KR101647256B1 - 배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치 - Google Patents

배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배관 내부로 진입하여 배관의 용접부 등을 검사할 수 있는 배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치에 관한 것이다. 상기 비파괴 검사 장치는, 부품들이 장착되는 본체; 상기 본체의 후방에 위치되어 모터에 의해 구동되는 후방 좌측 바퀴 및 후방 우측 바퀴; 상기 본체의 전방에 좌우방향으로 회전 가능하게 연결되는 회전 플레이트; 상기 회전 플레이트에 고정되어 상기 본체의 외부로 돌출되는 전방 좌측 바퀴 및 전방 우측 바퀴; 방사선원이 내장된 방사선 캡슐; 상기 방사선 캡슐을 차폐상태로 보관하는 컨테이너; 상기 컨테이너와 연결되어 상기 방사선 캡슐을 이송하기 위한 전송관; 상기 전송관의 전방 단부와 연결되는 콜리미터; 상기 전송관을 통해 상기 컨테이너와 상기 콜리미터 사이에서 상기 방사선 캡슐을 이송하기 위한 방사선원 이송부; 를 포함하고, 상기 전방 좌측 바퀴 또는 상기 전방 우측 바퀴에 작용하는 힘에 의해 상기 회전 플레이트는 좌우방향으로 회전 가능하다.
이러한 구성에 따르면, 회전 플레이트와 결합되는 전방 좌측 바퀴 및 전방 우측 바퀴가 좌우방향으로 회전 가능하게 구성되어 굴곡 있는 배관에서도 자연스럽게 중심을 맞출 수 있는 배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치를 제공할 수 있다.

Description

배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치 {Nondestructive inspection device movable in pipes}
본 발명은 배관 내부로 진입하여 배관의 용접부 등을 검사할 수 있는 배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유체를 운송하는 배관이나 선박 등의 용접에 있어서 용접부의 검사에 비파괴 검사가 많이 이용되고 있다. 이러한 비파괴 검사는 통상 방사선을 이용하여 용접부의 결함 유무를 검사한다.
방사선을 이용한 비파괴 검사란 방사성 물질에서 나오는 X선이나 감마선 등의 방사선을 검사하고자 하는 용접부나 구조물에 투과시키고 투과된 방사선으로부터 필름이나 CRT 등에 그 상을 재생하여 피검사물의 내부결함을 검사하는 방법이다.
이러한 비파괴 검사를 위한 방사선 조사 장치는 이리듐 등의 방사선동위원소를 내장한 캡슐이 일단에 구비되고 타단에는 커넥터가 구비된 방사선원부와, 이러한 방사선원부를 차폐상태로 내부에 보관하는 컨테이너와, 방사선원부의 커넥터에 연결되어 방사선원부를 이동시키는 케이블조작부와, 컨테이너부에 연결되어 검사위치까지 방사선원부를 안내하는 전송관으로 구성되어 있다.
이러한 비파괴검사에 이용되는 방사선 조사 장치는 배관용접부의 검사에 있어서 큰 관체의 경우 작업자가 직접 가지고 들어가서 설치하지만 이 경우 배관 내의 공기 희박으로 인해 질식사의 우려가 높다.
또한, 배관의 직경이 작은 경우에는 사용자가 직접 가지고 들어갈 수 없으므로 적당한 이송장치에 의해 이송하는 것이 일반적이다. 이때, 정확한 검사를 위해서는 방사선원부가 내장되는 콜리미터가 배관의 중심에 위치하면서 배관의 용접부 라인에 정확히 위치되도록 해야 하지만, 콜리미터가 정위치되도록 방사선 조사 장치를 제어하는 것이 어렵다.
또한, 종래에 배관 내부로 이송될 수 있는 방사선 조사 장치는 직선으로 주행하는 기능만 갖추었을 뿐, 굴곡 있는 배관에서 자연스럽게 중심을 유지하면서 이송되기 어려워 배관의 내벽에 부딪히거나 전복되는 등의 문제가 발생된다.
