KR20240080431A - 배관의 비파괴 검사 장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 배관 내에 투입되어 배관의 길이 방향으로 이동하면서 비파괴 방식으로 배관을 검사하는 비파괴 검사 장치에 관한 것으로서, 이 발명의 비파괴 검사 장치는, 배관 내부에 배치되어 배관의 길이 방향을 따라 배치되는 견인 와이어에 의해 견인되어 배관의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 구성되는 본체; 배관의 내측 표면을 대향하여 배치되어 배관의 두께를 측정하는 복수 개의 탐촉자, 및 각각 본체에 장착되고 탐촉자가 장착되는 복수 개의 캐리어 유니트를 포함하고, 2개 이상의 캐리어 유니트가 본체에서 동일한 길이 방향의 위치에서 서로 원주 방향으로 이격되어 배치되어 캐리어 유니트의 열을 이루고, 2개 이상의 캐리어 유니트의 열이 본체의 길이 방향으로 서로 이격되어 배치되며, 각각의 캐리어 유니트는, 배관의 내측 표면을 따라 구름 운동하는 구름부 및 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 중심으로 힌지 운동하고 배관의 내측 표면에 대하여 탄성적으로 압박되며 탐촉자가 장착되는 탐촉자 장착부를 갖추어, 탐촉자가 배관에 대해 일정한 거리와 자세를 유지하도록 구성되는 것이다.

Description

배관의 비파괴 검사 장치{Device for Nondestructive Inspection of Pipe}

이 발명은 배관의 비파괴 검사 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 배관 내에 투입되어 배관의 길이 방향으로 이동하면서 비파괴 방식으로 배관의 결함이나 두께를 검사하는 장치에 관한 것이다.

가스나 오일 또는 물 등의 유체를 이송하는 데에 파이프 라인이라고도 불리는 배관이 이용된다. 배관은 통상 강재로 이루어지지만 장시간의 사용이나 외부 조건 등으로 인한 마모나 부식에 의해 두께가 감소하거나 크랙 등이 발생하여 배관을 통하여 이송되는 유체의 누설을 초래한다.

이러한 누설의 방지를 위해 배관의 사용 중에 배관을 파괴하여 시편을 검사하는 일이 없이 비파괴 방식으로 배관을 전체적으로 검사하여 두께의 감소나 결함을 탐지하는 각종 장치와 방법이 이용되고 있다.

그러한 장치로서는 배관의 외측 표면을 따라 이동하면서 배관에 초음파를 투사하여 두께를 측정하거나 결함을 탐지하는 장치가 널리 이용되고 있다.

그러나, 배관이 놓인 환경이 이러한 장치의 접근을 허용하지 않는 경우, 즉 배관이 지하에 매설되거나 해저 등에 배치된 경우에는 배관의 외측 표면을 따른 검사 장치를 사용할 수 없다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로서 검사 장비를 탑재하고 배관 내를 주행하는 로봇을 사용하는 경우가 있다.

그러한 로봇의 예로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1986427호(문헌 1)에서는 "배관 검사 로봇"이라는 명칭의 발명의 개시하고 있다.

문헌 1의 발명에서는 로봇 본체에 배관의 내벽에 접촉하여 구동하는 무한궤도가 구비되어 로봇이 배관 내를 주행하게 되고, 본체는 초음파 탐촉자를 갖춘 회전바아를 탑재하여 본체에 대해 회전 바아가 회전하면서 배관에 대해 초음파를 이용한 비파괴 검사를 수행한다.

이와 같은 로봇을 이용한 검사에서는 로봇의 주행에 따른 진동 등으로 초음파 탐촉자가 배관의 내벽에 대해 일정한 간격을 유지하면서 주행하지 못하여 정확한 검사가 이루어지기 어렵다는 문제가 있다. 또한, 배관이 직선으로 곧게 연장되지 않고 굴곡지는 경우에는 로봇이 배관을 제대로 주행하기 어렵다는 문제도 있다.

