JPH0384452A

JPH0384452A - 導体中空部内壁の遠隔検査方法および装置

Info

Publication number: JPH0384452A
Application number: JP2202344A
Authority: JP
Inventors: William K Cullen; ウィリアム・ケニス・カレン; Jr Charles H Roth; チャールス・ハービー・ロス，ジュニア; Lee W Burtner; リー・ウェイン・バートナー; Francis X Gradich; フランシス・ザビアー・グラディッヒ; David A Chizmar; デビッド・アンドリュー・チズマー; Lawrence Galata; ローレンス・ガラタ
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1989-08-01
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1991-04-10
Also published as: EP0411874A3; ES2074132T3; EP0411874B1; US4992735A; EP0411874A2

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】［産業上の利用分野コ本発明は一般に中空部の内壁を遠隔検査する・装置及び
方法に関し、より詳細には、原子炉用蒸気発生器の欠陥
のある伝熱管を密封するのに現在用いられている中空金
属製プラグの内壁を検査する装置及び方法に関する。

［従来技術及び発明の解決すべき課題］原子炉用蒸気発
生器で用いられている伝熱管の内部を検査するシステム
が従来技術において知られている。かかるシステムは典
型的には、伝熱管壁の亀裂またはピットによって生じる
伝熱管壁の不連続部の存否を検知するため１つまたは２
以上の渦電流プローブを用いている。かかるシステムで
は、回転軸線が伝熱管の長さ方向軸線に沿って向けられ
ているコイルで形成される渦電流プローブを、交流電流
をコイルに流しながら伝熱管全体に亘り移動させる。交
流電流によりコイルは経時的に変化する磁界を発生する
が、これはコイルを軸方向に移動すると伝熱管の内壁に
渦電流を生ぜしめる。渦電流はプローブコイルが発生す
る経時的に変化する磁界と極性が逆の磁界を生ぜしめる
ので、伝熱管中に生じた渦電流は、コイル中で変動する
測定可能なインピーダンスを交流電流に与える。このイ
ンピーダンスは、金属中に亀裂又はピットのような不連
続部又はその他の欠陥が無い場合に最も高い。しかしな
がら、かかる欠陥が存在していると、伝熱管の金属製壁
に生じている渦電流は抵抗を受け、かかる抵抗により渦
電流が発生する電磁界は度合いは小さいけれどもコイル
の発生する経時的に変化する磁界を妨げる。インピーダ
ンスのこの減少は通常は、プローブコイルの入力と出力
との間に接続されたＡＣブリッジ回路によって測定され
る。

かかる軸方向に差し向けられた渦電流プローブコイルは
伝熱管壁の亀裂その他の不連続部の存否を検知できるが
、亀裂の配向状態又は伝熱管の長さ方向軸線に関する亀
裂の正確な存在場所のいずれも容易には判定できない。

これらの欠点を解決するため、表面上を移動する「パン
ケーキ」型渦電流コイルプローブシステムが開発された
。かかるシステムでは、プローブコイルは非常に小径に
作られていて（直径が約２ｍｍ以下）、伝熱管の内壁を
拭い取るような動作の保合関係で伝熱管の軸線に沿って
螺旋状に運動する。かかるプローブは既知のねじピッチ
に従って移動するので、ノクンケーキ型プローブがその
螺旋運動中に取る壁土のあらゆる位置に円柱座標（又は
円筒座標）を容易に適用できる。かかるプローブは伝熱
管壁の亀裂その他の傷の存在位置を正確に突き止め、亀
裂その他の傷の配向状態及び程度を表す高分解能の画像
を生ぜしめる。かかるパンケーキ型渦電流プローブは、
マイケル・ジェイ・メタラ（ｌ［ｉｃｈａｅｌＪｏＭｅ
ｔａｌａ　）氏等に１９８９年８月１５日に付与され、
ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポレーショ
ンに譲渡された米国特許第４，８５６．３３７号に開示
された発明に用いられている（尚、かかる米国特許の発
明の英文名称は、Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ａｎｄ　１ｌｅ
ｔｈｏｄ　Ｆｏｒ　Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ａ　Ｃｏｍｂ
ｉｎｅｄ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ａｎｄ　Ｅｄｄｙ　
Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｉｎ５ｐｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　Ｍ
ｅｔａｌｌｉｃ　Ｂｏｄｙである）。

かかる表面上を移動するパンケーキ型渦電流コイルは当
該技術分野に著しい技術的進歩をもたらしたが、かかる
プローブの物理的構成における問題のため、プローブの
用途はこれまで、伝熱管の内部のような比較的平滑な壁
を持つ円筒形中空部に限定されている。公知の全ての表
面上移動式コイルは、それらの構造的な形状に起因して
、欠陥のある伝熱管を蒸気発生器の一次系側から封止す
るのに用いられる中空金属製プラグの内部のような直径
が徐々に変化している。即ち漸変直径の中空部内で用い
ることが不可能でないにせよ使用困難になっている。か
かるプラグは、閉鎖端と、開口端と、プラグ中空部の閉
鎖端から開口端に向かって強い力で引っ張られたコルク
栓状の拡張要素により半径方向に拡張された全体的に円
筒形の内部とを備えた環状シェルを有する。かかるプラ
グの拡張要素はプラグ内部の上部に通じる中央に配置さ
れたボアを有するが、比較的狭いこのボアに差し込まれ
てかかるプラグの上部の内壁に当接した状態でその周り
に螺旋状に運動できる公知の表面上移動式パンケーキ型
渦電流コイルは存在しない。このような渦電流コイルが
存在しないことは残念なことである。というのは、発明
者の所見によれば、かかるプラグの上方壁部分は、コル
ク栓状の拡張要素がプラグシェルの閉鎖端から開口端へ
引っ張られる時、コルク栓状拡張要素が上方領域におけ
るプラグシェルの壁に及ぼす引張り応力が相当大きいた
め応力腐食割れを生じ易いからである。

