KR101711170B1 - 원주방향 샘플링 도구 - Google Patents

Abstract

관의 내벽으로부터 샘플을 얻기 위한 본 발명의 원주방향 샘플링 도구는 그 안에 개구를 갖는 원통형 몸체를 갖는다. 제 1 및 제 2 커터들은 그와 함께 회전하기 위해 샤프트(shaft)에 작동가능하게 연결되어 있다. 제 1 및 제 2 커터는 퇴축된 위치와 연장된 위치 사이에서 방사방향에서 각각 이동될 수 있다. 제 1 및 제 2 액츄에이터(actuator)들은 샤프트가 회전할 때 그 각각의 퇴축 및 연장 위치들 사이에서 제 1 및 제 2 커터들을 이동시키기 위해 제 1 및 제 2 커터들 각각에 작동가능하게 연결되어 있다. 샤프트를 회전시키면 제 1 커터가 연장 위치로 이동하게 하여 내벽의 일부분을 자른 다음에 제 2 커터가 연장 위치로 이동하게 하여 내벽의 부분을 잘라 드러난 관의 위치로부터 내벽으로부터 샘플을 절단하게 한다.

Description

원주방향 샘플링 도구 {Circumferential sampling tool}

본 출원은 그 내용 전체가 참조로서 본원에 포함되는, 2009년 6월 23일 출원된 미국 가출원 제 61/219,655 호를 우선권 주장한다.

본 발명은 원주방향 샘플링 도구에 관한 것이다.

CANDU 반응로와 같은 원자로들의 압력 관들의 사용 수명을 평가하는 한 방법은 관의 주기적 제거를 필요로 한다. 샘플들이 제거된 관으로부터 절단되고 중수소 함량에 대해 분석된다. 그 다음에 중수소 농도는 나머지 압력 관들의 사용 수명의 측정값으로서 사용된다. 이 접근법은 매우 값비싼데 왜냐하면 압력관을 제거하고 교체하는데 긴 정지(shutdown) 기간이 요구되기 때문이다.

(압력관 제거없이) 현장(in situ) 샘플링을 제공하려는 시도는 다수의 어려움을 보인다. 유용한 샘플을 얻는 것은 경질의 산화면과, 표면층 아래로부터 샘플 재료를 얻어야 하는 필요성에 의해 어려워진다. 관의 구조적 완전성을 보존하고 치명적인 잔류 응력을 회피하기 위해, 샘플링 깊이가 제어되어야 하고 샘플링된 영역은 모든 축들에서 기하학적 형상이 매끄럽게 변화하게 남겨져야 한다. 또한, 표면 재료 또는 샘플을 제거하는데 사용되는 기술은 과다한 가열을 포함하지 않아야 하는데, 이 가열이 이후의 분석의 결과에 영향을 미치기 때문이다. 다른 문제점은 압력 관에 남겨지는 입자들을 방지하고 분석을 위한 샘플의 회수(recovery)이다.

그 내용 전체가 참조로서 본원에 포함되는, 1990년 5월 15일 허여된, 미국 특허 제 4,925,621 호는 상기 문제점들을 처리하는 압력관 샘플링에 유용한 샘플링 도구를 공개한다. 공개된 샘플링 도구는 압력관 제거가 불필요한 현장 시험을 허용한다. 샘플링 도구는 제거된 재료를 포착하기 위한 수단과 2개의 커터들을 포함한다. 두 커터들 모두를 압력관에서 축방향으로 이동시켜, 제 1 커터가 표면 산화층을 제거하고, 제 2 커터가 분석을 위한 샘플을 제거한다. 커터들과 절단 작업은 사용 상태를 유지할 수 있도록 압력관의 완전성을 손상시키는 것을 회피하게 설계된다.

비록 상술한 샘플링 도구가 상기 문제점들을 처리하지만, 이는 압력관의 몇몇 부분들에서 샘플들을 얻는데 비실용적임이 입증된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, CANDU 타입 연료 채널에서, 압력관(10)이 롤 조인트(12; rolled joint)를 사용하여 말단 배관(end fitting; 도시않음)에 결합된다. 상술한 샘플링 도구는 롤 조인트 영역의 원주방향 리플(14; ripple)과 수소/중수소 농도의 높은 축방향 구배(gradient)로 인해 롤 조인트 영역에서 유용한 샘플들을 얻기 힘들게 한다.

명칭이 "개선된 압력관 샘플링 도구들"이고 저자가 K. Wittich와 J. King인 회의 논문이 2000년 11월, 5차 국제 CANDU 유지보수 회의에 제출되었고 역시 샘플링 도구들을 개시한다. 명칭이 "압력관 롤 조인트 샘플링(원주방향 샘플링 도구 기술)"이고 저자가 B. Guler, J. King과, R. Wray인 회의 논문이 2005년 11월, 7차 국제 CANDU 유지보수 회의에 제출되었고 역시 샘플링 도구들을 개시한다. 두 논문 모두 캐나다 원자력 학회에 의해 발간되었다.

그러므로, 위에 식별된 문제점들 중 적어도 일부와 종래기술에 나타나는 불편함 중 적어도 일부를 처리하는 샘플링 도구에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명의 목적은 관의 내벽의 일부분을 따라 원주방향으로 움직이는 적어도 2개의 커터를 갖는 샘플링 도구를 제공하는 것이다. 제 1 커터는 관의 내벽의 일부분을 제거하고, 제 2 커터는 관의 내벽의 상기 부분을 제거하여 드러난 관의 위치로부터 관의 내벽으로부터 샘플을 제거한다.

하나의 양상에서, 관의 내벽으로부터 샘플을 얻기 위한 원주방향 샘플 도구는 중심축을 갖는 원통형 몸체, 원통형 몸체의 개구(aperture), 중심축을 따라 원통형 몸체에 배치되는 샤프트(shaft)를 갖는다. 제 1 커터는 그와 함께 회전하도록 샤프트에 작동가능하게 연결되어 있다. 제 1 커터는 제 1 커터가 중심축으로부터 제 1 거리에서 원통형 몸체 내에 배치되는 퇴축 위치(retracted position)와 제 1 커터가 중심축으로부터 제 2 거리에서 개구를 통해 적어도 부분적으로 연장하는 연장 위치(extended position) 사이에서 방사방향으로 움직일 수 있다. 제 2 거리는 제 1 거리보다 크다. 제 1 액츄에이터(actuator)는 샤프트가 회전할 때 퇴축 위치와 연장 위치 사이에서 제 1 커터를 움직이도록 제 1 커터에 작동가능하게 연결된다. 제 1 액츄에이터는 퇴축 위치를 향해 제 1 커터를 기계적으로 편향(bias)시킨다. 제 2 커터는 함께 회전하도록 샤프트에 작동가능하게 연결되고 제 1 커터에 대해 일정 각도로 배치된다. 제 2 커터는 제 2 커터가 중심축으로부터 제 3 거리에서 원통형 몸체 내에 배치되는 퇴축 위치와 제 2 커터가 중심축으로부터 제 4 거리에서 개구를 통해 적어도 부분적으로 연장하는 연장 위치 사이에서 방사방향으로 이동할 수 있다. 제 4 거리는 제 3 거리보다 크다. 제 4 거리는 제 2 거리보다 크다. 제 2 액츄에이터는 샤프트가 회전할 때 퇴축 위치와 연장 위치 사이에서 제 2 커터를 움직이도록 제 2 커터에 작동가능하게 연결된다. 제 2 액츄에이터는 제 2 커터를 퇴축 위치를 향해 기계적으로 편향시킨다. 제 2 커터는 제 1 커터가 연장 위치에 있을 때 퇴축 위치에 있다. 제 1 커터는 제 2 커터가 연장 위치에 있을 때 퇴축 위치에 있다. 샤프트를 회전시키면 제 1 커터가 연장 위치로 가게 하여 관의 내벽의 일부분을 자른 다음에 제 2 커터가 연장 위치로 가게 하여 관의 내벽의 상기 부분을 절단하여 드러난 관의 위치로부터 관의 내벽으로부터 샘플을 절단한다.