대한민국 특허 출원 제20-2007-0006172호
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 굴곡 있는 배관에서도 자연스럽게 중심을 맞출 수 있고 콜리미터를 용접부 라인에 정확히 위치시킬 수 있는 배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치는, 부품들이 장착되는 본체; 상기 본체의 후방에 위치되어 모터에 의해 구동되는 후방 좌측 바퀴 및 후방 우측 바퀴; 상기 본체의 전방에 좌우방향으로 회전 가능하게 연결되는 회전 플레이트; 상기 회전 플레이트에 고정되어 상기 본체의 외부로 돌출되는 전방 좌측 바퀴 및 전방 우측 바퀴; 방사선원이 내장된 방사선 캡슐; 상기 방사선 캡슐을 차폐상태로 보관하는 컨테이너; 상기 컨테이너와 연결되어 상기 방사선 캡슐을 이송하기 위한 전송관; 상기 전송관의 전방 단부와 연결되는 콜리미터; 상기 전송관을 통해 상기 컨테이너와 상기 콜리미터 사이에서 상기 방사선 캡슐을 이송하기 위한 방사선원 이송부; 를 포함하고, 상기 전방 좌측 바퀴 또는 상기 전방 우측 바퀴에 작용하는 힘에 의해 상기 회전 플레이트는 좌우방향으로 회전 가능하다.
또한, 상기 콜리미터의 후방에 위치되어 상기 콜리미터의 정위치를 설정하기 위한 영상을 제공하는 카메라; 를 더 포함한다.
또한, 상기 본체의 전방으로 연장되고 상기 카메라가 거치되는 거치 바아; 를 더 포함하고, 상기 카메라는 상기 거치 바아에서 전후방으로 이동 가능하다.
또한, 상기 거치 바아의 단부에 연결되고 상기 콜리미터가 거치되는 콜리미터 거치대; 를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 회전 플레이트와 결합되는 전방 좌측 바퀴 및 전방 우측 바퀴가 좌우방향으로 회전 가능하게 구성되어 굴곡 있는 배관에서도 자연스럽게 중심을 맞출 수 있고 카메라에 의해 제공되는 영상에 따라 콜리미터를 용접부 라인에 정확히 위치시킬 수 있는 배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 비파괴 검사 장치를 위에서 본 평면도이다.
도 3은 도 1의 비파괴 검사 장치의 측면도이다.
도 4는 도 1의 비파괴 검사 장치에서 회전 플레이트 등의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사 장치가 배관 내에 위치된 상태를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사 장치에서 카메라에 의해 전송되는 영상을 도시하는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사 장치를 도시하는 사시도이다. 도 2는 도 1의 비파괴 검사 장치를 위에서 본 평면도이다. 도 3은 도 1의 비파괴 검사 장치의 측면도이다. 도 4는 도 1의 비파괴 검사 장치에서 회전 플레이트 등의 구성을 도시하는 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사 장치가 배관 내에 위치된 상태를 도시하는 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사 장치에서 카메라에 의해 전송되는 영상을 도시하는 도면이다.
본 발명의 비파괴 검사 장치(100)는 배관 내를 이동하면서 배관의 용접부 등을 방사선을 이용하여 검사할 수 있도록 구성된다. 이러한 비파괴 검사 장치(100)는 무선 통신 기술에 의해 노트북(101) 등과 같은 제어수단에 의해 무선으로 제어될 수 있다.
상기 비파괴 검사 장치(100)는 본체(110), 후방 좌측 바퀴(121) 및 후방 우측 바퀴(122), 회전 플레이트(130), 전방 좌측 바퀴(141) 및 전방 우측 바퀴(142), 방사선 캡슐(151), 컨테이너(150), 전송관(155), 콜리미터(160), 방사선원 이송부(181, 183, 184), 카메라(170) 등을 포함한다.
본체(110)에는 각종 부품들이 장착된다. 본체(110)는 배관(10) 내를 이동할 수 있도록 납작한 형태로 될 수 있다.
후방 좌측 바퀴(121) 및 후방 우측 바퀴(122)는 본체(110)의 후방에 위치되어 모터에 의해 구동된다. 후방 좌측 바퀴(121) 및 후방 우측 바퀴(122)는 별개의 구동 모터에 의해 개별적으로 구동될 수 있다. 구동 수단에 의해 후방 좌측 바퀴(121) 및 후방 우측 바퀴(122)가 구동되면, 본체(110)는 배관(10) 내에서 진행하게 된다.
방사선 캡슐(151)에는 이리듐-192 등의 방사성원소로 된 방사선원이 내장된다. 방사선원은 배관의 용접부 등의 결함을 조사하기 위해 사용된다. 이러한 방사선 캡슐(151)은 방사선원의 조사가 필요하지 않을 경우에는 컨테이너(150)로 이송되어 차폐상태로 안전하게 보관된다.
전송관(155)은 방사선 캡슐(151)을 이송할 수 있는 통로가 된다. 전송관(155)은 컨테이너(150) 및 콜리미터(160)와 연결된다.