明らかに、原子炉用蒸気発生器で用いられる管プラグの
内部を検査して、応力腐食割れが生じている場合にはこ
れらプラグを交換又は修理できるようにする装置及び方
法が要望されている。かかる検査システムは、任意及び
全ての傷の存否だけでなくプラグシェル内におけるそれ
らの程度及び配向状態を判定するために拡張要素よりも
上に位置するプラグシェルの上方内壁の全ての部分に対
する走査が迅速、正確且つ高信頼度であることが理想的
な条件である。最後に、かかる検査システムは、保守作
業員が潜在的に危険な放射線を浴びないようにするため
に公知のロボットシステムを用いて位置決めできなけれ
ばならない。

［発明の概要］本発明の要旨は広義には、導体の内部に形成されている
漸変幅の中空部の内壁を遠隔検査する装置において、中
空部に挿入でき、中空部内壁に係合する渦電流磁界集中
プローブと、プローブに連結された細長い支持組立体と
を有し、該支持組立体は、その長さ方向軸線に関しプロ
ーブを選択的に伸縮させてプローブと中空部の漸変幅部
分の相互の機械的干渉を防止する半径方向伸縮手段を含
むことを特徴とする導体中空部内壁の遠隔検査装置にあ
る。

より詳細には、本発明の遠隔検査装置は、中空部内壁に
係合する末端及び基端を備えた渦電流プローブヘッドと
、プローブの基端に連結されていて中空部内に挿入でき
る細長い支持組立体と、プローブが機械的な干渉状態を
生じないで中空部の漸変直径部分を通り抜けできるよう
プローブの末端を支持組立体の長さ方向軸線に関して半
径方向に伸縮する半径方向伸縮機構と、支持組立体を中
空部内に挿入してプローブヘッドを中空部内壁に当接し
た状態で螺旋状に運動させて中空部内壁を欠陥の有無に
つき走査するプローブ駆動／送出し組立体とを有する。

支持組立体は、管状のハウジング及び末端がプローブヘ
ッドに連結されていてハウジング内に配置される折曲げ
板ばね支持部材を有する。半径方向伸縮機構は、支持部
材の基端に連結されていて管状ハウジング内で軸方向に
移動するプッシュロッドを有する。半径方向伸縮機構は
更に、管状ハウジング内に設けられていて、板ばね部材
の折曲げ部分に係合して板ばね部材をプッシュロッドに
よる軸方向運動の際に半径方向に撓曲させるカムを有す
る。プッシュロッドを駆動して軸方向運動を生じさせ、
これにより板ばね支持部材を撓曲させて半径方向に伸縮
させこれをプローブヘッドに伝達できるようにするため
に空気圧シリンダを用いるのがよい。

プローブ駆動／送出し組立体は、プローブ支持組立体を
中空部内に挿入してプローブヘッドを螺旋状に駆動する
駆動機構及び駆動機構を摺動自在に設置するフレームを
有するのが良い。駆動機構は、プローブ支持組立体を中
空部内に挿入すると共にプローブヘッドを螺旋状に運動
させて中空部内壁を走査するための螺設部材、例えば雄
ねじが設けられた管を利用するのが良い。駆動機構は好
ましくは、中空部の開口端に挿入でき、中空部内の軸方
向漸変直径箇所を突き止める割出し部材を更に有するの
が良い。好ましい実施例では、割出し部材は、プラグシ
ェルの開口端に差し込まれてプラグシェル内の拡張要素
と当接してフレームに対する駆動機構の摺動運動を停止
させる管状部材である。線形可変差動変成器（以下、単
に「ＬＶＤＴＪともいう）が駆動機構とフレームとの間
に接続されている。ＬＶＤＴの目的は、フレームに対す
る駆動機構の位置を、拡張要素がプラグの底面に対して
どこにあるかを示す示度に変換することにある。

本発明は広義にはまた、閉鎖端及び開口端を備え、中央
にボアの設けられた拡張要素により拡張可能な中空の金
属製プラグの中空部内壁を、中空部内壁に係合する末端
及び細長い支持組立体に連結された基端を備えた渦電流
プローブ及びプローブの末端を支持組立体の長さ方向軸
線から選択的に伸縮させる半径方向伸縮手段を有する装
置を使用して遠隔検査する方法において、プローブを支
、持組立体の長さ方向軸線に関して引っ込める段階と、
支持組立体を金属製プラグの中空部内へ挿入し、更に、
プローブが拡張要素の上方に位置するまで拡張要素の中
央のボアに挿通する段階と、プローブを支持組立体の長
さ方向軸線に関して半径方向に伸長させる段階とを有す
ることを特徴とする導体中空部内壁の遠隔検査方法。

