JPH07244032A

JPH07244032A - 溶接部検査装置

Info

Publication number: JPH07244032A
Application number: JP6031383A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Maruyama; 隆行丸山
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 1994-03-01
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】原子炉圧力容器における下鏡板の溶接部の超
音波探傷検査を原子炉圧力容器の内側から行い得るよう
にする。【構成】左右の案内レールに沿って昇降し得るように
した水平軸８に、先端側に下鏡板の溶接部を超音波探傷
するための超音波探触子１１を取付けたアーム１０を上
下へ回動し得るように外嵌させ、アーム昇降ワイヤ巻取
り軸１５を駆動して巻取り或いは繰出すことにより、水
平軸８及びアーム１０を昇降させるアーム昇降ワイヤ２
３を水平軸８に接続し、アーム回動ワイヤ巻取り軸１４
を駆動して巻取り或いは繰出すことによりアーム１０を
上下へ回動させるアーム回動ワイヤ２２をアーム１０に
接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接部検査装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０及び図１１に示すごとき原子炉圧
力容器１の下鏡板２の線状の溶接部３は、溶接部検査装
置を遠隔操作することにより定期的に超音波探傷検査す
る必要がある。なお、図１０中、４２は上部蓋である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、下鏡板
２の外面下方には、約３００〜５００ｍｍの間隔で多数
の管状の制御棒駆動機構ハウジング４が縦向きに突出し
ていると共に保温材５等が設けてあるため、溶接部３を
下鏡板２の外面から超音波探傷検査するのは困難であ
る。

【０００４】又、原子炉圧力容器１内面にも制御棒駆動
機構ハウジング４が突出してはいるが、原子炉圧力容器
１の上方には、干渉物がないため、原子炉圧力容器１の
上方から溶接線検査装置を下鏡板２の溶接部３に接近さ
せることが考えられるが、これまでのところそのような
装置は実現されていない。

【０００５】本発明は上述の実情に鑑み、原子炉圧力容
器における下鏡板の溶接部を原子炉圧力容器内から容易
且つ迅速にしかも安全に超音波探傷検査し得るようにす
ることを目的としてなしたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上下へ延材す
る左右の案内レール７に沿い昇降し得るようにした水平
軸８に基端側を外嵌すると共に下鏡板２の溶接部３の超
音波探傷検査を下鏡板２の上面側から行い得るようにし
た超音波探触子１１を先端側に設けたアーム１０と、ア
ーム回動ワイヤ巻取り軸１４に巻取り或いはアーム回動
ワイヤ巻取り軸１４から繰出すことによりアーム１０を
上下へ回動させるようにしたアーム回動ワイヤ２２と、
アーム昇降ワイヤ巻取り軸１５に巻取り或いはアーム昇
降ワイヤ巻取り軸１５から繰出すことによりアーム１０
を水平軸８と共に昇降させるようにしたアーム昇降ワイ
ヤ２３を備えている。

【０００７】又、本発明は頂部が上方に向いた多角錐状
に形成され且つ傾斜面３７ａに沿い斜め上下へ向けて蟻
溝３８が設けられた、アクチュエータ３６により昇降可
能なブラケット３７と、該ブラケット３７の蟻溝３８に
後端を係合され且つ下鏡板２の上方へ向け突出した柱状
体４に対し当接可能な固定パッド４１を先端に設けた前
後進可能なスライドロッド４０を設けると良い。

【０００８】更に、本発明は、アーム１０を前方へ押出
すためのアクチュエータ３２を設けると良い。

【０００９】更に又、本発明は略垂直状態で停止してい
るアーム１０を固定するための手段３４を設けると良
い。

【００１０】又更に、本発明は、超音波探触子１１をフ
ェーズドアレイ型にすると良い。

【００１１】

【作用】本発明においては、アーム回動ワイヤ巻取り軸
１４を駆動することによりアーム回動ワイヤ２２を巻取
り、水平軸８を上方にして略垂直に保持されているアー
ム１０を水平軸８を基準として上方へ回動させ水平状態
にし、次いでアーム回動ワイヤ巻取り軸１４及びアーム
昇降ワイヤ巻取り軸１５を駆動することによりアーム回
動ワイヤ２２及びアーム昇降ワイヤ２３を繰出してアー
ム１０を水平状態を維持したまま案内レール７に沿い下
降させて超音波探触子１１を下鏡板２の上面から溶接部
３の近傍に位置させ、アーム昇降ワイヤ巻取り軸１５を
駆動してアーム昇降ワイヤ２３を巻取り、アーム１０の
基端側を案内レール７に沿って上昇させると共にアーム
１０の先端側を溶接部３に沿い移動させ、アーム回動ワ
イヤ巻取り軸１４を駆動してアーム回動ワイヤ２２にた
るみが生じないよう巻取り、超音波探触子１１を溶接部
３に沿い移動させつつ溶接部３の超音波探傷を行う。