특히, 로봇의 구동에 요하는 에너지를 공급하는 배터리 용량의 한계로 인하여 배관이 매우 길게 연장되는 경우에 대해서는 로봇을 사용하기 어렵다는 문제도 있다.

매우 길게 이상 연장되고 배관의 외측으로 장치의 접근이 어려운 환경에 놓인 배관에 대한 검사 장치로서 '피그'라고 불리는 장치가 이용되곤 한다.

대한민국 등록특허공보 제10-2206617호(문헌 2)에서는 "인텔리전트 피그 및 이를 이용한 배관 검사 방법"이라는 명칭의 발명을 개시한다.

문헌 2의 발명에 따른 피그 장치는 통상적인 피그의 구성을 포함하는데, 배관의 연장 방향을 따라 이송되는 본체, 본체의 외측 둘레에 마련되어 배관을 통하여 이송되는 유체의 압력을 받아 피그 장치가 배관의 유체 이송 방향으로 주행하게 해주는 구동컵 및 본체의 전방 또는 후방에 설치되는 센서를 포함한다.

이러한 문헌 2의 발명과 같은 피그 장치는 검사를 하려는 배관의 작동 중에 배관 내를 유동하는 유체의 압력을 받아 유체와 함께 이송되도록 구성되어 있어서 별도의 구동 수단이 없이 배관을 따라 이동하고, 이동 과정에서 배관을 촬영하거나 결함 등을 검사하게 된다.

피그 장치는 별도의 구동 수단이 없어도 배관을 따라 이동하므로 매우 긴 거리에 걸쳐 연장되는 배관에 사용할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 피그 장치는 유체의 압력에 의해 이동하므로 필연적으로 검사 장치의 본체에 진동이 발생하게 되어 배관의 내측 표면에 밀착되어 수행하여야 하는 초음파 검사와 같은 검사 방법은 사용하기 어렵다는 문제가 있다.

또한, 유체의 압력을 받는 구동컵과 같은 기구가 배관의 내측 표면에 밀착되어 구동되므로 배관이 굴곡되는 지점에서 구동컵이 배관에 끼어서 피그 장치가 이동할 수 없게 되어 버리는 일이 발생하는 문제도 있다.

문헌 1: 대한민국 등록특허공보 제10-1986427호 문헌 2: 대한민국 등록특허공보 제10-2206617호

이 발명은 배관 내에 투입되어 배관의 길이 방향으로 이동하면서 비파괴 방식으로 배관의 결함이나 두께를 검사하는 장치를 제공하려는 것이다.

구체적으로, 이 발명은 배관 내에서 이동할 때에 진동 등에 의해 배관에 대한 자세나 간극의 변동이 발생하지 않거나 최소화하는 검사 장치를 제공하려는 것이다.

특히, 이 발명은 배관을 검사하는 탐촉자가 배관의 내측 표면에 밀착되고 배관이 굴곡되는 지점에서도 검사 장치가 배관에 끼어서 이동하지 못하거나 배관과 탐촉자의 간극이나 자세가 변하지 않는 구성의 검사 장치를 제공하려는 것이다.

또한, 이 발명은 배관의 길이 방향을 따라 이동하는 동작만으로도 배관의 원주 방향의 전체에 대한 검사가 높은 해상도로 이루어질 수 있는 구성의 검사 장치를 제공하려는 것이다.

전술한 이 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배관 내에 투입되어 배관의 길이 방향으로 이동하면서 비파괴 방식으로 배관을 검사하는 것인 이 발명에 따른 비파괴 검사 장치에 의해 달성된다.

