KR100291391B1 - Non-destructive Umbrella Type Eddy Current Probe for Nondestructive Testing of Steam Generator Spiral Heater Tubes - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일체형원자로에 내장되는 증기발생기의 나선형전열관 뿐만아니라 모든 종류의 곡관형 전열관의 건전성 유무를 와전류를 이용하여 비파괴검사하는 탐촉자에 관한 것이다. 기존의 와전류검사용 탐촉자는 곡관형 전열관 내부의 검사성능을 높이기 위하여 탐촉자의 충진율을 높이면 마찰력증대와 굴곡으로 긴 거리를 삽입시키기가 힘들고 탐촉자를 헐거웁게하면 충진율 불량으로 와전류검사가 어렵게 된다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 와전류탐촉자를 우산형구조로 하여 관 내부에 삽입할 때는 탐촉자직경이 최소가 되도록 접히고 인출시는 약간의 마찰력으로 우산이 펴지게하여 검사조건이 불량한 나선형이나 곡관형태 전열관의 비파괴검사가 가능하도록 하였다. 본 발명의 우산형 와전류탐촉자는 우수한 굽힘성, 초소형, 좋은 충진율 및 마찰의 최소화를 꾀할 수 있으며, 보관시에는 우산을 접어 놓은 상태에서 보호덮개에 의하여 탐촉자 코일을 외부충격으로부터 보호할수 있어 보관성 및 이동성 측면에서도 우수한 것이 특징이다.The present invention relates to a transducer for non-destructive inspection using the eddy current of the integrity of all types of curved tube as well as the spiral tube of the steam generator embedded in the integral reactor. Conventional eddy current probe has a high filling rate of the transducer in order to increase the inspection performance inside the curved tube, it is difficult to insert a long distance by the increase of friction and bending, and loosen the transducer becomes difficult to check the eddy current due to poor filling rate. In the present invention, in order to solve such a problem, when the eddy current transducer has an umbrella structure, when the tube is inserted into the tube, the probe diameter is folded to the minimum and the umbrella is opened with a slight frictional force when the lead is drawn out. Nondestructive testing of shape tube was made possible. Umbrella type eddy current probe of the present invention can achieve excellent bendability, ultra-small, good filling rate and minimization of friction, and when stored, the transducer coil can be protected from the external shock by the protective cover in the folded state of the umbrella can be stored and It is characterized by excellent mobility.
Description
본 발명은 곡률반경이 작은 곡관형 증기 발생기 나선형 전열관의 비파괴 검사용 내삽식 우산형과 전류 탐촉자에 관한 것이다.The present invention relates to a non-destructive inspection type umbrella type and current probe for the non-destructive inspection of the curved steam generator spiral heat transfer tube with a small radius of curvature.
현재 운전중인 원자력발전소의 증기발생기 전열관은 미국기계학회 ASME Code Sec. XI의 요건에 따라 전체 전열관에 대한 안전성검사로 비파괴검사중 와전류검사를 실시하고 있는 데 전열관이 직관형태이므로 검사상 제약이 없다. 와전류검사는 증기발생기 맨웨이(manway)노즐 바깥쪽에 설치된 푸시풀러(push-puller)에 와전류탐촉자 가이드 프렉스튜브(guide flex-tube)를 벨트 양면에 물려 푸시풀러를 회전시키면 와전류탐촉자는 직선운동을 하면서 증기발생기 전열관속으로 삽입된다. 와전류검사는 탐촉자가 전열관 반대편 출구까지 진행된 후에 푸시풀러의 역회전으로 탐촉자를 인출하면서 수행한다. 제1도와 같은 기존에 사용되고 있는 와전류검사탐촉자는 기존의 증기발생기 전열관형태가 직관형이기 때문에 탐촉자삽입시 마찰에 의한 스립(slip)현상이 거의 없어 문제점은 없으나, 곡률반경이 500㎜ 이하의 나선형 전열관은 굴곡에 따른 마찰로 기존방식으로 충진율(fill factor ; 탐촉자외경대 전열관내경의 비)을 만족시키면서 검사하는 것이 불가능하다. 와전류검사시 충진율은 매우 중요한 인자로서 통상 충진율이 0.85 이하에서는 신호의 진폭이 매우낮아 검사신호 평가가 매우 어렵게 되고, 특히 잡음이 많은 경우에는 검사신호 평가는 불가능해 진다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 제1도의 종래의 탐촉자를 곡률반경이 작은 곡관형 전열관에 적용하려면 탐촉자삽입시 발생되는 엄청난 마찰력을 해소시키면서 충진율을 만족시키는 소형 구조와 특수형태의 중심축유지체가 필요하다.The steam generator heat pipes of the nuclear power plant currently operating are ASME Code Sec. According to the requirements of XI, eddy current test is carried out during the non-destructive test as a safety test for the whole heat pipe. Eddy current test is to push the eddy current transducer guide flex-tube to both sides of the belt by pushing the push-puller installed on the outside of the steam generator manway nozzle and rotate the push puller to move the eddy