JPH0522868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主としてプルトニウム燃料を使用す
る高速増殖炉における一次冷却材（一般にナトリ
ウムが用いられる。）の流通に用いられる配管の
うち、特に放射能の影響度合が大きい原子炉容器
の入口配管でその管軸線方向に間隔を隔てた複数
箇所に存在する円周方向の溶接部のように、ガー
ド管が外嵌されていて放射能などの影響により、
人的に非常に危険であるとか、スペース的に人が
入れない狭隘な場所、或いは長大、三次元屈曲、
重力が作用する場所などに位置する各種配管の円
周溶接部を定期的、或いは必要に応じて探傷し、
もつて配管からの流体漏れ等を未然に防止する安
全対策のために用いられるもので、詳しくは、管
軸線方向に間隔を隔てた複数箇所に円周方向の溶
接部を有する配管とこれに同芯状に外嵌させたガ
ード管との間に形成の環状空間内での管軸線方向
に沿つた走行移動、ならびに、円周方向に沿つた
走行移動により前記各溶接部を探傷する配管円周
溶接部の自動探傷装置に関する。

本発明の目的は、装置全体をできるだけ小型化
して、非作業時の保管スペース面で有利であると
ともに、管径に対する適用範囲が広く、しかも、
所定の溶接部を確実正確に探傷できる再現性に勝
れた装置を提供する点にある。

詳述すると、検査対象が上記のように人的、ス
ペース的、安全性の面から人為作業による探傷装
置が不可能、又は困難な場所に存在する配管の円
周溶接部、殊に既述の原子炉容器の入口配管にお
ける円周溶接部を遠隔操作により自動探傷できる
装置が強く要望されているにも拘わらず、従来、
そのような要望に応える自動装置は全くといつて
いいほど開発されていない。

また、上記のような条件下にある円周溶接部に
おいては、その溶接線が定まつた直線ばかりでな
く三次元曲線も多く存在し、そのような複雑な形
態の溶接線に沿つて例えば超音波探傷器などを定
期的に走査させて繰返し検査する際、その探傷器
と溶接線との相対位置、つまり、溶接線に対する
探傷器の走査軌跡を一定に保たなければ、検査結
果にばらつきを生じ信頼度の高い検査が行なえ
ず、その結果、検査ミスに伴なう漏洩の発生等を
招き、安全対策としては不十分である。従つて、
遠隔操作に基づく自動探傷装置の開発、ならび
に、再現性精度の高い装置の開発が急く要望され
ている。

本発明は、上記のような要望に応えるべく開発
されたもので、本発明に係る配管円周溶接部の自
動探傷装置の特徴構成は、冒記装置であつて、前
記ガード管内面に敷設のレールに沿つて管軸線方
向に駆動走行移動並びに停止自在な搬送台車と、
前記各溶接部に対応するガード管内面に敷設の円
周レールに沿つて円周方向に駆動走行移動自在な
探傷用走査台車を搭載した支持台車ならびに、前
記各台車が走行移動する際、それら台車と管外部
とに亘る状態で張設されている各種ケーブル類を
処理する機構を備えたケーブル処理台車とを、前
記搬送台車の駆動走行力により前記レールに沿つ
て一体的に走行移動するように連結してある点に
ある。

要約すると、本発明の特徴構成は、 〔〕 自走台車が、ガード管内面に予め溶接線
に合わせて敷設されたレールに沿つて駆動走行
移動するいわゆるステーシヨン型式であるこ
と、 〔〕 台車が、管軸線方向に自走する搬送台車
と、円周方向に自走する探傷用走査台車を搭載
した支持台車ならびに、ケーブル類を処理する
ケーブル処理台車といつたように各々が機能別
に専用化された三つの台車の連結体であるこ
と、 の二点にあり、このような特徴構成を有する本発
明によれば、外部からの遠隔自動操作によつて円
周溶接部を安全容易かつ正確に探傷して流体漏れ
等の未然防止など配管の安全なる維持管理を省力
的、合理的に行なえるといつた自動装置本来の結
果のほかに次のような顕著な作用効果を期待でき
るに至つた。

つまり、 (a) 被検査対象溶接部に対して軸線方向、円
周方向共に台車全体を至近距離に接近させる
ことが可能で、検査台車、探傷器自体のスト
ロークを最小にでき、それらを形状的に可及
的にコンパクト化できる。