이 발명에 따른 비파괴 검사 장치는,

배관 내부에 배치되어 배관의 길이 방향을 따라 배치되는 견인 와이어에 의해 견인되어 배관의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 구성되는 본체; 배관의 내측 표면을 대향하여 배치되어 배관의 두께를 측정하는 복수 개의 탐촉자, 및 각각 본체에 장착되고 탐촉자가 장착되는 복수 개의 캐리어 유니트를 포함하고,

2개 이상의 캐리어 유니트가 본체에서 동일한 길이 방향의 위치에서 서로 원주 방향으로 이격되어 배치되어 캐리어 유니트의 열을 이루고, 2개 이상의 캐리어 유니트의 열이 본체의 길이 방향으로 서로 이격되어 배치되며,

각각의 캐리어 유니트는, 배관의 내측 표면을 따라 구름 운동하는 구름부 및 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 중심으로 힌지 운동하고 배관의 내측 표면에 대하여 탄성적으로 압박되며 탐촉자가 장착되는 탐촉자 장착부를 갖추어, 탐촉자가 배관에 대해 일정한 거리와 자세를 유지하도록 구성되는 것이다.

이러한 구성에 따른 검사 장치에서는 탐촉자가 장착되는 캐리어 유니트에서 탐촉자가 장착되는 부분이 탄성적인 압박력에 의해 배관의 내부 표면에 밀착되고 구름부가 배관 내측 표면을 따라 구름 운동을 한다.

이에 따라, 탐촉자가 장착되는 부분은 배관 내에서 이동 중에 배관 내측 표면에 불규칙한 표면이나 결함 등이 있어도 탐촉자가 배관에 대해 일정한 간극과 자세를 유지하게 된다.

또한, 배관 내의 요철이나 불규칙한 부분의 통과 시에 발생하는 변위에 따라 탐촉자 장착부는 축선을 중심으로 탄성적으로 힌지 운동할 뿐이고 요철 등에 의한 진동이 크게 발생하지 않는다.

이 발명의 실시 양태의 하나로서, 이 발명의 비파괴 검사 장치에서,

각각의 캐리어 유니트의 탐촉자 장착부는, 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 중심으로 힌지 운동하도록 제1 단부가 본체에 결합되는 제1 아암, 제1 아암을 배관의 내측 표면을 향하여 압박하는 제1 스프링, 제1 아암의 제1 단부의 반대측의 제2 단부에 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 중심으로 힌지 운동하도록 제1 단부가 결합되고 탐촉자가 장착되는 제2 아암, 제2 아암을 배관의 내측 표면을 향하여 압박하는 제2 스프링을 포함하여 구성되고,

탐촉자는 제2 아암의 제1 단부 및 제1 단부와 반대측의 제2 단부 사이에 복수 개가 본체의 원주 방향으로 나란하게 장착되는 것으로 구성될 수 있다.

이러한 구성에서는 제1 아암은 배관의 내측 표면에 대해 경사지지만 탐촉자가 직접 장착되는 제2 아암은 배관 내측 표면에 대해 평행한 자세를 유지할 수 있어서 탐촉자를 검사에 필요한 자세로 설치할 수 있다.

또한, 이 발명의 비파괴 검사 장치에서,

각각의 캐리어 유니트에는, 제1 아암의 제2 단부에 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 중심으로 힌지 운동하도록 제1 단부가 결합되고 제1 아암의 제2 단부로부터 본체의 길이 방향으로 제2 아암과 반대 방향으로 연장되고 탐촉자가 장착되는 제3 아암 및 제3 아암을 배관의 내측 표면을 향하여 압박하는 제3 스프링을 갖추고, 제3 아암에 장착되는 탐촉자는 제2 아암에 장착되는 탐촉자와 다른 원주 방향 위치에 배치되는 것으로 구성할 수 있다.

이와 같이, 제2 아암과 병렬하여 제3 아암을 더 설치함으로써 하나의 캐리어 유니트에 더 많은 수의 탐촉자를 설치할 수 있어서 검사의 밀도나 해상도를 높일 수 있다.

또한, 이 발명의 비파괴 검사 장치에서,

각각의 캐리어 유니트의 구름부는, 제1 아암의 제2 단부에서 제1 아암의 회전 축선의 양측에 자유 회전 가능하게 결합되는 2개의 제1 로울러 및 제2 아암과 제3 아암의 제1 단부의 반대측의 제2 단부에 각각 자유 회전 가능하게 결합되는 제2 및 제3 로울러를 포함하여 구성되는 것으로 할 수 있다.

