JPH02154148A - 構造物の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、構造物の検査装置に関し、特に、例えば原子
力発電所における原子炉の定期検査時に各種配管や原子
炉圧力容器等のｉ遺物を検査するために使用される自動
検査装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、上述したような自動検査装置の一種として、例え
ば超音波探傷装置が一般に使用されている。

第５図を参照して、原子炉圧力容器２の溶接部の検査に
使用される超音波探傷装置１について説明すると、同超
音波深傷装置１は、本体部から放射状に延びる旋回脚６
の先端に設けられたリング状の旋回レール４を有し、該
旋回レール４から延びる支持脚５とガイドスタッド１１
とを介して、蓋体（図示せず）が取り外された原子炉圧
力容器２の上部フランジ３に据え付けられる。超音波探
傷装置１の本体部からは支柱７が垂下しており、探触子
アセンブリ９を備えたマニピュレータ１０は、駆動装置
８によりこの支柱７に沿って移動自在である。かかる超
音波探傷装置１においては、マニピュレータｌＯの位置
決めは、旋回レール４の回転運動及び駆動装置８の上下
運動によって行われ、原子炉圧力容器２内の各溶接部の
超音波探傷を可能にしている。

第６図は、各種配管１２の検査に使用される二種の超音
波探傷システムを示している。半自動探傷システムでは
、配管１２にレール１６を介して探傷器１８を取り付け
、作業員が探傷器１８に取り付けられたハンドル１７を
回すことにより配管１２を円周方向に走査し、その信号
を中継装ｆｉ１９を介して超音波探傷器２０に送り探傷
を実現している。また、全自動探傷システムでは、ハン
ドル１７の代わりにリング状の案内軌道装置１３を装着
し、そこに取り付けられたマニピュレータ１４を位置決
め装置１５により遠隔操作して、配管１２を円周方向に
走査し、その信号を中継装置１９を介して超音波探傷器
２０に送り探傷を実現している。

［発明が解決しようとする課題１ しかし、第５図の超音波探傷装置を使用すると、大きく
て重量のある旋回レール４及び支柱７等の取付及び組立
を要するので、作業員の労力が増すだけでなく作業速度
が遅くなり、その結果、取付及び組立に多くの時間が費
やされるため、原子炉圧力容器の探傷に用いた場合、作
業員の被曝低減化に大きな影響が出る。

また、第６図の超音波探傷システムでは、半自動式でも
全自動式でも、探傷器１８又はマニピュレータ１４は、
レール１６もしくは案内軌道装置１３のような案内装置
に沿って回動しうる範囲でしか移動できないので、配管
１２の長さに沿って探傷するためには、作業員が現場に
張り付いて組立、取付を繰り返し、案内装置１３．１６
内体の位置を変えねばならず、これは、作業員の被曝低
減にはならない。

しかも、検査対象となる配管の直径に応じて、案内装置
そのものを別の大きさのものと交換しなければならない
ため、種々の大きさの案内装置を予め用意しておく必要
がある。

従って、本発明の目的は、小形且つ軽址であり、組立及
び取付に比較的に労力及び時間を要しない、構造物の検
査装置を提供することである。

し課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明に従って構成された
構造物の検査装置は、同構造物の壁面に沿って移動可能
な自走式移動台車と、該自走式移動台車に設けられた、
前記壁面への該自走式移動台車の吸着手段と、該自走式
移動台車に装備された多関節型マニピュレータと、該多
関節型マニピュレータの先端に取り付けられた検査工具
と、前記壁面上における前記自走式移動台車の位置を計
測する非接触式の位置標定手段とを具備している。

［作用］ 実施例では、この検査装置は原子炉圧力容器に（構造物
）適用されている。移動台車は、自走機能と吸着機能と
を有し、原子炉圧力容器の垂直な壁面上を自刃で走行で
きる。この移動台車は、その位置が非接触式の位置標定
手段によって測定されており、所定位置に至ると停止す
る。また、移動台車に装備されたマニピュレータには検
査工具が取り付けられており、移動台車が所定位置に停
止中に該検査工具により壁面の溶接部の探傷が行われる
。

