KR960015046B1 - 구멍내면의 검사장치 - Google Patents

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내용없음.

Description

구멍내면의 검사장치

제1도는 본 발명에 의한 구멍의 내면을 검사하는 검사장치의 부분절취사시도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 수직단면도.

제3도는 센서조립체 및 센서틸트기구의 상세를 도시한 단면도.

제4도는 제3도의 센서조립체의 확대평면도.

제5도는 센서호울더의 확대평면도, 제4도의 Ⅴ-Ⅴ선 도면.

제6도는 본 발명의 검사장치내 승강기구의 단면도이며, 제2도의 Ⅵ-Ⅵ선 도면.

제7도는 본 발명의 검사장치내 센서회전기구의 단면도이며, 제2도의 Ⅶ-Ⅶ선 도면.

제8도는 제2도의 센서회전기구의 단면도이며, 제7도의 Ⅷ-Ⅷ선 도면.

제9도는 플러그를 본 발명의 검사장치를 사용함으로써 검사할 수 있는 증기 발생기를 도시한 개략단면도.

제10도는 증기발생기의 전열관에 사용되는 통상의 플러그의 부분 확대단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 틸트기구 2 : 승강기구

7 : 센서조립체 16 : 회전축

본 발명은 구멍의 내면을 검사하는 장치, 특히, 증기발생기와 같은 열교환기에 사용되는 전열관에 삽입된 플러그(plug)의 내면을 검사하는 장치에 관한 것이다.

제9도는 종래의 일반적인 증기발생기를 개략적으로 도시한 것이다. 이 도면에 도시한 증기발생기(50)는 U-형상의 관형식이며, 여기서 절연관(51)은 U형성으로 형성되어 있으며, 그 양단을 관판(管板)(6)에 고정되어 있다. 이 절연관은 1차측유체(52)와 2차측유체(53)사이에서 열교환을 행한다. 1차측유체(52)는 입구노즐(54) 및 고온측수실(55)을 거쳐 절연관(51)을 통과하여, 저온측수실(56) 및 출구노즐(57)을 거쳐 증기발생기 밖으로 흐른다. 입구노즐(58)을 통해 증기 발생기(50)로 흐르는 2차측유체(53) 환형상의 수직공간(59)에 내려오며, 관판(6)의 상면에서 위로 향한다. 2차측유체(53)가 전열관(51)의 외면을 따라 그리고 그 둘레에서 상승할 때, 그것은 절연관(51)내의 1차측유체(52)와의 열교환에 의해 증기로 변하며, 최종적으로 출구노즐(60)을 통해 배출된다.

이 절열관(51)은 1차측유체(52) 및 2차측유체(53)사이에서 압력경계를 형성한다. 그러므로, 특히 핵증기 발생기에서, 그것들은 방사성 1차측유체(52)가 보통의 비방사성 2차측유체(53)로 누출되는 것을 방지하는 중요한 요소이다. 전열관(51)을 통한 누출의 경우에 사용되는 수리방법의 하나는 기계적인 플러깅(plugging)방법이라고 일반적으로 불리우는 것이다.

제10도는 상술한 수리에 사용할 수 있는 대표적인 종래의 플러그(8)를 도시한 것이다. 이 도면에서 플러그(8)는 원통형으로 되어 있다. 이 플러그(8)는 페단부(8a)를 가지고 있는 반면, 타단부(8b)에서 열려 있다. 이 플러그(8)의 내면(8c)은 테이퍼형으로 되어 있어, 내경은 일단부(8a)에서 타단부로 갈때 점점 작아진다. 이 플러그(8)는 쐐기원추라고 하는 테이퍼원통부재(9)를 갖고 있다. 쐐기원추(9)는 그 중심에 관통구멍(9a)을 갖고 있으며, 내부나사는 관통구멍(9a)면상에 가공된다. 이 쐐기코어는 사용전에 플러그에 삽입된다.

플러그(8)를 사용해서 전열관(51)을 차단하기 위해서, 플러그(8)는, 양단이 튜우브플레이트(6)에 고정된 전열관(51)의 내부에 삽입되며, 그후 테이퍼쐐기원추(9)는 당겨진다. 관통구멍(9a)내의 내부사시는 쐐기코어(9)를 아래로 당기기 위한 로드 또는 다른 수단을 나사 체결하는데 사용된다.

