検査時にプラント内へ搬入され、オ
ペレーションフロアにて組立てられた後ＲＰＶＩ上に設
置されるが、その設置方法は次の手順で行われる。

まず、ＲＰＶＩとほぼ同径のガイドフランジ１１をＲＰ
Ｖ　１の上部フランジ１ａ上に固定する。

次に周方向駆動台車１２をガイドフランジ１１上に設置
し、さらに周方向駆動台車１２の上に径方向駆動台車１
３を設置する。上記周方向駆動台車１２はガイドフラン
ジ１１上をＲＰＶＩの周方向に移動するもので、その中
央部には開口部（図示せず）が設けられている。また、
径方向駆動台車１３は周方向駆動台車１２の上をＲＰＶ
Ｉの径方向に移動するもので、そのほぼ中央には軸方向
駆動マスト１４が設けられている。この軸方向駆動マス
ト１４はＲＰＶ　１の軸方向に上下動するもので、その
下端には回転ユニット１６．伸縮ユニット１７およびＵ
Ｔプルーブマニプレータ１８ａ。

１８ｂからなるノズル検査デバイス１５が設けられてい
る。

上記のＵＴ装置を用いてＲＰＶＩのノズル２を検査する
場合は、まずノズル検査デバイス１５を周方向駆動台車
１２および軸方向駆動マスト１４によって所定のノズル
へ導き、径方向駆動台車１３によってノズル検査デバイ
ス１５の先端部分をノズル２内へ挿入する。その後、回
転ユニツ、ト１６および伸縮ユニット１７によってＵＴ
ブルーブマニブレーク１８ａ、１８ｂを動作させ、所定
範囲の検査を行う。

一方、沸騰水型原子力発電所ではＲＰＶ外側からの接近
が容易なため、ノズル部のＵＴは一般に外側から行われ
ているが、ＩＳＩ　（供用期間中検査）が義務付けられ
る以前に建設されたプラントについてはＲＰＶの外側に
保温材があるため、この保温材との干渉により一部ＵＴ
の困難な箇所が生じる。そこで、前述した加圧水型原子
カプラント（以下ＰＷＲプラントという）専用のＵＴ装
置を用いてＲＰＶの内側からノズル部を検査する方法が
検討されているが、前記のＵＴ装置を用いた場合法のよ
うな問題があった。

（１）装置の構成が極めて大炎りのため、保管スペース
の確保、オペレーションフロアへの搬出入。

組立スペースの確保などスペース上の問題があり、さら
にＲＰＶの開口部を閉塞してしまうため他のオペフロ作
業ができず、定検工程上のクリティカルとなる。

（２）準備作業が大変なため検査方法としては一度に全
ノズルを検査することになり、検査及び定検工程の平均
化が難しい。

（３）　　ＰＷＲプラントではノズル内径が約６０ｏ〜
８００　ｕ程度であるが、ＢＷＲプラントでは約３ｏ。

Ｕ程度の小口径ノズルもあり、第１３図に示すような大
型のノズル検査デバイスでは小口径ノズルに対応できな
い。

（４）　　ＰＷＲプラントのＲＰＶに設けられているノ
ズルは第１２図（ａ）に示すようにセットオン型のもの
が多く、ノズル−シェル溶接部２ａおよびノズル−セイ
フェンド溶接部２ｂについては前記のＵＴプローブマニ
プレーク１８ｂで検査を行っている。またノズルコーナ
部２ｃについてはＲ部のみをＵＴプローブマニプレータ
１８ａで行い、ノズル内部部分はＵＴブローブマニブレ
ーク１８ｂで検査を行う。従って、ＵＴブローブマニブ
レーク１８ａは検査範囲が狭く、ノズル中心からの距離
もほぼ一定であるためマニブレークアームも伸縮式であ
る必要がなく、ノズルコーナ部のＲ部のみを検査するた
めＵＴプルーブもマニブレークアームに対して自由度が
なくても安定した探傷が行える。

