SE460232B

SE460232B - DEVICE FOR THE DETECTION OF ERRORS WITHIN A MASSIVE HORSE AREA AND WAY TO DETECT RADIALLY ORIENTED CRACKS

Info

Publication number: SE460232B
Application number: SE8403140A
Authority: SE
Inventors: M V Brook; T H Wentzell; Z Kuljis
Original assignee: Combustion Eng
Priority date: 1983-06-13
Filing date: 1984-06-12
Publication date: 1989-09-18
Also published as: SE8403140D0; KR850000670A; FI842379A0; KR870001229B1; ES533342A0; FI842379A; SE8403140L; ES8701988A1

Abstract

The lip of the inner radius of a nozzle mounted through the wall of a nuclear reactor vessel is sandwiched between a transmitter and receiver of ultrasonic sound. The transmitter scans the internal surface of the nozzle lip while maintained at a constant average distance from a receiver scanning the nozzle surface on the reactor vessel side of the lip. The two surfaces intersecting to form the inner radius vary in angle as the surfaces are scanned by the transmitter and receiver. A linkage is shown between the transmitter/receiver and the boom with which they are caused to sweep the lip to simultaneously accommodate the saddle shape of the inner radius and the variation in the angle between the lip surfaces.

Description

,J -460 232 till följd av kortare avstängningstider och i minskningen i granskningspersonalens strålningsexponering. , J -460 232 due to shorter shutdown times and in the reduction in the radiation exposure of the audit staff.

De för närvarande gällande reglerna för ISI, bestämda genom ASME-koden, paragraf IX “Rule for Inservice Inspection of Nuclear Power Plant Componentsﬁ kräver en fullständig inspektion av reaktorkärlkomponenter vart tionde driftsår. Det är vidare ett USNRC-krav, att personalens exponering för strålning skall vara “så låg som rimligen kan åstadkommasï Med hänsyn till dessa kriteria och den mycket höga kostnaden för den tid anläggningen är avstängd är det sålunda oundvikligt, att en inspektion måste utföras med tillförlitliga, noggranna och snabba metoder.The current rules of ISI, determined by ASME Code, Section IX “Rule for Inservice Inspection of Nuclear Power Plant Components ﬁ require a complete inspection of reactor vessel components every ten years of operation. The is further a USNRC requirement, that staff exposure to radiation should be “as low as can reasonably be achievedï Given these criteria and the very high cost for the time the plant is closed it is thus inevitably, that an inspection must be performed with reliable, accurate and fast methods.

"Inservice Inspection“-programmet innefattar både komponenter och rörledningar. I allmänhet föreligger ett stort antal tillträdesproblem, utformningsvariationer och strålnings- risker, till vilka hänsyn måste tagas. "Inservice inspection"- verktyget kan monteras från kärnreaktorkärlets fläns och manipuleras under flera meter strålningsskärmande vatten. Det område, som skall inspekteras i och kring kärnreaktorkärlet, nås med på förhand bestämd belägenhetsinformation, kompletterad av TV-kameror. ISI-verktyget kan från sitt monteringsställe på reaktorkärlets fläns nå alla reaktor- kärlets områden genom påverkan av roterande och teleskoperande bommar tillsammans med särskilt konstruerade fixturer, som håller icke-destruktiva, med ultraljud arbetande sökarenheter. tt antal med ultraljud arbetande inspektionsanordningar har utvecklats och är i användning och vilka koncentrerar sig på den zon av intresse, som innefattar beklädnaden och underlags- materialet omedelbart under denna. Såsom diskuterats ovan nås denna begränsning genom en korrekt placering av ultraljud- sändaren och den riktningskänsliga mottagaren_i förhållande till den under inspektion varande massiva kroppen. Då större delen av det beklädda kärlet har regelbunden geometrisk form, -ﬂ/ 460 252 d v s cylindrisk eller sfärisk, har det varit relativt lätt att utveckla ultraljudinspektionsanordningarna för detektering av fel. Emellertid föreligger en del av reaktorkärlet, där den geometriska formen icke är konstant. Detta område utgöres av skarven mellan kylmedelsströmningsmunstyckena och reaktor- kärlet. Denna skarv, i själva verket skärningen mellan en stor vertikal cylinder och en liten horisontell cylinder, ger upphov till ett sadelformigt hörnområde, där hörnvinkeln kan variera från 900 till ungefär l30°, beroende på den radiella förskjutningen kring den lilla horisontella cylinderns eller kylmedelsmunstyckets axel.The "Inservice Inspection" program includes both components and pipelines. In general, there are a large number access problems, design variations and radiation risks, which must be taken into account. "Inservice inspection" - the tool can be mounted from the flange of the nuclear reactor vessel and manipulated under several meters of radiation shielding water. The area to be inspected in and around the nuclear reactor vessel, accessed with predetermined location information, supplemented by TV cameras. The ISI tool can from its mounting point on the reactor vessel flange reach all reactor areas of the vessel by the influence of rotating and telescoping bars together with specially designed fixtures, which keep non-destructive, ultrasonic working viewfinder units. tt number of ultrasonic working inspection devices have developed and are in use and which concentrate on the zone of interest, which includes the cladding and backing the material immediately below it. As discussed above is achieved this limitation by the correct placement of the ultrasound the transmitter and the direction-sensitive receiver_in relationship to the massive body under inspection. Then bigger the part of the lined vessel has a regular geometric shape, -ﬂ / 460 252 i.e. cylindrical or spherical, it has been relatively light to develop the ultrasonic inspection devices for detection of error. However, there is a part of the reactor vessel where it geometric shape is not constant. This area consists of the joint between the coolant flow nozzles and the reactor the vessel. This joint, in fact, the intersection of a large vertical cylinder and a small horizontal cylinder, gives gives rise to a saddle-shaped corner area, where the corner angle can range from 900 to about 130 °, depending on the radial the displacement around the small horizontal cylinder or the axis of the coolant nozzle.

Det föreligger ett behov för understödjande länkorgan mellan en ultraljudsändare och -mottagare, då sändaren och mottagaren svepes kring ytorna hos en innerhörnfläns hos ett munstycke i ett kärnreaktorkärl. Länkorganet måste upptaga den varierande vinkeln mellan munstyckssidan och kärlsidan hos innerhörns- läppen, medan det samtidigt skall upptaga innerhörnets sadel- form, medan armen roteras i ett 3600 svep.There is a need for supporting link means between an ultrasonic transmitter and receiver, then the transmitter and receiver wrapped around the surfaces of an inner corner flange of a nozzle in a nuclear reactor vessel. The linkage must accommodate the varying the angle between the nozzle side and the vessel side of the inner corner lip, while at the same time absorbing the saddle of the inner corner shape, while the arm is rotated in a 3600 sweep.

Uppfinningen avser en förbindelse mellan en sändare av ultraljud och en mottagare för förflyttning av dessa över sina respektive ytor hos ett munstyckes innerhörns fläns med bibehållande av ett konstant genomsnittligt avstånd mellan sändare och mottagare.The invention relates to a connection between a transmitter of ultrasound and a receiver for moving these over their respective surfaces of the inner corner flange of a nozzle with maintaining a constant average distance between transmitter and receiver.

Uppfinningen avser vidare svepning av ytorna hos ett kärn- reaktorkärlmunstyckes innerhörns fläns medelst länkorgan mellan sändaren och mottagaren, som håller sändaren och mottagaren på ett genomsnittligt inbördesavstånd, medan ytorna varierar i vinkel mot varandra från innerhörnet.The invention further relates to sweeping the surfaces of a core the inner corner flange of the reactor vessel nozzle by means of link means between the transmitter and the receiver, which holds the transmitter and the receiver at an average mutual distance, while the surfaces varies at an angle to each other from the inner corner.

Uppfínningen avser vidare en sändare och en mottagare av ultraljud, som är kopplade för vidmakthållande av ett konstant genomsnittligt avstånd mellan sändaren och mottagaren, medan länkorganet föras i ett innerhörnssvep på en arm, vars axel 460 232 sammanfaller med munstyckets centrumlinje.The invention further relates to a transmitter and a receiver of ultrasound, which are coupled for maintaining a constant average distance between the transmitter and receiver, while the link member is inserted in an inner corner sweep on an arm, the axis of which 460 232 coincides with the centerline of the nozzle.