콜리미터(160)는 전송관(155)의 전방 단부와 연결된다. 콜리미터(160)는 특정한 방향으로만 방사선이 방출될 수 있도록 방사선의 조사 방향을 한정하는 역할을 한다. 콜리미터(160)는 납(Pb), 텅스텐(W) 등과 같이 방사선을 양호하게 차단할 수 있는 물질로 제조된다.
방사선원 이송부는 전송관(155)을 통해 방사선 캡슐(151)을 컨테이너(150)와 콜리미터(160) 사이에서 이송한다. 방사선원 이송부는 방사선 캡슐(151)과 연결되고 나선이 형성된 피그테일(181), 이러한 피그테일(181)과 기어 형태로 결합되는 전동기어(도시안됨), 전동기어를 구동하는 모터(184), 감속기(183) 등을 포함할 수 있다.
모터(184)의 구동력은 전동기어 및 피그테일(181)로 전달되고, 그에 따라 피그테일(181)과 연결된 방사선 캡슐(151)이 컨테이너(150)와 콜리미터(160) 사이에서 이송될 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 회전 플레이트(130)는 본체(110)의 전방에 좌우방향으로 회전 가능하게 연결된다. 여기서, 좌우방향은 본체(110)가 진행되는 방향에서 좌측 및 우측 방향을 말한다. 회전 플레이트(130)는 연결부(131)를 통해 본체(110)에 좌우방향으로 회전 가능하게 연결될 수 있다.
전방 좌측 바퀴(141) 및 전방 우측 바퀴(142)는 회전 플레이트(130)에 결합되어 본체(110)의 외부로 돌출된다.
전방 좌측 바퀴(141)는 예를 들어, 2개로 구성되어, 바퀴 체결부(143)에 함께 체결될 수 있다. 이러한 바퀴 체결부(143)에는 회전 플레이트(130)와 연결되는 연결 로드(145, 146)가 연결될 수 있다. 연결 로드(145, 146)는 체결부재(134)에 의해 회전 플레이트(130)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 연결 로드(145, 146)는 체결부재(134)를 중심으로 회전 가능하고, 연결 로드(145, 146)가 회전함에 따라 전방 좌측 바퀴(141)는 좌우방향으로 위치이동이 가능하게 된다.
전방 우측 바퀴(142)도 전방 좌측 바퀴(141)와 동일한 구성을 갖는다. 전방 우측 바퀴(142)는 2개로 구성되어, 바퀴 체결부(144)에 함께 체결될 수 있다. 이러한 바퀴 체결부(144)에는 회전 플레이트(130)와 연결되는 연결 로드(147, 148)가 연결될 수 있다. 연결 로드(147, 148)는 체결부재(135)에 의해 회전 플레이트(130)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 연결 로드(147, 148)는 체결부재(135)를 중심으로 회전 가능하고, 연결 로드(147, 148)가 회전함에 따라 전방 우측 바퀴(142)는 좌우방향으로 위치이동이 가능하게 된다.
회전 플레이트(130)의 좌측 부분에는 연결 로드(145)와 체결될 수 있도록 소정의 간격으로 이격되는 복수의 체결구(132)가 형성될 수 있다. 연결 로드(145)에는 이러한 체결구(132)와 체결되기 위한 체결부재가 삽입되는 개구(145a)가 형성될 수 있다. 체결구(132)와 개구(145a)를 정합한 상태에서, 체결부재를 삽입하여 회전 플레이트(130)와 연결 로드(145)를 체결하면, 전방 좌측 바퀴(141)는 고정된 위치를 유지하게 된다.
회전 플레이트(130)의 우측 부분에도 연결 로드(147)와 체결되기 위한 복수의 체결구(133)가 형성될 수 있고, 연결 로드(147)에는 체결구(133)와 체결되기 위한 개구(147a)가 형성될 수 있다. 체결구(133)와 개구(147a) 사이로 체결부재를 삽입하여 회전 플레이트(130)와 연결 로드(147)를 체결하면, 전방 우측 바퀴(142)는 고정된 위치를 유지하게 된다.
연결 로드(145, 147)가 체결되는 체결구(132, 133)의 위치에 따라 전방 좌측 바퀴(141) 및 전방 우측 바퀴(142)가 본체(110) 외부로 벌어지는 정도가 조절될 수 있다.