current transducer It is inserted into the steam generator heat pipe. Eddy current inspection is carried out with the transducer pulled out by reverse rotation of the push puller after the transducer has advanced to the outlet on the opposite side of the heat pipe. Conventional eddy current test probes, such as those shown in FIG. 1, have almost no slip phenomenon due to friction when the probe is inserted since the conventional steam generator heat pipe has a straight tube type, but has a curvature radius of 500 mm or less. It is impossible to test while satisfying the fill factor (ratio of transducer outer diameter to inner diameter of the tube) by the conventional method due to friction caused by bending. In the eddy current test, the filling rate is a very important factor. In general, when the filling rate is 0.85 or less, the amplitude of the signal is very low, which makes the evaluation of the test signal very difficult. In order to solve this problem, to apply the conventional transducer of FIG. 1 to a curved tube with a small radius of curvature, a small structure and a special type of central shaft retainer satisfying the filling rate are required while eliminating the enormous frictional force generated when the transducer is inserted.
본 발명의 목적은 곡률반경이 작은 일체형원자로 증기발생기의 나선형 전열관과 곡관형태의 전열관의 건전성 확인을 위한 비파괴검사중 와전류검사용 탐촉자로 개발되었다.An object of the present invention was developed as an eddy current test probe during non-destructive testing to check the integrity of the spiral heat exchanger tube and the curved tube type tube of the steam generator with a small curvature radius.
본 발명의 요점인 증기발생기의 나선형 전열관 와전류검사용 내삽식 우산형탐촉자는 제2도와 제3도에서 보는 것과 같이 초소형 몸통으로 최대한 유연성을 살리면서 상호 결합 연결된 것으로 검사코일집합체를 보호하는 보호덮개는 검사 시작전이나 보관시에 항상 씌워져 있어 검사코일을 보호하여 사용기간을 연장할 수 있으며, 검사중 탐촉자 관내 삽입시에도 검사코일집합체 보호덮개 내부에 자동 삽입되어 있기 때문에 최대한 헐거웁게 하여 마찰을 크게 줄일 수 있다. 이 덮개는 삽입시 즉 검사전까지는 닫혀있고 인출시는 관내벽의 미량의 마찰력으로 보호덮개가 스라이딩하면서 우산을 펴는 것 처럼 검사코일이 전열관벽면에 유연성과 적응성을 가지고 펼쳐져 충진율을 획기적으로 개선할 수 있다.The helical heating tube eddy current probe of the steam generator, which is the main point of the present invention, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the protective cover that protects the inspection coil assembly by being connected to each other while maintaining maximum flexibility with the ultra-small body. It is covered at all times before starting the test or during storage to extend the service life by protecting the test coil.Since it is automatically inserted inside the protective cover of the test coil assembly even when the probe tube is inserted during the test, it is loosened as much as possible to greatly reduce friction. Can be. This cover is closed before insertion, that is, before inspection, and when it is taken out, the inspection coil is unfolded with flexibility and adaptability on the wall of the heat transfer pipe as the protective cover slides with a slight frictional force of the inner wall, which can dramatically improve the filling rate. Can be.
또한 관내 중심축유지와 관내벽 마찰을 개선하기 위하여 추가적으로 탄력성과 복원성이 우수한 스프링식 중심축유지체(flexible centering member)와 첨두지역에 구룸부를 두어 탐촉자 인출시 관내벽에 접선면을 따라 최소마찰로 중심축을 유지할 수 있는 것이다.In addition, in order to maintain the central axis of the pipe and to improve the friction of the inner wall, the spring-type central center member (flexible centering member), which has excellent elasticity and resilience, and the gut part in the peak area, have a minimum friction along the tangential surface on the inner wall of the tube when pulling out the transducer The central axis can be maintained.