Uppfinningen avser vidare ett par mottagare, som är orienterade i förhållande till en enda sändare under inner- hörnflänssvepet, så att en första mottagare mottager sitt maximala reflekterade ljud från sändaren vid svepets 90° - och 270° positioner, medan den andra mottagaren mottager sitt maximiljud från sändaren vid svepets 1800 ~ och Oo positioner, varvid de båda mottagarnas gensvar kombineras för detektering av anomalier i materialet i munstyckets innerhörnsfläns.The invention further relates to a pair of receivers, which are oriented in relation to a single transmitter during internal the corner flange sweep, so that a first receiver receives its maximum reflected sounds from the transmitter at the sweep's 90 ° and 270 ° positions, while the other receiver receives its maximum sound from the transmitter at the sweep's 1800 ~ and Oo positions, wherein the response of the two receivers is combined for detection of anomalies in the material of the inner corner flange of the nozzle.

En förbättrad utföringsform av föreliggande uppfinning visas även här. Vid denna utföringsform är ett par ultraljud- omvandlare, en för utsändande av ultraljudenergi och en för riktningskänslig mottagning av ultraljudenergi, monterade på separata vagnar, som är förenade genom en pivoterad arm. Varje vagn placeras i förhållande till hörnet medelst åtminstone en rulle, som berör ifrågavarande yta. Under inspektionsprocessen föres anordningen över hörnområdet medelst en manipulatorarm eller -bom, som håller rullarna i kontakt med ytorna. Den ena omvandlaren är glidbart monterad på sin vagn och translateras längs monteringen under inverkan av den pivoterade armen, så att ett fast avstånd bibehålles från hörnets topp.An improved embodiment of the present invention is shown even here. In this embodiment, a pair of ultrasound converter, one for emitting ultrasonic energy and one for directional reception of ultrasonic energy, mounted on separate carriages, which are connected by a pivoted arm. Each trolley is placed in relation to the corner by means of at least one roller, which touches the surface in question. During the inspection process the device is moved over the corner area by means of a manipulator arm or boom, which keeps the rollers in contact with the surfaces. One the converter is slidably mounted on its trolley and translated along the assembly under the influence of the pivoted arm, so that a fixed distance is maintained from the top of the corner.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning är särskilt användbar vid inspektion av en zon av intresse, som är belägen under ytan av det hörnområde av variabel form, som bildas av den rätvinkliga skärningen mellan två cylindriska tryck- ledningar eller kärl av olika innerdiametrar, exempelvis bildade av kylmedelsmunstycket i kärnreaktorkärl. Vid denna utföringsform tillåter den glidande omvandlarmonteringens och den pivoterade armens arbetssätt anordningen att passera över det sadelformiga hörnområdet med noggrant bibehållande av de sändande och mottagande omvandlarnas optimala orientering i förhånanae till hörnområaet. 460 232 Ytterligare ett särdrag hos anordningen enligt denna utföringsform av uppfinningen är, att manipulatorarmen icke behöver förflyttas på ett komplicerat sätt för upptagande av hörnområdets sadelform. Den glidande monteringens och den pivoterade arnens arbetssätt tillåter manipulatorarmen att tillryggalägga en enkel cirkulär väg kring munstyckets radie utan att någon fram- och återgående rörelse längs munstycke- axeln erfordras. Ännu ett särdrag hos anordningen enligt uppfinningen är, att sändaren kan snedställas ur planet för cylindrarnas axlar för detektering av radiellt orienterade sprickor i den aktuella ZOHGH.The device according to the present invention is special useful in inspecting a zone of interest, which is located below the surface of the corner area of variable shape formed by the rectangular intersection between two cylindrical pressure pipes or vessels of different inner diameters, for example formed by the refrigerant nozzle in nuclear reactor vessels. At this embodiment allows the sliding transducer assembly and the mode of operation of the pivot arm to pass over the saddle-shaped corner area with careful maintenance of the the optimal orientation of the transmitting and receiving transducers in forhånanae to the corner area. 460 232 Another feature of the device according to this embodiment of the invention is that the manipulator arm does not need to be moved in a complicated way to accommodate the saddle shape of the corner area. The sliding assembly and the the working mode of the pivoted hearth allows the manipulator arm to make a simple circular path around the radius of the nozzle without any reciprocating motion along the nozzle the shaft is required. Yet another feature of the device according to the invention is that the transmitter can be tilted out of the plane of the axes of the cylinders for detection of radially oriented cracks in the current ZOHGH.

Uppfínningen förklaras närmare i det följande med hänvisning till bifogade ritningar.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Fig. l är en delvy av en första utföringsform av uppfinningen och visar manipulatorarmen placerad i munstyckets urborrning, fig. 2 är en sidovy i det munstyckets och kärlets axlar inne- hållande planet av den i fig. l visade utföringsformen, fig. 3 är en detaljerad sidovy av anordningen enligt fig.1 vid vinkelförskjutningen l80°, fig. 4 visar anordningen i fig. l vid vinkelförskjutningen 900 eller 2700, fig. 5 är en isometrisk, schematisk vy, som visar enedställ- ningen av ultraljudstrålarna inom den inspekterade massiva kroppen, fig. 6 är en sidovy av kärländen av ett kärnreaktormunstycke, varsinnerhörnsfläns inspekteras nædelst den andra utförings- formen av uppfinningen, 460 252 fig. 7 är en sidosnittvy av munstycksflänsen och inspekteringsapparaten enligt fig. 6, fig.8 visar inspektionssändar- och mottagarslädarna enligt fig. 7 placerade på innerhörnsflänsytorna vid svepets 900 eller 270° position, och fig. 9 är en vy från planet 9-9 i fig. 7.Fig. 1 is a partial view of a first embodiment of the invention and shows the manipulator arm located in the bore of the nozzle, Fig. 2 is a side view of the shafts of the nozzle and vessel contained therein. holding the plane of the embodiment shown in Fig. 1, Fig. 3 is a detailed side view of the device according to Fig. 1 at the angular displacement l80 °, Fig. 4 shows the device in Fig. 1 at the angular displacement 900 or 2700, Fig. 5 is an isometric, schematic view showing a single position the ultrasound beams within the inspected massif the body, Fig. 6 is a side view of the vessel end of a nuclear reactor nozzle, each corner flange is inspected next to the second embodiment. the form of the invention, 460 252 Fig. 7 is a side sectional view of the nozzle flange and the inspection apparatus according to Fig. 6, Fig. 8 shows the inspection transmitter and receiver slides according to Fig. 7 placed on the inner corner flange surfaces at the sweep 900 or 270 ° position, and Fig. 9 is a view from the plane 9-9 of Fig. 7.

I fig. l ser betraktaren in i ett kylmedelsmunstyckes urborr- ning från en punkt i ett kärnreaktorkärl. Munstycksaxeln l0 och munstyckets inneryta l2 anges i figuren. Inspektione- anordningen enligt uppfinningen visas vid 14 fäst vid en manipulatorarms 16 ände och i beröring med det hörnområde 18, som bildas av skärningen mellan munstycket 12 och kärlet 20.In Fig. 1, the viewer looks into the bore of a coolant nozzle. from a point in a nuclear reactor vessel. Nozzle shaft l0 and the inner surface l2 of the nozzle is indicated in the figure. Inspection the device according to the invention is shown at 14 attached to a the end of the manipulator arm 16 and in contact with the corner area 18, formed by the intersection of the nozzle 12 and the vessel 20.

Under inspektionen roteras manipulatorarmen 16 kring munstyckets axel 10, så att således inspektionsanordningen 14 förflyttas i en i huvudsak cirkulär väg över hörnområdet 18.During the inspection, the manipulator arm 16 is rotated about the shaft 10 of the nozzle, so that the inspection device 14 moved in a substantially circular path over the corner area 18.

Med tanke på den fortsatta diskussionen bestämmas inspektions- anordningens vinkelförskjutning kring munstycksaxeln 10 i förhållande till den uppåtriktade vertikala linjen 22 såsom referensvinkeln OO. Manipulatorarmen 16 och inspektione- anordningen 14 visas sålunda i fig. l vid ett vinkelförskjut- ningsläge av 1800.In view of the further discussion, the inspection the angular displacement of the device about the nozzle axis 10 i relative to the upward vertical line 22 such as the reference angle OO. The manipulator arm 16 and the inspection the device 14 is thus shown in Fig. 1 at an angular displacement of 1800.

Pig. 2 visar anordningen 14 och manipulatorarmen 16 i sidovy.Pig. 2 shows the device 14 and the manipulator arm 16 in side view.

