KR920006408B1 - 파이프 내부에 장착된 슬리브 교체방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

파이프 내부에 장착된 슬리브 교체방법

제1도는 슬리브를 지지한 파이프로부터 연장된 커넥터에 용접된 슬리브를 도시한 파이프의 부분 종단면도.

제2도는 파이프 자체에 용접된 열 슬리브를 도시한 파이프의 부분 종단면도.

제3도는 본 발명의 방법에 따라 재료의 제거와 함께 가로 절단작업을 수행하는 장치의 부분 단면도.

제4a도 및 제4b도는 파이프의 자유 단상에 챔퍼를 가공하기 위한 장치의 단면도로써 제4a도는 장치의 상부를 제4b도는 장치의 하부를 도시한 단면도.

제5도는 본 발명에 의한 블럭의 위치 및 형태를 검사하기 위한 장치의 단면도.

제6a도, 제6b도, 제6c도는 본 발명의 방법에 의한 용접선 제거장치의 단면도로써, 제6a도는 장치의 상부의 프레임 및 공구 지지장치, 공구 지지부를 도시한 단면도, 제6b도는 장치의 하부인 가공 파편의 회수장치를 도시한 단면도, 제6c도는 프레임에 가공 파편의 회수장치를 고정하는 방법을 도시한 부분 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1' : 파이프 5, 5' : 슬리브

5a, 5a' : 용접부 6, 6'=블럭

9, 28, 66, 90 : 프레임 11, 36, 37 : 회전부

13, 13', 71 : 지지부 14, 14' : 가로 절단공구

16, 17, 76, 78 : 피니언 18, 42 : 유압모터

19 : 위엄 20 : 베어링 링

22 : 포크 24, 114 : 로울러

25 : 원형 트랙 26 : 표시장치

29, 29', 67 : 분할판 30, 30' : 고무링31

31' : 나선콘 32 : 나사부재

33, 84 : 스템 34 : 감지기

35 : 공구 지지부 44, 44' : 립 시일

45, 97 : 자켓 46, 91, 91' : 압력실

50 : 변위 감지기 51 : 연결래치

52 : 챔퍼 54, 61 : 컵

58 : 볼트 59 : 베어링

62 : 수동 레버 63, 64 : 레버

65 : 유압 제어장치 79 : 카운터

83 : 볼 85 : 베인

87 : 감지기 95, 96 : 시일

100 : 케이싱 101 : 조정링

111 : 운반대 120, 120' : 링

116 : 역우산형 부재 117 : 커폴라

139 : 스페이서

에 장착된 슬리브를 교체하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 특히 가압수형 원자로 전력 설비회로의 열슬리브(thermal sleeve)의 교체에 사용되는 것으로, 이러한 교체는 가능한 한 짧은 시간에 최소의 가공 파편이 만들어지도록 수행하여야만 한다.

이러한 회로에 있어서, 파이프, 특히 두 파이프 사이의 연결부 부근에서 큰 열응력이 발생된다.

예를들어, 주회로의 공급 파이프(온도 300℃, 압력 155bars)와, 체적 및 화학 제어(volumetric and chemical control, vcc)를 위하여 특히 필요하다면 주회로의 물을 탈광(demineralize)시키고 붕소와 같은 첨가제를 섞을 목적으로 추출(Sampling)한 연후에 주회로안으로 주 유체의 귀환을 위한 파이프(온도 50℃, 압력 5bars) 사이에 큰 온도차가 존재한다.

이와 마찬가지로, 물과 가스를 저장하는 저수조인 동시에 약 155bars의 압력까지 주 회로의 압력을 상승시키는 가압장치와, 가스의 온도를 낮추므로써, 가압장치에 의해 마련된 압력도 낮추는 가압장치의 분무 파이프(sprinkler pipe) 사이에도 큰 온도차가 존재한다. 가압장치의 온도가 약 300℃일 때 분무 파이프에 발생되는 온도는 약 50℃이다.

두 파이프 또는 한 파이프와 가압장치 사이의 큰 온도차는 두 파이프 또는 한 파이프와 가압장치 사이의 용접연결부의 위치에서 격심한 열충격을 발생시킨다. 과도 현상을 일으키기 위하여 열슬리브, 즉 열충격에 손상되기 쉬운 용접부를 갖는 파이프에 이중 내벽을 형성한 원통형 자켓을 마련하는 것이 알려져 있다. 예를들면, 이는 본 출원인의 프랑스 특허 제2,442,361호에 도시되어 있는데, 이에는 두 파이프의 연결부 부근에 용접된 열슬리브가 도시되어 있다. 이는 슬리브가 제공되어 있는 파이프를 도시한 본 발명의 제1도 내지 제2도에 적용 가능하다.

제1도는 파이프(1)를 다른 파이프(2)에 연결한 연결부를 도시한다. 이러한 연결부를 만들기 위해서, 파이프(1)는 파이프(2)상의 용접부(4)에 용접된 커넥터(3)에 의해 연장되어 있다. 용접부(4)를 보호하기 위하여, 열슬리브(5)는 커넥터(3)상에 용접부(5a)에 용접되어 있다. 파이프(1,2)는 주파이프나 귀환 파이프중 어느 것일 수도 있으나, 도면에서 파이프(1)는 체적 및 화학 제어회로(vcc circuit)로부터 주회로안으로 주유체를 귀환시키는 귀환 파이프이고 파이프(2)는 주파이프이다.

제2도는 제1도와 유사한 단면도이다. 파이프(1')는 파이프(2')상에 용접되어 있다. 이러한 목적으로 파이프(1')는 파이프(2')에 용접부(4')에 용접된 커넥터(3')에 의해 연장된다. 여기에서는 용접부(4')를 보호하기 위한 슬리브(5')는 커넥터(3')가 아니라 파이프(1')에 용접부(5')에 의해 용접된다.

제1도 및 제2도에서, 열슬리브(5 또는 5')는 댐핑블럭(damping block, 6 또는 6')의 수단에 의하여 슬리브가 위치한 내부에 파이프로부터 간격을 형성하고 있다.

