KR100941999B1 - Apparatus for Inspecting Using Ultrasonic Wave - Google Patents
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Abstract
검사공간이 제약된 피검사체에 대해 초음파 검사가 가능하고, 간단한 구조로 이루어져 유지 보수가 용이하며 비용이 절감되는 초음파 검사장치가 개시된다. 본 발명에 따른 초음파 검사장치는 피검사체에 대해 초음파 검사를 수행하여 상기 피검사체의 부식 정도를 파악하기 위한 초음파 검사장치에 있어서, 상기 피검사체의 내부에 삽입되며, 상기 피검사체 내부에 제공된 물을 매개체로 하여 상기 피검사체의 초음파 검사를 수행하는 센서유닛, 일측이 상기 센서유닛에 연결되며, 타측이 상기 피검사체의 외부로 연장 형성된 이동관, 상기 이동관의 타측 끝단 부위에 연결되며, 상기 이동관을 상기 이동관의 길이 방향을 따라 이동시키고 상기 이동관의 축 방향을 따라 회전시키는 구동유닛 및 상기 피검사체의 외부에 구비되며, 상기 이동관의 적어도 일부를 감싸는 고정관을 포함한다. 따라서, 본 발명에 의하면 공간이 협소한 피검사체에 대해서도 초음파 검사를 수행할 수 있으며, 간단한 구조로 이루어져 유지 보수가 용이하며 검사비용을 절감할 수 있다.An ultrasonic inspection apparatus capable of performing an ultrasonic inspection on a test object in which an inspection space is constrained and having a simple structure is easy to maintain and to reduce costs. The ultrasonic inspection apparatus according to the present invention is an ultrasonic inspection apparatus for determining the degree of corrosion of the inspected object by performing an ultrasonic test on the inspected object, the water being inserted into the inspected object, the water provided in the inspected object A sensor unit for performing an ultrasonic test of the inspected object as a medium, one side is connected to the sensor unit, the other side is connected to the moving tube extending to the outside of the test object, the other end portion of the moving tube, the moving tube is The driving unit moves along the longitudinal direction of the moving tube and rotates along the axial direction of the moving tube, and is provided on the outside of the inspected object, and includes a fixed tube surrounding at least a portion of the moving tube. Therefore, according to the present invention, ultrasonic inspection can be performed even on a test subject having a narrow space, and a simple structure can facilitate maintenance and reduce inspection cost.
초음파, 피검사체, 증기발생기, 전열관, 스틸메쉬 Ultrasonic, Test Subject, Steam Generator, Heat Transfer Tube, Steel Mesh
Description
도 1은 도 1은 원자로 1차 계통 압력경계를 나타내는 구성도;1 is a block diagram showing a reactor primary system pressure boundary of FIG.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 검사장치를 나타내는 구성도;2 is a block diagram showing an ultrasonic inspection apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 1의 이동관의 일부를 나타내는 사시도;3 is a perspective view showing a part of the moving tube of FIG. 1;
도 4는 도 1의 고정관의 일부를 나타내는 절개 사시도;4 is a cutaway perspective view of a portion of the fixation tube of FIG. 1;
도 5는 도 1의 구동유닛을 나타내는 사시도;5 is a perspective view showing the drive unit of FIG.
도 6은 도 1의 센서유닛을 나타내는 사시도;6 is a perspective view illustrating the sensor unit of FIG. 1;
도 7은 도 1의 고정관 브라켓 부위를 나타내는 절개 사시도.Figure 7 is a perspective view of the incision showing the fixed tube bracket portion of FIG.
< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
10: 원자로 20: 증기발생기10: reactor 20: steam generator
110: 센서유닛 112: 센서 몸체110: sensor unit 112: sensor body
114: 초음파 센서 115: 홈114: ultrasonic sensor 115: groove
116: 안내부 118: 연결부116: guide portion 118: connecting portion
120: 이동관 125: 이음부120: moving tube 125: joint
130: 제1이동관 140: 제2이동관130: first moving tube 140: second moving tube
142: 이동관 몸체부 144: 보강부142: moving tube body 144: reinforcement
150: 고정관 152: 고정관 몸체부150: fixed tube 152: fixed tube body portion
154: 돌출부 160: 구동유닛154: protrusion 160: drive unit
162: 회전구동부 164: 회전 스크류162: rotary drive unit 164: rotary screw
166: 고정관 고정부 168: 가이드 축166: fixed tube fixing portion 168: guide shaft
170: 고정관 브라켓 172: 제1씰링부170: fixing pipe bracket 172: first sealing part
174: 제2씰링부 175: 유출입구174: second sealing portion 175: outlet inlet
176: 접촉링 178: 스페이서176: contact ring 178: spacer
P: 피검사체P: subject
본 발명은 초음파 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공간이 제약된 다양한 피검사체에 대해 초음파 검사가 가능하고, 간단한 구조로 이루어져 유지 보수가 용이하며 비용이 절감되는 초음파 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasound inspection apparatus, and more particularly, to an ultrasound inspection apparatus capable of performing an ultrasonic inspection on a variety of inspected objects with limited space, and having a simple structure, which is easy to maintain and reduce cost.