Munstyckets inneryta 12 och kärlets inneryta 20 visas längs ett tvärsnitt av det hörnområde, som bildas av skärningen mellan dessa båda ytor. Munstyckets centrala axel 10 och kärlets centrala axel ll visas skära varandra i papperets plan under rät vinkel. Hörnområdet består av ett underlagsmaterial 24, som är täckt av ett skikt av beklädnadsmaterial 26. För en kärnreaktoranläggningsreaktorkärl utgöres underlagsmaterialet 24 i typfallet av kolstål med hänsyn till kostnad och 460 232 tillverkning, medan beklädnaden 26 i typfallet utgöres av ett rostfritt stål för att vara beständigt mot strålning och korrosion.The inner surface 12 of the nozzle and the inner surface 20 of the vessel are shown along a cross section of the corner area formed by the cut between these two surfaces. The central shaft 10 and the nozzle the central axis ll of the vessel is shown intersecting in the plane of the paper at right angles. The corner area consists of a base material 24, which is covered by a layer of cladding material 26. For a nuclear reactor plant reactor vessels constitute the substrate material 24 in the typical case of carbon steel with regard to cost and 460 232 manufacturing, while the liner 26 typically consists of a stainless steel to be resistant to radiation and corrosion.

Manipulatorarmen 16 är av en typ, som allmänt begagnas inom denna industri för placering av inspektionsanordningar i reaktorhärden. Den i fig. 2 visade manipulatorn är i förhållande till munstycksaxeln 10 orienterad så, att en enkel rotation av armavsnittet 28 bringar inspektionsanordningen 14 att beskriva en cirkel kring munstycksaxeln 10. Den geometriska orten för de punkter i vilka två cylindriska ledningar av olika innerdiametrar skär varandra under rät vinkel faller icke inom ett plan. Denna geometriska ort har "sadelform", där den linjära förskjutningen av skärningens geometriska ort längs munstycksaxeln 10 beror på vinkel- förskjutningen 30 för den geometriska orten kring samma munstycksaxel 10. Den linjära förskjutningen längs munstycks- axeln 10 icke endast förändras med vinkelförskjutningen 30 utan är även vinkeln mellan munstyckets inneryta 12 och kärlets inneryta 20 en variabel, beroende på vinkelförskjut- ningen 30. Vid vinkelförskjutningar av OO och l80° är vinkeln 32 90° för rätvinklig skärning mellan två cylindrar, d v s cylindrarnas centrala axlar 10, ll möts under rät vinkel.The manipulator arm 16 is of a type commonly used within this industry for the placement of inspection devices in reactor core. The manipulator shown in Fig. 2 is in relation to the nozzle shaft 10 oriented so that a simple rotation of the arm section 28 brings the inspection device 14 to describe a circle around the nozzle shaft 10. The geometric location of the points at which two cylindrical wires of different inner diameters intersect at right angles angle does not fall within a plane. This geometric place has "saddle shape", where the linear displacement of the cut geometric location along the nozzle axis 10 depends on the angular the displacement 30 of the geometric locus around the same nozzle axis 10. The linear displacement along the nozzle axis the axis 10 does not only change with the angular displacement 30 but is also the angle between the inner surface 12 of the nozzle and the inner surface 20 of the vessel a variable, depending on the angular displacement at angular displacements of 0 ° and 180 ° is the angle 32 90 ° for right-angled cutting between two cylinders, ie the central axes 10, ll of the cylinders meet at right angles.

Vinkeln 32 blir störst vid vinkelförskjutningar 30 av 900 och 270°, varvid det faktiska värdet beror på de två cylindrarnas relativa diametrar. Om exempelvis munstyckets 12 diameter är lika med kärlets 20 diameter, är vinkeln vid vinkelförskjut- ningen 30 av 900 och 2700 1800. Om å andra sidan kärlets 20 diameter är mycket större än munstyckets 12 diameter, närmar sig vinkeln 32 ett minimivärde av 900 vid dessa båda vinkelförskjutningar.The angle 32 becomes largest at angular displacements 30 of 900 and 270 °, the actual value depending on the two cylinders relative diameters. If, for example, the diameter of the nozzle 12 is equal to the diameter of the vessel 20, the angle at angular displacement 30 of 900 and 2700 1800. If, on the other hand, the vessel 20 diameter is much larger than the diameter of the nozzle 12, approaching angle 32 has a minimum value of 900 at these two angular displacements.

Upptagagandet av denna variation i vinkeln 32 är ett betydelsefullt och nödvändigt särdrag hos varje hörnområdes- inspektionsanordning.Vid ultraljudinspektionsandordningar 460 232 måste detta åstadkommas genom variation av de individuella omvandlarnas relativa läge i förhållande till ytorna hos den under inspektion varande kroppen.The recording of this variation in the angle 32 is one significant and necessary feature of each corner area inspection device. For ultrasonic inspection devices 460 232 this must be achieved through variation of the individual the relative position of the transducers relative to its surfaces during inspection being the body.

Fig. 3 visar mer i detalj inspektionsanordningen enligt uppfinningen. Anordningen består av en första vagn med en munstycksrulle 34, en munstycksrullegaffel 36, en svängarm 38, en hydraulisk påverkningsanordning 40 och en vagnsslid 42.Fig. 3 shows in more detail the inspection device according to the invention. The device consists of a first carriage with a nozzle roller 34, a nozzle roller fork 36, a pivot arm 38, a hydraulic actuator 40 and a carriage slide 42.

Under inspektionen hålles munstycksrullgaffeln 36 och sväng- armen 38 i kontakt såsom visas i fig.3. Under införande och avlägsnande av inspektionsanordningen 14 åtskiljer den hydrauliska påverkningsanordningen eller något annat lämpligt påverkningsorgan 40 svängarmen 38 och munstycksrullgaffeln 36 för underlättande av anordningens 14 manipulering.During the inspection, the nozzle roller fork 36 is held and the arm 38 in contact as shown in Fig. 3. During introduction and removal of the inspection device 14 separates it hydraulic actuator or other suitable means actuating means 40 the pivot arm 38 and the nozzle roller fork 36 to facilitate the manipulation of the device 14.

En ultraljudsändare 44 är anbragd vid en löpare 46, som i samverkan med vagnssliden 42 tillåter, att sändaren 44 translateras längs vagnssliden 42. En fjäder 48 eller annat organ belastar sliden 46 och därmed ultraljudsändaren 44 längs vagnssliden 42 i munstycksrullens 44 riktning. Under inspektionen är kärlet och munstycket fyllda med ett vätske- formigt medium 82, vanligen vatten, som såväl reglerar strål- ningen frân kärlets och reaktorns inre som tillåter att ultra- ljudenergi sändes till och från omvandlarna 44, 60.An ultrasonic transmitter 44 is mounted to a runner 46, as in interaction with the carriage slide 42 allows the transmitter 44 translated along the carriage slide 42. A spring 48 or other means loads the slide 46 and thus the ultrasonic transmitter 44 along the carriage slide 42 in the direction of the nozzle roller 44. During inspection, the vessel and nozzle are filled with a liquid shaped medium 82, usually water, which both regulates radiation from the interior of the vessel and the reactor which allows sound energy was sent to and from the converters 44, 60.

En pivotarm 50 visas styvt anbragt vid löparen 46 och sträcker sig såväl utåt som nedåt därifrån. Denna pivotarm 50 avslutas vid sin fria ände med en pivot 52, vid vilken en andra vagn 54 är anbragt.A pivot arm 50 is shown rigidly mounted to the runner 46 and extends both outwards and downwards from there. This pivot arm 50 terminates at its free end with a pivot 52, at which a second carriage 54 is placed.