추가 양상에서, 제 1 액츄에이터는 제 1 커터를 퇴축 위치로 기계적으로 편향시키는 스프링을 갖는다. 제 2 액츄에이터는 제 2 커터를 퇴축 위치로 기계적으로 편향시키는 스프링을 갖는다.

추가 양상에서, 경사부(ramp)가 원통형 몸체 내에서 그 원주방향 부분을 따라 배치된다. 경사부는 개구 반대쪽에 배치된다. 제 1 액츄에이터는 제 1 롤러를 또한 갖는다. 제 1 롤러는 제 1 롤러가 경사부 상에서 구를 때 제 1 커터가 연장 위치로 이동하게 한다. 또한 제 2 액츄에이터는 제 2 롤러를 갖는다. 제 2 롤러는 제 2 롤러가 경사부 상에서 구를 때 제 2 커터를 연장 위치로 이동시킨다.

추가 양상에서, 제 1 롤러의 직경은 제 2 롤러의 직경보다 크다.

추가 양상에서, 제 1 커터는 제 2 커터보다 넓다.

추가 양상에서, 샤프트가 회전할 때 연장 위치의 제 1 커터에 의해 형성되는 원호(arc)는 샤프트가 회전할 때 연장 위치의 제 2 커터에 의해 형성되는 원호보다 길다.

추가 양상에서, 제 1 리셉터클(receptacle)이 제 1 커터에 의해 잘린 관의 내벽의 부분을 받기 위해 제 1 커터에 연결되어 있고, 제 2 리셉터클이 제 2 커터에 의해 잘린 샘플을 받기 위해 제 2 커터에 연결되어 있다.

추가 양상에서, 하나 이상의 스프링이 제 1 커터가 연장 위치에 있을 때 관의 내벽에 대해 제 1 커터를 편향시키도록 제 1 커터에 연결되고, 하나 이상의 스프링이 제 2 커터가 연장 위치에 있을 때 관의 내벽에 대해 제 2 커터를 편향시키도록 제 2 커터에 연결된다.

추가 양상에서, 제 1 커터는 제 2 커터 반대쪽에 배치된다.

추가 양상에서, 하나 이상의 스프링이 제 1 커터와 제 2 커터 사이에 연결된다. 하나 이상의 스프링이 제 1 및 제 2 커터들을 서로 멀어지게 편향시킨다.

추가 양상에서, 모터가 실린더 몸체에 배치되고 샤프트를 회전시키기 위해 샤프트에 작동가능하게 연결된다.

또 다른 양상에서, 관의 내벽으로부터 샘플을 얻기 위한 도구가 중심축을 갖는 원통형 몸체, 원통형 몸체 내의 개구, 중심축을 따라 원통형 몸체에 배치된 샤프트, 원통형 몸체에 연결된 연장 경사부(extension ramp), 및 원통형 몸체에 연결된 퇴축 경사부를 갖는다. 제 1 커터가 함께 회전하도록 샤프트에 작동가능하게 연결된다. 제 1 커터는 제 1 커터가 중심축으로부터 제 1 거리에서 원통형 몸체 내에 배치되는 퇴축 위치와 제 1 커터가 중심축으로부터 제 2 거리에서 개구를 통해 적어도 부분적으로 연장하는 연장 위치 사이에서 방사방향으로 움직인다. 제 2 거리는 제 1 거리보다 크다. 제 1 액츄에이터는 샤프트가 회전할 때 퇴축 경사부와 연장 경사부 각각과 상호작용하여 퇴축 위치와 연장 위치 사이에서 제 1 커터를 움직이도록 제 1 커터에 작동가능하게 연결된다. 제 2 커터는 함께 회전하도록 샤프트에 작동가능하게 연결되고 제 1 커터에 대해 일정 각도로 배치된다. 제 2 커터는 제 2 커터가 중심축으로부터 제 3 거리에서 원통형 몸체 내에 배치되는 퇴축 위치와 제 2 커터가 중심축으로부터 제 4 거리에서 개구를 통해 적어도 부분적으로 연장하는 연장 위치 사이에서 방사방향으로 움직일 수 있다. 제 4 거리는 제 2 거리보다 크다. 제 2 액츄에이터는 샤프트가 회전할 때 퇴축 경사부와 연장 경상부와 각각 상호작용하여 퇴축 위치와 연장 위치 사이에서 제 2 커터를 움직이도록 제 2 커터에 작동가능하게 연결된다. 제 2 커터는 제 1 커터가 연장 위치에 있을 때 퇴축 위치에 있다. 제 1 커터는 제 2 커터가 연장 위치일 때 퇴축 위치에 있다. 샤프트를 회전시키면 제 1 커터가 연장 위치로 움직이게 하여 관의 내벽의 일부분을 절단하고 그 다음에 제 2 커터를 연장 위치로 움직이게 하여 관의 내벽의 상기 부분을 절단하여 드러난 관의 위치로부터 관의 내벽으로부터 샘플을 절단한다.

추가 양상에서, 제 1 액츄에이터는 중심축에 일반적으로 평행하게 배치된 제 1 구동 바(actuation bar)를 포함한다. 제 1 구동 바는 그 제 1 단부에서 제 1 롤러, 그 제 2 단부에서 제 2 롤러와, 그 제 1 및 제 2 단부들 사이에 하나 이상의 제 3 롤러를 갖는다. 제 2 액츄에이터는 중심축에 일반적으로 평행하게 배치된 제 2 구동 바를 포함한다. 제 2 구동 바는 그 제 1 단부에서 제 4 롤러, 그 제 2 단부에서 제 5 롤러와, 그 제 1 및 제 2 단부들 사이에 하나 이상의 제 6 롤러를 갖는다. 연장 경사부는 제 1 커터와 제 2 커터를 향해 중심축에 일반적으로 평행하게 연장하고, 중심축 둘레에서 원호를 형성한다. 퇴축 경사부는 연장 경사부, 제 1 커터 및 제 2 커터를 향해 중심축에 일반적으로 평행하게 연장하고, 중심축 둘레에서 원호를 형성한다. 제 1 및 제 2 커터들은 중심축에 평행한 방향에서 연장 경사부와 퇴축 경사부 사이에 배치된다. 제 1 홀더(holder)가 제 1 커터에 연결되어 있다. 제 1 홀더는 중심축에 대해 일정 각도로 그 안에 형성된 하나 이상의 슬롯(slot)을 갖는다. 제 1 홀더의 하나 이상의 슬롯은 그 안에 하나 이상의 제 3 롤러를 수용한다. 제 2 홀더가 제 2 커터에 연결된다. 제 2 홀더는 중심축에 대해 일정 각도로 그 안에 형성된 하나 이상의 슬롯을 갖는다. 제 2 홀더의 하나 이상의 슬롯은 그 안에 하나 이상의 제 6 롤러를 수용한다. 제 1 롤러가 연장 경사부 상에서 구를 때, 하나 이상의 제 3 롤러는 제 1 홀더의 하나 이상의 슬롯에서 이동하여 제 1 홀더가 중심축으로부터 방사방향으로 멀어지게 이동하게 하여 제 1 커터가 연장 위치로 이동하게 한다. 제 2 롤러가 퇴축 경사부 상에서 구를 때, 하나 이상의 제 3 롤러는 제 1 홀더의 하나 이상의 슬롯에서 움직여 제 1 홀더가 중심축을 향해 방사방향으로 움직이게 하여 제 1 커터가 퇴축 위치로 이동하게 한다. 제 4 롤러가 연장 경사부 상에서 구를 때, 하나 이상의 제 6 롤러는 제 2 홀더의 하나 이상의 슬롯에서 움직여 제 2 홀더가 중심축으로부터 방사방향으로 멀어지게 움직이게 하여 제 2 커터가 연장 위치로 이동하게 한다. 제 5 롤러가 퇴축 경사부 상에서 구를 때, 하나 이상의 제 6 롤러가 제 2 홀더의 하나 이상의 슬롯에서 움직여 제 2 홀더가 중심축을 향해 방사방향으로 움직이게 하여 제 2 커터가 퇴축 위치로 움직이게 한다.