일반적으로, 내부에 고온·고압의 유체가 흐르는 배관은 유체와의 마찰, 유체내의 이물질 등으로 인해 내벽이 쉽게 부식되어 누수나 공정 중단 등 여러 가지 문제점이 발생한다. 따라서, 이러한 배관의 부식 여부나 부식 정도를 주기적으로 검사하여 누수를 미연에 방지하여야 한다. 하지만, 배관의 직경이 작은 경우, 배관 내부로 검사장치를 삽입하여 내벽의 부식을 검사하기가 아주 까다롭다.In general, a pipe having a high temperature and high pressure fluid therein is easily eroded by an inner wall due to friction with a fluid, a foreign material in the fluid, and various problems such as leakage and process interruption. Therefore, the pipes should be periodically inspected for corrosion or the degree of corrosion to prevent leakage. However, if the diameter of the pipe is small, it is very difficult to check the corrosion of the inner wall by inserting the inspection device into the pipe.
이러한 배관의 부식을 검사하는 방법 중의 하나로, 비파괴적으로 초음파를 이용하는 방법이 사용되고 있다.As one of the methods for inspecting the corrosion of such pipes, a method of using ultrasonic waves non-destructively is used.
한편, 도 1에 도시된 원자력 발전소의 플랜트, 특히 원자력 발전소의 터빈 발전기 계통 - 2차측 - 에 사용되는 배관의 내부에는 높은 압력과 온도를 가지고 매우 빠른 속도로 유체가 유동한다. 따라서, 이러한 유체의 유동에 의해 부식 또는 마모가 되어 파이프 두께가 얇아지는 현상은 더욱 두드러지게 된다.On the other hand, the fluid flows at a very high speed with high pressure and temperature inside the pipe used in the plant of the nuclear power plant shown in FIG. 1, in particular, the turbine generator system of the nuclear power plant-the secondary side. Therefore, the phenomenon that the pipe thickness becomes thin due to corrosion or wear due to the flow of the fluid becomes more prominent.
이와 같이, 원자력 발전소에 사용되는 배관의 부식에 의한 누수는 인간의 생명과 직결되기 때문에 배관의 부식 정도를 정확하게 파악하는 것이 무엇보다 중요하다.As such, it is most important to accurately understand the degree of corrosion of the pipes because leakage caused by corrosion of pipes used in nuclear power plants is directly connected to human life.
하지만, 일반적인 초음파 검사장치를 이러한 원자력 발전소의 배관 검사에 이용하는 경우, 피검사체의 공간상의 제약에 의해 검사를 수행하는 데에는 한계가 있었다.However, when a general ultrasonic inspection apparatus is used for the pipe inspection of such a nuclear power plant, there is a limit in performing the inspection due to the space constraint of the inspected object.
예를 들어, 원자력 발전소에서 중앙의 원자로(10)에 연결된 증기발생기(20)에서, 증기발생기(20)를 구성하는 전열관의 내부를 검사하고자 할 때, 상기 전열관 개구부의 하단 공간이 협소하여 기계장치의 삽입이 불가능하였다.For example, in the
즉, 초음파 센서와 이를 구동하는 기계장치들이 일체로 형성되어 있어, 상기와 같이 공간상의 제약이 있는 피검사체에 이를 삽입하여 검사를 수행하는 데에는 한계가 있었다.That is, since the ultrasonic sensor and the mechanical devices for driving the same are integrally formed, there is a limit in performing the inspection by inserting the ultrasonic sensor into the test subject having the space limitation as described above.
기존 길이 방향으로 긴 막대기의 끝단에 초음파 센서를 장착하고 반대편에서 막대기를 작업자가 직접 손으로 검사하는 방식도 있으나, 이 또한 전열관 개구부 하단의 공간이 협소하여 사용이 불가능하였다.In the existing longitudinal direction, the ultrasonic sensor is mounted on the end of the long stick and the worker directly inspects the stick on the other side. However, the space at the bottom of the heat pipe opening is also narrow and it is impossible to use it.
또한, 원자력 발전소와 같이 방사능 오염에 노출된 환경에 적용하는 경우, 초음파 검사장치를 구성하는 기계장치들이 방사능 환경에 노출되어 관리와 이동이 자유롭지 못하여 결과적으로 검사비용이 비싸지는 문제점도 있었다.In addition, when applied to an environment exposed to radioactive contamination, such as a nuclear power plant, the mechanical devices constituting the ultrasonic inspection apparatus are exposed to the radioactive environment and thus cannot be managed and moved freely, resulting in a high inspection cost.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전열관과 같이 공간이 협소한 피검사체에도 적용하여 초음파 검사를 수행할 수 있는 초음파 검사장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection apparatus that can be applied to an inspection object having a narrow space, such as a heat transfer tube.