Den andra vagnen 54 innefattar åtminstone två kärlrullar 56, 58, som korrekt placerar den andra vagnen på ett fast avstånd från kärlets inneryta 20 och orienterar den andra vagnen 54 i förhållande härtill. En riktningskänslig ultraljudmottagare 60, som är fäst vid den andra vagnen 54, fullbordar inspektionsanordningen enligt uppfinningen. 460 232 Av fig.3 framgår, att ultraljudsändaren 44 under inspektion är glidbart monterad vid det första vagnsaggregatet 34, 36, 38. 42, som hålles på ett fast avstånd ovanför munstyckets inneryta 12 genom munstycksrullen 34. En ultraljudenergistråle 62 utgår från ultraljudsändaren 44, går genom mediet 82 och passerar under munstycksytan 12 in i beklädnadsskiktet 2& Ultraljudstrålen visas i fig. 3 passera genom gränsytan 64 mellan beklädnaden 26 och underlagsmaterialet 24. Uppträdandet av en spricka, ett hålrum, en släppning eller annat fel i zonen 66 av intresse, som svepes av ultraljudstrâlen 62, stör ljudstrålens 62 fortplantning och konstateras såsom en fluktuation hos de ljudvågor, som mottages av den riktnings- känsliga ultraljudmottagaren 60. Tekniken för tolkningen av innebörden av de mottagna ultraljudvågorna är känd inom ultraljudprovningstekniken och skall icke utförligare beskrivas här. Det är tillräckligt att säga, att de detekterade variationerna uppträder antingen i den mottagna signalens styrka eller i andra egenskaper, som kan detekteras eller på annat sätt íakttagas av en person på avstånd från inspektionsapparaten.The second carriage 54 comprises at least two vessel rollers 56, 58, which correctly places the other carriage at a fixed distance from the inner surface 20 of the vessel and orients the second carriage 54 in relation to this. A direction-sensitive ultrasound receiver 60, which is attached to the second carriage 54, completes the inspection device according to the invention. 460 232 From Fig. 3 it can be seen that the ultrasonic transmitter 44 is under inspection is slidably mounted to the first carriage assembly 34, 36, 38. 42, which is kept at a fixed distance above the nozzle inner surface 12 through the nozzle roller 34. An ultrasonic energy beam 62 exits the ultrasonic transmitter 44, passes through the medium 82 and passes under the nozzle surface 12 into the cladding layer 2 & The ultrasonic beam shown in Fig. 3 passes through the interface 64 between the cladding 26 and the backing material 24. The appearance of a crack, a cavity, a release or other defect in the zone 66 of interest, which is swept by the ultrasound beam 62, interferes propagation of the sound beam 62 and is noted as one fluctuation of the sound waves received by the directional sensitive ultrasound receiver 60. The technology for the interpretation of the meaning of the received ultrasound waves is known within the ultrasound test technique and shall not be more detailed described here. Suffice it to say, that they detected variations occur either in the received one signal strength or other detectable properties or otherwise observed by a person at a distance from the inspection apparatus.

Såsom framgår av fig. 3 bibehålles ultraljudsändarens 44 orientering i förhållande till munstyckets inneryta genom vagnssliden 42 och löparen 46. Mottagarens 60 orientering i förhållande till kärlets inneryta 20 bibehålles genom kärl- rullarna 56, 58. Det framgår vidare av fig. 3, att avstånden från sändaren 44 till hörnets 63 spets och från hörnets 63 spets till mottagaren 60 bibehålles av pivotarmen 50 på grund av dess förbindelse med löparen 46 och pivoten 52.As shown in Fig. 3, the ultrasonic transmitter 44 is maintained orientation in relation to the inner surface of the nozzle through the carriage slide 42 and the runner 46. Orientation of the receiver 60 in relative to the inner surface 20 of the vessel is maintained by the vessel the rollers 56, 58. It can further be seen from Fig. 3 that the distances from the transmitter 44 to the tip of the corner 63 and from the corner 63 tip to the receiver 60 is maintained by the pivot arm 50 due of its connection to the runner 46 and the pivot 52.

Manipulatorarmen 16 tvingar munstycksrullen 34 till beröring med munstyckets ipneryta 12, medan fjädern 48 spänner kärl- rullarna 56, 58 mot kärlets inneryta 20 genom att verka genom pivotarmen 50, pivoten 52 och den andra vagnen 54. 460 252 10 Under inspektion med en anordning enligt uppfinningen, vrides helt enkelt manipulatorarmen l6 kring munstycksaxeln 10.The manipulator arm 16 forces the nozzle roller 34 into contact with the opening surface 12 of the nozzle, while the spring 48 clamps the vessel the rollers 56, 58 against the inner surface 20 of the vessel by acting through the pivot arm 50, the pivot 52 and the second carriage 54. 460 252 10 During inspection with a device according to the invention, turn simply the manipulator arm 16 around the nozzle shaft 10.

Munstycksrullen 34 och därmed hela det första vagnsaggregatet beskriver sålunda en cirkulär väg kring den inre munstycksytan 12. Såsom ävenledes diskuterats ovan beskriver det sadelformiga området under granskning icke en enkel cirkulär ort för punkterna utan en sadelform, som innefattar en linjär translation längs munstycksaxeln 10. Inspektionsanordningen enligt uppfinningen upptager denna linjära variation liksom ändringar i vinkeln 32 mellan munstyckets inneryta 12 och kärlets inneryta 20 på ett sätt, som här skall beskrivas med hänvisning till fig. 4.The nozzle roller 34 and thus the entire first carriage assembly thus describes a circular path around the inner nozzle surface 12. As also discussed above, it describes saddle-shaped area under review not a simple circular place for the points without a saddle shape, which includes a linear translation along the nozzle shaft 10. The inspection device according to the invention occupies this linear variation as well changes in the angle 32 between the inner surface 12 of the nozzle and the inner surface 20 of the vessel in a manner to be described herein reference to Fig. 4.

Fig. 4 visar anordningen enligt uppfinningen vid en radiell förskjutning, som icke är 00 eller 1800. I jämförelse med fig. 3 har hörnområdet i fig. 4 translaterats avsevärt mot kärlets 20 inre, och vinkeln 32 mellan munstyckets inneryta 12 och kärlets inneryta 20 är avsevärt större. Dessa förändringar upptages av anordningen enligt uppfinningen på två sätt: för det första medför ändringen i vinkeln 32 en vridning av den andra vagnen 54 kring pivoten 52 till följd av verkan av kärlrullarna 56, 58, som är i beröring med kärlets inneryta 20. Den riktningskänsliga ultraljudmottagaren 60 hålles sålunda i samma vinkelorientering i förhållande till kärlets inneryta. För det andra har hörnområdets linjära rörelse längs munstycksaxeln 10 upptagits av löparens 46 translation längs vagnssliden 42 under inverkan av pivotarmen 50 och den andra vagnen 54. Båda ultraljudomvandlarna 44, 60 hålles sålunda på ett konstant avstånd från hörnspetsen 62 i trots av den linjära rörelsen och den variabla innervinkeln hos hörnområdet 24.Fig. 4 shows the device according to the invention at a radial offset, which is not 00 or 1800. In comparison with fig. 3, the corner area in Fig. 4 has been translated considerably towards the vessel 20, and the angle 32 between the inner surface 12 and the nozzle the inner surface 20 of the vessel is considerably larger. These changes is taken up by the device according to the invention in two ways: for first, the change in angle 32 causes it to rotate the second carriage 54 around the pivot 52 due to the action of the vessel rollers 56, 58, which are in contact with the inner surface of the vessel 20. The directional ultrasound receiver 60 is held thus in the same angular orientation relative to the vessel interior. Second, the corner area has linear motion along the nozzle shaft 10 is occupied by the translation of the runner 46 along the carriage slide 42 under the action of the pivot arm 50 and the other the carriage 54. Both ultrasonic transducers 44, 60 are thus held on a constant distance from the corner tip 62 in spite of it the linear motion and the variable inner angle of the corner area 24.

Genom bibehållandet av det ovan beskrivna avståndet för ultraljudomvandlarna 44, 60 liksom varje individuell omvandlares 44, 60 orientering till sin respektive yta 12, 20 tillåter inspektionsanordningen enligt uppfinningen 460 232 ll fullständig inspektion av zonen 66 av intresse inom hörnområdet hos den inre skärníngen mellan två cylindriska ytor 12, 20 med endast en ultraljudsändare och en riktnings- känslig ultraljudmottagare. Anordningen förenklar även manipulatorarmens 16 rörelser genom att manipulatorarmen 16 icke behöver translatera inspektionsanordningen längs munstycksaxeln 10 för att inspektionsanordningen noggrant skall följa det under inspektion varande sadelformiga hörn- området. Ännu ett särdrag hos anordningen enligt uppfinningen visas för fullbordande av beskrivningen av den föredragna utförings- formen. I fig. 1 visas ett par ljudstrålar 62 röra sig ut från planet för manipulatorarmen 16 och inspektionsanordningen 14.By maintaining the distance described above for the ultrasonic transducers 44, 60 as well as each individual the orientation of transducers 44, 60 to their respective surfaces 12, 20 allows the inspection device according to the invention 460 232 ll full inspection of zone 66 of interest within the corner area of the inner intersection between two cylindrical surfaces 12, 20 with only one ultrasonic transmitter and one directional sensitive ultrasound receiver. The device also simplifies movements of the manipulator arm 16 by the manipulator arm 16 do not need to translate the inspection device along nozzle shaft 10 to carefully inspect the device shall follow the saddle-shaped corner during inspection the area. Yet another feature of the device according to the invention is shown for completion of the description of the preferred embodiment the form. Fig. 1 shows a pair of sound beams 62 moving out the plane of the manipulator arm 16 and the inspection device 14.