(b) 各種ケーブル類は専用の台車で処理され、
更に台車全体が管外部に退避する際はケーブ
ル類を管外で処理されるから、狭隘な管内に
特別な処理機を必要としない。

以上の(a)，(b)によつて装置全体をコンパクトな
ものに構成できる。

また、前述〔〕で述べたように三輌連結式
の台車に構成することにより、特に円周方向に
走行移動する走査台車の小形化、それに引回さ
れるケーブル類の一層の小径化、低剛性化が図
れて所定の検査走行を円滑確実なものにできる
とともに、管軸線方向の走行移動時における台
車全体の屈曲部走行も円滑に行ない易く、前述
のケーブル類の小径化、低剛性化と屈曲部走行
の円滑化と相俟つて、管径、配管長、及び配管
の曲り形態等に対する適用範囲を著しく拡大で
きる。

その上、前記〔〕で述べたようにステーシ
ヨン型式を採用することにより、探傷用走査台
車の円周溶接部に対する走行軌跡を、その円周
溶接部が例え屈曲したものであつても常に一定
化して、定期検査など繰返し検査毎での検査結
果のばらつきを皆無にできる。即ち、円周溶接
部の自動探傷を、再現性精度の極めて高い状態
で行なえる。

以上のように、本発明は、スペース的、形態的
に狭隘、長大、屈曲、重力作用といつた悪条件下
での円周溶接部の遠隔自動探傷を、能率面、精度
面で極めて効果的に行なえる装置を提供できるに
至つたのである。

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述す
る。

第１図はプルトニウム燃料を使用する高速増殖
炉の概略構造図であつて、１０は原子炉容器、１
１は炉で発生した熱が、一次系冷却材（ナトリウ
ム使用）配管Ｘ、中間熱交換器１２、二次系冷却
材（ナトリウム使用）配管１３を介して伝えられ
る蒸気発生器であり、この発生器１１で作られた
蒸気をエネルギーとして駆動されるタービンに発
電機（図外）が直結されている。１７は炉を密閉
遮閉するコンクリート壁、１８は制御棒駆動装置
である。

上記構造の高速増殖炉において探傷検査対象物
である、前記炉容器１０の入口部付近の冷却材配
管Ｘは、第２図で示すように直管や曲り管など多
種複数本の鋼管を円周溶接して構成されたもの
で、管軸線方向に適宜間隔を隔てて円周方向の溶
接部ａを有する内部配管ｐとこれに同芯状に外嵌
されたガード管Pgとからなり、ガード管Pgの上
端には装置出入用開口ｂを有し、かつ前記内外両
管Ｐ，Pg間に形成される環状空間Ａ内での管軸
線方向に沿つた走行移動、ならびに前記各溶接部
ａの外側において円周方向に沿つた走行移動によ
り前記各溶接部ａを順次探傷する装置を次のよう
に構成してある。

第３図乃至第７図で示したように、前記ガード
管Pgの内面で周方向の一箇所には検査対象配管
Ｐの管軸線方向全長に亘つて、デイスクブレーキ
板１９を一体連設の台車走行レールＲ１が敷設さ
れているとともに、前記各溶接部ａに夫々対応す
る前記ガード管Pg内面には、前記レールＲ１上
の台車走行移動経路に相当する箇所を切欠く状態
で、デイスクブレーキ板２０を一体連設の円周レ
ールＲ２が敷設されている。

そして、台車は、前記ガード管Pg内面に敷設
のレールＲ１に沿つて管軸線方向に駆動走行移動
並びに停止自在な搬送台車１と、前記各溶接部ａ
に対応するガード管Pg内面に敷設の円周レール
Ｒ２に沿つて円周方向に駆動走行移動自在な探傷
用走査台車２を搭載した支持台車３と、前記各台
車１，２，３が走行移動する際、それら台車１，
２，３と管Pg外部とに亘る状態で張設されてい
る各種ケーブル類４Ａ，４Ｂ，４Ｃを処理する機
構５を備えたケーブル処理台車６とを、前記搬送
台車１の駆動走行力により前記レールＲ１に沿つ
て一体的に走行移動するように連結して構成され
ている。

前記搬送台車１は、前記台車走行レールＲ１の
両側外面に弾接しブレーキ付モータ２１を介して
駆動回転自在で、ゴムライニングが施された一対
の駆動輪２２，２２、前記デイスクブレーキ板１
９に作用するデイスクブレーキ２３、及び、管軸
線方向での台車停止位置を制御するためのパルス
エンコーダ７等を備えて、前記レールＲ１に沿つ
て管軸線方向に駆動走行移動並びに停止自在に構
成されている。