본 발명의 다른 목적은 방사능 오염 등 위험 환경에 기계 장치가 노출되지 않아 관리와 이동이 용이한 초음파 검사장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection apparatus that is easy to manage and move because a mechanical device is not exposed to a hazardous environment such as radioactive contamination.
본 발명의 또 다른 목적은 간단한 구조로 이루어져 유지 보수가 용이하며 비용이 절감되는 초음파 검사장치를 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection apparatus which is made of a simple structure and which is easy to maintain and reduce in cost.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피검사체에 대해 초음파 검사를 수행하여 상기 피검사체의 부식 정도를 파악하기 위한 초음파 검사장치에 있어서, 상기 피검사체의 내부에 삽입되며, 상기 피검사체 내부에 제공된 물을 매개체로 하여 상기 피검사체의 초음파 검사를 수행하는 센서유닛, 일측이 상기 센서유닛에 연결되며, 타측이 상기 피검사체의 외부로 연장 형성된 이동관, 상기 피검사체의 외부에 구비되며, 상기 이동관의 적어도 일부를 감싸며 상기 이동관의 움직임을 안내하는 고정관 및 상기 이동관의 타측 끝단 부위에 연결되며, 상기 이동관을 상기 이동관의 길이 방향을 따라 이동시키고 상기 이동관의 축 방향을 따라 회전시키는 구동유닛을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention is an ultrasonic inspection apparatus for determining the degree of corrosion of the inspected object by performing an ultrasonic test on the inspected object, which is inserted into the inspected object, the inside of the inspected object Sensor unit for performing the ultrasonic test of the subject under water provided in the medium, one side is connected to the sensor unit, the other side is provided with a moving tube extending to the outside of the subject, the outside of the subject, Wrapping at least a portion of the moving tube and is connected to the fixed tube for guiding the movement of the moving tube and the other end portion of the moving tube, the driving unit for moving the moving tube along the longitudinal direction of the moving tube and rotates along the axial direction of the moving tube do.
그리고, 상기 이동관 및 고정관의 적어도 일부는 유연하게 구성되어 굽힘이 가능한 것이 바람직하다.And, at least a portion of the moving tube and the fixed tube is preferably configured to be flexible to bend.
한편, 상기 이동관은 상기 센서유닛에 연결되며, 상기 피검사체 내부로 삽입되는 제1이동관 및 상기 제1이동관과 상기 구동유닛을 상호 연결하며, 상기 피검사체 외부에 위치하는 제2이동관을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1이동관은 상기 제2이동관보다 직경이 더 작게 형성되며, 상기 제1이동관과 제2이동관의 사이에는 상기 제1이동관 및 제2이동관을 상호 연결하는 이음부가 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 이음부는 상기 제1이동관과 제2이동관의 직경에 대응되게 단차가 형성된 것이 더욱 바람직하다.On the other hand, the moving tube is connected to the sensor unit, and comprises a first moving tube inserted into the test object and the first moving tube and the second moving tube interconnecting the first moving tube and the test object, located outside the test object Can be. Here, the first moving tube is formed smaller in diameter than the second moving tube, it is preferable that a joint portion for interconnecting the first moving tube and the second moving tube between the first moving tube and the second moving tube. In addition, the joint portion is more preferably formed with a step corresponding to the diameter of the first moving tube and the second moving tube.
그리고, 상기 고정관의 내측과 상기 이동관의 외측 중 어느 하나에는 다수 개의 돌출부가 형성된 것이 바람직하다. 여기서, 상기 돌출부는 상기 고정관 및 상기 이동관의 원주를 따라 형성된 고리 모양이 반복된 형태로 형성될 수 있다.And, any one of the inner side of the fixed tube and the outer side of the moving tube is preferably formed with a plurality of protrusions. Here, the protrusion may be formed in a repeating ring shape formed along the circumference of the fixed tube and the moving tube.
이와 함께, 상기 이동관의 적어도 일부에는 외측에 메쉬 형태로 짜인 보강부가 구비되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 보강부는, 금속 재질을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, it is preferable that at least a part of the moving tube is provided with a reinforcing portion woven in a mesh form on the outside. Here, it is more preferable that the reinforcement part contains a metal material.
한편, 본 발명에 따른 초음파 검사장치는 상기 고정관의 끝단 측에는 구비되어 상기 고정관과 결합되며, 상기 피검사체와 선택적으로 접촉하는 고정관 브라켓을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 상기 고정관 브라켓에는 상기 고정관과 상기 이동관 사이의 공간으로 유체가 유출입되도록 하는 유출입구가 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention is provided on the end side of the fixed tube is coupled to the fixed tube, it may be configured to include a fixed tube bracket for selectively contacting the test subject. In addition, it is preferable that an outlet inlet is formed in the fixed tube bracket to allow the fluid to flow in and out of the space between the fixed tube and the moving tube.