제1도 및 제2도에서 각각 화살표(f,f')로 도시한 방향으로 순환하는 유체의 순환속도에 의하여 난류를 형성하고, 이는 진동을 일으켜서 그 확산시에 증폭되고 공진을 일으킬 수 있다. 따라서, 이러한 진동은 파이프(1 또는 1')상의 슬리브(5 또는 5')의 용접부(5a 또는 5a')에 균열을 일으킬 수 있다.

이러한 슬리브의 교체는 장기 사용된 원자로에 필요하다. 이러한 작업은, 한편으로 사이트(site)가 방사선으로 오염되어 있어 작업자가 사이트에서 일하는 시간을 가능한 한 제한하여야 하며 다른 한편으로 유체 및 전기 회로망이 밀집되어 있어 파이프를 수선하기 위한 접근이 어렵기 때문에, 슬리브의 교체에 사용되는 장치를 자동화해야 한다는 점에서 매우 복잡하다. 또한, 슬리브의 교체시에는 부스러기등의 이물질이 파이프 안으로 떨어져서 원자로의 정밀한 기능에 손상을 일으키지 않도록 해야한다.

따라서, 본 발명의 목적은 자동적으로 빠르고 매우 깨끗하게 열슬리브를 교체하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 파이프안에 장착되고 그 한단부에서 파이프의 내벽에 용접된 동시에 타단부에서 블럭에 의하여 파이프 내벽으로부터 간격을 형성한 슬리브를 교체하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법은, 적어도 하나의 가로 절단부가 파이프에 대한 슬리브 용접부의 상류에 만들어지도록 파이프상에 한쌍의 가로 절단부를 형성하고, 이렇게 얻어진 부분(section)과 슬리브를 제거하고, 파이프의 자유 단상에 챔퍼를 가공하고, 블럭의 위치 및 형태를 검사하고, 파이프안의 간극 내부에 새로운 슬리브의 단부중 한단부를 미리 용접하며 이 슬리브를 블럭의 위치 및 형태에 따라 일치시켜 블럭과 슬리브의 자유단부 사이에 최소의 틈을 형성하는 것으로 구성된다.

본 발명의 변형예에 따라, 이러한 방법은 두개의 가로 절단부를 파이프상의 슬리브 용접부의 상류에 형성하고, 부분을 제거한 후 그리고 슬리브를 제거하기 전에 파이프상의 슬리브의 용접선을 제거하는 것으로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 각 가로 절단부를 절개하는 동안 파이프 내부에 가공 파편이 유입되는 것을 방지하도록 재료를 제거한 후에 재료를 변위시키는 두 작업으로 구성된다.

본 발명의 상기 방법에 따라, 재료의 제거와 함께 가로 절단작업을 수행하는 장치는 파이프의 축과 동심이 되도록 파이프의 외부벽 둘레에 고정된 두 부품안의 프레임과, 프레임에 대하여 회전가능한 동시에 프레임의 한 부품에 의해 각각 이송되는 두 부품안에 위치한 회전부와, 회전부에 의해 이송되지만 프레임축 쪽으로 병진 운동할 수 있는 가로 절단 공구용의 적어도 하나의 지지부와, 프레임축에 대하여 회전부를 회전시키는 수단과, 공구 지지장치를 프레임축 쪽으로 이송시키는 수단과, 공구가 파이프 내부로 유입되기 전에 공구 지지부의 이송 운동을 멈추게 하는 수단으로 구성된다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 공구 지지부를 이송시키는 수단은, 그 자유단에 프레임상의 원형 트랙상에서 이동할 수 있는 로울러를 구비하는 동시에 포크에 의해 회전 구동될 수 있는 워엄과, 회전부에 의한 각 회전행정시에 로울러를 상승시키는 상기 트랙상에 위치한 수단과, 프레임(9)축 쪽으로의 공구 지지부의 이송에 따라 단일 방향으로 워엄을 회전시키는 수단으로 구성된다.

양호하게는 공구 지지부의 이송 운동을 멈추게 하는 수단은 공구 지지부에 고정된 표시장치와, 표시장치의 위치를 감지하고 프레임에 고정된 감지기와, 표시장치가 미리 설정된 위치에 도달할 때 공구 지지부의 이송 운동의 멈춤을 제어하기 위한 수단으로 구성된다.

변형예에 따르면, 공구 지지장치의 이송 운동을 멈추기 위한 수단은 동일선상을 따라 공구 지지부의 진행방향과 반대방향으로 공구 지지부에 고정된 표시장치와 동시에 전진할 수 있는 보조 표시장치를 포함하고, 감지기가 보조 표시장치의 위치를 감지하도록 구성되어 있다.

또한, 본 발명에 따라 파이프의 자유단부상에 챔퍼를 가공하기 위한 장치는 파이프축과 동심이 되도록 파이프 내부안에 프레임의 중심을 맞추고 고정하기 위한 수단을 구비한 프레임과, 프레임축 방향의 병진 운동 및 프레임축에 대한 회전운동이 가능한 동시에 프레임 둘레에 동심으로 장착된 공구 지지부와, 프레임축을 따라 공구 지지부를 병진 운동시키는 수단과, 프레임축에 대하여 공구 지지부를 회전시키는 수단과, 파이프축을 따라 프레임의 위치를 감지하기 위한 수단과, 프레임축을 따라 공구 지지부의 위치를 감지하기 위한 수단으로 구성되어 있다.

또한 이장치는 프레임의 내부에 중심을 맞추고 고정된 동시에 프레임의 하단의 깊이 멈춤부로 구성된 가공 파편 회수를 위한 컵을 포함한다.