이와 같이 하면 탐촉자가 탑재되는 제2 아암은 양 단부에 로울러가 배치되고 로울러는 배관 내측 표면을 따라 구름 운동하므로 제2 아암은 배관 내측 표면에 평행한 자세를 유지하고 배관을 따라 이동할 수 있다.

또한, 이 발명의 비파괴 검사 장치에서, 제1 내지 제3 스프링은 각각 제1 아암의 제1 단부와 제2 단부의 회전 축선에 권취되는 토션 스프링으로 구성되는 것으로 할 수 있다. 따라서, 스프링의 구성 및 배치가 매우 간편하고 컴팩트하게 된다.

도 1은 이 발명에 따른 하나의 실시예의 비파괴 검사 장치가 테스트용 목업배관 내에서 작동하는 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
도 2는 이 발명에 따른 하나의 실시예의 비파괴 검사 장치가 배관 내에 배치된 상태를 배관의 길이 방향 단면에서 나타내는 측면도이다.
도 3은 이 발명에 따른 하나의 실시예의 비파괴 검사 장치가 배관 내에 배치된 상태를 배관의 종단면에서 나타내는 정면도이다.
도 4는 이 발명에 따른 하나의 실시예의 비파괴 검사 장치가 배관 내에 배치된 상태를 나타내는 배관의 길이 방향 단면으로 나타낸 단면도이다.
도 5와 도 6은 이 발명에 따른 하나의 실시예의 비파괴 검사 장치를 길이 방향 선단측과 후단측에서 바라본 사시도이다.
도 7과 도 8은 이 발명에 따른 하나의 실시예의 비파괴 검사 장치를 이루는 캐리어 유니트에 탐촉자가 장착된 상태를 각각 상면측과 저면측에서 바라본 사시도이다.
도 9과 도 10은 각각 이 발명에 따른 하나의 실시예의 비파괴 검사 장치를 이루는 캐리어 유니트가 배관의 내측 표면에 접촉하고 있는 상태를 나타내는 사시도와 정면도이다.

이하, 이 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로서, 이 발명에 따른 비파괴 검사 장치의 하나의 실시예의 구성과 작동을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

이하의 설명 및 이 명세서 전체에서, 길이 방향이란 배관이 연장되어 배관 내에서 유체가 유동하는 방향을 의미하고, 직경 방향과 원주 방향이란 배관과 배관 내부에 놓이는 원통형의 검사 장치 본체(10)의 직경 방향과 원주 방향을 의미한다.

먼저, 도 1을 참조하여, 이 실시예의 비파괴 검사 장치가 테스트용 목업 배관(1)에서 시험적으로 작동하는 상태를 설명한다.

테스트용 목업 배관(1)은 양 단부가 폐쇄되고 전체적으로 'U'자형으로 형성되어 프레임(2) 상에 배치되어 있고, 일단에서는 급수 밸브(5)를 통하여 물이 공급되고 타단엣는 드레인 밸브(6)를 통하여 물이 배출되어 배관(1) 내에서는 물이 일 방향으로 유동하게 되어 있다.

급수 밸브(5)가 설치된 배관(1)의 단부 외부에는 윈치(3)가 설치되고, 윈치(3)로부터 배관(1)의 내부로 견인 와이어(4)가 연장되어 있다. 이 실시예의 비파괴 검사 장치(100)는 배관(1)의 일측 단부를 개방하여 배관의 내부에 삽입되고 일단에 견인 와이어(4)가 결합되어 있다.

이러한 구성에 따라, 배관(1)의 내부에는 물이 일 방향으로 유동하고, 비파괴 검사 장치(100)는 윈치(3)에 의해 당겨지는 견인 와이어(4)에 의해 일 방향으로 당겨지면서 배관(1)의 연장 방향을 따라 이동하면서 배관(1)의 두께를 측정하게 된다.

다음으로, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 이 실시예의 비파괴 검사 장치의 전체적인 구성을 설명한다.