제1도는 종래의 직관형 전열관의 와전류검사용 내삽식 탐촉자.1 is an interpolation probe for eddy current inspection of a conventional straight tube heat pipe.
제2도는 본 발명 나선형 전열관용 내삽식 우산형 와전류검사 탐촉자 3차원 형상.2 is a three-dimensional shape of the present invention helical heat-transmitting umbrella type eddy current inspection probe for spiral tube.
제3도는 본 발명 나선형 전열관용 내삽식 우산형 와전류검사 탐촉자 사시도 및 단면 예시도.Figure 3 is a perspective view and a cross-sectional view of the interpolated umbrella type eddy current inspection probe for the spiral heating tube of the present invention.
제4도는 본 발명 나선형 전열관용 내삽식 우산형 와전류검사 탐촉자 분해사시도.Figure 4 is an exploded perspective view of the present invention helical heating tube interpolated umbrella type eddy current test probe.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 중심축 유지체 12 : 보호덮개10: central axis holder 12: protective cover
14 : 안내 홈통 15,15' : 중간안내관 가이드14: guide gutter 15,15 ': guide of the intermediate guide
16 : 검사코일 지지대 18 : 타원형 검사코일16: inspection coil support 18: elliptical inspection coil
20 : 코일통로 22 : 누름뭉치20: coil passage 22: push bundle
24 : 중간안내관 26 : 스프링24: Intermediate Information Center 26: Spring
27 : 너트 28 : 체결핀27 nut 28 fastening pin
30 : 판스프링 32 : 검사코일몸통30: leaf spring 32: inspection coil body
34 : 체결와이어34: fastening wire
본 발명의 증기발생기 나선형 전열관 와전류검사용 내삽식 우산형 탐촉자의 사시도 및 단면예시도는 제3도와 같으며, 분해사시도는 제4도와 같다. 이 탐촉자는 크게 4부분으로 나눌 수 있다.A perspective view and a cross-sectional view of the intermittent umbrella type probe for eddy current inspection of the steam generator spiral heating tube of the present invention are as shown in FIG. 3, and an exploded perspective view is shown in FIG. This transducer can be divided into four parts.
검사체가 전열관내에서 유연하게 탐촉자의 중심을 유지시키는 역할과 마찰을 최소화하기 위하여 탄력성과 복원력이 있는 프렉시블한 스프링식 프렉스튜브 몸체와 앞 부분에 회전식 롤러(rotary roller)로 구성된 중심축 유지체(10)와 전열관내로 삽입시 가능한 한 탐촉자의 직경을 작게하고 검사코일을 보호하는 역할을 하는 보호덮개(12)는 안내홈통(14)을 따라 중간안내관(24)의 중간안내관 가이드(15)(15')가 좌우로 이동할 수 있어 전열관 내부로 탐촉자 삽입시 검사코일집합체를 감싸고 있다가 누름뭉치(22)를 당겨서 인출하면서 검사할 때 약간의 마찰로도 상단 보호덮개(12)가 열려 검사코일집합체의 검사코일(18)이 전열관내부 벽에 접촉할 수 있게 한다.Central axis holder consisting of flexible spring-type flexure tube body with flexible and resilient force and a rotary roller in the front part for the test body to flexibly center the transducer in the heat pipe and minimize friction (10) and the protective cover (12) serves to protect the inspection coil and to reduce the diameter of the transducer as much as possible when inserted into the heat pipe, the intermediate guide tube guide (15) of the intermediate guide tube (24) along the guide gutter (14) (15 ') can move from side to side, so when the probe is inserted into the heat pipe, it wraps the inspection coil assembly and pulls out the push bundle 22 to open the top protective cover 12 even with slight friction. The inspection coil 18 of the coil assembly makes contact with the inner wall of the heat pipe.