또한, 본 발명에 따라 블럭의 위치 및 형태를 검사하기 위한 장치는 파이프축과 동심이 되도록 파이프내부안에 프레임의 중심을 맞추고 고정하기 위한 수단을 구비하는 동시에 종방향의 통로에 의해 관통된 프레임과, 프레임축과 동심이 되도록 상기 통로안에 위치한 동시에 그축을 따라 프레임 안에서 이동 가능하고 축에 대하여 회전가능한 지지부와, 지지부의 축에 수직으로 스프링과의 접촉하에서 검사될 블럭에 대해 지지부에 대한 병진 운동을 할 수 있는 지지부 단부의 폘러(feeler)와, 펠러가 블럭의 전체 높이를 따라 이동될 수 있도록 그 축을 따라 지지부의 병진 운동을 일으키는 수단과, 각 순간에 그 축을 따라 지지부의 위치를 감지하기 위한 수단과, 각 순간에 지지부의 각도 위치를 감지하기 위한 수단과, 각 순간에 변위축을 따라 펠러의 위치를 감지하기 위한 수단으로 구성된다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 지지부가 종방향의 통로에 의해 관통되어지고, 펠러가 지지부의 축에 수직으로 지지부 단부에 형성된 구멍안에 블럭과 접촉하여 변위되어질 수 있는 볼로 구성되고, 매순간에 볼의 위치를 감지하기 위한 수단이 통로안에 위치하여 통로 내부에서 미끄럼 이동 가능한 스템과, 스템의 끝단에 고정된 타원형 베인과, 볼에 대하여 베인을 편향시키기 위한 스프링과, 스템의 위치를 그축을 따라 감소시키기 위한 스템의 상부단의 피크-업(pick-up)으로 구성되어 있다.

이 장치의 한 형태에 따르면, 지지부를 그 축에 대해 회전시키기 위한 수단은 지지부를 그 축을 따라 이동시키기 위한 수단으로 구성되고, 지지부가 프레임상의 내부 나사산에 대응하는 그 길이의 일부에 걸쳐 외부 나사산을 구비하고 있다.

또한, 본 발명의 변형예에 따른 용접선의 제거장치는 파이프축과 동심이 되도록 파이프 둘레에 고정되는 프레임과, 프레임의 축과 동심이 되도록 프레임상에 장착되는 동시에 축에 따른 병진 운동 및 축에 대한 회전운동을 할 수 있는 공구 지지부와 공구 지지부를 그 축을 따라 이동시키는 수단과, 공구 지지부를 그축에 대하여 회전시키는 수단과, 공구 지지부상에 장착되는 동시에 공구 지지부축에 수직인 축을 따라 공구 지지부에 대하여 병진운동을 할 수 있는 공구 지지장치, 공구 지지장치를 그 변위축을 따라 이동시키기 위한 수단과, 공구 지지부의 축을 따라 그 변위를 감지하기 위한 수단과, 공구 지지장치(1009)의 변위축을 따라 그 변위를 감지하기 위한 수단과, 용접선의 하류에 위치하여 용접선 가공에 의한 가공 파편을 회수하기 위한 수단으로 구성된다.

이 장치의 양호한 실시예에 따르면, 가공 파편을 회수하기 위한 수단은 팽창 가능한 고무의 역우산형 부재로 구성된다.

이 장치의 한 형태에 따르면, 역우산형 부재는 파이프 내부에 관형 지지부의 중심을 맞추기 위한 수단을 구비한 동시에 역우산형 부재의 수축을 위한 통로에 의해 관통된 관형 지지부에 의해 지지되어 있다.

이 장치의 제2형태에 따르면, 역우산형 부재는 파이프로부터 역우산형 부재를 제거하기 전에 케이싱 안으로 접을 수 있도록 그 한단이 케이싱의 바닥부에 고정된 동시에 관형 지지부와 동심으로 설치되어 관형지지부 내부에서 미끄럼 이동 가능한 스템을 포함한다.

본 발명은 하기에 하나의 예로써 첨부된 도면과 함께 본 발명에 따른 방법을 수행하는 실시예에 의해 보다 상세히 설명하므로써 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.

제3도에는 본 발명의 방법에 의하여 재료의 제거와 함께 가로 절단작업(cross cutting operation)을 수행하는 장치가 도시되어 있다. 이 장치는 제1도 또는 제2도의 파이프(1또는 1')안에 한쌍의 가로 절단부를 만들 수 있다. 이러한 가로 절단부는 예를들어 제1도에서는 높이(7,8)나 제2도의 높이(7',8')에 만들어지며, 이는 용접부의 높이에서 만들어지지만 파이프(1,1')의 다른 높이상에서 만들어질 수도 있고, 이는 슬리브를 제거하고 파이프상에서 작업하여 다른 슬리브를 교체할 수 있기에 충분한 정도로 파이프(1 또는 1')의 부분을 제거할 수 있도록 마련한다. 이러한 절단부중 적어도 하나는 파이프(1 또는 1')상의 슬리브(5 또는 5')의 용접부(5a 또는 5a')의 상류에 만들어져야만 한다. 제2도에서는 절단높이(8')에 수행된 단지 하나의 절단부만을 파이프(1')상의 슬리브(5')의 용접부(5a')의 상류에 형성하고 절단부(7')는 용접부(5a')의 하류에 형성한다. 얻어진 부분(section)을 제거할 때에 슬리브(5')는 동시에 제거된다.

이와 반대로 제1도에서는 두개의 절단부를 파이프(1)상의 슬리브(5) 용접부(5a)의 상류에 형성한다. 따라서, 얻어진 부분을 제거한 후에 슬리브를 제거할 수 있도록 파이프상의 파이프 용접선의 가공을 시작하는데 충분할 것이다.

제3도의 절단장치는 파이프(1 또는 1')의 가로 절단을 수행하는 두 작업중 한 작업만이 이루어지도록 도시되어 있다. 실제로 이러한 파이프의 가로 절단은 두 작업에 의해 이루어지는데, 그 하나는 제3도에 도시된 장치의 수단에 의해 재료를 제거하고 다른 하나는 파이프 절단기의 도움을 받아 손으로써 재료의 이동작업을 수행한다. 제2작업은 가로 절단부의 단부에서 수행하며, 그 목적은 작업 파편 등이 파이프(1 또는 1')로 유입되는 것을 피하기 위한 것이다.

재료의 제거와 함께 가로 절단작업을 수행하는 제3도의 장치는 두 부품(10,10')안의 프레임(9)을 포함하며, 이 프레임(9)은 그 축이 파이프의 축과 동축이 되도록 파이프의 연장벽 둘레에 고정된다. 파이프는 도면부호(1)로 도시되어 있지만 제1도의 파이프나 제2도의 파이프중 어느 것에 가로 절단작업을 수행하느냐에 따라, 도면부호(1')로도 도시할 수 있다.