이 실시예의 비파괴 검사 장치(100)는 배관(1)의 내부에 배치되어 배관의 연장 방향을 따라 배치되는 견인 와이어(3)에 의해 견인되어 배관의 연장 방향을 따라 이동 가능하게 구성되는 본체(10), 배관의 내측 표면을 대향하여 배치되어 배관의 두께를 측정하는 복수 개의 탐촉자(30), 및 각각 본체에 장착되고 탐촉자가 장착되는 복수 개의 캐리어 유니트(20)로 구성되어 있다.

도 4를 참조하여 살펴보면, 본체(10)는 원통형으로 형성되어 있고, 양단에는 단부를 폐쇄하는 원판형의 커버 플레이트(12, 13)가 결합되어 있고, 각각의 커버 플레이트(12, 13)에는 견인 와이어(4)가 결합되는 견인 고리(14)가 장착되어 있다.

도면에는 도시되어 있지 않지만, 본체(10)의 폐쇄된 내부에는 각각의 탐촉자(30)에 초음파를 생성하는 신호를 송신하고 탐촉자(30)에서 수신한 신호가 전송되는 제어 모듈(미도시) 및 제어 모듈과 탐촉자(30)에 전력을 공급하는 배터리(미도시)가 탑재되어 있다. 제어 모듈과 각각의 탐촉자(30) 사이에는 신호를 송수신하고 전력을 공급하는 케이블(31)이 본체(10)를 관통하여 연결되어 있다.

탐촉자가 장착되는 캐리어 유니트(30)는 열을 지어 배치되어 있다.

12개의 캐리어 유니트(30)가 본체(10)에서 동일한 길이 방향 위치에 서로 원주 방향으로 이격되어서 본체(10)의 외측 표면(11)에 결합되어 하나의 열을 이루고, 2개의 열의 캐리어 유니트가 본체에 배치되어 있다.

1개 열의 캐리어 유니트는 본체에서 일측의 커버 플레이트(13)에 각각의 힌지축(31)이 결합되어 있고, 다른 1개 열의 캐리어 유니트는 본체(10)의 길이 방향의 중간에 배치된 결합 블록(15)에 힌지축(31)이 결합되어 있고 다른 커버 플레이트(12)측을 향하여 연장되도록 배치되어 있다.

1개 열의 캐리어 유니트와 다른 1개 열의 캐리어 유니트는 서로 같은 원주 방향 위치에 놓이지 않도록 서로 원주 방향으로 어긋나서 배치되어 있다.

도 7과 도 8을 참조하여 하나의 캐리어 유니트(30)의 구성에 대해 설명한다.

캐리어 유니트는 본체(10)에 결합되는 제1 힌지(21, 22), 힌지에 회동 가능하게 결합되어 회동하는 제1 아암(23), 제1 아암의 선단에 마련되는 제2 힌지축(24), 제2 힌지축에 자유 회동 가능하게 장착되어 각각 본체(10)의 길이 방향 양측으로 연장되는 제2 아암(25)과 제3 아암(26), 제1 힌지축(22)의 양단에 자유 회전 가능하게 장착되어 있는 2개의 제1 로울러(27) 및 각각 제2 아암(25)과 제3 아암(26)의 선단에 자유 회전 가능하게 장착되어 있는 제2 및 제3 로울러(28, 29)를 포함하여 구성되어 있다.

제1 힌지는 본체 일단의 커버 플레이트(13) 또는 결합 블록(15)에 결합되는 결합 패널(21) 및 결합 패널 사이에서 연장되는 제1 힌지축(22)으로 구성되어 있다.

제1 힌지축(22)은 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 따라 배치되어 제1 아암(23)은 제1 힌지축(22)을 중심으로 본체(10)의 길이 방향에 평행한 자세 및 이로부터 기울어진 자세 사이에서 회전하게 된다.

제1 아암(23)은 제1 힌지축(22)의 양단으로부터 서로 평행하게 연장되는 2매의 패널로 이루어지고, 제1 아암(23)의 선단에는 제2 힌지축(24)이 연장되어 있다.