상기 고정관 브라켓이 피검사체와 접촉하는 부위에는 유체의 외부 유출을 방지하는 제1씰링부가 구비되고, 상기 고정관과 이동관 사이의 공간에는 유체의 흐름을 차단하는 제2씰링부가 구비된 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제2씰링부는 상기 고정관의 끝단 측에는 구비되어 상기 고정관과 결합되는 고정관 브라켓 상에 구비될 수 있다.It is preferable that a first sealing part is provided at a portion where the fixed tube bracket is in contact with the inspected object, and a second sealing part which blocks the flow of fluid is provided in the space between the fixed tube and the moving tube. Here, the second sealing portion may be provided on the end side of the fixing tube is provided on the fixing tube bracket coupled to the fixing tube.
이와 함께, 상기 제2씰링부는 상기 고정관 브라켓의 내면에 고정되는 복수 개의 접촉링 및 상기 복수 개의 접촉링 사이에 구비되어, 상기 접촉링의 간격을 유지시키는 하나 이상의 스페이서를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the second sealing part may include a plurality of contact rings fixed to the inner surface of the fixing tube bracket and the plurality of contact rings, and may include one or more spacers to maintain the spacing of the contact rings.
한편, 상기 구동유닛은 상기 이동관의 끝단 부위에 결합되어 상기 이동관을 회전시키고, 상기 이동관과 함께 상기 이동관의 길이 방향을 따라 이동하는 회전구동부, 상기 회전구동부에 맞물려 구성되어, 회전 가능하게 구비되어 상기 회전구동부를 상기 이동관의 길이 방향을 따라 이동시키는 회전 스크류 및 상기 회전 스크류를 축 회전시키는 병진구동부를 포함할 수 있다.On the other hand, the driving unit is coupled to the end portion of the moving tube to rotate the moving tube, and is configured to engage with the rotary driving unit, the rotary driving unit to move along the longitudinal direction of the moving tube together with the moving tube, is rotatably provided It may include a rotary screw for moving the rotary drive unit along the longitudinal direction of the moving tube and a translational drive for axially rotating the rotary screw.
여기서, 상기 구동유닛은 상기 회전 구동부의 전방에 구비되어, 상기 고정관의 끝단을 고정시키는 고정관 고정부를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 구동유닛은 상기 회전구동부의 길이 방향 이동을 안내하는 하나 이상의 가이드 축을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.Here, the drive unit is provided in front of the rotary drive unit, it is preferable to include a fixed tube fixing portion for fixing the end of the fixed tube. And, it is more preferable that the drive unit includes at least one guide shaft for guiding the longitudinal movement of the rotary drive.
그리고, 상기 센서유닛은 초음파 센서가 구비된 센서 몸체 및 상기 센서 몸체의 회전 가능하게 결합되는 하나 이상의 안내부를 포함할 수 있다.The sensor unit may include a sensor body provided with an ultrasonic sensor and one or more guide parts rotatably coupled to the sensor body.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of this embodiment, the same name and the same reference numerals are used for the same configuration and additional description thereof will be omitted.
도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 검사장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.2 to 5, the configuration of the ultrasonic inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
본 실시예에 따른 초음파 검사장치는, 센서유닛(110), 이동관(120), 고정관(150) 및 구동유닛(160)을 포함하여 구성된다.The ultrasonic inspection apparatus according to the present embodiment includes a
상기 센서유닛(110)은 피검사체(P)의 내부에 삽입되어 피검사체(P)의 초음파 검사를 수행한다. 여기서, 센서유닛(110)가 삽입되는 피검사체(P)의 종류는 제한이 없으며, 예를 들어 중공관 형태로 이루어져 내부에 유체가 흐를 수 있는 통로가 형성되는 배관 형태가 될 수 있다.The