しかしながら、ＢＷＲプラントのＲＰＶに設けられてい
るノズルは第１２図（ｂ）に示すようにセットイン型の
ものが一般的であり、このセットイン型ノズルを前記の
ＵＴ装置で検査する場合ノズル−シェル溶接部２ａにつ
いてはセットオン型ノズルのようにノズル内面から検査
するのは困難であり、ＲＰＶの内面側より検査すること
になる（ノズル内面側からの距離が遠いため、超音波の
減衰、拡散等の問題がある）。従って、セットイン型ノ
ズルのノズル−シェル溶接部２ａについてはＵＴプロー
ブマニプレータ１８ａで検査することになり、この場合
検査範囲が広く、ノズル中心からの距離も検査箇所によ
っては大きく異なり、非伸縮式のマニブレークアームで
は対応不可能である。

〔発明の目的〕

本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、他のオペフロ作業と平行して検査が行
え、セットオン型ノズルおよびセットイン型ノズルの両
方に使用できるＵＴ装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

すなわち本発明によるＵＴ装置は、大型容器の上部フラ
ンジに固定される支持架台と、この支持架台に回動自在
に支持され上記容器内に吊り下げられる伸縮ロッドと、
この伸縮ロッドの下端に設けられたノズル検査デバイス
よりなり、上記ノズル検査デバイスは前記容器のノズル
内に挿入される探傷機構アセンブリと、この探傷機構ア
センブリをノズル内の中心位置に固定する固定機構と、
上記探傷機構アセンブリに設けられた探傷アームベース
と、この探傷アームベースをノズルの軸方向に移動させ
るノズル軸方向駆動機構と、上記探傷アームベース上に
伸縮自在に設けられた探傷アームと、この探傷アームを
前記探傷機構アセンブリと一体にノズルの周方向に回転
させる回転機構と、上記探傷アームの先端に設けられた
探触子パッケージと、この探触子パッケージを被検面に
押付ける押付機構とを具備したことを特徴とするもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第９図を参照して説
明する。

第１図は本発明によるＵＴ装置の概略構成を示すもので
、このＵＴ装置はＲＰＶＩの上部フランジ１ａに固定さ
れる支持架台１０１と、この支持架台１０１に回動自在
に支持されＲＰＶ　ｌ内に吊り下げられる伸縮ロッド１
０２と、この伸縮ロッド１０２の下端に設けられたノズ
ル検査デバイス１０３より構成されている。

上記支持架台１０１は第２図に示すようにラックピニオ
ン機構１０５によりヒンジ１０６を介して伸縮ロッド１
０２を任意の角度（図中矢印α）に傾斜させることが可
能となっており、ラックピニオン機構１０５は図示しな
いモータ及びエンコーダにより駆動される。そして、伸
縮ロッド１０２はノズル検査デバイス１０３をＲＰＶＩ
のノズル部へ導くためのもので、ＲＰＶ　１の軸方向（
図中矢印Ｙ）に伸縮可能となっている。

上記ノズル検査デバイス１０３は第３図に示す如＜ＲＰ
ＶＩのノズル２内に挿入される探傷機構アセンブリ１１
０と、この探傷機構アセンブリ１１０をノズル２内の中
心位置に固定する固定機構１１１と、上記探傷機構アセ
ンブリ１１０に設けられた探傷アームベース１１２と、
この探傷アームベース１１２をノズル２の軸方向（図中
矢印Ｘ）に移動させるノズル軸方向駆動機構１１３と、
上記探傷アームベース１１２上に伸縮自在に設けられた
探傷アーム１１４と、この探傷アーム１１４を前記探傷
機構アセンブリ１１０と一体にノズル２の周方向（図中
矢印β）に回転させる回転機構１１５と、上記探傷アー
ム１１４の先端に設けられた探触子パッケージ１１６と
、この探触子パッケージ１１６を被検面に押付ける押付
機構１１７とを備えている。

前記探傷機構アセンブリ１１０は第４図に示す如く先端
部に円錐状のノズル部挿入ガイド１１８を有し、この挿
入ガイド１１８をノズル２内に挿入してＵＴを行うよう
に構成されている。そして、ノズル部挿入ガイド１１８
の外周には固定機構１１１の固定パッド１２０が第５図
に示す如く１２０°間隔で設けられている。これらの固
定パッド１２０はノズル２の内面に押付けられるもので
、ノズル２の径方向に進退動作するねじ棒１２１の先端
に取付けられている。上記ねじ棒１２１は笠ギア１２２
をギア１２３で駆動させることにより進退動作し、ギア
１２３には探傷機構アセンブリ木本１１９に設けられた
回転ロッド１２４（第４図参照）を介してモータ１２５
の回転力が伝達されるようになっている。なお、固定パ
ッド１２０をノズル内面に押付けるときはノズル部挿入
ガイド１１８が回転しないようにノズル部挿入ガイド１
１８と探傷機構アセンブリ本体１１９を電磁石１２６ａ
、１２６ｂで固定してからモータ１２５を駆動する。