【００１２】本発明においては、容器の下鏡板２の溶接
部３の超音波探傷検査を容器内から容易且つ迅速にしか
も安全に行うことができる。

【００１３】又、本発明では、アクチュエータ３６を駆
動し、ブラケット３７を上昇させて各スライドロッド４
０を前進させ、固定パッド４１を柱状体４に当接させて
装置を柱状体４に確実に支持させた場合には、超音波探
傷をより一層容易且つ迅速にしかも安全に行うことがで
きる。

【００１４】更に、垂直状態で停止しているアーム１０
を上方へ回動させる際にアクチュエータ３２によりアー
ム１０を前方へ押すことにより、検査開始時にアーム１
０を迅速に回動させることができる。

【００１５】更に又、検査を行わない場合には、アーム
１０を固定するための手段３４によりアーム１０を固定
することにより、装置の運搬、セットを容易に行うこと
ができる。

【００１６】又更に、超音波探触子１１をフェーズドア
レイ型とした場合には、溶接部３が直線状ではない場合
であっても、正確且つ確実に超音波探傷を行うことがで
きる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつ
つ説明する。

【００１８】図１〜図９は本発明の一実施例である。

【００１９】本発明の溶接部検査装置は、４本の制御棒
駆動機構ハウジング４に包囲された空間内に収納し得る
大きさで平面形状がＣ形状の前面が開口した縦長のフレ
ーム６を備え、該フレーム６の左右の側板６ａの内面に
は、開口部６ｂ側に近接して夫々縦向きの案内レール７
が取付けられている。

【００２０】左右の案内レール７，７間にはフレーム６
の幅方向へ延材するよう水平軸８が配設され、該水平軸
８の長手方向両端には、案内レール７，７に沿い上下方
向へ転動し得るようにしたローラ９が回転自在に外嵌さ
れ、水平軸８の左右のローラ９，９間には、水平軸８に
対して回動し得るようにしたアーム１０の基端側が外嵌
されている。アーム１０は水平軸８が上限に位置し且つ
垂直状にフレーム６内に格納されている場合には、下端
がフレーム６の下方へ突出しない程度の長さに形成さ
れ、且つアーム１０下端のフレーム６内面側には、フェ
ーズドアレイ型の超音波探触子１１が水平軸８と平行に
配設したピン１２を介して枢着されている。

【００２１】フレーム６内に設置したブラケット１３に
は、前記水平軸８と平行に、アーム回動ワイヤ巻取り軸
１４とアーム昇降ワイヤ巻取り軸１５が回転可能に支持
されており、ブラケット１３に配設した縦型減速電動機
１６，１７の出力軸に外嵌固定したベベルギア１８，１
９は、アーム回動ワイヤ巻取り軸１４、アーム昇降ワイ
ヤ巻取り軸１５に外嵌、固定したベベルギア２０，２１
に噛合している。

【００２２】アーム回動ワイヤ巻取り軸１４の長手方向
両端部には、２本のアーム回動ワイヤ２２が巻付けられ
てその端部はアーム回動ワイヤ巻取り軸１４に固定され
ており、アーム昇降ワイヤ巻取り軸１５の長手方向中央
部には、アーム昇降ワイヤ２３が巻付けられてその端部
はアーム昇降ワイヤ巻取り軸１５に固定されている。

【００２３】フレーム６の上面には、平面的な大きさが
フレーム６と略同じで、フレーム６と同様前面が開口し
たフレーム２４が設置されており、フレーム２４内の幅
方向両側には、２個のブラケット２５が配置されると共
にフレーム２４内の幅方向中央部にはブラケット２６が
配置され、ブラケット２５，２６には、アーム回動ワイ
ヤ巻取り軸１４及びアーム昇降ワイヤ巻取り軸１５と平
行な支持軸２７，２８が夫々取付けられ、支持軸２７，
２８には、プーリ２９，３０が回転自在に外嵌されてい
る。又、アーム回動ワイヤ２２及びアーム昇降ワイヤ２
３は、アーム回動ワイヤ巻取り軸１４及びアーム昇降ワ
イヤ巻取り軸１５から上方へ延び、プーリ２９，３０へ
巻掛けられて下方へ延び、アーム回動ワイヤ２２の下端
はアーム１０の下端近傍に接続され、アーム昇降ワイヤ
２３の下端は水平軸８に固定されている。

【００２４】フレーム６の下端内側に配設したブラケッ
ト３１には、流体圧シリンダ３２が水平配置され、流体
圧シリンダ３２のピストンロッド３２ａ先端は、アーム
１０に固定したブロック３３を介し、アーム１０の下端
側を前方へ押し得るようになっている。又、ブラケット
３１には、流体圧シリンダ３２と並んでマグネット３４
が配置されており、アーム１０を図２の実線に示すよう
にフレーム６内に垂直に格納した際にマグネット３４に
よりアーム１０を吸着、固定し、アーム１０が動かない
ようになっている。