추가 양상에서, 연장 경사부는 제 1 경사 부분과 제 2 경사 부분을 갖는다. 제 1 경사 부분은 제 2 경사 부분보다 길다. 제 1 롤러는 연장 경사부의 제 1 경사 부분 상에서 구르고 제 4 롤러는 연장 경사부의 제 2 경사 부분 상에서 구른다.

추가 양상에서, 퇴축 경사부는 제 1 경사 부분과 제 2 경사 부분을 갖는다. 제 1 경사 부분은 제 2 경사 부분보다 길다. 제 2 롤러는 퇴축 경사부의 제 2 경사 부분 상에서 구르고 제 5 롤러는 퇴축 경사부의 제 1 경사 부분 상에서 구른다.

추가 양상에서, 제 1 커터는 제 2 커터보다 넓다.

추가 양상에서, 샤프트가 회전할 때 연장 위치에 있는 제 1 커터에 의해 형성되는 원호는 샤프트가 회전할 때 연장 위치에 있는 제 2 커터에 의해 형성되는 원호보다 길다.

추가 양상에서, 제 1 리셉터클은 제 1 커터에 의해 절단된 관의 내벽의 부분을 수용하도록 제 1 커터에 연결되고, 제 2 리셉터클은 제 2 커터에 의해 절단된 샘플을 수용하도록 제 2 커터에 연결된다.

추가 양상에서, 하나 이상의 스프링이 제 1 커터가 제 1 연장 위치에 있을 때 관의 내벽에 대해 제 1 커터를 편향시키도록 제 1 커터에 연결되고, 하나 이상의 제 2 스프링이 제 2 커터가 연장 위치에 있을 때 관의 내벽에 대해 제 2 커터를 편향시키도록 제 2 커터에 연결된다.

추가 양상에서, 모터가 원통형 몸체에 배치되고 샤프트를 회전시키기 위해 샤프트에 작동가능하게 연결된다.

본 발명의 실시예들은 상술한 목적들 및/또는 특징들 중 하나 이상을 각각 갖지만, 이들 모두를 반드시 가지는 것은 아니다. 상술한 목적들을 달성하고자 시도하여 얻어진 본 발명의 몇몇 특징들은 이러한 목적들을 만족하지 않을 수 있고 및/또는 본원에서 상세히 언급하는 다른 목적들을 만족하지 않을 수 있음을 알아야 한다.

본 발명의 추가 및/또는 대안적인 특성들, 특징들, 및 장점들은 하기의 설명, 동봉한 도면들, 및 첨부한 청구범위로부터 명백해진다.

본 발명, 및 그 다른 특징들 및 추가 특성들의 보다 나은 이해를 위해, 동봉한 도면들과 연계하여 사용되는 하기의 설명을 참조한다.

도 1은 롤 조인트 영역을 보이는 압력관의 일부분의 단면도.
도 2는 원주방향 샘플링 도구의 측 입면도.
도 3은 도 2의 선 A-A를 따라 취한 도 2의 원주방향 샘플링 도구의 단면도.
도 4는 도 2의 선 C-C를 따라 취한 도 2의 원주방향 샘플링 도구의 단면도.
도 5는 도 2의 선 B-B를 따라 취한 도 2의 원주방향 샘플링 도구의 단면도.
도 6은 도 2의 원주방향 샘플링 도구의 단면도이고, 그 대부분은 도 2의 선 D-D를 따라 취해졌고, 그 일부분들은 도 2의 선 E-E와 F-F를 따라 취해졌다.
도 7은 샘플이 도 2의 원주방향 샘플링 도구를 사용하여 얻어진 압력관의 일부분의 단면도.
도 8은 대안적인 실시예의 원주방향 샘플링 도구의 단면도.
도 9는 도 8의 선 G-G를 따라 취한 도 8의 원주방향 샘플링 도구의 단면도.
도 10은 도 8의 원주방향 샘플링 도구의 연장 경사부의 단부 도면.
도 11은 도 10의 연장 경사부의 측면도.
도 12는 도 8의 원주방향 샘플링 도구의 퇴축 경사부의 단부 도면.
도 13은 도 12의 퇴축 경사부의 측면도.

본 발명의 원주방향 샘플링 도구가 중수소 함량에 대해 분석될 원자로들의 압력관들로부터 샘플들을 얻기 위해 사용되는 것으로 설명된다. 그러나 원주방향 샘플링 도구는 다른 타입들의 관들 또는 궁형(arcuate) 표면들로부터 다른 타입들의 샘플들을 채집하는데 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

도 2와 도 3에서, 원주방향 샘플링 도구(20)의 일 실시예가 설명된다. 도구(20)는 중심축(24)을 갖는 원통형 몸체(22)를 갖는다. 원통형 몸체(22)는 도구(20)가 압력관 내에 배치될 때 도구(20)를 지지하기 위한 다수의 베어링 패드(26; bearing pad)를 갖는다. 개구(28)는 원통형 몸체(20)에 형성된다. 하기에 상술하는, 커터 조립체(30)가 개구(28)와 종방향 정렬되어 원통형 몸체(22) 내에 배치된다. 커터 조립체(30)는 캐리지(32; carriage)에 의해 유지된다. 캐리지(32)는 전기 모터(38)의 출력 샤프트(36)에 커플러(34)를 통해 연결된다. 전기 모터(38)는 하기에 상술되는 바와 같이 커터 조립체(30)를 회전시키는데 사용된다. 전기 모터(38)는 바람직하게는, DC 모터이지만, 다른 타입들의 모터들이 고려된다. 모터(38)가 커터 조립체(30)에 상이하게 커플링될 수 있음도 고려된다. 예를 들어, 모터(38)의 출력 샤프트(36)는 구동 샤프트에 연결될 수 있고 이는 결국 캐리지(32)에 연결된다. 퍼지 관(40; purge tube)이 원통형 몸체(22)에 연결된다. 퍼지 관(40)은 샘플이 후술하는 바와 같이 채집되는 곳인 압력관의 표면을 건조시키는데 사용된다.

원주방향 샘플링 도구(20)는 원주방향 샘플링 시스템의 일부이고, 그 특성들 중 일부가 간략하게 설명된다. 도구(20)는 압력관에서 도구(20)의 정확한 축방향 및 각도 위치결정을 허용하는 위치결정 시스템에 연결된다. 차폐 슬리브(shielding sleeve)가 도구(20)가 압력관 내에서 밀리지 않을 때 도구(20) 상에 배치되어, 개구(28)를 닫는다. 도구(20), 위치결정 시스템, 및 차폐 슬리브는 지지 카트(support cart) 상에 배치되고, 이는 바람직하게는 카트의 위치결정을 돕도록 휠(wheel)을 갖는다.