より詳細には、本発明の遠隔検査方法では、プローブ駆
動／送出し組立体のフレームを、駆動機構が検査対象の
中空部の開口端の下に整列するように位置決めする。か
かる検査対象の中空部は、原子炉用蒸気発生器の欠陥の
ある伝熱管を封止するのに用いられるプラグの中空内部
である。次に、プローブ支持組立体の周りに配置された
管状割出し部材を、駆動機構全体をフレーム内で上方へ
穏やかに摺動させることにより上方に伸長させて拡張要
素の底端に当接させる。駆動機構とフレームとの間に接
続されたＬＶＤＴの出力は、プラグの長さ方向軸線に沿
う拡張要素の位置に関する示度に変換される。次に、プ
ローブヘッドを機械的な干渉状態が生じないようにする
ため引っ込み位置で、プラグの開口端及び拡張要素内部
の比較的狭いボアに上方へ挿通する。かかる挿通を、駆
動機構の螺設部材（これは雄ねじを有する管状の部材で
あるのが良い）によって行う。この挿通を一旦行うと、
半径方向伸縮機構を用いてプローブヘッドを伸長させ中
空プラグの上方領域の内壁を拭い取るような動作の係合
関係に配置し、次に螺設部材を用いてプローブヘッドに
螺旋状の走査運動を生じさせる。走査の終了時点におい
て、プローブヘッドを引っ込め、支持組立体をプラグか
ら引き抜き、そして上記の手順を別なプラグにつき繰り
返し実施する。

゛　　［実施例］今、第１Ａ図を参照すると（図中同一の参照符号は同一
の部分を示す）、本発明のプラグ検査装置１は、開口端
が原子炉用蒸気発生器の管板７内に設けられている欠陥
のある伝熱管の封正に用いられるインコネル（Ｉｎｃｏ
ｎｅｌ　：登録商標）製のプラグ３を検査するのに最適
である。この目的のため、プラグ検査装置１は一般に、
頂端に半径方向伸縮可能なプローブへラド１１を備えた
渦電流プローブ支持組立体９及びプローブ支持組立体９
をプラグ３に挿入すると共にこれを螺旋状に運動させて
、プローブヘッド１１がプラグ３の内壁を走査してこれ
に存在する可能性のある亀裂その他の傷を検知するよう
にするプローブ駆動／送出し組立体１３を有する。

（以下余白）かかる伝熱管５の開口端の封止に用いられるプラグ３は
一般に、閉鎖端１６及び開口端１７を備えた管状のプラ
グシェル１５から成る。閉鎖端１６は伝熱管５の開口端
中に数ｃｍｍ大人、シェル１５の開口端１７は伝熱管の
開口端とほぼ面一をなして位置している。第１Ａ図で分
かるように、プラグシェル１５は本質的に中空であって
、シェル１５の閉鎖端１６から開口端１７へ次第に狭く
なるテーパの付いた内面を画定するテーパ壁１８を有す
る。中央に配設された螺設ボア２４を有するコルク栓状
の拡張要素２２がプラグシェル１５のテーパ付き中空部
の中に配置されている。プラグ３を拡張して伝熱管５の
内壁に係合させる前に、コルク栓状拡張要素２２の上端
をプラグシェル１５の閉鎖端１６に隣接して位置させる
。プラグ３を第１図に示す位置へ挿入した後、拡張要素
２２の螺設ボア２４に係合して拡張要素２２をプラグシ
ェル１５の開口端１７に向かって軸方向に引き下げる螺
設引棒を備えた専用工具（図示せず）を用いてプラグ３
を拡張する。この様な引下げ力を拡張要素２２に及ぼす
ことにより、拡張要素２２はプラグシェル１５のテーパ
壁１８に楔作用で係合してプラグ３を半径方向に拡張し
伝熱管５の内壁に漏止め状態で係合させる。残念な事に
、拡張要素２２がテーパ内壁１８に及ぼす圧縮力及び引
張り力が相当大きな場合があり、それによりプラグ壁に
生じた引張り応力が、特に拡張要素２２の上端とプラグ
シェル１５の閉鎖端１６との間に位置したテーパ壁１８
の上方部分２６に応力腐食割れを発生しやすくする。本
発明のプラグ検査装置１の主目的は、シェル１５の壁１
８におけるこの上方部分２６を渦電流を用いて検査して
亀裂その他の傷の存否を正確且つ高信頼度で判定できる
ようにすることにある。

次に、第３Ａ図及び第３Ｂ図を参照すると、渦電流プロ
ーブ支持組立体９は、好ましくは板バネ状に形成される
弾性支持部材２９を有し、この板バネ状の支持部材２９
は、外径が拡張要素２２の螺設ボア２４の内径よりも小
さな管状ハウジング３０（第３Ａ図参照）内に収納され
る。板バネ状弾性支持部材２９の上端は図示のようにプ
ローブへラド１１を支持し、支持部材２９の下端はネジ
３４（第３Ａ図参照）によってプッシュロッド３２の凹
部３１（第３Ａ図参照）に嵌着されている。板バネ状支
持部材２９はその中間部に上側及び下側曲げ部分３６ａ
、３６ｂ　（第３Ａ図参照）を有している。曲げ部分３
６ｂは、プッシュロッド３２をハウジング３０内で摺動
自在に移動させると、管状ハウジング３０の壁を横切っ
て取り付けられた丸いカム４２（第３Ａ図参照）に当接
できるカム面３８（第３Ａ図参照）を形成している。