검사코일 집합체는 검사코일(18), 검사코일지지대(16), 판스프링(30), 검사코일몸통(32)으로 구성된다. 검사코일은 타원 형태로 90도 간격으로 배치된 구조이다. 이 검사코일(18)은 판스프링(30)에 의하여 상하운동을 하는 검사코일지지대(16) 상부에 설치되어 있으며 검사전에는 보호덮개(12) 밑에 접혀져 있다가 검사에 따른 인출과 동시에 마찰로 보호덮개(12)가 열리면 즉, 누름뭉치(22)를 당기면 중간안내관(24)의 중간안내관 가이드(15)(15')가 보호덮개(12)의 안내홈통(14)을 따라 후방으로 이동하고 판스프링(30)의 복원력으로 체결핀(28)을 축으로 검사코일지지대(16)는 우산이 펴지듯이 펴져 검사코일(18)이 전열관의 내부벽 즉 검사체 표면에 접촉되게 된다. 검사코일몸통(32)은 공심원통형태로 외부에는 90도 간격의 4조 검사코일지지대(16)가 체결핀(28)으로 체결되며 내부에는 중간안내관(24)의 중심축에 스프링(26)을 삽입하여 누름뭉치(22)의 선단턱에 걸린상태에서 너트(27)로 결합된 상태로 검사전 형태로 복원시키려는 힘을 유지한다. 몸통(32)의 내부에는 각 조립품이 최악의 상황에서 분리되는 것을 막기 위한 체결와이어(34)와 검사코일(18)과 연결된 전선이 통과한다.The inspection coil assembly includes an inspection coil 18, an inspection coil support 16, a leaf spring 30, and an inspection coil body 32. Inspection coils are oval-shaped and arranged at intervals of 90 degrees. The inspection coil 18 is installed on the upper portion of the inspection coil support 16 which moves up and down by the leaf spring 30, and is folded under the protective cover 12 before the inspection, and the protective cover is frictionally pulled out at the same time as the inspection. When 12 is opened, that is, when the pusher 22 is pulled, the intermediate guide tube guides 15 and 15 'of the intermediate guide tube 24 move backward along the guide trough 14 of the protective cover 12. With the restoring force of the leaf spring 30, the test coil support 16 is opened as the shaft is opened, and the test coil 18 contacts the inner wall of the heat transfer tube, that is, the test object surface. Inspection coil body 32 is a concentric cylindrical form, the outer four-coil inspection coil support 16 in the interval of 90 degrees is fastened with a fastening pin 28, the inner spring 26 on the central axis of the intermediate guide tube 24 Insert and maintain the force to restore to the state before the inspection in the state coupled to the nut 27 in the state caught on the front end jaw of the press bundle (22). Inside the body 32, wires connected to the fastening wire 34 and the inspection coil 18 to prevent each assembly from being separated in the worst case are passed through.
중간안내관(24)은 보호덮개(12) 바로 밑에 위치하며 중심축에는 스프링(26)이 있어 전열관검사중에는 외부마찰로 보호덮개(12)가 열리면서 중간안내관(24)의 중심축에 있던 스프링(26)은 수축되게 된다. 이 수축된 힘은 마찰력이 없는 경우에는 복원력으로 작용하여 보호덮개(12)를 닫게하는 힘이 된다. 또한 검사코일 지지대(16)를 허용한도이상으로 과도하게 펴지지 않게 하여 검사코일(18)을 보호한다. 중심축의 너트(27)를 조절함으로써 하나의 탐촉자로 내경이 서로 다른 전열관의 검사도 가능하다.The intermediate guide tube (24) is located directly under the protective cover (12). The central shaft has a spring (26). During the heat pipe inspection, the protective cover (12) is opened by external friction and the spring was located on the central shaft of the intermediate guide tube (24). 26 is to be contracted. This contracted force acts as a restoring force in the absence of frictional force to close the protective cover 12. It also protects the inspection coil 18 by preventing the inspection coil support 16 from being excessively extended beyond the allowable limit. By adjusting the nut 27 of the central axis, it is also possible to inspect heat transfer tubes having different inner diameters with one probe.