예를 들어, 배관(10)의 직경이 작은 경우에는 전방 좌측 바퀴(141) 및 전방 우측 바퀴(142)가 본체(110)에 가까이 위치하도록 연결 로드(145, 147)가 체결구(132, 133)와 적절히 체결되어 고정된다. 배관(10)의 직경이 큰 경우에는 전방 좌측 바퀴(141) 및 전방 우측 바퀴(142)가 본체(110)로부터 멀어지도록 위치된 상태에서 고정된다. 용접부 등을 검사하고자 하는 배관(10)의 종류에 따라, 연결 로드(145, 147)가 체결되는 체결구(132, 133)의 수나 체결구(132, 133)들 사이의 이격거리는 조절될 수 있다.
비파괴 검사 장치(100)가 이동되는 배관(10)은 직선관 뿐만 아니라 라운드진 형태로 굴곡된 배관(10)도 있다. 이러한 배관(10)에서 비파괴 검사 장치(100)가 이동할 때, 비파괴 검사 장치(100)가 배관(10)의 벽에 부딪히거나 전복되는 등의 문제가 종종 발생된다.
본 발명에서는 비파괴 검사 장치(100)가 배관(10) 내에서 전복되는 것을 방지하기 위해, 전방 좌측 바퀴(141) 및 전방 우측 바퀴(142)가 고정되는 회전 플레이트(130)가 좌우방향으로 회전 가능하게 구성된다.
비파괴 검사 장치(100)가 배관(10)을 진행할 때는, 전방 좌측 바퀴(141) 및 전방 우측 바퀴(142) 중 어느 한쪽의 바퀴만이 배관(10)과 접촉되고 다른 쪽 바퀴는 비접촉 상태로 진행될 수 있다.
예를 들어, 전방 좌측 바퀴(141)가 곡선 형태의 배관(10)과 접촉되어 진행할 때, 비파괴 검사 장치(100)가 진행함에 따라, 전방 좌측 바퀴(141)에는 배관(10)의 내벽으로부터 수직항력이 작용할 수 있다.
그에 따라, 전방 좌측 바퀴(141)가 고정되는 회전 플레이트(130)가 수직항력에 의해 회전할 수 있다. 이러한 회전 플레이트(130)의 회전에 따라, 전방 좌측 바퀴(141)는 배관(10) 내에서 위치가 조절되고, 이러한 위치의 조절은 도 5에 도시된 바와 같이 비파괴 검사 장치(100)의 바퀴들이 모두 배관(10)의 내벽과 접촉되도록 하면서, 비파괴 검사 장치(100)가 배관(10) 내에서 중심을 찾아가는 방향으로 진행될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 비파괴 검사 장치(100)는 배관(10) 내에서 진행할 때 전방 좌측 바퀴(141) 또는 전방 우측 바퀴(142)에 작용하는 힘(수직항력)에 의해 회전 플레이트(130)가 좌우방향으로 회전 가능하게 구성되어, 비파괴 검사 장치(100)가 배관(10) 내에서 용이하게 정위치를 유지할 수 있게 한다.
또한, 본 발명에서 콜리미터(160)의 후방에는 카메라(170)가 위치되어, 콜리미터(160)의 정위치를 설정하기 위한 영상을 제공할 수 있다. 방사선원에 의해 배관(10) 내의 용접부 등을 검사할 때, 방사선원이 위치되는 콜리미터(160)는 정확하게 용접부의 라인과 일치해야 한다.
이를 위해, 본 발명에서는 비파괴 검사 장치(100)가 배관(10) 내에 진입하기 전에, 카메라(170)가 지향하는 위치가 콜리미터(160)의 직하방의 용접부 라인이 되도록 조정하게 된다. 그 다음, 비파괴 검사 장치(100)가 배관(10) 내에서 이송될 때, 카메라(170)로부터 무선으로 제공되는 영상에 따라 콜리미터(160)가 용접부 라인에 정확하게 위치되었는지를 확인한 다음, 방사선원에 의한 검사를 진행할 수 있다.
예를 들어, 카메라(170)로부터 제공되는 영상에는 도 6에 도시된 바와 같이 십자 형태의 라인이 표시되고, 이러한 십자 라인이 배관(10) 내의 용접부 라인과 일치할 때, 콜리미터(160)가 정위치 되었음을 확인할 수 있다.
이를 위해, 본체(110)의 전방으로 연장되면서 카메라(170)가 거치되는 거치 바아(190)가 제공될 수 있다. 이러한 거치 바아(190)는 조절나사(191)를 돌려 전후방으로 길이가 조절될 수 있다.
카메라(170)는 카메라 거치대(171)에 의해 거치 바아(190)에 거치될 수 있다. 예를 들어, 카메라 거치대(171)에 있는 조절나사(172)를 돌리면, 거치 바아(190)에서 카메라 거치대(171)의 위치를 옮겨 카메라(170)의 위치를 전후방으로 이동시킬 수 있다. 또한, 카메라 거치대(171)에서 카메라(170)는 상하방향으로 회전이 가능하여, 카메라(170)가 지향되는 위치를 조절할 수 있다.