제2 힌지축(24)도 제1 힌지축(22)과 마찬가지로 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 따라 배치되어 제2 아암(25)과 제3 아암(26)은 제2 힌지축(24)을 중심으로 본체(10)의 길이 방향에 평행한 자세 및 이로부터 기울어진 자세 사이에서 회전할 수 있게 된다.

제2 아암(25)과 제3 아암(26)은 블록 형태로 구성되어 있고, 각각 제1 힌지축(22)쪽과 그 반대쪽을 향하여 서로 반대쪽으로 연장되어 있다. 제2 아암(25)과 제3 아암(26)에는 각각 3개와 2개의 탐촉자(30)가 배관(1)의 내측 표면을 향하도록 삽입되어 고정되어 있으며, 탐촉자의 케이블(31)이 후면으로 연장되어 본체(10)로 삽입되어 있다.

탐촉자(30)들은 같은 길이 방향 위치에서 원주 방향으로 일정 간격을 두고 삽입되어 고정되어 있으며, 제2 아암(25)에 삽입되어 있는 탐촉자(30)와 제3 아암(26)에 삽입되어 있는 탐촉자(30)는 서로 다른 원주 방향 위치에 놓이도록 서로 원주 방향 위치가 어긋나 있다. 이에 따라, 제2 및 제3 아암(25, 26)에 놓인 탐촉자(30)는 배관(1) 내측 표면의 서로 다른 원주 방향 위치를 검사하게 된다.

또한, 하나의 열에 배치된 12개의 탐촉자(30)들과 다른 열에 배치된 12개의 탐촉자(30)들도 서로 다른 원주 방향 위치에 놓여서 배관(1)의 서로 다른 원주 방향 위치를 검사하게 된다.

이로써 하나의 비파괴 검사 장치(100)가 배관(10) 내에서 회전하거나 하는 일이 없이 배관의 길이 방향을 따라 주행하면서 서로 다른 원주 방향 위치에 놓인 탐촉자(30)들이 배관의 서로 다른 원주 방향 위치를 검사하므로, 검사의 해상도가 매우 높게 된다.

제2 및 제3 아암(25, 26)의 선단에는 회전축(251, 261)가 마련되어 있고, 여기에 제1 로울러(27)와 직경이 동일한 제2 및 제3 로울러(28, 29)가 장착되어 자유 회전한다.

제1 힌지축(22)에는 토션 스프링(미도시)가 권취되어 있고 토션 스프링의 선단은 제1 아암(23)에 고정되어 있어서, 제1 아암(23)을 본체(10)로부터 멀어지는 방향, 즉 배관(1)의 내측 표면에 근접하는 방향으로 탄성적으로 압박한다.

또한, 제2 힌지축(24)에도 2개의 토션 스프링(241)이 권취되어 있고, 그 선단은 각각 제2 및 제3 아암(26, 27)에 고정되어 있어서, 제2 및 제3 아암(26, 27)을 본체(10)로부터 멀어지는 방향, 즉 배관(1)의 내측 표면에 근접하는 방향으로 탄성적으로 압박한다.

도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 캐리어 유니트(20)는 제1 힌지축(22)이 본체(10)에 고정되고, 제1 및 제2 아암(23, 24)가 본체(10)로부터 이격되도록 토션 스프링(241)에 압박된다.

도 9와 도 10은 하나의 캐리어 유니트(30)가 본체(10)에 설치되어 배관(1)의 내측 표면에 밀착되어 배관에 대한 검사를 하는 상태를 도시한다.

제1 아암(22)은 본체(10)의 외측 표면으로부터 배관(1)의 내측 표면을 향하여 상향 경사져 배치되지만, 제2 및 제3 아암(25, 26)은 배관의 내측 표면과 평행한 상태를 이루게 된다.