第３Ａ図で最もよく分かるように、プッシュロッド３２
をカム４２がカム面３８に係合しない位置へ引き下げる
と、板バネ状支持部材２９は、プローブヘッド１１を管
状ハウジング３０の長さ方向軸線から遠方に変位した半
径方向伸長位置へ保持する。このような位置決めを行っ
た状態で管状ノ）ウジング３０の上端を拡張要素２２の
上縁と整列させると、プローブヘッド１１はプラグシェ
ル１５の内壁に拭い取るような状態で保合できる（第５
０図参照）。しかしながら、プッシュロッド３２を押し
上げてカム４２の丸い表面をカム面３８に当接させると
、板バネ状支持部材２９は撓曲して想像線で示す半径方
向引込み位置を取る。この引込み位置において、プロー
ブ支持組立体９を拡張要素２２の比較的狭いボア２４に
挿入でき、この場合、機械的な干渉状態は生じない。

次に第３Ａ図及び第３Ｂ図を参照すると、管状ハウジン
グ３０の前方側部は、プローブへラド１１及び支持部材
２９の上端部が機械的な干渉を生じないで第３Ａ図に示
す位置を取れるようにするプローブ用軸方向スロット４
４を有している。

管状ハウジング３０はその後方側部に、修理が必要にな
った場合にオペレータが板バネ状支持部材２９をプッシ
ュロッド３２から容易に取り外すことができるようにす
る取付はネジ用軸方向スロット４６を有している。

次に、第３Ａ図及び第３Ｂ図、更に第４図を参照すると
、プローブへラド１１は、好ましくは直径が０．０８ｍ
ｍ　（０，００３インチ）の４０番の銅線を５０回巻い
て形成した渦電流プローブコイル５０を有している。コ
イル５０の両端部は図示のようにリード線５１ａ、５１
ｂで終端している。コイル５０は、コイル５０が発生し
た磁界を比較的シャープな点に集中させる直径が０．　
７９ｍｍ　（０，０３１インチ）の鉄心５２の周りに巻
かれている。この磁界を一段と集中させるため、コイル
５０の外部の周りにはネチックーコネチック（ｎｅｔｉ
ｃ−ｃｏｎｅｔｉｃ）遮蔽壁５４が設けられている。

かくして、プローブヘッド１１は磁気集中プローブとし
て働く。遮蔽壁５４は、自滑性のプラスチック材、例え
ば超高分子量ポリエチレンで形成された円筒形カバー５
６内に収納されている。円筒形カバー５６の末端はプロ
ーブヘッド１１が漸変直径の中空部の輪郭を一層良く辿
る事ができるようにするテーパ部分５８を有している。

テーパ部分５８から見て反対側には、板バネ状支持部材
２９の端部を受は入れる円形の凹部６０が設けられてい
る。円筒形カバー５６の中央部分には、プローブコイル
５０のリード線５１．ａ、５１ｂをカバー５６から引き
出すための一対のボア６２ａ、６２ｂが設けられている
。第３Ｂ図で最も良く分かるように、これらリード線５
１ａ、５１ｂはプッシュロッド３２の上端に設けられた
導電性ソケット（図示せず）に差し込み可能なピン６６
（第３Ａ図参照）を備えた端子コネクタ組立体６４に電
気的に接続されている。このような端子コネクタ６４が
設けであるのでプローブヘッド１１の修理または交換が
大幅に容易になる。かかる修理または交換作業を一層容
易にするためプローブへの接近スロット４４の低端部は
、端子コネクタ６４の付近に幅広な部分６８を有してい
る。

再び第１Ａ図、更に第１Ｂ図及び第１Ｃ図を参照すると
、プローブ駆動／送出し組立体１３は一般に、指示テー
ブル７１、駆動テーブル７２及び駆動伝達装置７３を備
えた駆動機構７０及び指示ピン７９によって互いに連結
された上側プレート７５と下側プレート７６を備えた支
持フレーム７４で構成されている。支持フレーム７４は
更に、その前方端に、指示テーブル７１及び駆動テープ
ルア２を摺動自在に取り付ける一対の案内ロッド８１ａ
、８１ｂを有している。

支持フレーム７４の上側プレート７５は、使用状態にあ
るプラグ３を備えた伝熱管５と隣接の伝熱管の開口端に
挿入できるテーパ端部８５を備えた一対の案内ピン８３
を有している。これら案内ピン８３のそれぞれの底端は
、各案内ピンを上側プレート７５に設けられているボア
に螺入できる螺設シャフト８６を有している。案内ピン
８３は有利には、駆動機構７０の駆動伝達装置７３に連
結されたプローブ支持組立体９とプラグ３の開口端が互
いに正しく容易に整列できるようにする。

上側プレート７５は更に、二対の反対側に位置した線形
可変差動変成器（ＬＶＤＴ）８７ａ、８７ｂを有してい
る。これらＬＶＤＴはそれぞれ、変成器本体９０内で摺
動自在に移動できるバネ押しフィーラーロッド８９を有
している。作動にあたり、２つの反対側に位置したＬＶ
ＤＴ８７ａ、８７ｂは、プラグ検査装置１のオペレータ
に支持フレーム７４の上側プレート７５が管板７の下側
に対して近接平行位置にあるかどうかを知らせる。