Genom att ultraljudomvandlarna 44, 60 orienteras på så sätt, att de sänder och mottager ultraljudenergí i en riktning, som sneddats ur det i fig. 3 och 4 visade planet, göres inspektionen av hörnområdet noggrannare och omsorgsfullare genom att detekteringen av radiellt förlöpande sprickor inom hörnområdet tillåtes. Såsom vidare inses av fackmannen medför snedställningen av den utsända ultraljudstrålen att ingen avsevärd ultraljudenergi mottages av den riktningskänsliga mottagaren, då ultraljudenergin passerar genom zonen av intresse utan påträffande av några fel eller andra störningar.By orienting the ultrasonic transducers 44, 60 in this way, that they transmit and receive ultrasonic energy in one direction, which oblique from the plane shown in Figs. 3 and 4, is made the inspection of the corner area more carefully and carefully by the detection of radially extending cracks within the corner area is allowed. As further understood by those skilled in the art entails the skew of the emitted ultrasound beam to none considerable ultrasonic energy is received by the direction sensitive the receiver, as the ultrasonic energy passes through the zone of interest without encountering any errors or other disturbances.

Detekteringen av signifikant, reflekterad ultraljudenergi medelst den riktningskänsliga mottagaren, orienterad för mottagning av endast ultraljudenergi, som utgår från zonen av intresse, förenklar analys- och feldetekteringsproceduren för den på avstånd befintliga personen.The detection of significant, reflected ultrasonic energy by means of the direction-sensitive receiver, oriented for reception of ultrasonic energy only, emanating from the zone of interest, simplifies the analysis and error detection procedure for the remote person.

Detta särdrag visas schematiskt i fíg.5. Den utsända ultra- ljudstrålen 70 träffar snett munstyckets inneryta 12 vid punkten 72 och går in i det massiva hörnområdet 84. Då ljud- strålen 70 passerar från det medium 82, vanligen vatten, som omsluter inspektionsanordníngen och munstyckct, och går in i det fasta materialet, refrakteras ljudstrålen längs en grund 460 252 l2 väg 74, som går genom zonen 66 av intresse, vilken är belägen nära ytan av hörnomrâdet 84. En radiell spricka 67 inom zonen 66 leder till att den utsända strålen 74 reflekteras längs en returväg 76, som går ut ur den massiva kroppen vid punkten 78 i kärlytan 20. Ytrefraktionen ändrar åter denna ljudstråles väg, som vid 80 visas gå ut ur den fasta kroppen genom det omgivande mediet 82.This feature is shown schematically in Fig.5. The transmitted ultra- the sound beam 70 obliquely strikes the inner surface 12 of the nozzle point 72 and enters the solid corner area 84. When the the jet 70 passes from the medium 82, usually water, which encloses the inspection device and nozzle, and enters the solid material, the sound beam is refracted along a base 460 252 l2 road 74, which passes through zone 66 of interest, which is located near the surface of the corner area 84. A radial crack 67 within the zone 66 causes the emitted beam 74 to be reflected along one return path 76, which exits the solid body at point 78 in the vessel surface 20. The outer fraction again changes this sound beam path, which at 80 appears to go out of the solid through it surrounding medium 82.

Den andra utföringsformen skall beskrivas med början med en bom, som vrides kring ett centrum, vilket sammanfaller med munstyckets centrumlinje. En arm är ledad från bommen, och armens andra ände är förlängd nedåt mot den läpp, som skall svepas och inspekteras. Armens andra ände bäres grundmässigt av en rulle, som följer munstyckets inre cylindriska yta. På denna grundkonstruktion är den länk, som bär slädarna för ultraljudsändare och -mottagare monterad. Dessa slädar bäres av länkkonstruktionen, som hänger ned från armens andra ände och följer läppens ytor, då ytorna varierar i vinkeln Theta samt medan armen svepes av bommen, som roteras och translateras kring och längs munstyckets centrumlinje såsom bestämmes av innerhörnets sadelform.The second embodiment will be described beginning with a boom, which rotates around a center, which coincides with the centerline of the nozzle. An arm is articulated from the boom, and the other end of the arm is extended downwards towards the lip, which should swept and inspected. The other end of the arm is basically worn of a roller following the inner cylindrical surface of the nozzle. On this basic construction is the link that the sleds carry ultrasonic transmitter and receiver mounted. These sledges are carried of the link structure, which hangs down from the other end of the arm and follows the surfaces of the lip, as the surfaces vary in the angle Theta and while the arm is swept by the boom, which is rotated and translated around and along the centerline of the nozzle such as determined by the saddle shape of the inner corner.

Antalet och belägenheten av sändarna och mottagarna på sina slädar är betydelsefullt. Ritningsfigurerna skall emellertid först och främst gynna förståelsen av förhållandet mellan bommen, armen och länken mellan armen och slädarna i förhållande till de två sidor hos läppen, som skär varandra och bildar innerhörnet. Upplösningen av de signaler, som mottages från sändarna, är en fråga om elektronisk behandling och skall icke här närmare behandlas, även.om detta är av vikt för inspektionen. Uppfinningen avser den mekaniska placeringen av sänder- och mottagarslädarna i förhållande till sidorna hos munstycksinnerhörnets läpp.The number and location of the transmitters and receivers on their sleds are significant. However, the drawing figures shall First of all, promote the understanding of the relationship between the boom, the arm and the link between the arm and the sleds in relative to the two sides of the lip, which intersect and forms the inner corner. The resolution of the signals, which received from the transmitters, is a matter of electronic processing and shall not be treated further here, even if this is of importance for the inspection. The invention relates to the mechanical location of the transmitter and receiver slides in relation to the sides at the lip of the nozzle inner corner.

Pig. 6 visar allmänt orienteringen av förhållandet mellan munstycket l och inspektionskonstruktionen. Munstycket, som 460 232 13 ses från kärlets inre i sidovy, visar sitt innerhörn 102 som en cirkel. Kärlväggen 103 genomtränges av munstycket 101.Pig. 6 generally shows the orientation of the relationship between nozzle 1 and the inspection structure. The nozzle, which 460 232 13 seen from the interior of the vessel in side view, shows its inner corner 102 as a circle. The vessel wall 103 is penetrated by the nozzle 101.

Givetvis är munstycket svetsat vid kärlväggen 103.Of course, the nozzle is welded to the vessel wall 103.

Inspektionskonstruktionen enligt föreliggande uppfinning börjar med bommen 104, som sänkes ned till läget vid munstyckets 101 centrumlinje 105. Hur bommen 104 understödjes och vrides samt translateras längs centrumlinjen 105 skall icke beskrivas. Bommen visas endast såsom ett cylindriskt nav, och den konstruktion, som bildar uppfinningen, är vridbart lagrad från denna bom/nav 104. Den nya inspektione- konstruktionen antydes genom en arm 106. Bomnavet 104 roterar kring centrumlinjen 105 och då så sker svepes armens 106 andra ände från det visade 180° läget via 2700, 00 och 900 lägena åter till 1800 läget. Givetvis kan svepet utföras i den motsatta riktningen, och svepet i medursriktningen är endast ett enkelt första val.The inspection structure according to the present invention begins with the boom 104, which is lowered to the position at the centerline 105 of the nozzle 101. How the boom 104 is supported and twisted and translated along the centerline 105 shell not described. The boom is shown only as a cylindrical hub, and the structure forming the invention is rotatable stored from this boom / hub 104. The new inspection the construction is indicated by an arm 106. The boom hub 104 rotates around the center line 105 and then the second arm 106 is swept end from the displayed 180 ° position via the 2700, 00 and 900 positions back to 1800 mode. Of course, the sweep can be performed in it opposite direction, and the sweep in the clockwise direction is only an easy first choice.

Pig. 7 visar detaljerat förhållandet mellan bommen 104, armen 106 och sändar/mottagarslädarna, som omsluter innerhörnets 102 läpp. Armen 106 och de vid denna anbragta slädarna visas. under inspektion av läppytorna. Konstruktionens läge innan den når läget enligt fig. 7 visas icke. Fig. 7 visar slädarna sedan de nått sina inspektionspositioner och hur länken mellan slädarna och armen 106 förhåller sig, medan läppens ínnerhörn svepes, framgår.Pig. 7 shows in detail the relationship between the boom 104, the arm 106 and the transmitter / receiver carriages enclosing the inner corner 102 lip. The arm 106 and the slides attached thereto are shown. during inspection of the lip surfaces. The position of the structure before it when the position according to Fig. 7 is not shown. Fig. 7 shows the sledges then they reached their inspection positions and how the link between the sledges and the arm 106 relate, while the inner corner of the lip swept, it appears.