또한, 상기 장치는 각각 프레임(9)의 부품(10,10')중 하나에 의해 지지되는 두 부품(12,12')안의 회전부(11)를 포함한다. 이 회전부(11)는 프레임(9)의 축에 대하여 회전할 수 있다.

장치는 두개의 공구 지지부(13,13')를 포함하며, 이는 회전부품(12)에 의해 지지되지만 회전부품에 대해 프레임(9)의 축쪽으로 변위가 가능하다. 공구 지지부(13,13')는 각각 가로 절단공구(14,14')를 지지한다.

회전부(11)의 두 부품(12,12')는 두 볼트에 의해 함께 지지된 2개의 이가 형성된 세미-크라운(semi-crown)으로 구성되고, 프레임(9)의 지지 트랙(15)상에 자유롭게 회전할 수 있다.

회전부(11)의 치형부는 감속 피니언(16)과 맞물리며, 감속 피니언 자체는 유압모터(18)의 구동 피니언(17)에 의해 회전된다.

공구 지지부(13)는 회전부(11)상의 위치(21)에 고정된 배어링 링(20)안에서 회전하는 워엄(19)의 수단에 의하여 프레임의 축쪽으로 이송된다. 워엄(19)는 두 베어링을 통하여 포크(22)를 지지하는 축(19')에 의해 연장되고, 포크는 포올(pawl)을 마련한 치형 바퀴(23)때문에 단일 회전 방향으로만 축(19')을 구동시킬 수 있다.

포크(22)의 자유단부는 원형 트랙(25)상에서 이동될 수 있는 작은 로울러(24)를 프레임(9)상에 갖고 있다.

도시되지는 않았지만 원형 트랙(25)상에 위치한 안장 형태의 캠면과 접촉하는 캠등과 같은 수단에 의해 회전부(11) 및 로울러(24)에 의한 각 회전시에 작은 로울러(24)를 상승시킨다. 작은 로울러가 상승될 때마다, 포크가 피버트되고 이에 따라 축(19')과 워엄(19)의 회전이 이루어진다. 워엄(19)의 회전은 공구 지지부(13)의 이송 운동을 일으킨다. 통상의 방법으로 이루어지는 공구의 각 회전시의 이러한 이송은 파이프(1)안에 원형 절개부가 형성되도록 할 수 있다.

공구가 파이프(1)안으로 들어 가기전에 공구(14,14')를 멈출 필요가 있고 파이프(1) 내부로 가공 파면의 유입을 방지하기 위하여 공구 지지부(13 또는 13')의 이송 운동을 멈추기 위한 수단을 마련하고 있다. 이 수단은 공구 지지부(13)에 고정된 표시장치(26)와, 프레임에 고정된 표시장치(26)의 위치 감지기(27)로 구성된다. 예를들면, 이 감지기는 광전자 감지기이다. 감지기가 절단작업을 수행하는 높이에서 파이프(1)의 두께에 따라 설정된 위치에 도달하자마자 모터(18)의 멈춤을 조절하는 도시되지 않은 수단이 마련되어 있다.

그후, 절단작업은 파이프 절단공구와 같은 작은 로울러와 함께 공구에 의해 종료된다.

파이프(1) 주변의 어떠한 방사선 오염도 가능한 한 피할 수 있도록, 먼저 제3도에 의한 장치의 수단에 의해 두번의 예비 가공 절단작업을 높이(7,9)에서 수행하고 그 연후에 높이(7,8)에서의 두 절단작업을 파이프 절단장치로 보조하여 완료한다. 따라서 파이프(1)의 내부는 단지 가로 절단작업의 말기에만 외부와 연통된다.

파이프부분(secticn)의 절단작업을 수행한 연후에 이를 제거하고, 제2도의 슬리브의 경우에는, 동시에 슬리브(5)를 제거한다.

제4a도 및 제4b도에는 파이프부분을 제거한 연후에 파이브(1)의 자유 단부상의 챔퍼(chamfer, 52)를 가공하기 위한 장치가 도시되어 있으며 이는 새로운 파이프부분을 정확하게 장착할 수 있다.

이 장치는 파이프(1)의 내부에 프레임(28)를 고정하고 중심을 맞추는 수단을 구비한 프레임(28)을 포함한다. 중심 고정수단은 고무링(30,30')에 의해 120°로 제위치에 유지되는 두 높이의 분할판(sector,29,29')으로 구성된다. 나선콘(threaded cone 31,31')은 파이프(1)의 내벽에 분할판(29,29')을 가압할 수 있으며 파이프의 내부에 분할판과 프레임(28)을 고정할 수 있다. 나선콘(31,31')은 대향방향의 두 나사산을 갖는 나사부재(32)와 스텝(33) 수단에 의해 이동되며, 스템(33)은 프레임(28)을 가로지르는 축방향 통로(33')안에 끼워져서 나사부재(32)의 높이에서 나사부재(32)안에 형성된 6개의 패시트(facet)에 상호 결합할 수 있는 6개의 수 패시트를 가지고 있다. 스템(33)은 그 상부 단부에서 감지기(34)에 접촉하고, 감지기는 스템(33)의 위치와 프레임(28)의 위치를 감지한다. 이는 또한 그 하부 단부에서 베어링(59)안에 접촉되며 베어링은 컵(54)의 볼트(58)에 맞닿아 있다. 컵(54)은 프레임(28)에 대한 깊이 멈춤부로써 작동한다.

장치는 또한 공구 지지부(35)를 구비하고 있으며, 공구 지지부는 프레임(28) 둘레에 동심으로 장착되어 프레임(28)축을 따라 이동할 수 있으며 프레임축에 대해 회전할 수 있다.

공구 지지부(35)는 회전부(36)와 회전부(37)로 구성되고, 회전부(37)는 병진 운동을 할 수 있는 동시에 회전부(36)을 병진 운동시킬 수 있다.

회전부(36)는 자동 윤활 베어링(38)에 의해 프레임(28)상에 동심으로 장착된다. 스플라인(40)에 의해 내부에 고정된 링 기어(39)는 회전부(37)에 의해 설치된 표준 유압모터(42) 수단에 의해 이(teeth,41)로써 회전된다.