かかる情報を知ることは重要である。というのは、上側
プレート７５と管板７の下側が非平行関係で配向してい
ると、挿入作業の際、拡張要素２２のボア２４とプロー
ブ支持組立体９の上端部との間に損傷を引き起こす機械
的な干渉状態の生じる場合があるからである。円形のス
タンドオフ９１が上側プレート７５の前方中央部分に設
けられている。作動中、スタンドオフ９１は伝熱管５の
フレア状開口端部に貫入され、プラグ３の下面に当接し
てプローブ支持組立体９と拡張要素２２の螺設ボア２４
を互いに整列しやすくする。スタンドオフ９１は、ロッ
ド状プローブ支持組立体９の上端部と支持組立体９を包
囲する割出し管１０６との両方を導く中央に配置された
ボア９２を有している。上側プレート７５の下面には、
閉回路テレビカメラ９４を支持するカメラ支持ブラケッ
ト９３が設けられており、テレビカメラ９４のレンズは
スタンドオフ９１及びプローブ支持組立体９の上端部に
向いていてオペレータがこれら構成要素とプラグ３の下
面を互いに正しく整列させるのを助ける。最後に、上限
スイッチ１３６に対向して上側プレート７５の下面に上
限ピン９４．５が設けられている。ピン９４．５は後述
する目的のためにプラグシェルの内部とほぼ同じ長さに
なっている。支持フレーム７４の下側プレート７６はそ
の下面に、ロボット式マニピュレーティング装置（これ
は、ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポレー
ションが開発して特許になっているロボット式サービス
アーム″ＲＯ８Ａ”であるのが良い）のカップリング９
５（想像線で示す）を有している。下側プレート７６は
その上側に、オペレータに駆動機構７０が支持フレーム
７４内でその最も下の位置に摺動したことを知らせる下
限スイッチ９７を有している。

次に駆動機構７０を説明すると、直線軸受９８ａ、９８
ｂが割出しテーブル７１に取り付けられており、これら
直線軸受は支持フレーム７４の上側プレート７５と下側
プレート７６との間に連結された上述の案内ロッド８１
ａ、８１ｂを摺動自在に受は入れる。駆動テーブル７２
は案内ロッド８１ａ、８１ｂを摺動自在に受は入れるボ
アを有し、また割出しテーブル７１及び駆動テーブル７
２は駆動伝達装置７３によって互いに結合されているの
で、駆動機構７０全体はフレーム７４内で垂直方向に移
動できる。駆動機構７０は案内ロッド８１ａ、８１ｂの
底端部の周りにコイル状に配置された一対の圧縮バネ９
９と、上側プレート７５の下側と割出しテーブル７１の
上側との間に連結されているロッド１０５を備えた空気
圧シリンダ１０１との協働により案内ロッド８１ａ、８
１ｂに沿って確実に移動する。コイルばね９９ａ。

９９ｂは、駆動機構７０全体を支持フレーム７４内でそ
の最も上方の位置へ上昇させるに十分な大きさの圧縮力
を下側プレート７６と駆動テーブル７２の下側との間に
及ぼす。以下に詳細に説明するように、プラグ検査装置
１の最初の作業段階の間、空気圧シリンダ１０１のロッ
ド１０５を作動させて駆動機構の２つのテーブル７１．
７２を支持フレーム７４内の最も下方の位置に押し、次
に次第に消勢してコイルばね９９ａ、９９ｂが駆動機構
７０及びこれに連結されたプローブ支持組立体９を穏や
かに上昇させてプラグシェル１５の開口端１７に挿入し
、次に拡張要素２２の螺設ボア２４に差し込むようにす
る。

駆動機構７０は更に、オペレータにプラグ３の長さ方向
軸線に沿う拡張要素２２の相対的な位置を知らせるよう
協働する上述の割出し管１０６とＬＶＤＴ１１２を有し
ている。この目的のため、割出し管１０６は、直径がプ
ラグシェル１５の開口端１７を貫通するほど小さいが、
拡張要素２２の低端に当接するに足る大きさの上端部を
有している。割出し管１０６の底端部１０８は取付はフ
ランジ１０９を有し、この取付はフランジ１０９はこれ
に設けられた大きめのボア（図示せず）を貫通するステ
ップボルト１１０によって割出しテーブル７１に固定さ
れている。これらステップボルト１１０によりフランジ
１０９は割出しテーブル７１に対して垂直方向に移動せ
ず、フランジ１０９の底面とテーブル７１との間に僅か
な度合いの横方向運動が生じる。かかる横方向運動が生
じやすくするため、自滑性のプラスチック、例えば「デ
ルリン（Ｄｅｌｒｉｎ：登録商標）」で形成されたワッ
シャ１１１がフランジ１０９と割出しテーブル７１との
間に配置されている。ステップボルト１１０、フランジ
１０９に設けられた大きめのボア及びワッシャ１１１に
より、有利には割出し管１０６はプラグシェル１５の開
口端１７と自動調心できる。これはロボットアームによ
る装置１の位置決めが不完全であるために不整列状態が
生じていても構わない。