이와 같이된 본 발명을 다시 설명하면 증기발생기 나선형 전열관의 비파괴검사시 전열관내부로 보호덮개(12) 내부에 중간안내관(24)과 검사코일지지대(16)가 삽입된 상태에서 누름뭉치(22)를 밀어서 삽입시키면 보호덮개(12)의 선단에 회전식롤러와 스프링식 프렉스튜브가 탄력성과 복원력이 좋은 프렉시블한 작동에 의하여 나선형 전열관을 따라 중심을 유지하면서 전진하고 전열관의 내부를 검사할 때는 누름뭉치(22)를 당기면 중간안내관(24)의 중간안내관 가이드(15)(15')가 보호덮개(12)의 안내홈통(14)을 따라 후진하고 이때 중간안내관(24)의 스프링(26)이 삽입된 중심축에 코일몸통(32)과 너트(27)로 결합된 누름뭉치(22)에 체결핀(28)과 판스프링(30)에 의해 결합된 검사코일지지대(16)과 판스프링(30)의 탄발력에 의하여 체결핀(28)을 축으로 펴지면서 검사코일(18)이 전열관의 내부 검사사체표면에 접촉되어 검사를 수행할 수 있는 것이다.Referring to the present invention as described above, when the non-destructive testing of the steam generator spiral heat transfer tube inside the heat shield tube 12 inside the cover 12, the press guide 22 in the state in which the intermediate guide tube 24 and the inspection coil support 16 are inserted; When pushed in, the rotary roller and the spring-type flex tube at the tip of the protective cover 12 are moved forward while maintaining the center along the spiral heat transfer tube by the flexible operation with good elasticity and resilience, and press to inspect the inside of the heat transfer tube. When the bundle 22 is pulled, the intermediate guide tube guides 15 and 15 'of the intermediate guide tube 24 retreat along the guide trough 14 of the protective cover 12, and at this time, the spring of the intermediate guide tube 24 Inspection coil support (16) and plate coupled by a fastening pin (28) and a leaf spring (30) to a press bundle (22) coupled with a coil body (32) and a nut (27) on a central shaft into which the pin is inserted. Inspection coil (1) while extending the fastening pin 28 to the shaft by the elastic force of the spring (30) 8) The test can be performed by contacting the surface of the test carcass inside the heat transfer tube.
그리고 상기한 본 발명은 중간안내관(24)의 중심축에 스프링(26)이 삽입되어 코일몸통(32)과 너트(27)로 결합된 누름뭉치(22)를 상기한 너트(27)로 풀거나 조여서 검사하고자 하는 전열관의 내경에 맞추어 검사코일지지대(16)의 펼침을 조절하여 내경이 다른 전열관의 검사도 가능한 것이다.In the present invention, the spring 26 is inserted into the central axis of the intermediate guide tube 24 to pull the push bundle 22 coupled with the coil body 32 and the nut 27 to the nut 27. By adjusting the spread of the inspection coil support 16 in accordance with the inner diameter of the heat transfer tube to be tightened or tightened, it is also possible to inspect the heat transfer tubes having different inner diameters.
[발명의 변형, 응용의 예][Variation of invention, example of application]
현재 상용 원자력발전소 증기발생기 전열관중 열번호가 1에서 3번대의 전열관은 곡률반경이 가장 작은 곳으로 충진율을 유지하면서 검사가 어려운 실정이어서 선진국에서는 미리 관막음을 하여 폐쇄하지만 본 발명의 탐촉자를 이용하면 검사가 가능하다.At present, the heat pipes with heat number 1 to 3 in the steam generator tube of commercial nuclear power plants have the smallest radius of curvature and are difficult to inspect while maintaining the filling rate. Inspection is possible.
발명된 증기발생기 나선형 전열관 와전류검사용 내삽식 우산형 탐촉자는 종래의 기술로는 불가능하였던 일체형원자로에 내장되는 나선형 증기발생기 전열관이나 곡률반경이 작은 곡관형태의 모든 전열관에 대한 건전성검사 즉, 결함내재유무를 찾을 수 있게 되었다. 마찰과 충진율 상호 역관계를 해결하여 검사신호 대비 잡음비를 획기적으로 개선하여 검사의 신뢰성과 편리성을 제공하며, 기존 탐촉자에는 없는 보호덮개로 보관시 검사코일을 상처, 먼지, 충격 등으로부터 보호할 수있어 가용시간의 연장이 가능하다.Invented steam generator spiral heating tube eddy current probe for the eddy current inspection is the integrity test of all spiral tube generator heat pipes or curved pipes with a small radius of curvature that are embedded in an integral reactor, which is impossible with the prior art. Could be found. It solves the inverse relationship between friction and filling rate, dramatically improving the noise ratio compared to the test signal, providing reliability and convenience of inspection, and protecting the inspection coil from scratches, dust, impact, etc. It is possible to extend the available time.
Claims (2)
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