상기 배관은 내부에 고온·고압의 유체가 흐르면서, 유체와의 마찰이나 유체 내의 이물질에 의해 내벽이 부식될 수 있으며, 상기 센서유닛(110)은 이러한 배관에 초음파를 발생시키고 반사된 파를 수신함으로써 관의 부식 정도를 검사한다.The inside of the pipe may be corroded by a high temperature and high pressure fluid, and the inner wall may be corroded by the friction with the fluid or the foreign matter in the fluid. The
상기 센서유닛(110)은 피검사체(P) 내부를 면밀히 검사하기 위하여, 피검사체(P)의 길이 방향과 원주 방향을 따라 초음파 검사를 수행하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 본 실시예에서는 상기 센서유닛(110)이 피검사체(P)의 길이 방향을 따라 이동하고, 축 방향을 따라 회전하도록 구성된다.The
이러한 센서유닛(110)의 움직임은, 구동유닛(160)에서 발생한 병진 및 회전에 대한 구동력이 후술하는 이동관(120)에 의해 최종적으로 센서유닛(110)에 전달 됨으로써 가능하다.The movement of the
상기 센서유닛(110)은 다 채널로 구성되며, 음향렌즈를 이용하여 송수신 감도를 높일 수 있다.The
한편, 초음파 검사를 수행하기 위해서는 센서유닛(110)과 피검사체(P) 사이에 공기층이 있으면 안되고, 무언가로 채워져 있어야 한다. 왜냐하면, 초음파는 일종의 음파이므로 매질이 없으면 전파가 되지 않으며, 공기는 밀도가 낮기 때문에 매질로써의 역할을 효과적으로 수행하지 못하기 때문이다.On the other hand, in order to perform the ultrasonic test, there should not be an air layer between the
이에 따라, 본 실시예에서는 전열관 속을 물을 채우고, 피검사체(P)가 수직으로 배치되는 경우에 맞추어 하부가 씰링되는 구조로 이루어진다. 센서유닛(110)의 구체적인 구성은 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.Accordingly, in the present embodiment, water is filled in the heat transfer tube, and the lower portion is sealed in accordance with the case in which the inspected object P is disposed vertically. A detailed configuration of the
상기 이동관(120)은 일측이 상술한 센서유닛(110)에 연결되고, 타측이 피검사체(P)의 외부로 연장 형성된다. 상기 이동관(120)은 중공 튜브 형태로 이루어져, 센서유닛(110)과 연결된 케이블이 지나갈 수 있도록 구성된다.The moving
여기서, 상기 이동관(120)은 피검사체(P)의 특유한 구조나 공간상의 제약을 극복하기 위하여, 적어도 일부가 유연한 재질로 이루어져 자유롭게 굽힘이 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.Here, the moving
본 실시예에 따른 이동관(120)은, 직경이 다른 두 개의 이동관(120)이 이음부에 의해 서로 연결된 형태로 구성된다. The moving
구체적으로, 상기 이동관(120)은 센서유닛(110)과 연결되며 피검사체(P)의 내부로 센서유닛(110)과 함께 삽입되는 제1이동관(130), 제1이동관(130)과 후술하 는 구동유닛(160)을 상호 연결하며 피검사체(P)의 외부에 위치하는 제2이동관(140) 및 이들 상호간을 연결하는 이음부를 포함한다.Specifically, the moving
여기서, 제1이동관(130)은 제2이동관(140)에 비해 직경이 작게 형성되어, 피검사체(P) 내부로 용이하게 삽입될 수 있도록 구성된다. 또한, 이음부는 제1이동관(130)과 제2이동관(140)의 직경에 대응되게 단차가 형성되어 제1이동관(130)과 제2이동관(140)을 상호 연결한다.Here, the first moving
본 실시예는 상기 제2이동관(140)을 제1이동관(130)보다 직경이 크게 구성함으로써, 구동유닛(160)에서 발생한 회전력을 센서유닛(110)에 효과적으로 전달할 수 있도록 구성된다. 즉, 제1이동관(130)은 피검사체(P)에 삽입될 수 있도록 작은 직경으로 형성하고, 제2이동관(140)은 구동유닛(160)에서 발생한 회전력을 효과적으로 전달하기 위하여 직경을 제1이동관(130)보다 크게 형성한다.In this embodiment, the diameter of the second moving
이와 함께, 상기 이동관(120)은 구부러진 상태에서도 구동유닛(160)에서 발생한 회전운동과 병진운동이 센서유닛(110)으로 효과적으로 전달되도록 하기 위하여, 유연해야 하는 동시에 비틀림에도 강해야 한다. 이동관(120)이 비틀림에 강하지 않다면, 구동유닛(160)의 회전과 센서유닛(110)에서의 회전이 그 사이에 구비된 이동관(120)의 비틀림 정도에 따라 회전 각도차가 필연적으로 발생하게 되고, 이는 결과적으로 센서유닛(110)에서 발생한 신호의 정확성이 떨어지게 된다.In addition, the
본 발명자의 실험에 의하면, 일반 비닐이나 플라스틱 재질의 튜브는, 유연하지만 비틀림 응력이 약하여 구동유닛(160)과 센서유닛(110) 간에 상대적으로 큰 회전오차가 발생하는 것을 확인하였다. 반복적인 실험 결과, 이동관 몸체부(142)의 외측에 폴리머와 같은 튜브의 외측에 메쉬 형태로 짜인 보강부(144)를 구비함으로써 비틀림 응력이 월등히 높아지고 결과적으로 회전오차도 현저히 줄어들었다. 여기서, 상기 보강부(144)의 재질에는 제한이 없으나, 스틸(steal)과 같은 금속 재질인 경우 비틀림 응력을 높이는 데 보다 유리하다.According to the experiments of the present inventors, it is confirmed that the tube of general vinyl or plastic material is flexible, but the torsional stress is weak, so that a relatively large rotational error occurs between the driving
도 3은 상술한 바와 같이, 이동관의 외측에 스틸메쉬(steal mesh) 형태의 보강부가 형성된 구성을 예를 들어 도시하고 있다.3 illustrates a configuration in which a reinforcing part in the form of a steel mesh is formed on the outside of the moving tube, for example.