摺動自在なロッド１１３を有する割出し用ＬＶＤＴ１１
２が支持フレーム７４の上側プレート７５の下面と割出
しテーブル７１の頂部との間に連結されている。拡張要
素２２の軸方向長さは既知なので、保守作業の実施前に
オペレータは、オペレータに割出し管１０６が拡張要素
２２の下面に係合する以前に割出しテーブル７１が上側
プレート７５に対して上昇できる度合いを直接に知らせ
る割出し用ＬＶＤＴ１１２の出力から、拡張要素２２の
上縁とプラグシェル１５のテーパ壁１８の上方部分２６
との間の移行箇所を高精度で予想できる。

第１Ａ図ですぐ分かるように、割出し管１０６の下端部
１０８は、内部に雌ネジ１１６が設けられた拡大部分１
１５を有している。駆動テーブル７２から上方に延びる
駆動管１１８が割出し管１０６の雌ネジ１１６と噛み合
う雄ネジ１２０を有している。以下に明らかにするよう
に、駆動管１１８の雄ネジ１２０と割出し管１０６の雌
ネジ１１６の協働により、プローブ支持組立体９の上端
部がプラグ３の開口端に貫入したり、あるいはこれから
引っ込むようになるだけでなく、支持組立体９に取付け
られたプローブヘッド１１が検査作業中に螺旋運動する
ようになる。駆動管１１８の下端部はその底部が平歯車
１２２（第２図参照）に連結されている。ピン１２３が
駆動管１１８をリンク機構に結合しており、このリンク
機構は最終的にはプローブ支持組立体のプッシュロッド
３２に連結されていて、駆動管１１８がプローブ支持組
立体９をも回転するようになっている。平歯車１２２の
真下にはスラスト軸受１２４が配置されており、このス
ラスト軸受１２４は、平歯車１２２の底部が、対向した
支持ブラケット１２８　ａ。

１２８ｂによって、はぼ駆動テーブル７２と同一のスト
ロークを有する油圧シリンダ１２６を擦ることがないよ
うにする。可逆回転形モータ１３２の出力に連結された
駆動歯車１３０は平歯車１２２と噛み合った状態で、モ
ータ１３２に及ぼされる電気の極性に応じて平歯車１２
２を時計回りまたは反時計回りのいずれかに回転駆動す
る。更に、一対の反対側に位置したホールドダウンブラ
ケット１３４ａ、１３４ｂが駆動テーブル７２上に連結
されており、これらホールドダウンブラケットは平歯車
１２２の外縁よりもはみ出てこれを捕捉しており、従っ
て平歯車１２２は分離しないで、シリンダ１２６により
発生する反力に応じて駆動テーブル７２の上方に位置す
るようになる。最後に、プローブへラド１１がプラグシ
ェル１５の閉鎖端１６に到達すると可逆回転形モータ１
３２の動作を停止する上限スイッチ１３６が駆動テーブ
ル７２上に設けられている。第２図は、半径方向伸縮機
構の作動に用いられるシリンダ１２６とこの半径方向伸
縮機構のプッシュロッド３２の相互の機械的関係を詳細
に示している。具体的には、シリンダ１２６は、中央に
配設されたボア１３９を有する作動ロッド１３８を有し
ている。このボア１３９には電線（図示せず）が通され
ており、かかる電線は最後にはプローブ支持組立体９の
コネクタ組立体６４に導かれ、そしてこれからプローブ
ヘッド１１のコイル導線５１ａ、５１ｂを通って導かれ
ている。連結部材１４２がシリンダ１２６のロッド１３
８とプローブ支持組立体９の半径方向伸縮機構のプッシ
ュロッド３２とを互いに連結している。シリンダ１２６
の上述のロッド１３８と同様に、この連結部材１４２は
プローブヘッド１１に電線を導くボア１４４を有してい
る。

連結部材１４２の下端部は、ロッド１３８の上端部に設
けられている螺設ボアと噛み合う螺設端部１４６を有し
ている。連結部材１４２の上端部はプッシュロッド３２
の下端部に同様な態様で連結されている。更に第１Ａ図
を参照すると、ロッド１３８のボア１３９および連結部
材１３２のボア１４４を通って導かれた電線（図示せず
）は最終的にはスリップリングコネクタ１４８に接続さ
れていて、平歯車１２２によりプローブ支持組立体９が
回転しても捩じれたり絡まったりしないようになってい
る。