(롤 조인트 영역을 포함하는) 압력관의 내벽으로부터 샘플을 얻기 위해, 카트는 먼저 비어 있는 관의 열린 단부 근처의 제 위치에서 구른다. 관의 열려 있는 단부는 그 위에 말단 배관(end fitting)이 배치되어 있다. 그 다음에 차폐 슬리브가 말단 배관에 연결된다. 위치결정 시스템은 샘플이 관 안에서 채집되는 각도 및 축방향 위치를 설정하는데 사용된다. 하기에 제공되는 커터 조립체(30)의 설명으로부터 이해할 수 있듯이, 커터 조립체(30)는 샘플을 채집하는데 중력을 사용하므로, 샘플이 일반적으로 관의 상반부로부터(즉, 9시 및 3시 방향 위치들 사이에서) 채집된다. 그 다음에 도구(20)는 커터 조립체(30)가 샘플이 채집되는 위치를 지나도록 관 내에서 밀린다. 그 다음에 공기 퍼지 작업이 샘플이 채집되는 위치를 건조시키기 위해 퍼지 관(40)을 사용하여 수행된다. 그 다음에 도구(20)는 커터 조립체(30)가 샘플이 채집되는 위치와 정렬되도록 관 안에서 뒤로 움직인다. 도구(20)는 이 위치에 고정되고 베어링 패드(26)들이 관의 내벽에 대해 밀려 도구(20)를 제 위치에 유지하도록 작동된다. 그 다음에 모터(38)가 작동되어, 커터 조립체(30)를 중심축(24) 둘레에서 회전하게 한다. 회전할 때, 커터 조립체는 그 원주 방향에서 관의 내벽의 일부분을 절단하여, 샘플을 얻는다. 이 단계에 관한 추가 세부사항은 커터 조립체(30)를 설명할 때 하기에 제공된다. 그 다음에 도구(20)가 고정되고, 베어링 패드(26)들이 해제되고, 도구(20)가 차폐 슬리브 내에서 뒤로 퇴축한다. 그 다음에 커터 조립체(30)에 담긴 샘플이 카트에 포함된 플라스크(flask)로 전달된다. (샘플이 채집되는 각도 및 축방향 위치의 설정으로부터 시작하는) 상기 단계들은 관의 다른 위치들에서 다른 샘플들을 얻기 위해 반복될 수 있다. 일단 모든 샘플들이 채집되었으면, 차폐 슬리브가 말단 배관으로부터 분리되고 카트가 압력관으로부터 굴러 나간다. 마지막으로, 샘플(들)을 담고 있는 플라스크(들)가 회수된다. 상기 단계들은 샘플들을 얻기 위해 압력관 내에 도구(20)를 전달하는 하나의 가능한 방법에 대한 것이다. 도구(20)를 전달하는 다른 방법들도 가능하고 고려됨을 이해해야 한다.

이제 도 3 내지 도 6에서, 커터 조립체(30)가 설명된다. 커터 조립체는 산화물 커터(50)와 서로 대향하게 배치된 샘플 커터(52)를 포함한다. 산화물 커터(50)와 샘플 커터(52)는 서로 다른 각도들에 배치될 수 있음도 고려된다. 예를 들어, 산화물 커터(50)와 샘플 커터(52)가 서로 직각으로 배치될 수 있음도 고려된다. 산화물 커터(50)와 샘플 커터(52)는 바람직하게는 카바이드(carbide)로 만들어진다. 산화물 커터(50)는 하기에 추가 설명하는 이유로 샘플 커터(52)보다 넓다.

산화물 커터(50)는 산화물 커터 카트리지(56)에 조임 나사(54; threaded fastener)에 의해 연결된다. 칩 클립(58; chip clip)은 산화물 커터 카트리지(56)에 연결되어 있다. 칩 클립(58)은 후술하는 바와 같이, 산화물 커터(50), 산화물 커터 카트리지(56), 및 칩 클립(58) 사이에 형성된 리셉터클(60) 내에서 산화물 커터(50)에 의해 절단되는 관의 부분을 유지한다. 산화물 커터 카트리지(56)는 총검(bayonnet)-타입 장착부(62; mount)에 의해 산화물 카트리지 홀더(64)에 연결된다.

유사하게, 샘플 커터(52)는 조임 나사(66)에 의해 샘플 커터 카트리지(68)에 연결된다. 칩 클립(70)이 샘플 커터 카트리지(68)에 연결된다. 칩 클립(70)은 후술하는 바와 같이, 샘플 커터(52), 샘플 커터 카트리지(68), 및 칩 클립(70) 사이에 형성된 리셉터클(72) 내의 샘플 커터(52)에 의해 절단되는 샘플을 유지한다. 샘플 커터 카트리지(68)는 총검-타입 장착부(74)에 의해 샘플 카트리지 홀더(76)에 연결된다.

두개의 스택(stack)의 접시 스프링(78; Belleville spring)들이 산화물 카트리지 홀더(64)와 샘플 카트리지 홀더(76) 사이에 배치되어, 두 커터들(50, 52)을 서로 멀어지게 편향시킨다. 조임 나사(80)가 샘플 카트리지 홀더(76)에 삽입되고 산화물 카트리지 홀더(64)와 인접하여, 두 홀더(64, 76)들 사이에 스프링(78)들을 유지한다. 다른 타입들의 스프링들 접시 스프링(78)들 대신에 사용될 수 있음도 고려된다.

후술하는 바와 같이, 커터(50, 52)들은 이들이 원통형 몸체(22) 내에 배치되는 퇴축 위치(retracted position)와 이들이 관의 내벽을 자르도록 개구(28)를 통해 부분적으로 연장하는 연장 위치(extended position) 사이에서 (커터 조립체(30)의 나머지와 함께) 각각 이동할 수 있다. 산화물 커터(50)에 대한 액츄에이터는 샘플 커터 카트리지(68; 도 3 참조)의 및 4개의 스프링(84)들의 어느 한 측면에 연결된 2개의 롤러(82)들로 구성된다. 롤러(82)들은 후술하는 바와 같이 산화물 커터(50)를 그 연장된 위치로 이동시키는데 사용된다. 2개의 스프링(84)들이 2개의 스프링 캡(86)들을 통해 산화물 카트리지 홀더(64)에 연결되고 2개의 스프링(84)들이 2개의 스프링 캡(86; 도 5 참조)들을 통해 샘플 카트리지 홀더(76)에 연결된다. 스프링(84)들은 산화물 커터(50)를 그 퇴축 위치를 향해 편향시킨다. 샘플 커터(52)를 위한 액츄에이터는 산화물 커터 카트리지(56; 도 3 참조)의 및 4개의 스프링(84)들의 어느 한 측면에 연결된 2개의 롤러(88)들로 구성된다. 롤러(88)들은 후술하는 바와 같이 샘플 커터(52)를 그 연장 위치로 이동시키는데 사용된다. 스프링(84)들은 샘플 커터(52)를 그 퇴축 위치를 향해 편향시킨다. 도 3에서 알 수 있듯이, 롤러(82)들의 직경은 후술하는 이유로 롤러(88)들의 직경보다 크다. 산화물 및 샘플 커터(50, 52)들이 다른 타입들의 액츄에이터들에 의해 구동될 수 있음도 고려된다. 예를 들어, 롤러(82, 88)들이 고정된 캠(cam)들로 대체될 수 있음도 고려된다.

도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 경사부(90)가 그 원주방향 부분을 따라 원통형 몸체(22) 내에 배치된다. 도시된 바와 같이, 경사부(90)가 개구(28) 반대쪽에 배치된다. 후술하는 바와 같이, 롤러(82, 88)는 커터(50, 52)들을 그 연장 위치들로 움직이도록 경사부(90) 상에서 구른다.