【００２５】フレーム２４の上面には、平面的な大きさ
がフレーム６と略同じで図４に示すごとく、平面形状が
略八角形状の筒状のフレーム３５が配設され、フレーム
３５内に立設した流体圧シリンダ３６のピストンロッド
３６ａ上端には、四角錐状のブラケット３７が頂部を上
方へ向けて取付けられている。而して、ブラケット３７
の各傾斜面３７ａには、傾斜面３７ａに沿って斜め上下
へ延びるよう蟻溝３８が形成されている。

【００２６】フレーム３５の周方向には、平面的に見て
略９０度の間隔で４箇所に円筒状の水平なスライド軸受
３９が設けられ、各スライド軸受３９には、水平方向へ
進退動可能なスライドロッド４０が摺動自在に嵌合され
ている。而して、スライドロッド４０のフレーム３５外
方先端には、制御棒駆動機構ハウジング４の外周に当接
して装置を所定位置に位置決め、固定し得るようにした
固定パッド４１が取付けられ、スライドロッド４０のフ
レーム３５内方後端に形成した突起４０ａは、前記ブラ
ケット３７の斜辺に形成した蟻溝３８に対し摺動し得る
よう係合している。

【００２７】次に、本実施例の作動を図１０及び図１１
をも参照しつつ説明する。

【００２８】下鏡板２の溶接部３を超音波探傷する際に
は、図１０に示す原子炉圧力容器１の上部蓋４２を撤去
すると共に、図２に示すようにアーム１０を垂直状にフ
レーム６内に格納させてマグネット３４に吸着させ且つ
スライドロッド４０を後退させた状態の溶接部検査装置
をクレーン等により吊下げ、該溶接部検査装置を水の入
っている原子炉圧力容器１内に制御棒駆動機構ハウジン
グ４と干渉しないよう原子炉圧力容器１開口から下降さ
せ、フレーム６の下端面を下鏡板２の上面に着座させ
る。

【００２９】而して、フレーム６の下端面が下鏡板２の
上面に当接したら、流体圧シリンダ３６を作動させてピ
ストンロッド３６ａを上昇させる。そうすると、スライ
ドロッド４０が上昇することにより、スライドロッド４
０は水平方向に押されてフレーム３５外方へ押出され、
４個の固定パッド４１は夫々異なる制御棒駆動機構ハウ
ジング４の外周に当接する結果、溶接部検査装置は、原
子炉圧力容器１内の所定位置にセットされる。

【００３０】溶接部検査装置が所定位置にセットされた
ら、流体圧シリンダ３２を作動させてピストンロッド３
２ａを突出せしめ、ブロック３３を介してアーム１０の
下端を前方へ押す。このため、アーム１０はマグネット
３４による吸着を解除され、水平軸８を中心として図２
の仮想線に示すごとく僅かに反時計方向へ回動する。

【００３１】この状態で縦型減速電動機１７を駆動する
と、ベベルギア１８，２０を介してアーム回動ワイヤ巻
取り軸１４が回動させられ、アーム回動ワイヤ２２が巻
取られるため、アーム１０は水平軸８に対して図２の反
時計方向へ略水平状態になる位置まで回動する。このた
め、アーム１０は水平になって上限位置で停止する（図
６参照）。

【００３２】次に縦型減速電動機１６を駆動してアーム
回動ワイヤ巻取り軸１４を逆回転させると共に縦型減速
電動機１７を駆動してアーム昇降ワイヤ巻取り軸１５を
アーム回動ワイヤ巻取り軸１４と同一方向へ回転させ、
アーム回動ワイヤ２２及びアーム昇降ワイヤ２３の両方
を所定の関係を満たすような速度で繰返す。このため、
ローラ９が案内レール７に対して転動することによりア
ーム１０は、略水平な状態を維持したまま案内レール７
の下端まで下降し、超音波探触子１１は下鏡板２の溶接
部３の近傍に位置する（図７参照）。

【００３３】アーム１０を略水平状態に維持したまま下
降させる際のアーム回動ワイヤ巻取り軸１４の回転数Ｎ
₁とアーム昇降ワイヤ巻取り軸１５の回転数Ｎ₂の関係
は、図９に示すごとく、アーム１０の長さをＳ、アーム
回動ワイヤ２２の初期の長さをＬ_1O、アーム昇降ワイヤ
２３の初期の長さＬ_2O、初期からｔ秒経過後のアーム回
動ワイヤ２２の長さをＬ_1t、初期からｔ秒経過後のアー
ム昇降ワイヤ２３の長さをＬ_2t、アーム回動ワイヤ２２
の繰出し速度をＶ₁、アーム昇降ワイヤ２３の繰出し速
度をＶ₂、アーム回動ワイヤ巻取り軸１４の半径をＲ₁、
アーム昇降ワイヤ巻取り軸１５の半径をＲ₂とすると、
次のようになる。