상기 고정관(150)은 피사체의 외부에 구비되며, 이동관(120)의 적어도 일부를 감싸도록 구성되어, 이동관(120)의 길이방향 병진운동과 축 방향 회전운동을 안내하게 된다. 여기서, 상기 고정관(150)도 이동관(120)과 마찬가지로 유연하게 구성되어 굽힘이 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.The fixed
상기 고정관(150)과 이동관(120)은 서로 상대적인 운동을 하며 마찰이 발생하기 때문에, 이러한 마찰에 의한 손실을 줄이기 위하여 상기 고정관 몸체(152)의 내측에는 다수의 돌출부(154)가 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 돌출부(154)는 도 4에 도시된 바와 같이, 고정관(150)의 원주를 따라 형성된 고리 모양이 반복된 형태로 형성된다.Since the fixed
이와 같이, 고정관(150)의 내측에 돌출부(154)를 형성함으로써, 고정관(150)과 이동관(120) 사이의 마찰을 줄일 수 있게 된다.As such, by forming the
한편, 상술한 구성과 달리, 고정관(150)이 아닌 이동관(120)의 외측에 돌출부(154)를 형성하여, 고정관(150)과 이동관(120) 사이의 마찰을 줄이도록 구성하는 것도 또한 가능하다.On the other hand, unlike the above-described configuration, by forming a
상기 구동유닛(160)은 상술한 이동관(120)의 타측 끝단 부위에 연결되어, 이동관(120)을 관의 길이방향을 따라 이동시키고 관의 축 방향을 따라 회전시켜 결과적으로 센서유닛(110)을 구동한다.The
구체적으로, 상기 구동유닛(160)은 도 5에 도시된 바와 같이, 회전구동부(162), 회전 스크류(164), 병진구동부(미도시) 및 고정관 고정부(166)를 포함한다.Specifically, as shown in FIG. 5, the driving
상기 회전구동부(162)는 이동관(120)의 끝단 부위에 결합되어 이동관(120)을 회전시키고, 이동관(120)과 함께 이동한다. 이를 위하여, 상기 회전구동부(162)의 내부에는 회전을 위한 구동수단이 구비된다.The
상기 회전 스크류(164)는 도 5에 도시된 바와 같이, 회전구동부(162)와 맞물려 구성되며 회전구동부(162)를 관통하는 형태로 배치된다. 상기 회전 스크류(164)가 회전하게 되면 이에 맞물려 있는 회전구동부(162)가 전후 방향으로 이동하며 회전구동부(162)에 결합된 이동관(120)을 전후 방향으로 이동시킨다.As shown in FIG. 5, the
그리고, 구동유닛(160)에서 회전 스크류(164)의 양측에는 회전구동부(162)를 관통하는 가이드 축(168)이 구비되어, 회전구동부(162)의 길이 방향 이동을 안내하는 역할을 수행한다.In addition,
한편, 도시되지는 않았지만, 상기 병진구동부는 상기 회전 스크류(164)를 회전시켜, 회전 스크류(164)가 축 회전하도록 한다.On the other hand, although not shown, the translation drive unit rotates the
상기 구동장치의 전단 측에는 고정관(150)의 끝단을 고정시키는 고정관 고정부(166)가 형성되어 있어 고정관(150)이 고정된 상태로, 이동관(120)이 고정 관(150) 내부에서 병진 운동 및 회전 운동이 되도록 한다.The front end of the drive device is fixed
상기 구동유닛(160)에서, 상기 회전구동부(162)의 내부에는 엔코더가 구비되어, 이동관(120)의 회전을 감지할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.In the
다음으로, 도 6을 참조하여, 상술한 센서유닛(110)의 구체적인 구성을 설명하면 다음과 같다.Next, referring to Figure 6, the specific configuration of the above-described
본 실시예에 따른 상기 센서유닛(110)은 센서 본체(112), 상기 센서 본체(112)상에 구비된 복수 개의 초음파 센서(114), 상기 센서 본체(112)의 양단측에 회전 가능하게 결합된 안내부(116) 및 상기 센서 본체(112)와 안내부(116) 상에 구비된 베어링(미도시)을 포함한다.The
상기 센서 본체(112)는 도 6에 도시된 바와 같이, 일측으로 오목하게 홈이 형성되어 있어, 상기 홈 상에 초음파 센서(114)가 배치된다.As shown in FIG. 6, the sensor
이와 같이, 센서 본체(112)에 홈이 형성됨으로써, 피검사체(P)의 내면과 초음파 센서(114) 사이에서 감지에 필요한 거리를 확보할 수 있게 된다. 또한, 센서 본체(112)의 양단에는, 도 6에 도시된 바와 같이 외면이 방사상으로 돌출된 형태의 안내부(116)가 형성되어 센서 본체(112)가 동심의 상태를 유지할 수 있도록 하여 결과적으로 정확한 초음파 검사가 가능하도록 한다.In this way, the groove is formed in the sensor