제2 아암(25)의 일 단부에는 제2 힌지축(24)에 장착된 제1 로울러(27)가 배치되어 있고 타 단부에는 회전축(251)에 장착된 제2 로울러(28)가 장착되어 있으며, 제2 아암(25)은 토션 스프링(241)에 의해 배관의 내측 표면을 향하여 압박되므로, 제2 아암(25)의 직경 방향 외측 표면은 배관의 내측 표면에 평행하게 놓이고 일정한 간격을 유지하게 된다.

제2 아암(25)의 외측 표면에는 탐촉자(30)에서 초음파를 주사하고 반사되는 초음파가 입사되는 표면이 마련되어 있어서, 제2 아암(25)의 외측 표면과 배관(10)의 내측 표면이 서로 평행하고 일정 거리를 유지함으로써 탐촉자에 의한 배관의 검사가 원할하게 수행된다.

제3 아암(26)은 길이 방향으로 제2 아암(25)과 반대측에 놓이는 것 및 탐촉자(30)의 원주 방향 위치를 제외하고는 제2 아암(24)과 본질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 제3 아암(26)과 여기에 설치되는 탐촉자(30)가 배관에 대해 배치되는 작동은 제2 아암(25)과 동일하게 이루어진다.

도 1에는 테스트 목업 배관을 도시하고 있으며, 이 실시예의 비파괴 검사 장치에 의한 실제의 배관 검사도 이러한 환경에서 이루어진다.

도 1을 참조하여 설명하면, 배관(1)은 일측 단부를 개방하여 이 실시예의 검사 장치(100)를 삽입하여 배치할 수 있다. 검사 장치가 투입된 위치의 반대측에는 윈치(3)가 설치되고, 윈치(3)와 검사 장치(100) 사이에는 견인 와이어(4)가 설치된다.

견인 와이어(4)는 단부가 검사 장치(100)의 견인 고리(14)에 고정되고 윈치(3)에 의해 견인되어 검사 장치(100)를 투입 위치로부터 윈치(3)가 배치된 위치까지 견인한다. 이에 따라 검사 장치(100)는 배관의 길이 방향을 따라 주행하게 된다.

실제의 사용 환경, 즉 가스나 물이 유동하는 배관에서는 배관의 양단에 윈치를 설치하고 검사 장치(100)의 양측의 견인 고리(14)에 견인 와이어(4)를 연결한 후에, 검사 장치가 투입된 위치의 반대측 윈치를 가동하여 검사 장치(100)가 이동하면서 검사를 수행하고, 검사 종료 후에는 반대측 윈치에 의해 검사 장치를 당겨서 최초 투입 위치로 복귀하게 할 수도 있다.

도 1의 테스트 목업에서는 배관의 단부를 개방하여 검사 장치를 투입하지만, 실제의 배관에서는 배관에 분기관을 만들어 분기관으로부터 검사 장치를 투입할 수도 있다.

검사 장치는 배관에 투입되어 토션 스프링(241)들에 의해 제2 및 제3 아암(25, 26)이 배관(1)의 내측 표면에 평행하게 놓이고 탐촉자(30)가 배관 내측 표면에 일정 간극을 유지하고 놓이게 된다.

견인 와이어(4)에 의해 검사 장치(100)가 배관의 내부를 따라 이동하면, 제1 내지 제3 로울러(27, 28, 29)는 배관(1)의 내측 표면을 따라 회전하면서 제2 및 제3 아암(25, 26)이 배관의 내측 표면에 대해 평행한 자세 및 간극을 유지하게 해준다.

배관(1)의 내측 표면에 부식홈이나 크랙과 같은 장애물이 있는 경우에도 제1 내지 제3 아암(22, 25, 26)이 탄성적으로 회동하면서 배관의 내측 표면과의 자세 및 간극을 유지하게 된다.

특히, 도 1의 목업 배관에도 존재하는 바와 같이, 배관에는 굴곡진 부분이 있을 수 있다. 이 경우에도 제1 내지 제3 아암(22, 25, 26)이 탄성적으로 회동하면서 배관의 내측 표면쪽을 압박되고 제1 및 제3 로울러(27 ~ 29)가 내측 표면과 접촉하여 구름 운동함으로써, 검사 장치(100)가 굴곡 부분을 통과하는 것은 물론이고 배관의 내측 표면과의 간극이나 자세가 일정하게 유지될 수 있다.