거치 바아(190)의 단부에는 콜리미터(160)가 거치되는 콜리미터 거치대(195)가 연결될 수 있다. 콜리미터(160)는 콜리미터 거치대(195)와 결합되는 조절나사(196)를 돌려 상하로 위치 조절이 가능하다. 도 5에 도시된 바와 같이, 용접부 등을 검사할 때 콜리미터(160)는 배관(10) 내의 중심에 위치되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 콜리미터(160)의 후방에 위치되는 카메라(170)에 의해 제공되는 영상에 따라, 작업자는 비파괴 검사 장치(100)를 배관(10) 내에서 이송하면서 콜리미터(160)를 용접부 바로 위에 정확히 위치시킨 후 검사를 진행할 수 있다. 그에 따라, 배관(10) 내의 용접부 등을 검사할 때, 검사의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10 : 배관
100 : 비파괴 검사 장치
101 : 노트북
110 : 본체
121 : 후방 좌측 바퀴
122 : 후방 우측 바퀴
130 : 회전 플레이트
141 : 전방 좌측 바퀴
142 : 전방 우측 바퀴
150 : 컨테이너
155 : 전송관
160 : 콜리미터
170 : 카메라
181 : 피그테일
183 : 감속기
184 : 모터
190 : 거치 바아
195 : 콜리미터 거치대

Claims (4)

  1. 배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치에 있어서,
    부품들이 장착되는 본체(110);
    상기 본체(110)의 후방에 위치되어 모터에 의해 구동되는 후방 좌측 바퀴(121) 및 후방 우측 바퀴(122);
    상기 본체(110)의 전방에 좌우방향으로 회전 가능하게 연결되는 회전 플레이트(130);
    상기 회전 플레이트(130)에 연결 로드를 통해 고정되어 상기 본체(110)의 외부로 돌출되는 전방 좌측 바퀴(141) 및 전방 우측 바퀴(142);
    방사선원이 내장된 방사선 캡슐(151);
    상기 방사선 캡슐(151)을 차폐상태로 보관하는 컨테이너(150);
    상기 컨테이너(150)와 연결되어 상기 방사선 캡슐(151)을 이송하기 위한 전송관(155);
    상기 전송관(155)의 전방 단부와 연결되는 콜리미터(160);
    상기 전송관(155)을 통해 상기 컨테이너(150)와 상기 콜리미터(160) 사이에서 상기 방사선 캡슐(151)을 이송하기 위한 방사선원 이송부;
    상기 콜리미터(160)의 후방에 위치되어 상기 콜리미터(160)의 정위치를 설정하기 위한 영상을 제공하는 카메라(170);
    상기 본체(110)의 전방으로 연장되고 상기 카메라(170)가 거치되는 거치 바아(190);
    상기 거치 바아(190)의 단부에 연결되고 상기 콜리미터(160)가 거치되는 콜리미터 거치대(195);
    를 포함하고,
    상기 전방 좌측 바퀴(141) 또는 상기 전방 우측 바퀴(142)에 작용하는 힘에 의해 상기 회전 플레이트(130)는 좌우방향으로 회전 가능하고,
    상기 카메라(170)는 상기 거치 바아(190)에서 전후방으로 이동 가능하고,
    상기 콜리미터(160)는 상기 콜리미터 거치대(195)에서 상하로 이동 가능한 배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전방 좌측 바퀴(141) 및 상기 전방 우측 바퀴(142)는 각각 2개가 이격되어 바퀴 체결부(143, 144)에 함께 체결되고, 상기 바퀴 체결부(143, 144)에는 각각 상기 회전 플레이트(130)와 연결되는 2개의 연결 로드(145, 146, 147, 148)가 서로 이격되어 연결되고,
    상기 회전 플레이트(130)에는 상기 연결 로드(145, 146, 147, 148)와 체결될 수 있도록 소정의 간격으로 서로 이격되는 복수의 체결구(132, 133)가 형성되어,
    상기 연결 로드(145, 146, 147, 148)가 체결되는 상기 체결구(132, 133)의 위치에 따라 상기 전방 좌측 바퀴(141) 및 상기 전방 우측 바퀴(142)가 상기 본체(110)의 외부로 벌어지는 정도가 조절될 수 있는 배관 내부로 이송 가능한 비파괴 검사 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
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