따라서, 플러그(8)는 아래로 당겨진 쐐기근(9)의 쐐기작용에 의해 확대된다. 이 플러그(8)에 의해, 전열관(51)은 관판(6)의 벽면에 접촉가압되어, 전열관(51)은 완전히 차단되고, 그에 의해 1차측유체(52)와 2차측유체(53)와의 혼합을 방지한다.

전열관(51)이 누출하는 경우, 상술한 방법으로 삽입된 플러그(8)는 1차측유체와 2측유체와의 사이에 압력경계를 구성한다. 그러므로, 플러그(8)도 또한 유체누설이 허용되지 않는다.

그러나, 지금까지는 쐐기코어위의 플러그의 상부영역 L1 및 하부영역 L2의 결함을 검출하는 적당한 공구가 제공되어 있지 않았다.

상부영역 L1은, 플러그(8)의 상부가 2차측유체에 노출되어 있기 때문에, 적시에 또는 계획된 검사가 특히 필요하다. 그러나, 지금까지는 쐐기코어(9)를 바깥쪽으로 당기는데 사용되는 직경 d의 작은 관통구멍(9a)을 통해 센서(도시생략)를 영역 L1에 삽입할 수 있는 공구는 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 플러그내에 형성된 것과같은 작은 구멍에 삽입할 수 있고, 구멍의 내면을 검사할 수 있는 검사장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 구멍의 내면을 검사하는 장치는, 축심을 중심으로 회전가능하게 또한 축심을 따라 승강가능하게 지지된 회전축과, 이 회전축의 상기 축심에 대해서 경사가능하도록 상기 회전축에 틸트기구를 개재해서 접속되는 동시에, 동회전축의 회전 및 승강에 연동해서 회전 및 승강가능한 센서조립체와, 회전축에 접속되어 회전축을 회전시키는 회전기구와, 그리고 회전축에 접속되어 회전축을 승강이동시키는 승강기구를 구비한다.

센서조립체는, 그 축심이 회전축의 축심과 일치하는 직립위치와, 회전축의 축심에 관해 경사되는 경사위치를 선택적를 취한다.

구멍 또는 플러그의 내면이 검사받을때, 센서조립체는 적립위치내의 구멍에 삽입되며, 그후 경사위치에 경사되므로, 센서조립체의 센서부는 플러그의 내면에 접촉한다. 이 상태에서, 회전축은 회전기구에 의해 구동되며, 센서조립체는 회전축의 회전에 따라 회전하여 내면을 주사(走査)한다. 따라서, 그 전원주에 걸쳐 검사가 실행된다.

본 발명은 검사장치에 의하면, 센서부를 가진 센서조립체는 직립위치와 경사위치사이에서 경사할 수 있으며, 또한 상승/하강할 수 있으며 회전할 수 있다. 그러므로, 그것을 프럴그내의 쐐기코어위의 작은 공동에 삽입할 수 있으며, 더구나 센서조립체는 공동에 삽입된 후 경사위치로 경사하므로, 그 센서부는 구멍의 내면과 접촉하게 되거나 그것과 대향한 위치에 오게된다. 그러므로, 종래의 공구로 검사할 수 없는 공동의 전내면을 센서조립체를 상승/하강 및 회전시킴으로써 검사할 수 있다. 따라서, 본 발명의 검사장치가 핵증기발생기의 전열관에 설치된 플러그의 검사에 사용된다면, 증기발생기의 전열관의 유지를 위한 가치있는 데이터를 쉽게 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조해서, 이하에 설명한다.

도면에서, 동일부호는 동일하거나 대응하는 요소를 표시한다. 본 발명의 바람직한 실시예를 증기발생기의 전열관내에 설치된 플러그의 내면의 검사가 실행되는 경우에 대해 설명하지만, 본 발명은 그러한 경우에만 한하지 않으며, 종래의 검사공구로는 검사할 수 없는 공동(cavity)의 내면을 검사하는 데에도 적용할 수 있다.

제1도는 본 발명의 플러그검사장치의 일반적인 골조를 대략적으로 도시한 것이다. 이 플러그검사장치는 틸트기구(1), 승강기구(2), 회전기구(3), 케이싱(4), 및 센서조립체(7)를 포함한다. 이 요소들의 상세는 뒤에 설명한다.