커터 조립체(30)가 관의 내벽으로부터 분석될 샘플을 자르는 방법이 이제 설명된다. 모터(38)가 도 4 및 도 6의 화살표(92)에 의해 지시된 방향에서 캐리지(32)를 회전시켜, 커터 조립체(30)를 같은 방향에서 회전시킨다. 롤러(82)들이 경사부(90) 상에서 구를 때, 커터 조립체(30)가 상방향으로 이동하여, 산화물 커터(50)를 개구(28)를 통해 그 연장 위치로 이동시킨다. 롤러(82)들이 경사부(90) 상에서 구를 때, 산화물 커터(50)가 관의 내벽의 외주를 따라 원호로 이동하고 관의 내벽으로부터 산화물 층을 절단한다. 양호한 실시예에서, 산화물 커터(50)는 산화물의 완전한 제거를 보장하도록 산화물 층보다 약간 깊게 절단한다. 칩 클립(58)은 산화물 층의 칩이 절단될 때 리셉터클(60) 내에서 돌돌 감기게 한다. 접시 스프링(78)들은 관의 표면에 대해 산화물 커터(50)를 편향시켜 절단력을 제공하고, 표면이 불균일하여도 커터가 표면과 접촉을 유지할 수 있게 하고 도구(20)가 다양한 압력관 직경들에서 사용될 수 있게 한다. 롤러(82)들이 경사부(90)를 지날 때, 스프링(84)들은 원통형 몸체(22)의 내벽을 향해 커터 조립체(30)를 다시 편향시키므로, 산화물 커터(50)를 그 퇴축 위치로 다시 편향시킨다. 일단 산화물 커터(50)가 더 이상 관의 내벽과 접촉하지 않으면, 산화물 층의 칩은 리셉터클(60)의 내측에 떨어진다.

그 다음에 커터 조립체(30)가 계속 회전한다. 롤러(88)들이 경사부(90) 상에서 구를 때, 커터 조립체(30)가 상방향으로 움직여, 샘플 커터(52)를 개구(28)를 통해 그 연장 위치로 이동시킨다. 롤러(88)들이 경사부(90) 상에서 구를 때, 샘플 커터(52)가 관의 내벽의 외주를 따라 원호로 이동시키고 산화물 층이 잘리는 곳인 관의 위치로부터 관의 내벽으로부터 샘플을 자른다. 칩 클립(70)은 샘플 칩이 잘릴 때 리셉터클(72) 내에서 돌돌 말리도록 한다. 접시 스프링(78)들은 관의 표면에 대해 샘플 커터(52)를 편향시켜 절단력을 제공하여, 표면이 불균일하여도 커터가 표면과 접촉을 유지할 수 있게 하고 도구(20)가 다양한 압력관 직경들에서 사용될 수 있게 한다. 롤러(88)들이 경사부(90)를 지날 때, 스프링(84)들이 커터 조립체(30)를 원통형 몸체(22)의 내벽을 향해 다시 편향시키므로, 샘플 커터(52)를 그 퇴축 위치로 다시 편향시킨다. 일단 샘플 커터(52)가 관의 내벽과 더 이상 접촉하지 않으면, 샘플 칩이 리셉터클(72) 내에 떨어진다.

도 4와 도 6에 도시된 위치에 있을 때, 샘플 커터(52)는 산화물 커터(50)보다 중심축(24)로부터 멀리 배치되므로, 샘플 커터(52)가 산화물 커터(50)보다 깊게 자르게 된다. 그러므로, 도 7에서 알 수 있듯이, 샘플 커터(52)에 의해 만들어지는 절단 깊이(Ds)는 산화물 커터(50)에 의해 만들어지는 절단 깊이(Do)보다 크다. 또한, 상술한 바와 같이, 샘플 커터(52)가 산화물 커터보다 좁다. 그러므로, 도 7에서도 알 수 있듯이, 샘플 커터(52)에 의해 만들어진 절단 폭(Ws)은 산화물 커터(50)에 의해 만들어지는 절단 폭(Wo)보다 작다. 롤러(88)들이 롤러(82)들보다 작은 직경을 가지므로, 관의 내벽의 표면에 대해 이동할 때 샘플 커터(52)에 의해 형성되는 원호는 관의 내벽의 표면에 대해 이동할 때 산화물 커터(50)에 의해 형성되는 원호보다 짧다. 그러므로 샘플 칩은 산화물 칩보다 짧다. 샘플 커터(52)에 의해 만들어지는 더 깊고, 좁고, 짧은 절단은 샘플에 산화물이 없음을 보장하여 압력관의 사용 수명을 판정하는데 사용될 수 있는 샘플의 중수소 농도의 신뢰성있는 분석을 보장한다. 또한, 커터(50, 52)들이 관의 내벽의 외주 둘레에서 이동하므로, 이들은 관의 축방향의 표면 편차에 의해 영향을 받지 않는다. 그러므로, 도구(20)는 압력관의 롤 조인트 영역에서 샘플들을 얻는데 사용될 수 있다.

이제 도 8 내지 도 11을 참조하면, 원주방향 샘플링 도구(20)의 대안적인 실시예(원주방향 샘플링 도구(120)가 설명된다. 단순함을 위해, 도구(20)와 유사한 도구(120)의 특징들은 동일한 도면부호들로 표기되었고 상세히 다시 설명하지 않는다.

도구(120)는 커터 조립체(130)를 구비한다. 커터 조립체(130)는 모터(38; 본 실시예에 도시되지 않음)에 연결된 구동 샤프트(100)에 의해 회전된다. 도 8에서 알 수 있듯이, 커터 조립체(130)는 2개의 산화물 커터(50a, 50b)들과 2개의 샘플 커터(52a, 52b)들을 갖는다. 2개의 산화물 커터(50a, 50b)들은 서로 대향하게 배치된다. 유사하게, 2개의 샘플 커터(52a, 52b)들이 서로 대향하게 배치된다. 샘플 커터(52a, 52b)들은 산화물 커터(50a, 50b)에 직각으로 배치된다. 각각의 커터(50a, 50b, 52a, 52b)는 상응하는 커터 카트리지와 카트리지 홀더에 연결되고 커터 조립체(30)에서와 같이 상응하는 칩 클립, 리셉터클, 및 나사들을 갖는다. 그러므로, 단순함을 위해, 이러한 요소들은 경우에 따라 상응하는 접미사 a 또는 b를 추가하여 절단 조립체(30)에서와 같은 도면부호들로 표기되어 있고, 상세히 재설명하지 않는다.

각각의 커터(50a, 50b, 52a, 52b)는 커터가 원통형 몸체(22) 내에 배치되는 퇴축 위치와 커터가 관의 내벽을 자르기 위해 개구(28)를 통해 부분적으로 연장하는 연장 위치 사이에서 방사방향으로 이동할 수 있다. 양호한 실시예에서, 그 퇴축 및 연장 위치들에서 산화물 커터(50a)와 중심축(24) 사이의 거리는 그 퇴축 및 연장 위치들에서 산화물 커터(50b)와 중심축(24) 사이의 거리에 상응하고, 그 퇴축 및 연장 위치들에서 샘플 커터(52a)와 중심축(24) 사이의 거리는 그 퇴축 및 연장 위치들에서 샘플 커터(52b)와 중심축(24) 사이의 거리에 상응한다. 도 8에서, 커터(50b, 52a, 52b)들은 그 각각의 퇴축 위치에 있고 커터(50a)는 그 연장 위치에 있다. 각각의 커터(50a, 50b, 52a, 52b)는 커터 조립체가 회전할 때 두 위치들 사이에서 이를 움직이도록 액츄에이터를 구비한다. 달리 지시된 것을 제외하고, 각각의 커터(50a, 50b, 52a, 52b)에 대한 액츄에이터들은 같고 커터(50a, 50b, 52a, 52b)들을 같은 방식으로 구동한다. 그러므로 산화물 커터(50a)의 액츄에이터만이 상세히 설명된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 산화물 커터(50a)의 액츄에이터는 중심축(24)에 일반적으로 평행하게 배치된 구동 바(132a)를 포함한다. 구동 바(132a)는 그 제 1 단부에서 롤러(134a), 그 제 2 단부에서 롤러(136a)와, 이 두 단부들 사이의 2개의 롤러(138a)들을 갖는다. 도시된 바와 같이, 롤러(134a)는 후술하는 이유로 롤러(136a)보다 넓다. 샘플 커터(52a, 52b)들을 위한 액츄에이터에서, 단부 롤러들의 상대적 롤러 폭은 후술하는 이유로, 반대이다(즉, 롤러(134a)에 상응하는 롤러가 롤러(136a)에 상응하는 롤러보다 좁다). 두 롤러(138a)는 산화물 카트리지 홀더(64a)의 하부 부분에 형성된 두 슬롯(140a)에 수용된다. 도시된 바와 같이, 두 슬롯들이 중심축(24)에 대해 일정 각도로 배치된다. 구동 바(132a)가 두 부분(142a, 144a)으로 만들어진다. 부분(142a)은 부분(144a) 내에 수용되고 부분(144a)에 대해 축방향으로 이동할 수 있다. 접시 스프링(146a)들의 스택들은 두 부분(142a, 144a)들을 서로 멀어지게 편향시킨다.