회전부(37)는 회전부(36)의 수직 병진 운동을 마련한다. 이러한 목적으로, 두개의 로울러 베어링(43,43')가 회전부(36)과 회전부(37)를 서로 자유롭게 유지시킨다. 베러링은 립 시일(lip seal, 44,44')에 의해 외부로부터의 영향으로부터 보호된다.

회전부(37)는, 압력실(46)에 의해 프레임(28)의 종축에 평행한 축을 따라 이동할 수 있는 환상 자켓(45)수단에 의해 수직 병진 운동을 할 수 있다. 유체 밀봉은 한편으로 환상시일(47)에 의해 이루어지며, 또 한편으로는 환상시일(48)과 립 시일(49)에 의해 이루어진다. 변위 감지기(50)는 회전부(37,36)의 변위위치를 감지한다.

연결래치는 회전부(36)가 높은 위치에 고정되도록 한다.

제4a도 및 제4b도의 우측부, 즉 프레임축의 우측에는 하부 위치에서의 회전부(36,37)군이 도시되어 있고, 좌측부 즉 프레임축의 좌측에는 상부 위치에서의 회전부(36,37)군이 도시되어 있다.

챔퍼(62)의 가공이 필요할 때에는, (변위감지기(50)에 의해 감지된) 자켓(45)의 변위수단에 의해, 또한(감지기(34)에 의해 감지된) 프레임(28)의 위치에 의해 공구(53)의 위치를 감지하면서, 공구(53)를 챔퍼 쪽으로 이송시킨다.

챔퍼(52)의 가공시에 가공파편을 회수하기 위하여, 컵(54)을 마련하고 있다. 컵(54)은 서로 미끄럼 이동가능하고 함께 끼워진 두개의 동심부분(55,55')로 구성되고, 중심 다우엘(dowel,56)에 의해 안내된다. 상기 두 부분(55,55')의 림은 고무시일(57)을 고정하는 환상 공간을 형성한다. 두 부분(55,55')의 바닥은 볼트(58)로 관통되고 그 머리부는 상부 부분(55')의 바닥에 너트는 하부 컵(55)의 하부면에 부착된다. 볼트(58)를 회전시키므로써 두부분(55,55')은 서로 접근하고 두부분의 림도 밀착하게 된다. 고무시일(57)은 파이프(1)의 내부벽에 평평하게 위치하여 컵(54)을 제위치에 고정하고 훌륭한 유체 밀봉이 이루어지도록 한다. 컵(54)은 가공파편의 회수뿐만 아니라 프레임(28)의 깊이 멈춤부로써 작동한다. 컵(54)은 프레임(28) 자체가 파이프(1) 내부의 중심에 위치하기 전에 파이프(1)안에 위치시킨다. 컵(54)이 제위치에 놓이면, 프레임(28)은 그 단부 베어링(59)의 접촉에 의하여 볼트(50)의 머리부에 접촉하게 되며, 상기 베어링은 부재(60)를 통해 프레임(28)의 몸체에 연결된다. 스템(33)의 단부는 베어링(59) 내부 위치에 놓여진다. 따라서 컵(54)은 프레임(28)의 깊이 멈춤부로써 작용하는 동시에 가공파편의 회수장치로써 사용된다.

챔버(52)의 가공을 위한 장치가 제위치에 놓이도록 하기 위하여, 먼저 컵(54)을 볼트(58)상에 작동시키므로써 중심에 고정한다. 그 연후에, 볼트(58)의 단부에 베어링(59)을 위치시키므로써 프레임(28)을 위치시키고, 스템(33)을 사용하여 분할판(29)을 파이프(1) 내부벽에 고정한다. 이때, 파이프(1) 내부벽의 중심에 위치하고 스템(33)을 갖고 있는 프레임(28) 부분과, 프레임의 상부 부분으로 구성된 컵(61) 사이를 완전히 단단히 체결되도록 한다. 컵(61)과 프레임(28)의 하부 부분 사이의 안전한 회전 체결은 수동 레버(62)수단에 의해 수행된다. 레버(63,64)는 너트와 로크 너트 시스템의 수단에 의하여 컵(61)을 프레임의 하부 부분에 유지시킨다. 도면부호 65는 자켓(45)의 유압 제어장치를 나타낸다.

제5도에는(제1도에서의) 블럭(6)의 위치 및 형상을 검사하기 위한 장치가 도시되어 있으며, 이는 제2도의 블럭(6')의 제어에도 사용될 수 있다.

충격 흡수 블럭의 검사는 항상 유지되는 최소 크기의 상태인 형상 및 위치를 정확히 한정하기 위해 필요하다. 제거되어야 할 슬리브(5)의 위치에 용접될 새로운 슬리브는 블럭(6)의 위치 및 형상에 따라 블럭(6)과 슬리브의 자유단부 사이에 최소의 틈이 형성되도록 가공된다.

제어장치는 프레임(66)의 축이 파이프(1)의 축과 동심이 되도록 파이프의 내부에 프레임을 중심에 고정하는 수단을 구비한 프레임(66)을 포함한다. 이러한 중심위치수단은 웨지(68)에 의해 변환되어 파이프(1)의 내벽에 끼워지도록 구성된 120°의 3개의 분할판(67)으로 구성된다. 웨지(68)는 구멍(70)에 삽입되고 작동 핸들로써 작동되는 제거 가능한 페그(peg)수단에 의해 회전될 수 있는 너트(69)에 연결된다.

프레임(66)에는 구멍의 축이 프레임(66)의 축과 일치하도록 지지부(71)가 내부에 놓이는 종방향 구멍이 관통되어 있다. 이 지지부(71)는 그 축을 따라 프레임(66)안에서 이동 가능하고 그 축에 대하여 회전할 수 있다. 자동 윤활 베어링(72,73)은 지지부(71)를 마찰없이 프레임(66)의 내부에서 미끄럼 이동할 수 있도록 한다.