플러그검사장치는, 종래 각종 공구에 사용되고 있는 클램핑수단(5)에 케이싱(4)을 장착하는 동시에, 동클램프장치(5)의 돌출부(5a)를 플러그 근처의 전열관에 끼워맞춤으로써 검사대상의 플러그를 검사할 수 있는 소정위치에 적절하게 장착할 수 있다(제1도 및 2도 참조).

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 수직단면도이다. 이 도면에서, 본 발명의 플러그검사장치가 장착되어 있는 클램핑수단(5)이, 상술한 바와 같이 클램핑수단의 돌출부(5a)와 전열관(51)을 끼워 맞춤으로써 관판(6)에 고정되어 있다. 후술하는 바와 같이 틸트기구에 의해 유지된 센서조립체(7)는, 후술하는 제3도의 (62)로 표시된 그 센서부가 승강기구(2)에 의해 플러그(8)의 쐐기코어내에 삽입된 상태로 표시되어 있다. 센서부는 공지된 와전류탐상센서에 의해 구성되는 것이 바람직하며, 이것은 흔히 전열관의 내면의 검사에 사용되어 왔다.

틸트기구(1)는 직립위치로부터 수직축에 관해, 예를들면, 90°까지 센서조립체(7)의 센서부(62)를 경사시키므로, 센서부의 선단은 플러그(8)의 내면과 접촉하게 되거나 그에 대향되는 위치에 오게된다. 틸트기구(1)는 핀(10)에 의해 회전기구(3)에 연결되어 있다. 회전기구(3)는 승강테이블(11)상에 설치된다.

따라서, 센서조립체(7)의 센서부는 승강테이블(11)을 승강기구(2)로 상승시킴으로써, 쐐기코어(9)에 더 깊게 삽입된다. 다음, 센서조립체(7)의 센서부는 플러그(8)의 내면에 대향하도록 직립위치로부터 90°경사된다. 또한, 플러그(8)의 내면은 센서조립체를 회전기구(3)로 회전시킴으로써 원주방향으로 주사(走査)할 수 있다.

제3도 내지 제5도는 틸트기구(1) 및 센서조립체(7)를 나타낸 것이다. 센서조립체(7)는, 핀(15)에 의해 안내실린더(14)의 단부에 요동가능하게 장착된 센서호울더(61)와, 센서호울더(61)내에 고정된 센서부(62), 센서호울더(61)내에 수용되어 센서부(62)를 센서호울더(61)에서 돌출하는 방향으로 가압함으로써 플러그의 내면상에 놓이도록 하는 코일스프링(63), 및 센서부(62)용 스토퍼로서 작용하는 핀(64)으로 구성된다.

다시 제3도에 의하면, 센서조립체(7)의 센서호울더(61)의 뒤에 링크(13)의 일단의 핀(61a)을 거쳐 연결되어 있다. 링크(13)의 타단은 슬롯(13a) 및 핀(12c)으로 구성되는 접속부를 거쳐 푸시로드(push rod)(12)의 확대된 직경부(12a)에 연결되어 있다. 안내실린더(14)내에는 회전축(16)이 수용되어 있으며, 푸시로드(12)의 감소된 직경부(12b)가, 핀(17) 및 슬롯(12d)으로 구성되는 접속부를 거쳐 회전축(16)에 연결되어 있다. 코일스프링(18)은 회전축(16)의 단부와 푸시로드(12)의 확대된 직경부(12a)의 하부어깨 사이에 장착되어 푸시로드(12)를 위로 가압하여 링크(13)를 밀어 올린다.

회전축(16)은 그 단부에서 핀(10)을 거쳐 주행실리더(19)에 연결되어 있다. 핀(10)은, 회전블록(20)내에서 직경방향으로 서로 대향하도록 가공된 한쌍의 종방향 홈(21)내에 있다, 그러므로, 회전축(16)은 회전블록(20)의 회전축을 따라 이동할 수 있을 뿐만 아니라 회전블록(20)과 함께 회전할 수도 있다.

회전축(16)의 종방향이동에 의해 센서조립체(7)(이 실시예에서, 90°의 경사)의 틸트작동이 행해지며, 회전축(16)의 회전에 의해 센서조립체(7)의 회전이 행해진다.