前記支持台車３は、前記円周レールＲ２に沿つ
て円周方向に駆動走行移動自在な探傷用走査台車
２を搭載し、かつ、台車移動経路に相当する箇所
には、前記円周レールＲ２の一部を構成する局部
レール部分Ｒ２ａを備えている。そして、前記探
傷用走査台車２には、前記円周レールＲ２の内周
面に形成のラツク状歯部Ｒ２ｂに咬合して減速機
付モータ２４を介して駆動回転自在なギヤ状の一
対の駆動輪２５，２５、前記デイスクブレーキ板
２０に作用するデイスクブレーキ２６、パルスエ
ンコーダ２７、超音波探傷器２８、及びこの超音
波探傷器２８を超音波探傷のための所期の運動を
行わせるように駆動操作する駆動手段を備えてい
る。

前記駆動手段は、前記超音波探傷器２８を、配
管Ｐの円周溶接部ａの法線方向に対して一定姿勢
で接触するように保ち、かつ、繰返し斜角運動さ
せるように駆動移動させるものであり、図外の適
宜駆動源からの動力を、駆動伝達切換え用クラツ
チ（図外）、及びフレキシブルシヤフト２９ａな
どを介して伝達され、正逆方向に回転駆動される
走査用駆動軸２９と、その走査用駆動軸２９の回
転量を検出して超音波探傷器２８の管軸線方向で
の移動量を検出する走査ストローク検出用エンコ
ーダ３０と、動力伝達切換え用クラツチや動力伝
達用ギヤなどを用いて前記超音波探傷器２８を配
管Ｐの周方向に所定範囲内で往復移動させる周方
向駆動機構３７と、前記超音波探傷器２８を配管
Ｐ表面側へ弾性的に押し付け付勢する押圧用サス
ペンシヨン３１などとから構成されている。

この駆動手段を用いて、前記走査用駆動軸２９
と周方向駆動機構３７との駆動による合成運動に
より超音波探傷器２８を斜角運動させ、かつ、円
周溶接部ａに対する一定姿勢で配管Ｐに接触する
ように保つことによつて、超音波の送受信が安定
し、信号レベルとノイズレベル比（Ｓ／Ｎ比）が
一定となる状態で作業を行える。

前記ケーブル処理台車６は、前記各台車１，
２，３が走行移動する際に、それら各台車１，
２，３とガード管Pgの外部に設置されたコント
ロールセンター（図外）とに亘る状態で張設され
ている各種ケーブル類、具体的には動力ケーブル
４Ａ、通信用光フアイバー４Ｂ、安全索４Ｃ、更
には図示しないがイメージフアイバーケーブル、
UTセンサー用ワイヤー等を円周移動時の余裕を
有する長さで繰返し巻取り処理するように、光変
換デバイス、リレー、外部スイツチ等を内臓する
ボツクス５Ａ、巻取器５Ｂ、繰出用ピンチロール
５Ｃ、動力ケーブル中継ボツクス５Ｄなどの処理
機構５及びピンチロール駆動用のクラツチ、ギ
ヤ、フレキシブルシヤフトを介しての駆動軸３
２、安全索クランプマグネツト機構３３、ならび
に前記レールＲ１に沿つて走行移動する車輪３４
等を備えている。

上記の各台車１，３，６は、管軸線方向に対し
て直交する軸芯をもつピン３５，３５を介して、
前記搬送台車１の駆動走行力により前記レールＲ
１に沿つて一体的に走行移動するように連結して
ある。

尚、前記支持台車３には、これに付設の局部レ
ール部分Ｒ２ａをガード管Pg内面に敷設の円周
レールＲ２に正確に合致させて接続固定するため
のリミツトスイツチ（LS）及びストツパー機構
３６が設けられており、かつ、搬送台車１はレー
ル位置合せのために円周レールＲ２の手前でエン
コーダ７により減速制動一時停止され、クラツ
チ、ギヤを介してのねじ駆動により前記リミツト
スイツチ（LS）の作動により精密位置に制御さ
れるものである。