키이(75)에 의해 지지부(71)에 고정된 치형바퀴(74)는 모터(77)의 구동 피니언(76)에 의해 회전 구동된다. 피니언(76)에 대칭으로 위치한 피니언(78)은 치형바퀴(74)와 맞물려서 카운터(counter,79)에 연결된다. 따라서, 모터(77)는 지지부(71)를 회전시킬 수 있으며 카운터는 지지부(71)에 의한 행정을 모두 기록한다.

또한, 지지부(71)는 높이(h)에 걸쳐 나사산이 형성되어 있고 이 나사산은 다우엘(81)에 의해 중심에 위치한 너트(70)와 맞물린다. 따라서 모터(77)가 회전할 때, 지지부(71)가 회전할 뿐만 아니라 지지부의 축방향 변위도 이루어진다. 각 회전 행정시에, 지지부(71)는 각 회전 행정에 따른 변위가 이루어지고 이와 동시에 회전 행정의 수가 카운터(79)에 기록된다. 따라서, 카운터(79)는 순간순간마다 지지부축을 따라 지지부(71)의 축방향 위치와 각도 위치를 감지할 수 있다.

지지부(71)의 단부에는 지지부(71)의 축에 수직으로 볼(83)이 이동할 수 있도록 구멍(82)을 마련하고 있다. 구멍(82)의 직경은 물론 볼(83)의 직경보다 작다. 이는 볼(83)이 블럭(6)과 접촉하고 그 접촉에 따라 변위될 수 있도록 지지부(71)의 외측으로 돌출시키도록 한다.

볼(83)의 위치를 변위축, 즉 구멍(82)의 축에 따라 표시하는 수단은 지지부(71)의 내부를 관통하는 구멍(71')안에 위치하고 구멍의 내부에서 미끄럼 이동 가능한 스템(84)과, 스템의 단부에 고정된 타원형 베인(85)과, 볼(83)에 대하여 베인(85)을 편향시키는 스프링(86)으로 구성된다. 스템(84)의 상단부에 있는 감지기(87)는 베인(85)의 변위 그리고 그 변위축에 따른 볼(83)의 위치를 감지할 수 있다.

상기 감지기(87)가 그 축방향에 따른 볼(83)의 변위만을 감지하면서 스템(84)이 지지부(71)와 동시에 움직일 때에는 스템(84)의 변위를 표시하지 않게하기 위해서는 감지기(87)가 지지부(71)와 동시에 변위시키도록 할 필요가 있다. 따라서 감지기(87)는 지지부(71)와 동시에 변위 구동되어지는 부재(88)에 의해 변위 구동되지만, 회전에 있어서는 볼베어링(89)의 수단에 의해 지지부(71)로부터 분리되어 있다.

따라서, 제5도의 장치는 볼(83)이 나선 형태로 이동될 수 있도록하여 파이프(1)에 원주방향으로 그리고 블럭(6)에 높이 방향으로 볼이 미끄러질 수 있도록 하고, 그 나선상의 볼(83)의 매 위치마다 블럭(61)과 접촉하여 볼(83)이 가압되도록 구성되어 있다.

블럭의 검사를 수행한 연후에는, 제거될 부분(section)의 위치에 용접될 부분을 만들고 이 부분에 블럭의 위치 및 형상에 따라 슬리브의 자유단부가 블럭(6)과 최소의 간격으로 접촉하도록 새로운 슬리브를 용접한다.

원자로 구성시 슬리브가 최초에 용접된 위치 때문에 제1도의 경우와 같이, 한쌍의 가로 절단부가 파이프(1)상의 슬리브(5) 용접부(5a')의 상류에 형성될지라도, 교체 슬리브는 제거된 부분을 교체하기 위하여 삽입되는 부분상에 용접될 것이다.

새로운 부분을 제위치에 놓여지도록 하기 위하여, 먼저 새로운 부분을, 120°간격으로 3개의 나사를 마련한 연장부가 새로운 부분의 중앙에 위치하는 동안에, 파이프의 한 부분상에 고정된 "도킹 체인(docking chain)" 형태의 표준장치수단에 의해 파이프(1)상에 결합한다. 이러한 결합(docking)은 자연가스로써 내부보호를 수행하면서 수행한다. 가스의 공급을 수행하는 스톱퍼와 팽창가능한 기구(inflatable balloon)과 함께 장치는 제1용접이 이루어지는 파이프의 내부부분을 고립시킨다. 점용접은 수동으로 수행한다. 용접은 텅즈(tongs)를 갖는 기계로써 수행되며 이 기계의 개구는 파이프(1)의 외형에 알맞게 되어있다. 용접의 형태는 충진금속(filler metal)과 함께 오비탈(orbital) "TIG 용접"을 사용한다. 이 작업의 감독자는 광섬유 및 비디오 시스템에 의해 일정 거리밖에서 수행하여야 한다.

슬리브를 교체하는 작업을 전체적으로 설명하였지만, (제1도의)커넥터(3)상에 슬리브(5)를 용접한 선(5a)과 같은 용접선을 가공하기 위한 장치에 대한 설명을 필요로 한다. 이 장치는 제6a도 및 제6b도, 제6c도에 도시되어 있다.

용접선(5a)을 제거하기 위한 장치는 파이프(1)축과 동심으로 파이프(1) 둘레에 고정된 프레임(90)으로 구성된다. 파이프(1)상에는 프레임(90) 고정은 90°각도의 4개의 나사의 2세트(145,145')로 이루어진다. 프레임(90)의 몸체는 이중 압력실(91,91')을 고정한 지지 컬럼(90')과, 나사에 의해 함께 조립된 복수부재(multi-element,92,93,94)에 의해 연장된다. 이 부재 사이의 유체 밀봉은 환상의 상부 시일(95) 및 하부 시일(96)에 의해 마련된다.

자켓(97)은 중공실린더로 구성되고, 그 상부에는 압력실(91,91')의 영역안의 가변 압력에 의한 가변력을 흡수하는 두꺼운 두께의 두께부(98)를 형성하고, 유체 밀봉이 이루어지도록 환상 시일(99)을 갖고 있다.

자켓(97)의 전체 몸체는 케이싱(100)에 의해 조정링(handling ling, 101)상에 놓여진다.