회전축(16)의 회전은, 후술하는 바와같이, 제7도에 도시한 모우터(37)에 의해 회전블록(20)(제2도 참조)의 밑에 장착된 기어(35)를 구동함으로서 행해진다. 기어(35)의 하부연장부는, 제2도에 도시한 바와 같이, 슬립링(slip ring)(36)에 연결되어 있으므로 회전신호를 받을 수 있다.

회전블록(36)상에는, 재털이 모양의 부재(22)가 보울트와 같은 적잘한 고정수단에 의해 고정되어 있다. 안내실린더(14)의 하단부는 재털이 모양의 부재(22)의 플랜지(22a)에 굳게 끼워맞춰져 있다.

틸트기구(1)에 있어서, 주행실린더(19)는 보울베어링(23)을 거쳐 주행판(24)에 의해 지지되어 있다. 주행판(24)은 제2도에 도시한 피스톤수단에 의해 구동되고, 화살표방향으로 이동되므로, 센서조립체(7)는 상술한 바와 같이 직립위치로 부터 경사하게 된다.

제6도는 제2도의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이며, 승강기구(2)를 설명하는 도면이다. 승강테이블(11)상에는 보울스크루우기구(26)가 장착되어 있다. 이 보울스크루우기구(26)의 보울스크루우축(27)은 커플링(31)을 거쳐 모우터(28)에 연결되어 있다. 모우터(28)는 보울스크루우축(27)을 회전시키며, 그에 의해, 승강테이블(11)을 2개의 안내축(29) 및 공지된 슬라이딩베어링(30)의 작용에 의해 상승시킬 수 있다. 모우터(28)의 출력축은 커플링(31)을 거쳐 보울스크루우축(27)뿐만 아니라 커플링(32)을 거쳐 로우터리엔코우더(33)에도 연결되므로, 출력축의 회전수는 로우터리엔코우더에 의해 결정되어, 상승거리의 측정을 할 수 있게 한다.

케이싱(4)상에는, 홀(Hall)요소와 같은 근접스위치(34)가 종방향으로 일정한 간격으로 배치되어 있다. 근접스위치(34)로부터의 신호는 모우터(28)의 작동을 제어하기 위하여 사용되며 승강테이블(11)의 상하 한계위치를 제어한다.

제7도는 제2도의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도이며, 제8도는 제7도의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도이고, 그 각각은 센서회전기구(3)의 상세를 나타낸 것이다. 제7도 및 8도에서, 승강테이블(11)에 고정되어 있는 모우터(37)는 기어(38)를 거쳐 상술한 기어(35)를 회전시키며, 또한 다른 기어(39)를 거쳐 로우터리엔코우더(40)를 작동시켜 센서조립체(7)의 회전각을 검출한다.

제7도에 도시한 바와 같이, 홀(Hall)요소와 같은 근접스위치(41a)는 승강테이블(11)상에 배치된 브래킷(41)상에 장착되어, 상술한 피스톤수단(25)에 의한 주행판(24)의 이동을 감시하게 된다. 케이싱(4)의 상면에는, 리미트스위치(42)가 장착되어 있다. 클러그검사장치가 관판(6)에 대해서 특정위치에 도달하면, 리미트스위치(42)는 이와 같은 사실을 표시하는 신호를 발생한다.

플러그가 검사받는 경우의 본 발명의 플러그검사장치의 작동을 이하에 설명한다. 가압유체가 피스톤수단(25)에 공급되지 않으면, 피스톤(25a)은 스프링(25b)의 탄성력에 의해 가장 낮은 위치에 유지된다. 센서조립체(7)는 제3도의 2점쇄선으로 표시된 직립위치에 있다.

이 상태에 있어서의 플러그검사장치는, 클램핑수단(5)의 돌출부(5a)를 다른 전열관(51)에 삽입함으로써, 안내실린더(14)가 플러그(8)가 플러그(8)가 부착되어 있는 전열관(51)밑에 직접 위치하도록 고정된다(제2도 참조).