プラグ検査装置１の最初の作動段階において、支持フレ
ームを、ＲＯ８Ａ型のロボットアームまたはそれと類似
した装置の操作により第１Ａ図に示す位置に配置する。

この時点に置いて、駆動機構の割出しテーブル７１及び
駆動テーブル７２を案内ロッド８１ａ、８１ｂの周りに
設けられたバネ９９ａ、９９ｂの圧縮力に打ち勝つよう
に空気圧シリンダ１０１のロッド１０５によって押し下
げ、それにより割出し管１０６及びプローブ支持組立体
９の上端部の両方の上端部が第１Ａ図に示す位置に引っ
込むようにする。次にオペレータはスタンドオフ９１の
頂縁を操作してこれをプラグシェル１５の開口端１７の
底縁に当接させて第５Ａ図に示す位置に配置する。この
段階の実施中、プローブ支持組立体９のハウジング３０
の長さは、その頂端が拡張要素２２の長さｄ２に一致す
る距離ｄ１だけ割出し管１０６の上端部よりも上方に位
置するように設定されていることに注目されたい。支持
フレーム７４の上側プレート７５上に互いに反対側に位
置しているＬＶＤＴ８７ａ、８７ｂの対により上側プレ
ート７５が管板７の底部に対して平行な関係にあるらし
いことが分かると、オペレータはシリンダ１０１を作動
させて割出しテーブル７１へのロッド１０５の押付は動
作を緩和し、それにより圧縮バネ９９ａ、９９ｂが割出
しテーブル７１及び駆動テーブル７２を穏やかに上昇さ
せ、ついには割出し管１０６の頂端がプラグシェル１５
の開口端１７に完全に貫入して拡張要素２２の底面に当
接し第５Ｂ図に示す状態が得られるようになる。このよ
うな割出し管１０６の位置決めにより、プローブ支持組
立体９の頂端は図示のように拡張要素２２の頂縁と面一
をなすようになる。その結果生じた、支持フレーム７４
の上側プレート７５の下面と割出しテーブル７１の上面
との間の離隔距離を割出し用ＬＶＤＴ１１２によって検
知する。この情報に基すいてオペレータは拡張要素２２
の底端とプラグシェル３の底縁との間の距離を判定する
。この情報によりオペレータは、プラグ３が十分に拡張
されているか、或いはプラグ３が過度に拡張されている
かどうかが分る。また、かかる情報により、オペレータ
は、拡張要素２２が押し戻されていると、プラグ３を使
用状態から取り外すのに必要な条件を知ることができる
。

割出し管１０６をプラグシェル１５の開口端１７に挿入
している間、半径方向伸縮機構の空気圧シリンダ１２６
を作動させてブシュロッド３２に引張り力を及ぼす。

第５Ａ図及び第５Ｂ図で最もよく分るように、かかる引
張り力をバー３２に及ぼすと、板バネ状支持部材２９の
カム面３８はプローブ支持組立体９の管状ハウジング３
０内に設けられているカム４２に係合し、これによりプ
ローブ１１は半径方向引込み位置に引き戻されることに
なる。割出し管１０６を拡張要素２２の底端に当接させ
た後においてはプローブヘッド１１は第５Ｂ図に示す位
置に在る。この時点において、空気圧シリンダ１２６を
作動させて半径方向伸縮機構のプッシュロッド３２をプ
ラグ３に向かって前方に押し出し、これにより板バネ状
支持部材２９のカム面３８を摺動させてカム４２から離
脱させ、プローブヘッド１１が第５Ｃ図に示す位置へ上
方且つ半径方向に移動して第５Ｃ図に示す位置に来るよ
うにする。

次に渦電流プローブヘッドｌｌ内のコイル５０を付勢し
、モータ１３２を作動させて平歯車１２２を回転させ、
それにより駆動管１１８をリンク機構のピン１２３を介
してプローブ支持組立体９のプッシュロッド３２及びハ
ウジング３０と一緒に回転させる。この様な機械的動作
により、プローブへラド１１の遠方のテーパ末端部はプ
ラグシェル１５の上方部分２６の内壁を拭い取るような
動作の保合状態でその周りを螺旋運動する。

プローブヘッドが第５図で想像線で示すようにプラグシ
ェル１５の閉鎖端１６とほぼ当接状態になると走査が完
了する。この時点において、上限スイッチ１３６がピン
９４．５（第１Ａ図に示す）によって作動して、モータ
１３２の作動を停止させる。次いでオペレータは空気圧
シリンダ１２６を作動させてロッド１３８を引っ込め、
これによりプッシュロッド３２を押し下げてプローブヘ
ッド１１をプローブ支持組立体９のハウジング３０内に
引き戻す。次にモータ１３２を逆方向に作動させてプロ
ーブ支持組立体９の上端部を駆動管１１８によって第５
Ｂ図に示す位置に引き戻す。