Först vrides armen 106 vid sin första ände från bommen 104 vid pivoten 107. Den konstruktion, medelst vilken armen 106, föres till detta läge, visas icke. Armens 106 andra ände bär rullen 110 medelst en ståndare lll. Ståndaren lll är vid sin övre ände vridbar från armens 106 andra ände vid pivotpunkten 112.First, the arm 106 is rotated at its first end from the boom 104 at the pivot 107. The structure by which the arm 106 is moved to this mode, is not displayed. The other end of the arm 106 carries the roller 110 by means of a post lll. The stamen lll is at its upper end rotatable from the other end of the arm 106 at the pivot point 112.

Den konstruktion, som reglerar vinkeln för ståndaren 111 till armen 106 visas icke i detalj. Det inses lätt, att armen 106 föres till det i fig. 7 visade läget och bildar ett stabilt underlag för beröringen mellan rullen 110 och läppytan 113 samt bibehåller parallellism medelst det parallellogram, som 460 252 14 bildas av länkarna A,B,C och 106. Man inser sålunda, att då bommen 104 translateras längs samt roteras kring centrumlinjen 105 bibehåller rullen 110 beröringen med den inre cylindriska ytan hos munstycket såsom en förlängning av läppytan 113.The structure which regulates the angle of the post 111 to arm 106 is not shown in detail. It is readily appreciated that the arm 106 is brought to the position shown in Fig. 7 and forms a stable substrate for the contact between the roller 110 and the lip surface 113 and maintains parallelism by means of the parallelogram, which 460 252 14 is formed by the links A, B, C and 106. It is thus realized that then the boom 104 is translated along and rotated about the centerline 105, the roller 110 maintains contact with the inner cylindrical the surface of the nozzle as an extension of the lip surface 113.

Givetvis är munstyckets 101 yta koncentrisk med dess centrum- linje 105, och ingen ändring sker därför i den vinkel armen 106 bildar med centrumlinjen 105 under inspektionsrörelserna.Of course, the surface of the nozzle 101 is concentric with its center. line 105, and therefore no change occurs in that angle arm 106 forms with the centerline 105 during the inspection movements.

Medan bommen 106 drages tillbaka från inspektionsläget i fig. 7 för avlägsnande, kan armen 106 vridas uppåt, och mekanismer kan anordnas för reglering av den vinkel ståndaren lll bildar med armen 106 i syfte att bringa mekanismen att gå fri från munstyckets 101 urborrning. Hela detta arrangemang är ett hjälpmedel för förberedande av rullens 110 uppnående och lämnande av beröring med ytan 113.While the boom 106 is retracted from the inspection position in FIG. 7 for removal, the arm 106 can be rotated upward, and mechanisms can be arranged for adjusting the angle formed by the post 111 with the arm 106 in order to release the mechanism bore of the nozzle 101. This whole arrangement is one aids for preparing the achievement of the roller 110 and leaving contact with the surface 113.

För fortsättningen av beskrivningen är det av vikt att konstatera, att fig. 7 visar armen 106, ståndaren lll och rullen 110 såsom ett fast underlag för sändar- och mottagar- slädarnas stöd. Därnäst i betydelse är munstycksytan 114, som skär ytan 113, så att innerhörnet 102 bildas. De vinklar, som bildas av dessa båda ytor, betecknas Theta. Värdet av Theta varierar, då ett svep utföres av innerhörnet 102. Det är vinkelns Theta variation, som stödkonstruktionen för slädarna 115 och 116 måste upptaga, vilka slädar utgör ultraljud- omvandlarhållare Ett genomsnittligt avstånd måste vidmakt- hållas mellan den på släden 115 monterade ultraljudsändaren och de på släden 116 monterade mottagarna, medan slädarna sveper den innerhörnläpp, som bildas av ytorna 113 och 114.For the continuation of the description, it is important that note that Fig. 7 shows the arm 106, the upright III and roller 110 as a solid support for the transmitter and receiver the support of the sledges. Next in importance is the nozzle surface 114, which cut the surface 113 so that the inner corner 102 is formed. The angles, which formed by these two surfaces, is called Theta. The value of Theta varies when a sweep is performed by the inner corner 102. It is the Theta variation of the angle, as the support structure for the sleds 115 and 116 must accommodate which carriages constitute ultrasonic transducer holder An average distance must be maintained held between the ultrasonic transmitter mounted on the carriage 115 and the receivers mounted on the carriage 116, while the carriages sweeps the inner corner lip formed by the surfaces 113 and 114.

Innerhörnets 102 sadelform framgår icke direkt av fig. 6.The saddle shape of the inner corner 102 is not shown directly in Fig. 6.

Sadelformens Kontur framgår i tillräcklig mån av fig. 7 för att man skall inse nödvändigheten av att variationen i svepet av sadelformen delvis tages upp genom translatering av bommen 104 över ett område längs centrumlinjen 105 för hållande av slädarna i likformig beröring med ytorna 113 och 114. Åter framhålles, att den mekanism, som driver bommen 104 längs 460 232 15 centrumlinjen vid translationen icke ingår i föreliggande beskrivning. Det är tillräckligt att analysera rörelsen hos länken mellan armens 106 andra ände och slädarna 115 och 116, medan translationen utföres under det samtidiga svepet av innerhörnet 102.The contour of the saddle shape is sufficiently shown in Fig. 7 for that one should realize the necessity of that variation in the sweep of the saddle shape is partly taken up by translation of the boom 104 over an area along the centerline 105 for holding the sledges in uniform contact with surfaces 113 and 114. Again It is noted that the mechanism which drives the boom 104 along 460 232 15 the center line of the translation is not included in the present description. It is sufficient to analyze the movement of the link between the other end of the arm 106 and the carriages 115 and 116, while the translation is performed during the simultaneous sweep of inner corner 102.

Stödlänken 120 är vridbart lagrad från sin första ände vid 121. Pivoten 121 bäres på ståndaren 111 och har sålunda ett stabilt, oföränderligt förhållande till centrumlinjen 105, då inspektionens svep och translation utföres. Stödlänkens 120 andra ände bär en pivot 122. En vipplänk 123 bäres från pivoten 122. Vipplänken 123 är med vardera änden mer eller mindre direkt förbunden med en släde. Närmare bestämt befinner sig pivoten 122 ungefär vid länkens 123 mittpunkt, medan dess första ände är förbunden med släden 115 och dess andra ände med släden 116. Slädarna är icke styvt förbundna med vipplänkens 123 ändar. En pivot 124 är anordnad mellan släden 115 och vipplänkens 123 första ände, medan en pivot 125 är anordnad mellan länkens 123 andra ände och släden 116. Alla pivoter (121, 122, 123, 125) tillåter sina länkar att röra sig längs bågar, som är parallella med eller i planet för armen 106 och ståndaren 111. Då stödlänken 120 medurs vrides kring sing pivot 121, föres de vid ändarna anbragta slädarna mot ytorna 113 och 114. Då vinkeln Theta varierar, vrider sig vipplänken 123 vid 122, och pivoterar slädarna 115 och 116 vid 124 och 125, så att ett likformigt förhållande vidmakthålies mellan varje släde och dess respektive läppyta.The support link 120 is rotatably mounted from its first end at 121. The pivot 121 is carried on the upright 111 and thus has one stable, unchanged relation to the center line 105, then the inspection sweep and translation are performed. Support link 120 the other end carries a pivot 122. A tilt link 123 is carried from the pivot 122. The rocker link 123 is with each end more or less directly connected by a sled. Specifically located the pivot 122 is approximately at the center of the link 123, while its the first end is connected to the carriage 115 and its second end with the carriage 116. The carriages are not rigidly connected to the 123 ends of the tilt link. A pivot 124 is arranged between the carriages 115 and the first end of the rocker link 123, while a pivot 125 is arranged between the other end of the link 123 and the carriage 116. All pivots (121, 122, 123, 125) allow their links to move along arcs, which are parallel to or in the plane of the arm 106 and the upright 111. Then the support link 120 is rotated clockwise sing pivot 121, the sledges mounted at the ends are moved towards surfaces 113 and 114. As the Theta angle varies, it rotates rocker link 123 at 122, and pivot sledges 115 and 116 at 124 and 125, so that a uniform relationship is maintained between each sled and its respective lip surface.

En elastisk kraft är anbragt på stödlänken 120 i en medurs riktning för vidmakthållande av beröringen mellan släde och yta under inspektionsrörelsen. En kolv-cylinderförbindelse mellan ståndaren 111 och stödlänken 120 visas vid 126. Även om kolven-cylindern 126 kan påverkas medelst pneumatiskt tryck för åstadkommande av en elastisk kraft i den för vridning av stödlänken 120 erforderliga riktningen, kan en fjäder- konstruktion av lämplig konstruktion begagnas. Slutligen 460 232 16 upptages sadelformens innerhörn genom stödlänkskonstruktionens vridning kring pivotpunkten 121 tillsammans med bommens 104 translation.An elastic force is applied to the support link 120 in a clockwise direction direction for maintaining the contact between the slide and surface during the inspection movement. A piston-cylinder connection between the post 111 and the support link 120 is shown at 126. Although the piston-cylinder 126 can be actuated by pneumatic pressure to produce an elastic force therein for rotating the support link 120 required direction, a spring construction of suitable construction is used. Finally 460 232 16 the inner corner of the saddle shape is occupied by that of the support link construction rotation about the pivot point 121 together with the boom 104 translation.