前記探傷アームベース１１２は探傷機構アセンブリ本体
１１９に設けられた２本のガイドロッド１２７ａ、１２
７ｂによって摺動自在に保持されている。この探傷アー
ムベース１１２内にはナツト（図示せず）が設けられ、
ノズル軸方向駆動機構１１３のリードスクリュー１２８
と螺合している。このリードスクリュー１２８はナツト
を介して探傷アームベース１１２をノズル２の軸方向に
移動させるもので、モータ１２９により駆動される。ま
た、探傷機構アセンブリ本体１１９の後端部には回転機
構１１５の回転軸１３０が設けられている。この回転軸
１３０は探傷アーム１１４を探傷機構アセンブリ本体１
１９と一体にノズル２の周方向に回転させるもので、モ
ータ１３１により駆動される。

上記探傷アーム１１４は第６図に示す如く多段式の伸縮
アームとなっており、水圧等を利用して伸縮動作するよ
うに構成されている。そして、探傷アーム１１４の基端
部は押付機構１１３のギア機構１３２に固定され、この
ギア機構１３２をモータ１３３で回転させる探傷アーム
１１４が矢印θ方向に揺動して探触子パッケージ１１６
を被検面に押付けるように構成されている。上記探触子
パッケージ１１６は第７図および第８図に示す如く探触
子収容ケース１３４内に３つの探触子１３５ａ、１３５
ｂ、１３５ｃを収容している。

これらの探触子１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃは被検面
に対しＯ”、４５°、６０°の入射角度を持ち、スプリ
ング１３６によって被検面に押付けられている。なお、
図中１３７は探傷アーム１１４の伸縮位置を制御するた
めのワイヤ、１３８はワイヤ巻取用のモータ、　　１３
９ａ〜１３９ｄはエンコーダである。また、本装置は第
１図に示すようにＲＰＶ　ｉ外に設置されたコントロー
ラ１０４により遠隔操作されるように構成されている。

次に本装置を用いてＢＷＲプラントのノズル部を検査す
る場合の手順について説明する。まず、支持架台１０１
を検査対象となるノズルの真上位置にスタッドボルト穴
等を利用してセット後、伸縮ロッド１０２を所定角度に
傾斜させた状態でスパージャ等の障害物を避けながら目
的とするノズル部の位置まで伸縮ロッド１０２を伸長さ
せる。

そして、伸縮ロッド１０２が所定の長さまで伸長後、伸
縮ロッド１０２の傾斜角度を元の状態（α−９０°）に
徐々に戻していき、伸縮ロッド１０２の長さを調整しな
から探傷機構アセンブリ１１０をノズル２内へ挿入する
。次に探傷機構アセンブリ１１０がノズル２内に確実に
挿入されたことを確認した後、固定バッド１２０をノズ
ル内面に押付けて探傷機構アセンブリ１１０をノズル２
内の中心位置に固定する。そして、押付機構１１７によ
り探触子パッケージ１１６を被検面に押付け、コントロ
ーラ１０４でノズル軸方向駆動機構１１３．探触子アー
ム１１４および回転機構１１５を遠隔制御しながら第９
図（ａ）〜（ｃ）に示すセットイン型ノズル２のノズル
−セイフェンド溶接部２ｂ、　　ノズルコーナ部２ｃお
よびノズル−シェル溶接部２ａを順次検査する。なお、
コントローラ１０４はノズル２の軸方向位置を基準とし
たノズル形状を記憶しており、このデータにもとづいて
ノズル検査デバイス１０３は制御される。