한편, 상기 안내부(116)는 상기 센서 본체(112)와 베어링에 의해 회전 가능하게 결합되어 있어, 센서 본체(112)만 피검사체(P)의 감지를 위해 회전하고 안내부(116)는 길이 방향으로만 이동하도록 구성된다.On the other hand, the
도시되지는 않았지만, 센서 본체(112)의 끝단에 위치한 연결부(118)에는 상 술한 제1이동관(130)이 연결된다.Although not shown, the first moving
다음으로, 도 7을 참조하여 고정관 브라켓(170)의 구조 및 씰링을 위한 구성을 설명한다.Next, with reference to Figure 7 will be described the structure and structure for the sealing
본 실시예에서 상기 고정관(150)의 끝단 측에는 피검사체(P)와 선택적으로 접촉하는 고정관 브라켓(170)이 결합된다.In the present embodiment, the end of the fixed
그리고, 상기 고정관 브라켓(170)에는 고정관(150)과 이동관(120) 사이의 공간으로 유체가 유출입되도록 하는 유출입구(175)가 형성된다.In addition, an
상술한 바와 같이, 초음파 감지를 위해서는 피검사체(P) 내부에 물과 같은 매개체를 채워야 한다. 본 실시예는 상기 유출입구(175)를 통하여 유체가 유입되고, 검사가 끝난 후에 상기 유출입구(175)를 통해 유체를 배출한다.As described above, in order to detect the ultrasonic wave, a medium such as water must be filled in the object P. In the present embodiment, the fluid is introduced through the
상기 고정관 브라켓(170)과 피검사체(P)가 접촉하는 부위에는, 상기 유체의 외부 유출을 방지하는 제1씰링부(172)가 구비된다.A
한편, 피검사체(P)가 원자력 발전소에 사용되는 증기발생기의 전열관인 경우, 피검사체(P) 내로 한번 채워졌던 물은 피검사체(P) 내부의 방사능 물질로 인하여 오염되므로, 가능한 작은 양의 물을 이용해야 하고, 전체 장치에서 물에 닿는 부분이 가능한 작도록 하는 것이 비용과 관리측면에서 유리하다.On the other hand, in the case where the inspected object P is a heat pipe of a steam generator used in a nuclear power plant, since the water once filled into the inspected object P is contaminated by the radioactive material inside the inspected object P, the smallest amount of water It is advantageous in terms of cost and control that the water contact in the whole device is as small as possible.
이러한 배경에 따라, 본 실시예는 고정관(150)과 이동관(120) 사이의 공간에는 유체의 흐름을 차단하는 제2씰링부(174)가 구비된다.According to this background, the present embodiment is provided with a
상기 제2씰링부(174)는 다양한 형태로 구성이 가능하며, 본 실시예에서는 도 7에 도시된 바와 같이 고정관(150) 브레켓의 내측에 고정되는 복수 개의 접촉 링(176) 및 상기 접촉링(176) 사이에서 접촉링(176) 사이의 간격을 유지시키는 스페이서(178)를 포함하여 구성된다.The
특히, 본 실시예에서는 접촉링(176)을 세 개로 구성하여, 보다 완벽한 씰링이 가능하도록 구성된다. 그리고, 상기 제1이동관(130)은 접촉링(176)과 접촉하면서 효과적으로 씰링이 이루어지도록, 표면이 매끄럽게 구성되는 것이 바람직하다.In particular, in this embodiment, the
이와 같이, 본 실시예는 제2씰링부(174)를 구비함으로써, 방사능 오염에 노출되는 기계 장치의 영역을 최소화함으로써, 검사비용을 줄일 수 있고 관리 측면에서 보다 유리해진다.As such, this embodiment includes the
상술한 구성을 가진 초음파 검사장치를 이용하여, 피검사체(P)의 초음파 검사를 수행하는 과정을 설명하면 다음과 같다.When the ultrasonic inspection apparatus having the above-described configuration is used, the process of performing the ultrasonic inspection of the inspected object P will be described.