次にプローブ支持組立体９を拡張要素２２のボア２４を
通して引き抜き、プラグシェル１５の開口端１７から引
き出し、しかる後プラグ検査装置１を移動させて別のプ
ラグを検査する。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、原子炉用蒸気発生器の欠陥のある伝熱管の
封止に用いられるＸプラグの検査直前における本発明の
検査装置の部分横断面正面図である。第１Ｂ図及び第１Ｃ図はそれぞれ、第１Ａ図に示す検査
装置の　　　　　　　　　部分横断面左側面図、部分横
断面右側面図である。第２図は、第１Ａ図の丸で囲った部分の拡大図であり、
検査装置の駆動機構及び半径方向伸縮機構の細部を示す
図である。第３Ａ図は、本発明のプローブ支持組立体の拡大横断面
側面図である。第３Ｂ図は、第３Ａ図に示す支持組立体の正面図である
。第４図は、本発明の検査装置で用いられるプローブヘッ
ドの拡大横断面図である。第５Ａ図及び第５Ｂ図は、プローブ支持組立体及び本発
明の検査装置によって検査されるプラグの横断面側面図
であり、支持組立体を拡張要素の狭いボアに挿入する前
及び挿入中、プローブヘッドを支持組立体の上に引っ込
めるために半径方向伸縮機構をどのように用いるかを示
す図である。第５Ｃ図は、検査作業中におけるプラグの上方部分の中
において半径方向伸長位置で示すプローブヘッドの横断
面側面図である。［主要な参照符号の説明］１・・・プラグ検査装置３・・・プラグ５・・・伝熱管７・・・管板９・・・渦電流プローブ支持組立体１１・・・プローブヘッド１３・・・プローブ駆動／送出し組立体１５・◆・プラ
グシェル２２・・・拡張要素２９・・・弾性支持部材３０・・・管状ハウジング３２・・・プッシュロッド又はブツシュパー３８・・・
カム面４２・・・カム５０・・・プローブコイル５２・・・鉄心７０・・・駆動機構７１　・７２　・７３　・７４　・１０６　・１１２　・１３２　・・割出しテーブル・駆動テーブル・駆動伝達装置 ◆支持フレーム・割出し管・ＬＶＤＴ・可逆回転形モータ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導体の内部に形成されている漸変幅の中空部の内
壁を遠隔検査する装置において、中空部に挿入でき、中
空部内壁に係合する渦電流磁界集中プローブと、プロー
ブに連結された細長い支持組立体とを有し、該支持組立
体は、その長さ方向軸線に関しプローブを選択的に伸縮
させてプローブと中空部の漸変幅部分の相互の機械的干
渉を防止する半径方向伸縮手段を含むことを特徴とする
導体中空部内壁の遠隔検査装置。
（２）細長い支持組立体は、プローブに連結されていて
プローブを支持する末端を備えた細長い支持部材を含む
ことを特徴とする請求項第（１）項記載の導体中空部内
壁の遠隔検査装置。
（３）細長い支持部材は、支持組立体の長さ方向軸線に
関して弾性的に移動できることを特徴とする請求項第（
２）項記載の導体中空部内壁の遠隔検査装置。
（４）半径方向伸縮手段は、細長い支持部材に当接でき
、該支持部材を撓曲させることによりプローブを選択的
に伸縮させるカムを含むことを特徴とする請求項第（３
）項記載の導体中空部内壁の遠隔検査。
（５）半径方向伸縮手段は、細長い支持部材に連結され
ていて該支持部材の長さ方向軸線に沿って移動できるプ
ッシュロッド部材を含むことを特徴とする請求項第（４
）項記載の導体中空部内壁の遠隔検査装置。
（６）半径方向伸縮手段は、プッシュロッド部材及び支
持部材を軸方向に移動させる手段を含むことを特徴とす
る請求項第（５）項記載の導体中空部内壁の遠隔検査装
置。
（７）支持組立体に連結されていて、支持組立体を中空
部内へ挿入してプローブを中空部の内壁全体に亘って移
動させるプローブ駆動／送出し組立体を更に有すること
を特徴とする請求項第（１）項記載の導体中空部内壁の
遠隔検査装置。
（８）プローブ駆動／送出し組立体は、プローブを中空
部内に挿入してプローブを中空部内壁の周りに走査状態
で移動させる駆動機構を含むことを特徴とする請求項第
（７）項記載の導体中空部内壁の遠隔検査装置。
（９）プローブは、プローブコイルと、コイル内部に配
置されていてコイルが発生した磁界を集中させる鉄心と
、コイル外部の周りに配置されたカバーとを有し、カバ
ーは、プローブが直径の変化している中空部の輪郭を辿
ることができるようにするテーパ部分を有することを特
徴とする請求項第（１）項記載の導体中空部内壁の遠隔
検査装置。
（１０）閉鎖端及び開口端を備え、中央にボアの設けら
れた拡張要素により拡張可能な中空の金属製プラグの中
空部内壁を、中空部内壁に係合する末端及び細長い支持
組立体に連結された基端を備えた渦電流プローブ及びプ
ローブの末端を支持組立体の長さ方向軸線から選択的に
伸縮させる半径方向伸縮手段を有する装置を使用して遠
隔検査する方法において、プローブを支持組立体の長さ
方向軸線に関して引っ込める段階と、支持組立体を金属
製プラグの中空部内へ挿入し、更に、プローブが拡張要
素の上方に位置するまで拡張要素の中央のボアに挿通す
る段階と、プローブを支持組立体の長さ方向軸線に関し
て半径方向に伸長させる段階とを有することを特徴とす
る導体中空部内壁の遠隔検査方法。
（１１）プローブを拡張要素の上方においてプラグ内で
螺旋状に運動させてプラグを検査する段階を更に有する
ことを特徴とする請求項第（１０）項記載の導体中空部
内壁の遠隔検査方法。
（１２）プローブを半径方向に伸長させる前に、プラグ
の回転軸線に沿う拡張要素の位置を突き止めて拡張要素
がプラグを正しく拡張しているかどうかを判定する段階
を更に有することを特徴とする請求項第（１０）項記載
の導体中空部内壁の遠隔検査方法。
（１３）プラグの閉鎖端の位置を突き止め、プローブが
プラグの閉鎖端と向かい合うとプラグ内のプローブの螺
旋運動を停止させる段階を更に有することを特徴とする
請求項第（１１）項記載の導体中空部内壁の遠隔検査方
法。
（１４）プローブの螺旋前進運動の終了後、プローブを
支持組立体の長さ方向軸線に関して半径方向に引っ込め
る段階を更に有することを特徴とする請求項第（１３）
項記載の導体中空部内壁の遠隔検査方法。
（１５）支持組立体を拡張要素の中央ボアから引き出し
てプラグの中空部から引き抜く段階を更に有することを
特徴とする請求項第（１４）項記載の導体中空部内壁の
遠隔検査方法。