このように伸縮ロッド１０２の下端にＲＰＶＩのノズル
２内に挿入される探傷機構アセンブリ１１０と、この探
傷機構アセンブリ１１０をノズル２内の中心位置に固定
する固定機構１１１と、上記探傷機構アセンブリ１１０
に設けられた探傷アームベース１１２と、この探傷アー
ムベース１１２をノズル２の軸方向に移動させるノズル
軸方向駆動機構１１３と、上記探傷アームベース１１２
上に伸縮自在に設けられた探傷アーム１１４と、この探
傷アーム１１４を前記探傷機構アセンブリ１１０と一体
にノズル２の周方向に回転させる回転機構１１５と、上
記探傷アーム１１４の先端に設けられた探触子パッケー
ジ１１６と、この探触子パッケージ１１６を被検面に押
付ける押付機構１１７とを備えたノズル検査デバイス１
０３を設けることにより、ノズル−セイフェンド溶接部
２ｂ、ノズルコーナ部２ｃ、ノズルーシェル溶接部２ａ
のＵＴを１つの探傷機構で行うことができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば伸縮ロッド１０２として第１０図に示すようなラ
ック付直管ロッド式のものを用いてもよい。また、第１
１図に示すように支持架台１０１と伸縮ロッド１０２の
間に伸縮ロッド１０２をＲＰＶ　１の周方向に移動させ
る周方向駆動機構１０７を付加してもよい。このように
すれば支持架台１０１をノズルの真上位置にセットする
必要がなく、また隣接するノズルを連続して検査するこ
ともできる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、次の効果が得られる。

（１）　　ノズル−セイフェンド溶接部、ノズルコ−す
部、ノズル−シェル溶接部を１つの探傷機構で検査がで
きるので、操作性が向上するとともに探傷機構のコンパ
クト化が図れる。

（２）ＲＰＶの開口部全面を覆うことがないので他のオ
ペフロ作業と平行してノズル部検査を行うことができ、
定検工程上のクリティカルになることもない。

（３）探傷機構がコンパクトなため小口径のノズルにも
適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の一実施例を示し、第１図はＵ
Ｔ装置の概略構成図、第２図は支持架台と伸縮ロッドの
連結部を示す第１図の一部拡大図、第３図はノズル検査
デバイスの構成を示す側面図、第４図は第３図のＩＶ−
ＩＶ矢視図、第５図は第４図のＶ−Ｖ矢視図、第６図は
押付機構の構成図、第７図は第６図の■−■矢視図、第
８図は探触子パッケージの平面図、第９図はＵＴ装置の
作用説明図、第１０図および第１１図は本発明の他の実
施例を示す図、第１２図はノズルの種類を示す説明図、
第１３図はＰＷＲプラントのノズル部検査に用いられる
ＵＴ装置を示す説明図である。 １０１・・・支持架台、１０２・・・伸縮ロッド、１０
３・・・ノズル検査デバイス、１１０・・・探傷機構ア
センブリ、１１１・・・固定機構、１１２・・・探傷ア
ームベース、１１３・・・ノズル軸方向駆動機構、１１
４・・・探傷アーム、１１５・・・回転機構、１１６・
・・探触子パッケージ、１１７・・・押付機構。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 ■「 Ｖｌ−第４図 第５図 ■「 第　８　図 第９図 第９図（Ｃ） 第１１図 ！　１２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）大型容器の上部フランジに固定される支持架台と
   、この支持架台に回動自在に支持され上記容器内に吊り
   下げられる伸縮ロッドと、この伸縮ロッドの下端に設け
   られたノズル検査デバイスよりなり、上記ノズル検査デ
   バイスは前記容器のノズル内に挿入される探傷機構アセ
   ンブリと、この探傷機構アセンブリをノズル内の中心位
   置に固定する固定機構と、上記探傷機構アセンブリに設
   けられた探傷アームベースと、この探傷アームベースを
   ノズルの軸方向に移動させるノズル軸方向駆動機構と、
   上記探傷アームベース上に伸縮自在に設けられた探傷ア
   ームと、この探傷アームを前記探傷機構アセンブリと一
   体にノズルの周方向に回転させる回転機構と、上記探傷
   アームの先端に設けられた探触子パッケージと、この探
   触子パッケージを被検面に押付ける押付機構とを具備し
   たことを特徴とする超音波探傷装置。
2. （２）前記探触子パッケージは、被検面に対し０°の入
   射角度を持つ垂直探触子と、４５°の入射角度を持つ４
   ５°斜角探触子と、６０°の入射角度を持つ６０°斜角
   探触子とを有することを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載の超音波探傷装置。