Fig. 8 visar vinkelns Theta stora värde vid svepets 90° och 270° positioner. Den stora vinkeln Theta i fig. 8 skall jämföras med den relativt lilla vinkeln Theta i fig. 7. Såsom visas pivoterar stödlänken 120 kring punkten 121, pivoterar vipplänken 123 kring punkten 122, pivoterar släden 115 kring punkten 124 och pivoterar släden kring punkten 125 såsom erfordras för upptagande av ändringen i vinkeln Theta under inspektionssvepet av 360°. Med "upptagning" avses här givetvis justeringen av detta pivoterade länkarrangemang mellan slädarna och armens 106 andra ände för att hålla slädarna på ett konstant genomsnittligt inbördes avstånd och likformigt relaterade till de ytor de sveper. Vinkelns Theta område framgår av fig. 7, som visar slädarna vid svepets 1800 eller 00 positioner, och fig. 8, som visar samma slädar vid 900 och 2700 positionerna. Detta leder till fig. 9, som analyserar orienteringen av de på slädarna 115 och 116 monterade sändarna och mottagarna.Fig. 8 shows the large value of the angle Theta at 90 ° and of the sweep 270 ° positions. The large angle Theta in Fig. 8 shall compared with the relatively small angle Theta in Fig. 7. As is shown pivoting the support link 120 around the point 121, pivoting tilt link 123 around point 122, pivots the carriage 115 around point 124 and pivot the carriage around point 125 such as required to record the change in the Theta angle below the inspection sweep of 360 °. By "recording" is meant here, of course the adjustment of this pivoted link arrangement between the other end of the sledges and the arm 106 to hold the sledges on a constant average mutual distance and uniform related to the surfaces they sweep. Angle Theta area is shown in Fig. 7, which shows the sledges at the sweep 1800 or 00 positions, and Fig. 8, which shows the same carriages at 900 and 2700 positions. This leads to Fig. 9, which analyzes the orientation of the transmitters mounted on the carriages 115 and 116 and the recipients.

Slädarna 115 och 116 visas vid sina 1800 positioner i fig.6 och 7. Slädarna visas endast i förhållande till ínnerhörnsläppen 102 och dess ytor 113 och 114. För maximering av det ultraljud, som mottages från sändarna, är två sändare monterade på släden 115 och ett par mottagare för varje sändare är monterade på släden 116. Närmare bestämt visas sändaren 130 monterad på släden 115, medan mottagarna 131 och 132 visas monterade på släden 116. Sändaren 130 är orienterad så, att den riktar sitt ljud in i läppen 102 under sned vinkel i förhållande till det plan, i vilket länken mellan slädarna rör sig vid armens 106 ände. Detta plan innefattar givetvis centrumlinjen 105 under svepet. Mottagarna 131 och 132 är riktade för mottagning av varje ljud, som kan reflekteras av en defekt. Vidare är den ena av mottagarna, exempelvis 460 252 17 mottagaren 132, orienterad för mottagning av maximisignalen från sändaren 130 vid l80° och 0° positionerna medan mottagaren 131 är orienterad för mottagning av sin maximisignal från sändaren vid 90° och 270° positionerna. Av mottagarna 131 och 132 alstrade signaler kombineras av på avstånd belägna stationer för att ge en sammansatt manifestation. Medan svepet fortsätter i följd genom de olika positionerna manifesterar de kombinerade signalerna för mottagaren belägenheten för varje anomali, fel eller defekt i läppen 102.The carriages 115 and 116 are shown at their 1800 positions in Fig. 6 and 7. The sleds are shown only in relation to the inner corner lip 102 and its surfaces 113 and 114. For maximization of the ultrasound received from the transmitters are two transmitters mounted on the carriage 115 and a pair of receivers for each transmitters are mounted on the carriage 116. More specifically, shown the transmitter 130 mounted on the carriage 115, while the receivers 131 and 132 is shown mounted on the carriage 116. The transmitter 130 is oriented so that it directs its sound into the lip 102 at an oblique angle in relation to the plane in which the link between the sleds moves at the end of the arm 106. This plan includes, of course centerline 105 below the sweep. The receivers 131 and 132 are directed to receive each sound, which can be reflected by a defect. Furthermore, it is one of the recipients, for example 460 252 17 receiver 132, oriented to receive the maximum signal from the transmitter 130 at the 180 ° and 0 ° positions while the receiver 131 is oriented to receive its maximum signal from the transmitter at the 90 ° and 270 ° positions. Of signals 131 and 132 generated signals are combined by on remote stations to provide a compound manifestation. While the sweep continues in succession through the various the positions manifest the combined signals for the recipient the location of each anomaly, fault or defect in lip 102.

För utvidgning av det inspekterade området monteras en andra sändare 135 på släden 115 samt monteras mottagare 136 och 137 på släden 116. Sändaren 135 och mottagarna 136 och 137 orienteras på sina respektive slädar, så att ett inspektions- fält projiceras snett i förhållande till planet såsom en spegelbild av sändarens 130 och mottagarnas 131 och 132 fält.A second is fitted to extend the inspected area transmitter 135 on the carriage 115 and receivers 136 and 137 are mounted on the carriage 116. The transmitter 135 and the receivers 136 and 137 oriented on their respective sledges, so that an inspection field is projected obliquely relative to the plane as one mirror image of the transmitter 130 and the fields of the receivers 131 and 132.

Det framhålles åter, kanske onödigtvis, att inspektionen sker med avseende på anomalier i läppmateríalet under dess beklädnad. Beskrivningen har icke utförligt uppehållit sig vid förhandenvaron av den inre munstycksytans beklädnad. Icke desto mindre är ett av skälen för tillämpning av denna icke- destruktiva inspektionsform att spåra ut dessa defekter, som gömmer sig under ytan hos läppens 102 beklädnad.It is emphasized again, perhaps unnecessarily, that the inspection takes place with respect to anomalies in the lip material below it clothing. The description has not been elaborated on the presence of the inner nozzle surface liner. Non nevertheless, one of the reasons for applying this non- destructive form of inspection to detect these defects, which hides under the surface of the lining of the lip 102.

Den nyhet, som ligger i länken mellan bomnavet 104 och slädarna 115 och 116 har beskrivits. Med denna länk och bom- navets translation längs munstyckets centrumlinje upptages både sadelformen hos läppens 102 innerhörn och variationerna i vinkeln Theta under inspektionssvepet, så att slädarna 115 och 116 hålles korrekt i förhållande till varandra. För det andra hålles orienteringen av sändarna på släden 115 och mottagarna på släden 116, så att en sammansatt signal åstadkommas från mottagarna, vilken är maximal vid alla svepets positioner- I 460 252 18 En detalj hos arrangemanget har icke framhållits i tillräcklig mån. Den långsträckta armen 106 behöver icke vara den enda arm,sonnärvridbart1agradfrånbomnavet104.Endelavarmen 106a anges vridbart lagrad från bomnavet 104. Sändar- och mottagarslädarna föres med armen 106a fram till munstycksytan 1800 från den del av ytan, som inspekteras av slädarna 115 och 116. Den typ av inspektion, som utföres medelst den vid armen 106a anbragta konstruktionen är av intresse endast för framhållande av att denna andra inspektion kan utföras i följd med armens 106 inspektion. Baslänken 120 kan vridas uppåt från sitt läge i fíg. 7 medelst pâverkningsanordningen 126, medan bomnavet 104 translateras in i det inre av munstycket för armens lO6a andra inspektion._De dominerande särdragen hos föreliggande uppfinning förblir emellertid flexibiliteten hos det länkarrangemang, som kan sägas sträcka sig från bomnavet 104 till slädarna 115 och 116.The novelty, which lies in the link between the boom hub 104 and the slides 115 and 116 have been described. With this link and bom- the hub translation along the centerline of the nozzle is recorded both the saddle shape of the inner corner of the lip 102 and the variations in the Theta angle during the inspection sweep, so that the sledges 115 and 116 are kept correctly in relation to each other. Second the orientation of the transmitters is maintained on the carriage 115 and the receivers on the carriage 116, so that a composite signal is produced from the receivers, which is the maximum at all positions of the sweep IN 460 252 18 A detail of the arrangement has not been sufficiently emphasized Mon. The elongate arm 106 need not be the only one arm, sonnärvridbart1agradfrombomnavet104.Endelavarmen 106a is indicated rotatably mounted from the boom hub 104. Transmitter and the receiving carriages are moved with the arm 106a to the nozzle surface 1800 from the part of the surface inspected by the sledges 115 and 116. The type of inspection carried out by means of the arm The construction constructed in 106a is of interest only to emphasizing that this second inspection can be performed in succession with arm 106 inspection. The base link 120 can be turned upwards from its location in fig. 7 by means of the actuating device 126, while the boom hub 104 is translated into the interior of the nozzle for arm lO6a second inspection._The dominant features of however, the present invention remains the flexibility of the link arrangement, which can be said to extend from the boom hub 104 to the sledges 115 and 116.