이상으로, 이 발명의 하나의 실시예의 비파괴 검사 장치의 구성과 작동을 설명하였는바, 이 발명은 이러한 실시예의 구성에 한정되지 않고 청구범위에 기재한 범위에서 다양한 변경과 변형 및 구성요소의 부가가 가능하다.

1: 배관 100: 비파괴 검사 장치
10: 본체 20: 캐리어 유니트
30: 탐촉자

Claims (5)

1. 배관 내에 투입되어 배관의 길이 방향으로 이동하면서 비파괴 방식으로 배관을 검사하는 비파괴 검사 장치로서,
   배관 내부에 배치되어 배관의 길이 방향을 따라 배치되는 견인 와이어에 의해 견인되어 배관의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 구성되는 본체;
   배관의 내측 표면을 대향하여 배치되어 배관의 두께를 측정하는 복수 개의 탐촉자, 및
   각각 본체에 장착되고 탐촉자가 장착되는 복수 개의 캐리어 유니트
   를 포함하고,
   2개 이상의 캐리어 유니트가 본체에서 동일한 길이 방향의 위치에서 서로 원주 방향으로 이격되어 배치되어 캐리어 유니트의 열을 이루고, 2개 이상의 캐리어 유니트의 열이 본체의 길이 방향으로 서로 이격되어 배치되며,
   각각의 캐리어 유니트는, 배관의 내측 표면을 따라 구름 운동하는 구름부 및 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 중심으로 힌지 운동하고 배관의 내측 표면에 대하여 탄성적으로 압박되며 탐촉자가 장착되는 탐촉자 장착부를 갖추어, 탐촉자가 배관에 대해 일정한 거리와 자세를 유지하도록 구성되는 것인, 비파괴 검사 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   각각의 캐리어 유니트의 탐촉자 장착부는, 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 중심으로 힌지 운동하도록 제1 단부가 본체에 결합되는 제1 아암, 제1 아암을 배관의 내측 표면을 향하여 압박하는 제1 스프링, 제1 아암의 제1 단부의 반대측의 제2 단부에 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 중심으로 힌지 운동하도록 제1 단부가 결합되고 탐촉자가 장착되는 제2 아암, 제2 아암을 배관의 내측 표면을 향하여 압박하는 제2 스프링을 포함하여 구성되고,
   탐촉자는 제2 아암의 제1 단부 및 제1 단부와 반대측의 제2 단부 사이에 복수 개가 본체의 원주 방향으로 나란하게 장착되는 것인, 비파괴 검사 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   각각의 캐리어 유니트에는, 제1 아암의 제2 단부에 본체의 직경 방향에 수직한 축선을 중심으로 힌지 운동하도록 제1 단부가 결합되고 제1 아암의 제2 단부로부터 본체의 길이 방향으로 제2 아암과 반대 방향으로 연장되고 탐촉자가 장착되는 제3 아암 및 제3 아암을 배관의 내측 표면을 향하여 압박하는 제3 스프링을 갖추고, 제3 아암에 장착되는 탐촉자는 제2 아암에 장착되는 탐촉자와 다른 원주 방향 위치에 배치되는 것인, 비파괴 검사 장치.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   각각의 캐리어 유니트의 구름부는, 제1 아암의 제2 단부에서 제1 아암의 회전 축선의 양측에 자유 회전 가능하게 결합되는 2개의 제1 로울러 및 제2 아암과 제3 아암의 제1 단부의 반대측의 제2 단부에 각각 자유 회전 가능하게 결합되는 제2 및 제3 로울러를 포함하여 구성되는 것인, 비파괴 검사 장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   제1 내지 제3 스프링은 각각 제1 아암의 제1 단부와 제2 단부의 회전 축선에 권취되는 토션 스프링으로 구성되는 것인, 비파괴 검사 장치.