［実施例］ 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、同一符号は同−又は対応部
分を示すものとする。

第１図は、原子力発電所の原子炉圧力容器く構造物）２
における溶接部の探傷に適用された本発明の自動検査装
置の一実施例の概要を示している。

この自動検査装Ｗはその自走式移動台車２１で原子炉圧
力容器２の内壁面２ａを走査し探傷する。探傷を行う前
に、キャビティビット２４の底壁の下方に位置しコンク
リート製壁体２５により回りを囲まれた原子炉圧力容器
２からは図示しない蓋体が既に除去されており、この原
子炉圧力容器２及びキャビティビット２４内には水を充
満させて放射線を遮蔽している。原子炉圧力容器２の上
部フランジ３はキャビティビット２４の底壁にシールさ
れている。

また、上述の原子炉圧力容器２、キャビティビット２４
等は原子炉格納容器２２と呼ばれるコンクリート製の容
器で覆われ、この容器が放射線を完全に遮蔽している。

さて、自走式移動台車２１には、探傷信号や制御信号等
の信号を伝達するためのライン及び動力ラインを含むケ
ーブル３０が接続されており、このケーブル３０は、移
動台車２１の吊り下げも兼ねている。

キャビティピット２４の上方部位には、移動台車２１の
位置に応じて水中に沈めるケーブル３０の長さを調節し
ながら該ケーブル３０を案内するケーブル調節・案内装
置３１が設置されており、ケーブル３０は、該ケーブル
調節・案内装置３１を経て、移動台車２１より送信され
てくる探傷データの処理を行うための超音波探傷装置３
２と、移動台車２１の位置を制御するための位置制御装
置３３とに連絡している。超音波探傷装置３２及び位置
制御装置３３は放射線遮蔽のため原子炉格納容器２２の
外部に設置されている。

また、図示しない蓋体をボルトにより原子炉圧力容器２
の上部フランジ３に着脱自在に固定するために該上部７
ランジ３に穿孔された複数のボルト穴３ａの１つには、
ガイドスタッド１１が垂直に螺合しており、実施例では
このガイドスタ・ンド１１のほぼ中間部位に、移動台車
２１の位夏標定を行うための後述の視覚センサ及び距離
センサを具備したセンサヘッド（位置標定手段）２８と
、該センサヘッド２８を移動台車２１の方向に位置決め
するための位置検出・駆動機構（位置標定手段）２９と
が配置されている。ケーブル２７は、その一端で上述し
たセンサヘッド２８及び位置検出・駆動機構２９に接続
され、他端で、原子炉格納容器２２の外部にある上述の
位置制御装置３３と位置測定装置（位置標定手段）３４
とに連絡している６位置制御装置３３は、上述のように
移動台車２１の位置制御だけでなく、位置検出・駆動機
構２９の位置制御も行い、また、位置測定装置３４はこ
の位置制御装置３３に電気的に接続されていて、位置制
御装置３３を介してセンサヘッド２８から送信されてく
る距離データと、位置検出・駆動機構２９の位置データ
とから移動台車２１の絶対位置を計算する機能を有する
。

次に、第２図を参照して、自走式移動台車２１の詳細に
ついて説明すると、この移動台車２１は、比較的に薄い
角形の本体部３５を有し、その中心の円形開口部には、
上述したケーブル３０の動力ラインから動力を併給され
る駆動装置（図示せず）により回転されるようになって
いる回転羽根（吸着手段）３６が装着されている。この
回転羽根３６を所定方向に回転させることにより、本体
部３５の下面から上面〈第２図の紙面において下から上
）に向かう空気流が生じて、原子炉圧力容器２の壁面２
ａと本体部３５の下面との間に負圧が発生し、移動台車
２Ｉは原子炉圧力容器２の壁面２ａに吸着する。また、
本木部３５の下面には、図示しない周知のステアリング
機構を有する駆動装置（図示せず）により全方向に首振
り可能に回転する適数個（実施例では各隅部にある総計
４個〉の車輪３７が回転自在に設けられており、従って
、移動台車２１は原子炉圧力容器２の壁面２ａ上を自在
に走行することができる。