第８図は別の実施例を示し、これは走行駆動用
モータ２１，２４，２９を除くサスペンシヨン機
構３１、ストツパー機構３６等の駆動機構として
エアーシリンダーを用いる型式のもので、走行中
のエアー供給はチヤンバー４１から行なう。ま
た、台車機器搭載部を冷却、保冷するために液体
窒素（LN2）をも用いるが、第９図で示すよう
にエアーパイプ３８並びに液体窒素パイプ４０の
定位置に設置された取出用ニツプル４３に搬送台
車１に設置のカプラ挿入用駆動モータ３９により
自動的にカプラ４２を挿入連結して各ステーシヨ
ン毎でエアー及び液体窒素をチヤンバー４１に充
填供給するように構成してある。

尚、本発明装置においては以下に説明するよう
な構成および機能を付加することで一層効果の高
いものにすることができるものである。

組付誤差等による円周レールと検査対象であ
る溶接部との相対位置ずれに起因する支持台
車、走査台車の位置精度の低下をなくするため
に、機械仕上げ等によつてその存在位置の確認
が困難となる溶接部の側方に、予め例えば突起
状の基準マークを付し、この基準マークを媒介
に支持台車の停止、走査台車の走行を行なわせ
るように構成することにより、溶接部の探傷検
査を確実かつ精度良く行なえる。

探傷検査中に停電等によりモータが駆動でき
なくなつたような非常時において、円周方向に
走行移動している支持台車と搬送台車とに亘る
各種ケーブル類を、管外と台車との間に亘つて
設けられた安全索の引戻しに応じてスプリング
利用の機械力をもつて自動巻取りできるように
構成することによつて停電等の非常時において
も、ケーブル類の不当な捻れやもつれのない状
態で台車全体を管外部に引出すことができるの
である。

また、本発明装置においては、前記支持台車
に、探傷用走査台車に代えて、例えば研磨装置、
清掃装置、塗装装置を備えさせて、研磨、清掃、
塗装等の多目的作業に利用するも良い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る配管円周溶接部の自動探傷
装置の実施例を示し、第１図は高速増殖炉の概略
構造図、第２図は探傷対象配管部の側面図、第３
図は第２図−線での断面拡大図、第４図は装
置全体の立体概要図、第５図、第６図は第４図の
平面図、側面図、第７図は要部の拡大断面図、第
８図は別実施例に係る装置全体の立体概要図、第
９図は第８図のものにおいて用いる治具の斜視図
である。 １……搬送台車、２……走査台車、３……支持
台車、５……ケーブル類処理機構、６……ケーブ
ル処理台車、７……パルスエンコーダ、Ｐ……配
管、Pg……ガード管、Ｒ１，Ｒ２……レール、
ａ……円周溶接部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管軸線方向に間隔を隔てた複数箇所に円周方
   向の溶接部ａを有する配管Ｐとこれに同芯状に外
   嵌させたガード管Pgとの間に形成の環状空間Ａ
   内での管軸線方向に沿つた走行移動、ならびに、
   円周方向に沿つた走行移動により前記各溶接部ａ
   を探傷する装置であつて、 前記ガード管Pg内面に敷設のレールＲ１に沿
   つて管軸線方向に駆動走行移動並びに停止自在な
   搬送台車１と、前記各溶接部ａに対応するガード
   管Pg内面に敷設の円周レールＲ２に沿つて円周
   方向に駆動走行移動自在な探傷用走査台車２を搭
   載した支持台車３ならびに、前記各台車１，２，
   ３が走行移動する際、それら台車１，２，３と管
   Pg外部とに亘る状態で張設されている各種ケー
   ブル類４Ａ，４Ｂ，４Ｃを処理する機構５を備え
   たケーブル処理台車６とを、前記搬送台車１の駆
   動走行力により前記レールＲ１に沿つて一体的に
   走行移動するように連結してある配管円周溶接部
   の自動探傷装置。 ２ 前記搬送台車１、支持台車３、及びケーブル
   処理台車６の夫々がピンジヨイント型式に連結さ
   れている特許請求の範囲第１項に記載の配管円周
   溶接部の自動探傷装置。 ３ 前記支持台車３が、前記円周レールＲ２のう
   ち、前記搬送台車１、支持台車３、及びケーブル
   処理台車６夫々の管軸線方向への移動経路に相当
   する箇所で、前記円周レールＲ２の一部を構成す
   るレール部分Ｒ２ａを備えている特許請求の範囲
   第１項に記載の配管円周溶接部の自動探傷装置。 ４ 前記搬送台車１が、その搬送台車１、支持台
   車３、及びケーブル処理台車６の夫々の管軸線方
   向での停止位置制御用のパルスエンコーダ７を備
   えている特許請求の範囲第１項に記載の配管円周
   溶接部の自動探傷装置。