JPS6355666B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば沸騰水型原子炉の原子炉圧力
容器（配管取付部材）とスタツブチユーブ（縦配
管）との溶接部の健全性を、遠隔操作で検査する
超音波探傷装置に関する。

例えば沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の下部
鏡板には、制御棒駆動機構ハウジングと中性子検
出系ハウジングが貫通するスタツブチユーブが多
数設けられ、チユーブの上端は各ハウジングに溶
接され、かつ下端は下部鏡板に溶接されている。
ところで、スタツブチユーブと下部鏡板との溶接
部は、原子炉運転中常に炉内圧力を受けている部
分であり、万一破損した場合には、上記ハウジン
グに包持された制御棒駆動機構の動作不良や原子
炉冷却材の流出等を生じるおそれが考えられる。
このため、定期点検時等に原子炉ウエルを水張り
した状態で、スタツブチユーブと下部鏡板との溶
接健全性を検査する必要がある。

この検査は通常超音波探傷で行われるが、被検
査部たる溶接部は、原子炉建屋の作業フロアーか
ら約30mの下方に位置することと相まつて、下部
鏡板は半球殻状であり多数（百数十ケ所）におよ
ぶ各接続部が夫々異なる傾むきを持つていること
から、検査作業が困難であつた。つまり、作業フ
ロアー上の操査部と溶接部との高度差空間（約
30m）により、超音波探傷の検出の基準となる原
点の設定が困難で、作業に長時間を要する。さら
に、超音波探傷は、ブラウン管上のある一定の時
間（つまり、探触子と溶接部との間の距離）位置
の超音波波形に注目して探傷判断を行うが、溶接
部が傾むいていることにより場所により変化する
時間を、遂一考慮して検査しなければならないか
ら、探傷判断が頗る複雑かつ困難であり、長時間
を要することは勿論のこと検査上の誤りを起こし
易かつた。

本発明は上記の事情のもとに開発されたもの
で、その目的は、配管取付部材と縦配管との溶接
部の溶接健全性の遠隔での検査を、配管取付部材
の傾むきの有無に拘わらず、容易かつ正確に実施
することができる超音波探傷装置を提供すること
にある。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図中１は沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器
の本体部分を示し、これは円筒部１ａと、この下
端に接続した半球殻状の下部鏡板１ｂとから構成
されている。なお、２はシユラウドを示す。下部
鏡板１ｂは配管取付部材として用いられるもの
で、これには多数の鉛直な縦配管が貫通され溶接
により取付けられている。なお、縦配管は第１
図、第２図では代表して１個のみ図示され、本実
施例の場合スタツブチユーブ３およびハウジング
４とから構成されている。スタツブチユーブ３は
その下端が下部鏡板１ｂの内面に溶接されて鉛直
に設置されている。ハウジング４は制御機構ハウ
ジング又は中性子検出ハウジングであり、スタツ
ブチユーブ３を貫通してこの上端に溶接されてい
る。

下部鏡板１ｂとスタツブチユーブ３との溶接部
５を検査する超音波探傷装置は第２図に示され
る。すなわち、第２図中６はハウジング４に嵌合
してこのハウジング４上端に着脱自在に載置され
る装置基部である。この装置基部６は、ハウジン
グ４上端に座す基板６ａと、これに連結された嵌
合部６ｂとからなる。なお、本実施例は嵌合部６
ｂがハウジング４に嵌入する場合を示している
が、この嵌合部６ｂはハウジング４の外周を覆つ
て嵌合するように構成してもよく、また嵌合部６
ｂと基板６ａとは一体でも差支えない。そして、
装置基部６には昇降体７を上下動させる昇降機構
８が設けられている。昇降機構８の一例について
説明すれば、この機構８は、基板６ａ上に立設し
た少なくとも一本（なお、本実施例では４本であ
るが第２図では２本のみ図示される。）の案内棒
９…と、これら案内棒９…と平行にして基板６ａ
を貫通させたリードスクリユウ１０と、案内棒９
…およびリードスクリユウ１０の上端を連結した
基板６ａと平行な頂部板１１と、装置基部６に搭
載した昇降用モータ１２と、このモータ１２とリ
ードスクリユウ１０とを連動させる歯車１３，１
４と、昇降体７に設けられリードスクリユウ１０
に螺合したリードナツト等の螺合部１５とを備え
て構成されている。リードスクリユウ１０の両端
は嵌合部６ｂおよび頂部板１１に回転自在に支持
され、このリードスクリユウ１０は昇降用モータ
１２の正逆転に連動して回転されるようになつて
いる。案内棒９…は昇降体７の回転止めと、昇降
体７が平行に上下動するように昇降体７を貫通し
ている。さらに、この昇降機構８はその昇降用モ
ータ１２の回転量を検出する回転量検出器１６を
有しており、これには本実施例の場合歯車１４に
連動する検出歯車１６ａを介して回転量が伝えら
れるようになつている。上記昇降体７は平面形状
が円形であり、これには探触子ホルダ１７を旋回
させる旋回機構１８が設けられている。旋回機構
１８は、昇降体７に取付けた旋回用モータ１９の
出力軸に歯車２０を取付け、この歯車２０を探触
子ホルダ１７に設けた内歯歯車２１に噛み合わせ
て構成されている。また、探触子ホルダ１７は、
例えば略円筒状で内歯歯車２１を有した上端部が
昇降体７の周縁部に摺動自在に掛合するようにな
つている。なお、この上端部と昇降体７の周縁部
との間には探触子ホルダ１７の旋回を容易にする
ための適宜な措置が必要により施されることは言
うまでもない。そして、探触子ホルダ１７の下部
は上記スタツブチユーブ３の外側に嵌合されるよ
うになつている。さらに、探触子ホルダ１７の下
端部には、スタツブチユーブ３の外周に摺動可能
な溶接部５探傷用の探触子２２が取付けられてい
るとともに、溶接部５との距離測定用の検出器た
る他の探触子２３が取付けられている。なお、探
触子２３は鉛直方向に超音波を送受する如く配置
されている。また、上記昇降体７には探触子ホル
ダ１７の旋回量を測定する旋回量検出器２４が取
付けられ、これには本実施例の場合内歯歯車２１
に噛み合う検出歯車２４ａを介して旋回量が伝え
られるようになつている。また、図中２５は原子
炉建屋の作業フロアに設置される制御機構で、記
憶部２６と制御部２７とから構成されていて、そ
の制御部２７と、上記各モータ１２，１９、各検
出器１６，２４および各探触子２２，２３とは、
夫々信号ケーブルを介して接続されている。記憶
部２６は、探傷の基準となる距離情報（つまり、
溶接部５と各部と探触子２３との間の距離）およ
び旋回位置情報との相関関係を記憶し、探傷時の
比較校正をなすために用いられている。そして、
制御部２７は、記憶部２６に記憶された情報と探
傷時の探傷子２３からの位置情報をもとにして、
上記各モータ１２，１９を制御して探触子２２を
溶接部５に対し常に一定の間隔に保持させる構成
となつている。