また、本体部３５からは実施例では６自由度の多関節型
マニピュレータ３９が延びており、その先端には探触子
アセンブリ（検査工具）４０が取り付けられている。こ
の探触子アセンブリ４０が原子炉圧力容器２の壁面２ａ
を探傷する。更に、実施例では本体部３５の側部から位
置標定用の目標（位置標定手段）３８が装着されている
。後述するように球光源及びコーナーキューブプリズム
からなるこの目標３日と、前述した位置標定用のセンサ
ヘッド２Ｂと、位置検出・駆動機ｔ１４２９とを組み合
わせることにより、後述する態様で移動台車本体部３５
の絶対位置の標定が可能になる。

即ち、第３図において、センサヘッド２８は、同センサ
ヘッド２８の視覚センサ２８ａによって見た移動台車本
体部３５の目標３８である球光源３８ａの重心位置を測
定するための画像処理装置４１＜第１図では図示を省略
）に結合されている。画像処理装置４１には予め基準位
置が設定されており、同画像処理装置４１は、測定した
重心位置とこの基準位置との偏差をトラッキング信号と
して位置制御装置３３に入力する。位置制御装置３３は
そのトラッキング信号に基づいて、回転方向の角度θの
位置決め用機構２９ａ及び首振り方向の角度ψの位置決
め機構２９ｂからなる位置検出・駆動機構２９に目標位
置を表す位置指令信号を送出し、位置検出・駆動機構２
９が移動台車本体部３５に指向するように制御する。

また、この時の位置検出・駆動機構２９の回転方向及び
首振り方向の角度θ、ψは位置測定装置３４にも入力さ
れる。

一方、位置検出・駆動機構２９と移動台車本体部３５と
の間の距離は距離センサ２８ｂによって測定される。実
施例では、距離センサ２８ｂは距離測定用の非接触媒体
としてレーザを使用している。しかし、音波、光等も使
用可能である。レーザ変調信号発生器４３から送信され
たレーザ信号は、距離センサ２８ｂを介して、移動台車
本体部３５に装着されたもう一つの目標であるレーザ反
射用のコーナーキューブプリズム３８ｂに入射され、該
プリズム３８ｂによって反射される。送信された信号と
上述の反射信号とは位相差計４２に入力され、そこで両
信号の位相差が測定され距離センサ２８ｂから目標３８
までの距離Ｄｉｓが算出され、この距離データが同様に
位置測定装置３４に入力される。

そして、位置測定装置３４では、位置検出・駆動機構２
９の回転軸線から原子炉圧力容器２の壁面２ａまでの水
平距離をＲとすると、移動台車本体部３５の絶対位置の
標定が次の計算によって行われる。

円周方向・・・・角度θをそのまま使用標定し、これに
基づいて超音波探傷を行うため、本発明の自動検査装置
は、信号の流れをブロック図で示す第４図から了解され
るように、移動台車２１の壁面の探傷順序や、移動台車
２１の壁面上の停止位置や、マニピュレータ３９の動作
手順等のいわゆる地図情報を予め計算して格納した記憶
装置４４を含んでおり、超音波探傷は以下の手順によっ
て行われる。