모터(102)는 케이싱(100)에 나사 결합되어 있고, 그 구동 피니언(103)은 공구 지지부를 구성하는 축(105)상에 너트와 로크 너트에 의해 고정된 피니언(104)과 맞물려 있다.

축(105)은 자켓(97)의 상부에서는 두개의 볼 베어링(106,106')의 수단에 의해, 하부에서는 너트와 로크너트에 의해 고정된 두개의 로울러 베어링(107,107')의 수단에 의해 케이싱(100)으로부터 출구에 안내된다. 립시일(108)은 로울러 베어링 위치에서의 먼지의 유입을 방지한다.

따라서, 축(105)은 자켓(97)의 수단에 의해 병진 운동을 할 수 있고, 모터(102)의 수단에 의해 회전할 수 있다.

공구 이송장치(109)는 축(105)상에 고정된다. 이송장치(109)의 주요 부분은 홈(110)안에서 프레임(90)의 종축에 수직인 방향으로 운반대(111)를 변위시키는 안내 플래튼(platen)의 형태이다.

절단공구(112)는 운반대(111)상에 고정된다. 운반대(111)는 또한 그 안에서 나사(113)가 회전되는 나선구멍을 가지며, 이 나사(113)에 고정된 로울러(114)를 회전시키므로써 운반대(111)를 변위시킨다. 프레임(90)에 고정된 고정 블럭(115)은 프레임(90)에 대하여 자켓(97)의 최상부 주행 위치에서 로울러(114)상의 나사산과 접촉이 이루어진다.

공구 이송장치(109)와 축(105) 그리고 상부 케이싱(100) 전체는 제6b도에 도시된 바와같이 가공파편을 회수하기 위한 장치의 통로를 위하여 일정 높이를 통해 구멍을 형성하고 있다. 이 장치는 역우산형 부재(inverted umbrella,116)으로 구성되고, 이는 팽창 가능한 링(128,129)를 구비한 고무의 커롤라(corolla,117)로 구성된다. 이 커롤라(117)는 뒤집혀 있으며 제2튜브(118')의 끝단에 용접된 제1튜브(118)로 구성된 관형 지지부상에 현수되어 있다.

제2튜브는 역우산형 부재(116)가 제위치에 놓여질 때, 슬리브(5)는 높이 중앙에 위치하도록 하는 높이에 두께가 증가된 두께부(119)를 가지고 있다.

내부 직경이 두께부(119)와 동일한 두개의 중공 링(120,120')은 하부에서는 디스크(121)의 형태로써 튜브(118')의 끝부분에 상부에서는 너트(122)와 와셔에 의해 고정되고, 스페이서(123)에 의해 서로 분리되어 있다. 이 실린더는 슬리브(5) 내부에 튜브(118')의 중심에 위치하도록 한다.

튜브(118,118')는 튜브(118')의 상부로부터 링(128,129)을 펼치는 커롤라(117) 안으로 개방된 파이프(127)로 가스의 통행을 허용하도록 내부가 관통되어 있다. 링(128)은 커롤라(l17)에 강성을 주는 동시에 링(129)은 사용시에 파이프의 벽과 역우산형 부재(116) 사이의 유체 밀봉성 및 커롤라(117)의 수직 장착이 이루어지도록 한다.

파이프(1)안에 역우산형 부재(116)를 위치시키기 위하여, 먼저 커롤라를 정확한 위치에 놓이도록 팽창시킨 연후에 고무링(120,120')을 너트(122)를 작동시키므로써 파이프(1) 내부에 압착시킨다.

튜브(118,118')안에 형성된 통로에서 스템(130)이 미끄럼 이동할 수 있으며, 그 외부직경은 스템(130)과 튜브의 내부벽 사이의 공간이 커롤라(117)의 팽창을 위한 가스 통로를 형성하기에 충분하도록 튜브(118,118')의 내부직경보다 충분히 적어야 한다. 스템(130)은 튜브(118)의 내부에서 스템(130)안에 형성된 장홈(131)의 높이에 걸쳐 미끄럼 이동할 수 있으며, 그 단부는 튜브(118)에 고정된 핀(132)에 대하여 인접하여 있다.

스템(130)의 하단은 케이싱(134)의 기저부(133)에 고정된다. 장홈(131)이 핀(132)과 그 상단부에서 접촉할 때에는 케이싱(134)은 하부 위치에 놓이고, 장홈(131)이 핀(132)과 그 하단부에서 접촉할 때에는 케이싱은 상승된 위치에 놓여지며, 수축된 연후에는 커롤라(117)은 케이싱 내부로 접혀질 수 있으며 이는 작업말기에 파이프(1)로부터 커롤라를 끄집어 낼 수 있도록 한다.

튜브(118)의 상부단에는 원형 홈(135)과 장홈(136)을 형성하고 있으며, 이는 튜브(118)를(제6a도에 도시된 바와 같이) 프레임(90)에 고정된 튜브(137)에 고정할 수 있도록 한다.

튜브(137)은 프레임(90)상에 안착된 U형 스페이서(139)상에 수지(138)에 의해 고정된다.

튜브(118)와 튜브(137) 사이의 연결은 다음과 같이 형성된다. 장홈(136)은 튜브(137)상에 고정된(제6a도, 제6b도 및 제6c도의) 핀(140)과 상호 작동하고, 이에 따라 고무링(120,120')에 의해 튜브(118)의 고정이 이루어지지 않더라도 튜브(118)의 회전을 방지한다. 볼(141)은 스프링(143)에 의해 편향된 슬리브(142)상의 작용에 따라 홈(135)안에 맞물리고, 이에 따라 수직 고정이 이루어지도록 한다.

가공기계의 설치 및 가공파편을 회수하기 위한 역우산형 부재의 설치는 다음 공정에 의한다.