다음, 모우터(28)가 구동되어 보울스크루우수단(26)을 거쳐 승강테이블(11)을 상승시킨다. 승강테이블(11)이 상승하면, 회전블록(20)은 승강테이블(11)과 함께 상승하며, 안내실린더(14)는 재털이 모양의 부재(22)를 거쳐 밀어올려진다. 그러므로, 안내실린더(14)의 상단에 지지되어 있는 센서호울더(61)는 또한 핀(15)을 거쳐 밀어올려진다. 승강테이블(11)이 상승하면, 주행판(24)은 피스톤수단(25)을 거쳐 밀어올려지며, 회전축(16) 또한 상술한 바와 같이 밀어올려지므로, 회전축(16)과 안내실린더(14)사이의 상대위치는 변하지 않는다. 그러므로, 센서호울더(61)는 제2도에 도시한 직립위치에 유지된다.

따라서, 센서조립체(7)는 전열관(51)에 삽입되며, 또한 플러그(9)내의 구멍(9a)을 통해 플러그(8)의 상부공간(제10도 L1으로 표시된 부분)에 삽입된다.

가압유체가 피스톤수단(25)에 공급되면, 피스톤(25a)은 스프링(25)의 힘에 대항해서 상승한다. 피스톤(25a)의 상승은 주행판(24)을 위로 이동시킨다. 주행판(24)과 함께 주행실린더(19)가 상승하며, 회전축(16)은 또한 핀(10)을 거쳐 상승한다. 회전축(16)이 상승하면, 푸시로드(12)는 핀(17) 및 슬롯(12d)을 거쳐 상승한다. 푸시로드(12)는 핀(12c) 및 슬롯(13a)을 거쳐 링크(13)을 밀어올리며, 링크(13)는 센서호울더(61)의 핀(61a)을 밀어 올린다. 그러므로, 센서호울더(61)는 핀(15)둘레에 반시계방향으로 회전하며, 제3도의 실선으로 표시된 경사위치에 놓이게 된다.

모우터(37)가 이 상태에서 구동되면, 기어(35)는 기어(38)를 거쳐 회전되며, 기어(35)와 일체인 회전블록(20)이 회전한다. 회전블록(20)의 회전은 핀(10)을 거쳐 주행실린더(19) 및 회전축(16)에 전달된다. 주행실린더(19)와 함께 재털이 모양의 부재(22), 안내실린더(14), 및 센서조립체(7)가 회전한다. 또한, 회전축(16)과 함께 푸시로드(12)가 회전한다. 그러므로, 센서부(62)는 플러그(8)의 내면(8c)상에서 원주방향으로 움직인다.

쐐기코어(9)위의 플러그(8)의 상부가 거사를 받은 후, 승강기구(2)의 모우터(28)가 구동되어 승강테이블(11)을 하강시킨다. 승강테이블(11)을 하강시킴으로써 센서조립체(7)가 하강되면, 센서조립체(7)의 센서호울더(61)의 일부는 쐐기코어(9)내의 관통구멍(9a)의 상부모서리에 닿게된다. 그 결과, 스프링(18)은 압축되고, 센서호울더(61)는 직립위치로 상승되고, 이것은 센서조립체(7)를 쐐기코어(9)내의 관통구멍(9a)으로 통과하게 한다. 센서조립체(7)가 관통구멍(9a)를 통과한 후, 센서조립체(7)는 스프링(18)의 인장력에 의해 다시 경사위치에 유지되므로, 제10도에서 L2로 표시된 쐐기코어(9)밑의 하부에 있는 플러그(8)의 내면은 상술한 과정을 사용함으로써 원주전체에 걸쳐 검사할 수 있다.

Claims (2)

1. 구멍의 내면을 검사하는 장치에 있어서, 축심을 중심으로 회전가능하게 또한 축심을 따라 승강가능하게 지지된 회전축(16)과, 상기 회전축에 틸트기구를 개재해서 접속되는 센서조립체(7)와, 상기 센서조립체는 상기 회전축의 축심에 관해 경사 가능한 동시에, 상기 회전축과 함께 회전 및 승강가능하며, 상기 회전축에 접속되어 상기 회전축을 회전시키는 회전기구(3)와, 상기 회전축을 상기 센서조립체와 함께 승강이동시키는 승강기구(2)를 구비한 구멍내면의 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 센서조립체는 적어도 하나의 와전류탐상센서(eddy-current flaw detection sensor)를 포함하는 구멍내면의 검사장치.