연장 경사부(150)가 원통형 몸체(22)의 상부 부분 내에 배치되고 이에 연결된다. 도 10에서 알 수 있듯이, 연장 경사부(150)가 중심축(24) 둘레에 원호를 형성한다. 연장 경사부(150)는 커터 조립체(130)를 향해 중심축(24)에 대해 일반적으로 평행하게 연장한다. 후술하는 바와 같이, 롤러(134a)가 산화물 커터(50a)를 그 연장 위치로 이동시키도록 연장 경사부(150) 상에서 구른다.

퇴축 경사부(152)는 원통형 몸체(22)의 하부 부분 내에 배치되고 이에 연결된다. 도 12에서 알 수 있듯이, 퇴축 경사부(152)는 중심축(24) 둘레에서 원호를 형성한다. 퇴축 경사부(152)는 커터 조립체(130)와 연장 경사부(150)를 향해 중심축(24)에 일반적으로 평행하게 연장한다. 후술하는 바와 같이, 롤러(136a)는 산화물 커터(50a)를 그 연장 위치로 이동시키도록 퇴축 경사부(152) 상에서 구른다.

도 10과 도 11에서 알 수 있듯이, 연장 경사부(150)는 긴 경사 부분(154)들과 짧은 경사 부분(156)을 갖는다. 산화물 커터(50a, 50b)의 액츄에이터들의 넓은 롤러(134a, 134b)가 긴 경사 부분(154)들 상에서 구른다. 좁은, 샘플 커터(52a, 52b)들의 액츄에이터들의 상응하는 롤러들이, 짧은 경사 부분(156) 상에서 구른다.

도 12와 도 13에서 알 수 있듯이, 퇴축 경사부(152)가 연장 경사부(150)보다 길고, 유사하게 긴 경사 부분(155)들과 짧은 경사 부분(157)을 갖는다. 산화물 커터(50a, 50b)들의 액츄에이터들의 좁은 롤러(136a, 136b)들은 퇴축 경사부(152)의 짧은 경사 부분(157) 상에서 구른다. 넓은, 샘플 커터(52a, 52b)의 액츄에이터들의 상응하는 롤러들이 퇴축 경사부(152)의 긴 경사 부분(155)들 상에서 구른다.

모터(38)가 도 8의 화살표(158)로 표시된 방향으로 커터 조립체(130)를 회전시킬 때, 롤러(134a)가 연장 경사부(150)의 긴 부분(154)들 상에서 구른다. 이는 구동 바(132a)가 도 9에서 왼쪽을 향해 축방향으로 움직이도록 한다. 구동 바(132a)가 (도 9에서 볼 때) 왼쪽으로 이동할 때, 롤러(138a)들은 슬롯(140a)에 대해 밀리고, 이는 중심축에 대한 이들의 각도로 인해 산화물 카트리지 홀더(64a)가 상방향으로 움직이게 한다. 그러므로, 산화물 커터(50a)는 개구(28)를 통해 그 연장 위치로 이동한다. 롤러(134a)가 경사부(150) 상에서 구를 때, 산화물 커터(50a)는 관의 내벽의 외주를 따라 원호로 움직이고 관의 내벽으로부터 산화물 층을 절단한다. 양호한 실시예에서, 산화물 커터(50a)는 산화물의 완전한 제거를 보장하기 위해 산화물 층보다 약간 깊게 절단한다. 칩 클립(58a)은 산화물 층의 칩이 절단될 때 리셉터클(60a) 내에서 돌돌 말리게 한다. 접시 스프링(146a)은 관의 표면에 대해 산화물 커터(50a)를 편향시키므로 절단력을 제공하고, 표면이 불균일하여도 커터가 표면과의 접촉을 유지할 수 있게 하고 도구(120)가 다양한 압력관 직경들에서 사용될 수 있게 한다. 모터(38)가 계속 회전할 때, 롤러(136a)는 롤러(134a)가 연장 경사부(150a)에서 떨어져 구를 때 퇴축 경사부의 짧은 부분(157) 상에서 구른다. 이는 구동 바(132a)가 도 9에서 우측을 향해 축방향으로 이동하게 한다. 구동 바(132a)가 (도 9에서 볼 때) 우측으로 이동할 때, 롤러(138a)들이 슬롯(140a)에 대해 밀리고, 이는 중심축(24)에 대한 이들의 각도때문에, 산화물 카트리지 홀더(64a)가 아래로 움직이게 한다. 그러므로, 산화물 커터(50a)가 그 퇴축 위치로 이동한다. 일단 산화물 커터(50a)가 관의 내벽과 더 이상 접촉하지 않으면, 산화물 층의 칩이 리셉터클(60a) 내에 떨어진다.

모터(38)가 계속 회전할 때, 샘플 커터(52a)의 액츄에이터는 유사한 방식으로 그 연장 및 퇴축 위치 사이에서 샘플 커터(52a)를 이동시킨다. 그러나, 이 액츄에이터의 롤러가 연장 경사부(150)의 짧은 부분(156) 상에서 구르므로, 관의 내벽의 표면에 대해 움직일 때 샘플 커터(52a)에 의해 형성되는 원호는 관의 내벽의 표면에 대해 움직일 때 산화물 커터(50a)에 의해 형성되는 원호보다 짧다. 그러므로 샘플 칩이 산화물 층 칩보다 짧다. 커터 조립체(30)에서와 같이, 샘플 커터(52a)도 산화물 커터(50a)보다 좁고 깊게 절단한다. 이는 샘플 커터(52a)와 샘플 커터 카트리지(68a) 사이에 심(shim; 도시않음)들을 제공하여 달성된다. 샘플 커터(50a)에 의해 만들어지는 더 깊고, 좁고, 짧은 절단은 샘플에 산화물이 없음을 보장하여 압력관의 사용 수명을 판정하는데 사용될 수 있는 샘플의 중수소 농도의 신뢰성있는 분석을 보장한다.

일단 샘플이 샘플 커터(52a)에 의해 절단되고 샘플 커터(52a)가 그 퇴축 위치로 복귀되었으면, 모터(38)가 정지된다. 그 다음에 도구(120)가 상이한 위치로부터 제 2 샘플을 얻기 위해 압력관에 재배치된다. 일단 도구(120)가 재배치되면, 커터 조립체(130)를 계속 회전시키도록 모터(38)가 켜지고 이는 커터(50a, 52a)에 대해 상술한 것과 같은 방식으로 산화물 커터(50b)가 다른 산화물 칩을 자르게 하고 샘플 커터(52b)가 다른 샘플을 자르게 한다. 그러므로, 도구(120)는 유익하게는 도구(120)가 카트에 포함된 플라스크들에 샘플들을 전달하도록 차폐 슬리브 내에서 다시 퇴축되어야 하기 전에 두 샘플들이 절단될 수 있게 하고, 이 단계는 각각의 샘플이 도구(20)로 절단된 후 이루어져야 할 필요가 있다.