■　センサヘッド２８、位置検出・駆動機構２９及び位
置測定装置３４により、移動台車本体部３５の絶対位置
を前述のように標定する。

■　地図情報記憶装置４４から次の探傷位置を引き出し
て位置制御装置３３に送り、同位置制御装置３３におい
て、現在の移動台車本体部３５の位置との偏差から目標
位置指令を計算し、移動台車本体部３５に装着された車
輪３７の駆動装置（図示せず）と位置検出　駆動８１横
２９とに与える。

■　移動台車本体部３５が停止した時点で再びその位置
を測定し、その位置が目標位置から外れていれば、位置
修正を行う。

■　次に、地図情報記憶装置４４からマニピュレータ３
９の動作情報を引き出して位置制御装置３３に送り、こ
の動作情報に基づいてマニピュレータ３９に内蔵された
駆動装置（図示せず）を作動して、マニピュレータ３９
の先端に設けられた探触子アセンブリ４０の位置を制御
する。

探触子アセンブリ４０が探傷すべき位置にきたら、超音
波探傷装置３２は、位置制御装置３３からの探傷位置信
号を受けて、探触子アセンブリ４０に探傷指令を出し、
これにより探傷データを実時間で収集する。超音波探傷
装置３２へは現在の探傷位置が位置制御装置３３から入
力されているため、欠陥が発見された場合、その位置を
判断し特定することができる。

■　■〜■の手順を繰り返す。

尚、本発明の検査装置を原子炉圧力容器の内壁の超音波
探傷に使用した実施例について説明したが、当業者にと
って明らかなように、本発明の検査装置は、原子力発電
所等の種々のプラントにおいて各種配管やその他の構造
物の探傷にも応用可能である。また、マニピュレータの
先端に検査工具としてＥＣＴ　（渦流探傷式＠）ツール
や［ＴＶ右カメラ産業用テレビジョンカメラ）等を取り
付ければ、ＥＣＴ装置、点検装置のように広い範囲での
位置決めと要する検査装置にも本発明を実施可能である
。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、検査装置は、構造物の
壁面に吸着し移動可能な自走式移動台車を備えており、
この移動台車に検査工具を有するマニピュレータを装備
すると共に、移動台車の位置を非接触式の位置標定手段
により計測するように構成されているので、装置が小形
になり、第５図に示した従来の装置と比較して、重量が
約１７４０以下となるため、その組立、取付、１！整が
容易となる。従って、作業員の数を減少させることがで
きるだけでなく、原子炉圧力容器の場合、その探傷に要
する日数も１７４〜１１５に短縮でき、作業員の被曝低
減、検査日数の短縮及びコスト低減に大きく寄与するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子力発電所の原子炉圧力容器における溶接
部の探傷に適用された本発明の検査装置の一実施例を示
す概要図、第２図は、第１図の検査装置で用いられてい
る自走式移動台車の斜視図、第３図は、第１図の検査装
置における移動台車の位置標定について説明するための
概要図、第４図は、第１図の検査装置における信号の流
れについて説明するためのブロック図、第５図は、原子
炉圧力容器に適用された従来の超音波探傷装置を示す断
面図、第６図は、配管に適用された従来の半自動式及び
全自動式超音波探傷システムを示す斜視図である。 ２・・・構造物（原子炉圧力容器） ２ａ・・・構造物の壁面　　２１・・・自走式移動台車
２８・・・位置標定手段（センサヘッド）２９・・・位
置標定手段（位置検出・駆動機１ｌｌ）３４・・・位置
標定手段（位置測定装置）３６・・・吸着手段（回転羽
根） ３８・・・位置標定手段（目標） ３９・・・多関節型マニピュレータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 構造物の壁面に沿つて移動可能な自走式移動台車と、該
   自走式移動台車に設けられた、前記壁面への該自走式移
   動台車の吸着手段と、該自走式移動台車に装備された多
   関節型マニピュレータと、該多関節型マニピュレータの
   先端に取り付けられた検査工具と、前記壁面上における
   前記自走式移動台車の位置を計測する非接触式の位置標
   定手段とを具備した、構造物の検査装置。