Det första särdraget hos armens 106 länk börjar med att rullen 110 föres ned på ytan 113 för att bilda den fasta basen.The first feature of the arm 106 link begins with the roller 110 is lowered onto the surface 113 to form the solid base.

Pivotpunkten 121 stabiliseras därigenom och upprättas likformigt från centrumlinjen 105, medan svepet utföres. Den långsträckta baslänken 120 bildas mellan armens 106 andra ände och vipplänken 123. Vipplänken 123 är med sin ena ände anbragt för vridning av släden 115, medan vipplänkens 123 andra ände är anbragt för vridning av släden 116. Då vinkeln mellan läppytorna varierar justeras samtliga pivoter i förhållande till pivoten 121 för att hålla slädarna likformigt i beröring med sina svepta läppytor, medan de hålles på ett konstant genomsnittligt avstånd från varandra. En slutlig punkt gäller den uppdelning av justeringen, som göres mellan bomnavets 104 translatering och anpassningen av pivoterna. Vid det faktiska utförandet utföres större delen av anpassningen genom translationen, medan finjusteringen göres genom pivoteringen.The pivot point 121 is thereby stabilized and established uniformly from the centerline 105, while the sweep is performed. The elongated base link 120 is formed between the other end of the arm 106 and the tilting link 123. The tilting link 123 is arranged with one end of it for turning the carriage 115, while the other end of the rocker link 123 is arranged to rotate the carriage 116. Then the angle between lip surfaces vary, all pivots are adjusted in proportion to the pivot 121 to keep the slides uniformly in contact with their swept lip surfaces, while being kept at a constant average distance from each other. A final point applies the division of the adjustment made between the boom hub 104 translation and adaptation of the pivots. At the actual the execution is carried out most of the adaptation by translation, while the fine-tuning is done through the pivoting.

Vid en utvidgning av den ovan beskrivna iden, varunder slädarna placeras under svepet, riktar sändaren eller sändarna v 460 252 19 på släden 115 ultraljud snett in i innerhörnläppskroppen, medan slädens 116 mottagare orienteras för uppfångande av eventuellt ljud, som reflekteras från anomalier, som utvecklats i läppkroppen.In an extension of the idea described above, including the sledges are placed under the sweep, directing the transmitter or transmitters v 460 252 19 on the sled 115 ultrasound obliquely into the inner corner lip body, while the carriage's 116 receivers are oriented to catch any sound, which is reflected from anomalies, such as developed in the lip body.

Av det ovanstående torde framgå, att föreliggande uppfinning väl fyller ovan angivna syften, medan den erbjuder andra uppenbara fördelar. Den beskrivna utföringsformen av uppfinningen kan på många sätt modifieras och varieras inom ramen för patentkraven.From the above, it will be apparent that the present invention well fulfills the above purposes, while offering others obvious benefits. The described embodiment of the invention can be modified and varied within in many ways framework of the claims.

Claims

460 252 ÅO PATENT REQUIREMENTS

Device for detecting faults within a solid corner area formed by the intersection of a pair of solid elements with a first (10: 113) and a second (20: 114) surface which meet at a corner point, comprising an ultrasonic transmitter (44: 115) and an ultrasonic receiver (60; 116), characterized by - a first device (38, 46; 120, 123) with first means (34, 36; 121, 124) for keeping the ultrasonic transmitter at a constant distance from the first the surface (10; 113), - a second device (54) with second means (56, 58; 110, lll, 106, 107, 121, 125) for keeping the ultrasonic receiver at a constant distance from the second surface, - a pivar arm ( 50: 123) extending between the first and second devices and extending around the edge surface of the corner area.

Device according to claim 1, characterized by a movable manipulator arm (16: 104, 106) which is arranged at the advanced device for manipulating the unit formed by the transmitter, receiver and pivot arm over the corner area to be inspected.

Device according to claim 2, characterized in that the corner area is formed by the intersection between two cylindrical conduits, and that the first and the second surface are inner surfaces of the corresponding first and second conduits.

Device according to claim 1, characterized in that the first means for holding the ultrasonic transmitter at a constant distance from the first surface comprises a roller (34: 110) in contact with the first surface and that the second means for holding the ultrasonic receiver on constant distance from the second surface comprises a pair of rollers (56, 58) resp. a carriage (116) in contact with the other surface.

Device according to claim 3, characterized by 460 232 2! that the transmitter resp. the receiver is oriented to direct resp. receive ultrasonic energy into and from the corner area below the first and second surfaces in directions extending obliquely from a plane defined by the axes of the first and second conduits.

Device according to claim 3, characterized by means (42: 104) for recording translational movement of the unit formed by the transmitter, receiver and pivot arm relative to the longitudinal axis of symmetry (10; 105) of the first cylinder when the unit is swept along the saddle-shaped edge surface formed. between the cutting surface of the wires.

Device according to claim 6, characterized in that said means for accommodating translational movement comprises a boom hub (104) whose axis coincides with the center line of the first surface, which boom hub is arranged to rotate about and is translated horizontally along the center line of the first surface and comprises a first elongate arm (106) rotatably mounted at its first end (at 107) at the front end of the boom hub, the roller (110) connected to the other end of the elongate arm, the elongate arm being rotatably mounted (at 112) at the hub for contacting the roller with the cylindrical inner surface (113) of the first conduit when the boom hub is rotated during a sweep about the centerline and translated along it, that the first device (120, 123) comprises an elongate base link (120) rotatably mounted at its first end relative to the other end of the elongate arm (106), that the ultrasonic transmitter is connected to the other end of the base link, that ultrasound the receiver is connected to the base link (120), and a means (126) is coupled between the base link and the elongate arm to generate a force that tends to rotate the other end of the base link and the mounted transmitter and receiver. towards the opposite inner surfaces of the edge area whereby the rotation of the base link (120) and the translation of the boom hub (104) in combination take up the saddle shape of the edge surface while keeping the transmitter and receiver at a constant average distance from each other when the boom hub 46Ü 232 eel rotates the arm (106) the transmitter, receiver and pivot arm unit.

Device according to claim 7, characterized in that the first device comprises a toggle link (123), that the transmitter is connected to one and the receiver to the other end of the toggle link (123) by pivot pins (124, 125), which receive the angle (6) formed between. the surfaces forming the inner corner and that the rocker link is connected to the base link (120) at its other end.

Device according to claim 8, characterized in that double receivers (136, 137) are rotatably mounted at one end of the rocker link (123) and are oriented so that one of the receivers is arranged to receive the strongest signal from the transmitter (135). ) at the 1800 and 0 ° positions of the sweep, while the second receiver is arranged to receive the strongest signal from the 90 ° and 2700 positions of the sweep, whereby the two receivers of the dual receivers are combined into a single signal over the complete sweep.

Device according to claims 1 and 6, characterized in that the first device comprises a carriage (34, 36, 38, 40, 42) which is movable over the first surface of the corner area near the corner point, that the second device comprises a second carriage ( 54, 56, 58) which are arranged at one end of the pivot arm (50) and are freely movable about this end and that said means for accommodating translational movement comprises a carriage slide (42) with a runner (46) at which the pivot arm (50) the other end is fixedly arranged, and a spring (48) is arranged to actuate the second carriage against the second surface.

A method of detecting radially oriented cracks below the corner area formed by the intersection of two cylindrical conduits (12, 20; 102, 103), characterized in that a beam of ultrasonic energy is transmitted in the corner area at an oblique angle to the inner surface of the first conduit ( 12: 102) and inclined with respect to the plane defined 460 232 ä of the center line (10, 11; 105) of the first and second conduits and that the surface (20; 114) of the second conduit is sensitively monitored to detect the presence of reflected ultra - sound energy reflected by radially oriented cracks which occur in the corner area.