なお、第２図中２８は昇降体７に取付けた検出
器で、スタツブチユーブ３上端との距離を検出す
るために用いられている。また、第２図中制御機
構２５以外の機構部分は図示しないフツク等によ
り吊り下げられるようになつている。

次に、上記一実施例に係る超音波探傷装置の作
用を説明する。

まず、原子炉建屋の作業フロアから第２図中制
御機構２５以外の機構部分を吊り降してハウジン
グ４に取付ける。この取付けは装置基部６の基板
６ａによるハウジング４上面への着座と、嵌合部
６ｂによるハウジング４への嵌合でなされる（第
２図の状態参照）。次に、この状態で制御機構２
５を操作して旋回機構１８を作動させるととも
に、探触子２３を作動させる。そうすると、旋回
量検出器２４から出力される旋回方向の位置信号
とともに、探触子２３が測定するこれと溶接部５
との距離信号が、制御部２７を介して記憶部２６
に連続的に記憶され、かつ作業フロア上では同時
に制御機構２５からの出力を映像化する図示しな
いブラウン管の目視により監視がなされる。この
ようにして、探傷時の比較校正をなすためのデー
タが記憶部２６に得られ、この比較校正用のデー
タにより上記吊り降した機構部分に対する溶接部
５の傾斜度を知ることができる。よつて、このこ
とから原子炉の平面方位に対する上記機構部分の
ハウジング４への取付方位を判別できるため、必
要に応じ更に旋回機構１８を駆動して、超音波探
傷の基準となる旋回方向の原点と原子炉の方位と
を容易に調整できる。以上のような手順を経た
後、制御部２７を操作して探触子２２と溶接部５
との離間距離が適当な間隔に保持されるように設
定し、次に再び旋回機構１８を作動させるととも
に、昇降機構８を作動させる。同時に探触子２２
および２３を作動させる。そうすると、探触子２
３によつて得られる位置信号と記憶部２６の情報
にもとづいて、制御部２７は、探触子２２と溶接
部５との距離が、上記設定した間隔になるように
昇降体７の移動量を算出し、その移動量に見合う
だけの電気エネルギーを昇降用モータ１２に印加
する制御を行う。したがつて、旋回機構１８によ
る探触子ホルダ１７に取付けた探触子２２の旋回
に伴つて、制御部２７で制御される昇降機構８に
よる昇降体７の上下動により、探触子２２の高さ
位置が溶接部５に対して常に設定した間隔を保持
するよう自動的に修正され、この自動修正下にお
いて探触子２２による溶接健全性の一連の探傷動
作がなされる。なお、第２図中点線は探触子２２
で送受される探傷波の径路を示す。そして、この
探傷動作に伴つて検査員は作業フロア上のブラウ
ン管を監視することで溶接健全性を検査できる。
この場合、上述のように探触子２２と溶接部５の
各部分との間隔が常に一定していることから、ブ
ラウン管上の時間軸の続みも一定であり、よつて
検査上の間違いを有効に防止して、正確に検査が
実施される。