먼저 역우산형 부재(116)를 제위치에 놓이도록 하기 위하여(제6a도, 제6b도 및 제6c도의) 튜브(1l8')상의 러그(144)가 파이프(1)의 입구 높이에 도달할 때까지, 튜브(118)상에 현수된 역우산형 부재(116)를 파이프(1)안에 손으로 유입시킨다. 이때에 튜브(118')의 상단부에 가스원이 위치한다. 커롤라(117)가 팽창되도록 가스를 유입시키면 파이프 내부면과 커롤라가 맞물리기 시작한다. 제6b도의 특정 경우에, 커롤라는 파이프(1)가 개방된 파이프(2)의 내부벽에 맞물려 있다. 그 연후에 너트-와셔 유니트를 조여서 고무링(120,120')을 가압시켜 슬리브(5)안에 장치를 고정시킨다. 따라서 역우산형 부재(116)는 중앙에 위치하고 정확한 방법으로 고정된다. 그 연후에 커롤라(117)를 수축시키고 가스 공급을 중단한다.

그 연후에 프레임(90)을 제위치에 놓고 파이프(1)와 맞물리도록하고 나사(145,145') 수단에 의해 중심을 맞춘다.

프레임(90)이 삽입될 동안에, 튜브(118')와 튜브(137) 사이의 연결은 상기에 연급한 바와같이 홈(135)과 장홈(136) 수단에 의해 이루어진다.

그 연후에 튜브(137)의 상단부(146)에 가스 공급을 수행한다.

커롤라(117)을 팽창시킨다. 그러면, 장치는 용접선(147)을 제거할 준비가 된다.

형성된 절단부의 직경은 블럭(115)상의 로울러(114)에 의해 이루어진 회전수에 의해 결정된다. 동시에 공구 이송장치(109)와 자켓(97)은 상부 위치에 놓여진다. 절단부는 저속으로 자켓(97)을 변위시키므로써 하방으로부터 만들어진다. 공구 이송장치(109)를 상부 위치로 이송시키는 자켓(97)의 운동은 고속으로 수행된다.

용접선을 완전히 제거한 연후에, 프레임(90)을 제거하고 너트(122)를 돌리므로써 역우산형 부재(116)를 제거하고, 스템(130)을 상방으로 인출시켜 커롤라(117)를 케이싱(134) 안으로 접는다. 그러면, 슬리브(5)를 제거할 수 있으며 상기에서 언급한 바와같이 즉시 블럭(6)의 치수검사를 수행한다.

본 발명은 여러가지 장점을 갖는다.

제한된 시간동안에 파이프(1)안으로 가공파편이 유입됨이 없이 열슬리브를 교체할 수 있다. 본 발명은 또한 접근하기에 어렵고 방사능이 심한 영역안의 파이프에서 조차도 슬리브의 교체를 수행할 수 있다. 제1도와 같이, 파이프의 단부가 부분(section)에 대한 슬리브의 양 용접면상에 위치하는 경우에 파이프로부터 부분을 절단하기 어려울지라도, 어떠한 형태의 슬리브도 교체할 수 있다.

물론, 본 발명은 한 예로써 설명된 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 정신 및 영역을 벗어남이 없이 구조상의 변형이나 동일한 수단의 사용에 의한 세부사항이 다른 설계도 포함한다.

따라서, 가로 절단장치는 단지 하나의 공구 이송장치와 하나의 공구(14)만을 포함할 수 있다.

또한, 공구(14,14')를 파이프(1) 내부로 유입시키기 전에 공구 지지부(13,13')의 이송 운동을 멈추기 위한 수단이 다를 수도 있다. 표시장치(26)에 부가하여 이 표시장치(26)와 동일선상을 따라 그러나 공구 지지부(13)의 이송 방향에 반대 방향으로 표시장치(26)와 동시에 전진할 수 있는 보조표시장치를 마련할 수도 있다. 그러면, 감지기(27)은 표시장치(26)의 위치가 아니라 보조표시장치의 위치를 감지할 것이다. 이 감지기는 파이프(1)에 대하여 공구 이송장치의 다른 측면상에 위치하기 때문에 적은 크기를 가질 수 있다.

감지기(26)와 보조 감지기는, 하나는 파이프(1)에 대하여 미리 설정된 위치에 다른 하나는 감지기(27)에 대하여 미리 설정된 위치에 위치하는 두개의 역방향의 랙바아(inverted rack bar)의 형태로 할 수 있다.

Claims (3)

1. 양 단부중 한 단부에 의해 파이프(2)에 연결된 파이프 내부에 장착되고 양 단부중 한 단부에 슬리브가 용접되어 있는 내부벽을 가지며 타단부에서 블럭에 의해 파이프 내벽으로부터 일정한 간격을 유지하는 슬리브 교체방법에 있어서, 적어도 하나의 가로 절단부가 파이프(1,1')상에 있는 슬리브(5,5')의 용접부(5a,5a')를 고려하여 파이프와 파이프(2) 사이의 연결부에 대향해 위치하는 파이프부에 형성되는 한쌍의 가로 절단부를 파이프(1,1')내에 형성하는 단계와, 상기 단계에서 얻어진 튜브 부분과 슬리브(5,5')를 제거하는 단계와, 파이프(1,1')의 자유단부에 챔퍼를 가공하는 단계와, 블럭(6,6')의 위치 및 형태를 검사하는 단계 및, 새로운 파이프의 내벽에 새로운 슬리브(5,5')의 단부중 한 단부가 미리 용접된 슬리브의 내부벽상에 파이프의 새로운 부분의 대응 단부를 용접하여 블럭(6,6')과 슬리브(5,5')의 자유단부 사이에 최소의 틈이 형성되도록 상기 단계에서 결정된 블럭(6,6')의 위치 및 형태에 따라 슬리브(5,5')를 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 내부에 장착된 슬리브 교체방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 두 가로 절단부는 파이프(1)상의 슬리브(5)에 용접부를 고려하여 파이프(1,1')와 파이프(2) 사이의 연결부에 대향해 위치하는 파이프부에 형성되며, 파이프(1)상의 슬리브(5) 용접부는 상기 절단부를 제거한 후 그리고 슬리브(5)를 제거하기 전에 제거하는 것을 특징으로 하는 파이프 내부에 장착된 슬리브 교체방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 가로 절단부는 절단하는 동안에 파이프(1,1') 내부로 가공파편이 유입되는 것을 방지하도록 처음에, 재료를 제거하고 난후 재료를 변위시키는 두작업으로 수행되는 것을 특징으로 하는 파이프 내부에 장착된 슬리브 교체방법.

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