커터(50a, 50b, 52a, 52b)는 관의 내벽의 외주 둘레에서 움직이므로, 이들은 관의 축방향의 표면 편차에 의해 영향을 받지 않는다. 그러므로, 도구(120)는 압력관의 롤 조인트 영역에서 샘플들을 얻도록 사용될 수 있다.

본 발명의 상술한 실시예들에 대한 수정들 및 개선들이 당업자에게 명백해질 수 있다. 상술한 설명은 제한하는 것이 아니라 예시적이고자 한다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 의해서만 제한되고자 한다.

Claims (20)

1. 관의 내벽으로부터 샘플을 얻기 위한 원주방향 샘플링 도구에 있어서,
   중심축을 갖는 원통형 몸체;
   원통형 몸체 내의 개구;
   중심축을 따라 원통형 몸체에 배치된 샤프트;
   샤프트에 작동가능하게 연결되어 샤프트와 함께 회전하는 제 1 커터;
   샤프트가 회전할 때 퇴축 위치와 연장 위치 사이에서 제 1 커터를 이동시키기 위해 제 1 커터에 작동가능하게 연결되고, 제 1 커터를 퇴축 위치를 향해 기계적으로 편향시키는 제 1 액츄에이터;
   샤프트에 작동가능하게 연결되어 샤프트와 함께 회전하고, 제 1 커터에 대해 일정 각도로 배치되는 제 2 커터; 및
   샤프트가 회전할 때 퇴축 위치와 연장 위치 사이에서 제 2 커터를 이동시키기 위해 제 2 커터에 작동가능하게 연결되고, 제 2 커터를 퇴축 위치를 향해 기계적으로 편향시키는 제 2 액츄에이터; 를 포함하고,
   제 1 커터는 제 1 커터가 원통형 몸체 내에 배치되는 퇴축 위치와 제 1 커터가 개구를 통해 적어도 부분적으로 연장하는 연장 위치 사이에서 방사방향으로 이동할 수 있고, 제 1 커터는 퇴축 위치에 있을 때보다 연장 위치에서 중심축으로부터 더욱 멀리 떨어져 있고;
   제 2 커터는 제 2 커터가 원통형 몸체 내에 배치되는 퇴축 위치와 제 2 커터가 개구를 통해 적어도 부분적으로 연장하는 연장 위치 사이에서 방사방향으로 움직일 수 있고, 제 2 커터는 퇴축 위치에 있을 때보다 연장 위치에서 중심축으로부터 더욱 멀리 떨어져 있고, 제 2 커터는 제 1 커터가 연장 위치에 있을 때보다 연장 위치에서 중심축으로부터 더욱 멀리 떨어져 있고;
   제 2 커터는 제 1 커터가 연장 위치에 있을 때 퇴축 위치에 있고, 제 1 커터는 제 2 커터가 연장 위치에 있을 때 퇴축 위치에 있고;
   샤프트를 회전시키는 것은 제 1 커터가 연장 위치로 움직이게 하여 관의 내벽으로부터 제 1 부분을 자르게 하고 그 다음에 제 2 커터를 연장 위치로 움직이게 하여 관의 내벽으로부터 상기 제 1 부분을 자름으로써 드러난 관 내의 위치로부터 관의 내벽으로부터 샘플을 자르는, 원주방향 샘플링 도구.
2. 청구항 1에 있어서,
   제 1 액츄에이터는 제 1 커터를 퇴축 위치를 향해 기계적으로 편향시키는 스프링을 포함하고;
   제 2 액츄에이터는 제 2 커터를 퇴축 위치를 향해 기계적으로 편향시키는 스프링을 포함하는, 원주방향 샘플링 도구.
3. 청구항 2에 있어서,
   원주방향 부분을 따라 원통형 몸체 내에 배치되고, 개구 반대쪽에 배치되고 경사진 표면을 포함하는 경사부를 추가로 포함하고;
   제 1 액츄에이터는 제 1 롤러를 추가로 포함하고, 제 1 롤러는 제 1 롤러가 경사부의 경사진 표면 상에서 구를 때 제 1 커터가 연장 위치로 움직이게 하고;
   제 2 액츄에이터는 제 2 롤러를 추가로 포함하고, 제 2 롤러는 제 2 롤러가 경사부의 경사진 표면 상에서 구를 때 제 2 커터가 연장 위치로 움직이게 하는, 원주방향 샘플링 도구.
4. 청구항 3에 있어서,
   제 1 롤러의 직경은 제 2 롤러의 직경보다 큰, 원주방향 샘플링 도구.
5. 청구항 1 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서,
   제 1 커터는 제 2 커터보다 넓은, 원주방향 샘플링 도구.
6. 청구항 1 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서,
   샤프트가 회전할 때 연장 위치에 있는 제 1 커터에 의해 형성되는 원호는 샤프트가 회전할 때 연장 위치에 있는 제 2 커터에 의해 형성되는 원호보다 긴, 원주방향 샘플링 도구.
7. 청구항 1 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서,
   제 1 커터에 의해 잘린 관의 내벽의 상기 제 1 부분을 수용하도록 제 1 커터에 연결되는 제 1 리셉터클과;
   제 2 커터에 의해 잘린 샘플을 수용하기 위해 제 2 커터에 연결되는 제 2 리셉터클을 추가로 포함하는, 원주방향 샘플링 도구.
8. 청구항 1 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서,
   제 1 커터가 연장 위치에 있을 때 관의 내벽에 대해 제 1 커터를 편향시키도록 제 1 커터에 연결된 하나 이상의 스프링과;
   제 2 커터가 연장 위치에 있을 때 관의 내벽에 대해 제 2 커터를 편향시키도록 제 2 커터에 연결된 하나 이상의 스프링을 추가로 포함하는, 원주방향 샘플링 도구.
9. 청구항 1 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서,
   제 1 커터는 제 2 커터 반대쪽에 배치되는, 원주방향 샘플링 도구.
10. 청구항 9에 있어서,
    제 1 커터와 제 2 커터 사이에 연결되는 하나 이상의 스프링을 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 스프링은 제 1 및 제 2 커터들을 서로 멀어지게 편향시키는, 원주방향 샘플링 도구.
11. 청구항 1 내지 4 중의 어느 한 항에 있어서,
    원통형 몸체에 배치되고 샤프트를 회전하도록 샤프트에 작동가능하게 연결되는 모터를 추가로 포함하는, 원주방향 샘플링 도구.
12. 관의 내벽으로부터 샘플을 얻기 위한 원주방향 샘플링 도구에 있어서,
    중심축을 갖는 원통형 몸체;
    원통형 몸체 내의 개구;
    중심축을 따라 원통형 몸체에 배치된 샤프트;
    원통형 몸체에 연결되고 경사진 표면을 포함하는 연장 경사부;
    원통형 몸체에 연결되고 경사진 표면을 포함하는 퇴축 경사부;
    샤프트에 작동가능하게 연결되어 샤프트와 함께 회전하는 제 1 커터;
    샤프트가 회전할 때 퇴축 경사부 및 연장 경사부에 의해 편향되어 퇴축 위치와 연장 위치 사이에서 제 1 커터를 이동시키기 위해 제 1 커터에 작동가능하게 연결되는 제 1 액츄에이터;