なお、上記一実施例は沸騰水型原子炉の原子炉
圧力容器の下部鏡板とスタツブチユーブとの溶接
部を検査する場合について説明したが、この適用
例に限らず操作部と溶接部とが高度差空間を隔て
ている場合であれば種々適用できることは言うま
でもない。その他、本発明の実施に当つては発明
の要旨に反しない限り、装置基部、昇降機構、昇
降体、旋回機構、探触子ホルダ、探触子、検出器
および制御機構等の具体的な構造、形状、位置等
は、上記一実施例に制約されることはなく種々構
成して実施できることは勿論である。

以上詳述したように、本発明による超音波探傷
装置は、配管取付部材を貫通して溶接により取付
けた鉛直な縦配管に嵌合してこの縦配管上端に着
脱自在に載置される装置基部と、この装置基部に
設けられ昇降用モータを有しこの昇降用モータを
動力源として昇降体を上下動させる昇降機構と、
上記昇降体に設けられ旋回用モータを有しこの旋
回用モータを駆動源として探触子ホルダを旋回さ
せるとともに旋回量検出器により上記探触子ホル
ダの旋回量を検出する旋回機構と、上記探触子ホ
ルダの下端部に取付けられ上記縦配管の外周に摺
接可能な溶接部探傷用探触子と、上記探触子ホル
ダの下端部に取付けられ上記縦配管の溶接部との
距離を測定する距離測定用検出器と、上記装置基
部を縦配管上に載置した状態で上記旋回機構によ
り上記探触子ホルダを旋回させその際上記距離測
定用検出器により測定される溶接部との距離情報
及び上記旋回量検出器により検出される旋回位置
情報とを記憶するとともに上記旋回機構により探
触子ホルダを旋回させて上記溶接部探傷用探触子
により溶接部の探傷を行なう際上記記憶した距離
情報及び旋回位置情報とを基に上記昇降機構に信
号を出力して昇降体を昇降させそれによつて上記
溶接部探傷用探触子を溶接部に対して常に一定の
間隔に保持させる制御機構とを具備したことを特
徴とするものである。したがつて、本発明によれ
ば、配管取付部材と縦配管との溶接部の溶接健全
性の遠隔での検査を、配管取付部材に傾むきがな
い場合は勿論のこと、傾むきがある場合であつて
も、探触子から溶接部までの距離を遂一考慮して
検査する必要がなく、正確かつ容易な検査が可能
となる。しかも、旋回機構と検出器とにより比較
校正データを得ることができるため、操作部と溶
接部間と高度差空間が可成り大きい場合でも、超
音波探傷の検出の基準となる原点の設定を容易か
つ短時間に行える。したがつて、これらの諸効果
を有する本発明装置で例えば原子炉におけるスタ
ツブチユーブと下部鏡板の溶接部と溶接健全性を
検査する場合には、短時間で検査を実施できるか
ら、検査員の放線線被爆量を低下できることは勿
論、原子炉稼動率の何上に寄与できる等、その実
用上大きな効果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の本
体部分の略縦断面図、第２図は本発明の一実施例
を示す縦断面図である。 １ｂ…配管取付部材（下部鏡板）、３…縦配管
（スタツブチユーブ）、４…縦配管（ハウジング）、
５…溶接部、６…装置基部、７…昇降体、８…昇
降機構、１２…昇降用モータ、１７…探触子ホル
ダ、１８…旋回機構、１９…旋回用モータ、２２
…探触子、２３…検出器（探触子）、２５…制御
機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 配管取付部材を貫通して溶接により取付けた
   鉛直な縦配管に嵌合してこの縦配管上端に着脱自
   在に載置される装置基部と、この装置基部に設け
   られ昇降用モータを有しこの昇降用モータを動力
   源として昇降体を上下動させる昇降機構と、上記
   昇降体に設けられ旋回用モータを有しこの旋回用
   モータを駆動源として探触子ホルダを旋回させる
   とともに旋回量検出器により上記探触子ホルダの
   旋回量を検出する旋回機構と、上記探触子ホルダ
   の下端部に取付けられ上記縦配管の外周に摺接可
   能な溶接部探傷用探触子と、上記探触子ホルダの
   下端部に取付けられ上記縦配管の溶接部との距離
   を測定する距離測定用検出器と、上記装置基部を
   縦配管上に載置した状態で上記旋回機構により上
   記探触子ホルダを旋回させその際上記距離測定用
   検出器により測定される溶接部との距離情報及び
   上記旋回量検出器により検出される旋回位置情報
   とを記憶するとともに上記旋回機構により探触子
   ホルダを旋回させて上記溶接部探傷用探触子によ
   り溶接部の探傷を行なう際上記記憶した距離情報
   及び旋回位置情報とを基に上記昇降機構に信号を
   出力して昇降体を昇降させそれによつて上記溶接
   部探傷用探触子を溶接部に対して常に一定の間隔
   に保持させる制御機構とを具備したことを特徴と
   する超音波探傷装置。