먼저, 초음파 검사를 수행하기 전에는, 센서유닛(110)은 고정관 브라켓(170)의 내부에 존재한다.First, before performing the ultrasonic test, the
초음파 검사를 위해, 고정관 브라켓(170)에 위치한 센서유닛(110)에서 안내부(116)를 기계나 사람의 손으로 잡고 피검사체(P)의 개구부에 위치시키고, 구동유닛(160)에 의해 센서유닛(110)을 피검사체(P) 내부의 검사 부위까지 밀어 넣으면서 회전시킨다.For ultrasonic inspection, the
제1씰링부(172)에 의해 고정관 브라켓(170)이 피검사체(P)와 밀착되게 되면, 고정관 브라켓(170) 상의 유출입구(175)를 통해 검사의 매개체가 되는 물을 피검사체(P) 내부로 유입시킨다.When the fixed
센서유닛(110)은 구동유닛(160)의 동작을 이동관(120)을 통하여 전달받아 길 이 방향을 따라 병진운동을 하고, 축 방향을 따라 회전하면서 피검사체(P) 내부의 검사 정보를 감지한다.The
감지된 정보는 센서유닛(110)에 연결된 케이블에 의해 별도의 데이터 저장수단으로 전송되어 저장된다.The detected information is transmitted to and stored in a separate data storage means by a cable connected to the
검사가 끝나면, 검사의 매개체인 유체를 유출입구(175)를 통해 외부로 배출하고, 센서유닛(110)을 고정관 브라켓(170) 내부로 당겨 원위치로 복귀시키고, 다른 피검사체(P)로 장치를 이동시켜 초음파 검사를 수행한다.At the end of the test, the fluid, which is a test medium, is discharged to the outside through the
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the above-described embodiments without departing from the spirit or scope thereof has ordinary skill in the art. It is obvious to them.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.
상기의 구성을 가지는 본 발명에 따른 초음파 검사장치는 다음과 같은 효과가 있다.Ultrasonic inspection apparatus according to the present invention having the above configuration has the following effects.
첫째, 센서유닛을 구동시키는 구동유닛을 센서유닛과는 별도의 장치로 구성하고 이들 사이를 이동관과 고정관으로 연결시킴으로써, 피검사체 주위에 공간이 협소하더라도 초음파 검사를 수행할 수 있는 이점이 있다.First, by configuring the drive unit for driving the sensor unit as a separate device from the sensor unit and connecting them with a moving tube and a fixed tube therebetween, there is an advantage that can perform the ultrasonic test even if the space around the test object is narrow.
특히, 이동관과 고정관을 유연하게 구성하여, 공간적 제약 없이 다양한 피검사체에 대하여 검사를 수행할 수 있다.In particular, it is possible to flexibly configure the moving tube and the fixed tube, it is possible to perform a test on a variety of inspected objects without spatial constraints.
이와 함께, 고정관과 이동관 사이에 돌출부를 둠으로써, 이들 사이의 상대 운동에 따른 마찰 손실을 최소화할 수 있게 된다.In addition, by providing a protrusion between the fixed tube and the moving tube, it is possible to minimize the friction loss due to the relative movement therebetween.
둘째, 방사능과 같은 위험 요소에 노출된 피검사체에 대해 검사를 수행하는 경우 초음파 검사를 위해 필요한 유체를 검사에 필요한 최소 영역에만 채움으로써, 방사능 오염이 최소화되어 결과적으로 검사비용을 절감할 수 있고 보다 효율적인 관리가 가능한 이점이 있다.Second, when conducting an inspection on a subject exposed to a risk factor such as radioactivity, by filling only the minimum area necessary for the examination with the fluid required for the ultrasonic examination, radioactive contamination is minimized, and as a result, the inspection cost can be further reduced. There is an advantage that can be efficiently managed.
이와 함께, 씰링부를 복수 개의 접촉링으로 구성하여 보다 완벽한 씰링이 가능해진다.At the same time, the sealing part is constituted by a plurality of contact rings, thereby enabling a more complete sealing.
셋째, 이동관의 외측에 메쉬 형태의 보강부를 두어, 비틀림 응력을 향상시킬 수 있다. 따라서, 구동유닛의 회전력을 센서유닛에 정확하게 전달하여 결과적으로 초음파 검사의 정확도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Third, the torsion stress can be improved by placing a reinforcement part in the form of a mesh on the outside of the moving tube. Therefore, there is an advantage that can accurately transmit the rotational force of the drive unit to the sensor unit as a result improve the accuracy of the ultrasonic inspection.
넷째, 초음파 검사장치를 비교적 간단한 구조로 구성하여, 유지 관리가 용이하고, 초소형 모터 등 고가의 부품을 사용하지 않아도 되기 때문에 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.Fourth, the ultrasonic inspection apparatus has a relatively simple structure, easy maintenance, and there is an advantage that can reduce the cost because it does not need to use expensive components such as a small motor.
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