    샤프트에 작동가능하게 연결되어 샤프트와 함께 회전하고, 제 1 커터에 대해 일정 각도로 배치되는 제 2 커터;
    샤프트가 회전할 때 퇴축 경사부 및 연장 경사부에 의해 편향되어 퇴축 위치와 연장 위치 사이에서 제 2 커터를 이동시키기 위해 제 2 커터에 작동가능하게 연결되는 제 2 액츄에이터; 를 포함하고,
    제 1 커터는 제 1 커터가 원통형 몸체 내에 배치되는 퇴축 위치와 제 1 커터가 개구를 통해 적어도 부분적으로 연장하는 연장 위치 사이에서 방사방향으로 이동할 수 있고, 제 1 커터는 퇴축 위치에 있을 때보다 연장 위치에서 중심축으로부터 더욱 멀리 떨어져 있고;
    제 2 커터는 제 2 커터가 원통형 몸체 내에 배치되는 퇴축 위치와 제 2 커터가 개구를 통해 적어도 부분적으로 연장하는 연장 위치 사이에서 방사방향으로 움직일 수 있고, 제 2 커터는 퇴축 위치에 있을 때보다 연장 위치에서 중심축으로부터 더욱 멀리 떨어져 있고, 제 2 커터는 제 1 커터가 연장 위치에 있을 때보다 연장 위치에서 중심축으로부터 더욱 멀리 떨어져 있고;
    제 2 커터는 제 1 커터가 연장 위치에 있을 때 퇴축 위치에 있고, 제 1 커터는 제 2 커터가 연장 위치에 있을 때 퇴축 위치에 있고;
    샤프트를 회전시키는 것은 제 1 커터가 연장 위치로 움직이게 하여 관의 내벽으로부터 제 1 부분을 자르게 하고 그 다음에 제 2 커터를 연장 위치로 움직이게 하여 관의 내벽으로부터 상기 제 1 부분을 자름으로써 드러난 관 내의 위치로부터 관의 내벽으로부터 샘플을 자르는, 원주방향 샘플링 도구.
13. 청구항 12에 있어서,
    제 1 액츄에이터는 중심축에 평행하게 배치되는 제 1 구동 바를 포함하고, 제 1 구동 바는 제 1 단부에서 제 1 롤러, 제 2 단부에서 제 2 롤러, 그리고 제 1 및 제 2 단부들 사이에서 하나 이상의 제 3 롤러를 갖고;
    제 2 액츄에이터는 중심축에 평행하게 배치되는 제 2 구동 바를 포함하고, 제 2 구동 바는 제 1 단부에서 제 4 롤러, 제 2 단부에서 제 5 롤러, 그리고 제 1 및 제 2 단부들 사이에서 하나 이상의 제 6 롤러를 갖고;
    연장 경사부는 제 1 커터 및 제 2 커터를 향해 중심축에 평행하게 연장하고, 중심축 둘레에 원호를 형성하고;
    퇴축 경사부는 제 1 커터, 제 2 커터 및 연장 경사부를 향해 중심축에 평행하게 연장하고, 중심축 둘레에 원호를 형성하고;
    제 1 및 제 2 커터들은 중심축에 평행한 방향으로 연장 경사부와 퇴축 경사부 사이에 배치되고;
    상기 원주방향 샘플링 도구는,
    제 1 커터에 연결되고 중심축에 대해 일정 각도에서 내부에 형성되는 하나 이상의 슬롯을 갖는 제 1 홀더; 및
    제 2 커터에 연결되고 중심축에 대해 일정 각도에서 내부에 형성되는 하나 이상의 슬롯을 갖는 제 2 홀더; 를 추가로 포함하고,
    제 1 홀더의 하나 이상의 슬롯은 내부에 하나 이상의 제 3 롤러를 수용하고;
    제 2 홀더의 하나 이상의 슬롯은 하나 이상의 제 6 롤러를 내부에 수용하고;
    제 1 롤러가 연장 경사부의 경사진 표면 상에서 구를 때, 하나 이상의 제 3 롤러가 제 1 홀더의 하나 이상의 슬롯 내에서 움직여 제 1 홀더가 중심축으로부터 방사방향으로 멀어지도록 움직이게 하여 제 1 커터가 연장 위치로 움직이게 하고;
    제 2 롤러가 퇴축 경사부의 경사진 표면 상에서 구를 때, 하나 이상의 제 3 롤러가 제 1 홀더의 하나 이상의 슬롯 내에서 움직여 제 1 홀더가 중심축을 향해 방사방향으로 움직이게 하여 제 1 커터가 퇴축 위치로 움직이게 하고;
    제 4 롤러가 연장 경사부의 경사진 표면 상에서 구를 때, 하나 이상의 제 6 롤러가 제 2 홀더의 하나 이상의 슬롯 내에서 움직여 제 2 홀더가 중심축으로부터 방사방향으로 멀어지도록 움직이게 하여 제 2 커터가 연장 위치로 움직이게 하고;
    제 5 롤러가 퇴축 경사부의 경사진 표면 상에서 구를 때, 하나 이상의 제 6 롤러가 제 2 홀더의 하나 이상의 슬롯 내에서 움직여 제 2 홀더가 중심축을 향해 방사방향으로 움직이게 하여 제 2 커터가 퇴축 위치로 움직이게 하는, 원주방향 샘플링 도구.
14. 청구항 13에 있어서,
    연장 경사부는 제 1 경사 부분과 제 2 경사 부분을 가지고, 제 1 경사 부분은 제 2 경사 부분보다 길고;
    제 1 롤러는 연장 경사부의 제 1 경사 부분 상에서 구르고 제 4 롤러는 연장 경사부의 제 2 경사 부분 상에서 구르는, 원주방향 샘플링 도구.
15. 청구항 13 또는 14에 있어서,
    퇴축 경사부는 제 1 경사 부분과 제 2 경사 부분을 갖고, 제 1 경사 부분은 제 2 경사 부분보다 길고;
    제 2 롤러가 퇴축 경사부의 제 2 경사 부분 상에서 구르고 제 5 롤러는 퇴축 경사부의 제 1 경사 부분 상에서 구르는, 원주방향 샘플링 도구.
16. 청구항 12 내지 14 중의 어느 한 항에 있어서,
    제 1 커터는 제 2 커터보다 넓은, 원주방향 샘플링 도구.
17. 청구항 12 내지 14 중의 어느 한 항에 있어서,
    샤프트가 회전할 때 연장 위치에 있는 제 1 커터에 의해 형성되는 원호는 샤프트가 회전할 때 연장 위치에 있는 제 2 커터에 의해 형성되는 원호보다 긴, 원주방향 샘플링 도구.
18. 청구항 12 내지 14 중의 어느 한 항에 있어서,
    제 1 커터에 의해 잘린 관의 내벽의 상기 제 1 부분을 수용하도록 제 1 커터에 연결되는 제 1 리셉터클과;
    제 2 커터에 의해 잘린 샘플을 수용하기 위해 제 2 커터에 연결되는 제 2 리셉터클을 추가로 포함하는, 원주방향 샘플링 도구.
19. 청구항 12 내지 14 중의 어느 한 항에 있어서,
    제 1 커터가 연장 위치에 있을 때 관의 내벽에 대해 제 1 커터를 편향시키도록 제 1 커터에 연결된 하나 이상의 스프링과;
    제 2 커터가 연장 위치에 있을 때 관의 내벽에 대해 제 2 커터를 편향시키도록 제 2 커터에 연결된 하나 이상의 스프링을 추가로 포함하는, 원주방향 샘플링 도구.
20. 청구항 12 내지 14 중의 어느 한 항에 있어서,
    원통형 몸체에 배치되고 샤프트를 회전시키기 위해 샤프트에 작동가능하게 연결되는 모터를 추가로 포함하는, 원주방향 샘플링 도구.

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