【００３４】すなわち、図９に示すごとく初期において
は、

【数１】（Ｌ_2O）²＋Ｓ²＝（Ｌ_1O）² …（ｉ）が成立し、初期からｔ秒経過後にアーム１０が水平状態
を維持したまま下降するためには、

【数２】（Ｌ_2t）²＋Ｓ²＝（Ｌ_2O）² …（ｉｉ）が成立しなければならない。

【００３５】又、アーム回動ワイヤ２２の初期の長さＬ
₁₀とｔ秒経過後の長さＬ_1tの間には、

【数３】Ｌ_1t＝Ｌ_1O＋Ｖ_1t …（ｉｉｉ）の関係が成立し、アーム昇降ワイヤ２３の初期の長さＬ
₂₀とｔ秒経過後の長さＬ_2tとの間には、

【数４】Ｌ_2t＝Ｌ_2O＋Ｖ_2t …（ｉｖ）の関係が成立する。

【００３６】ここで（ｉｉｉ）（ｉｖ）式を（ｉｉ）式
へ代入し、（ｉ）式を用いて整理すると

【数５】Ｖ₂＝｛（２Ｌ₁₀＋ｔ）／（２Ｌ₂₀＋ｔ）｝Ｖ₁ …（ｖ）が得られる。

【００３７】一方、アーム回動ワイヤ２２の送り速度Ｖ
₁とアーム回動ワイヤ巻取り軸１４の回転数Ｎ₁の関係は

【数６】Ｖ₁＝２πＲ₁Ｎ₁ …（ｖｉ）となり、同様にアーム昇降ワイヤ２３の送り速度Ｖ₂と
アーム昇降ワイヤ巻取り軸１５の回転数Ｎ₂の関係は、

【数７】Ｖ₂＝２πＲ₂Ｎ₂ …（ｖｉｉ）となり、（ｖ）（ｖｉ）（ｖｉｉ）式から、

【数８】Ｎ₂＝｛（２Ｌ₁₀＋ｔ）／（２Ｌ₂₀＋ｔ）｝（Ｒ₁／Ｒ₂）Ｎ₁ …（ｖｉｉｉ）が得られる。従って、（ｖｉｉｉ）式が成立するよう
に、縦型減速電動機１７，１６を駆動すれば、アーム１
０は水平状態を維持したまま下降する。

【００３８】アーム１０が水平状態を維持して下限まで
下降すると、フェーズドアレイ型の超音波探触子１１が
溶接部３に接触するか或いは溶接部３の近傍に位置す
る。そこで、縦型減速電動機１７，１６を駆動すること
により、アーム昇降ワイヤ巻取り軸１５及びアーム回動
ワイヤ巻取り軸１４をアーム１０を下降させる場合とは
逆方向へ回転させる。

【００３９】この際のアーム昇降ワイヤ２３の巻取り速
度は、超音波探傷を円滑に行うことのできる速度とし、
アーム回動ワイヤ２２の巻取り速度は、アーム１０の先
端側が上方へ移動せずしかもアーム回動ワイヤ２２にた
るみが生じないような速度とする。このため、アーム１
０の基端側は、ローラ９が案内レール７を転動すること
により上方へ移動するが、アーム１０の超音波探触子１
１を取付けた先端側は上昇せず、従って、超音波探触子
１１は下鏡板２の溶接部３に沿って移動し（図８参
照）、超音波探傷検査が行われる。

【００４０】アーム１０が起立して垂直状態に近付く
と、超音波探触子１１はフレーム６側に接近し、溶接部
３の超音波探傷検査は困難になるが、この場合には、ア
ーム１０をフレーム６内に格納してマグネット３４に吸
着させ、ブラケット３７を下降させることにより固定パ
ッド４１を後退させたうえ装置を吊上げ、搬送し、所定
位置で再び下降させることにより溶接部検査装置のセッ
ト位置を変更し、更に上述した手順により溶接部３の超
音波探傷を行う。

【００４１】本実施例のような溶接部検査装置を用いる
ことにより、溶接部３の超音波探傷検査を、制御棒駆動
機構ハウジング４のために狭隘となっている原子炉圧力
容器１内からでも容易且つ迅速にしかも安全に行うこと
ができる。

【００４２】なお、本発明の実施例においては、溶接部
検査装置を原子炉圧力容器の下鏡板の溶接部の超音波探
傷検査に適用する場合について説明したが、原子炉圧力
容器の下鏡板に限らず、種々の容器の下鏡板の溶接部の
超音波探傷検査に適用することができること、その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得る
こと、等は勿論である。

【００４３】

【発明の効果】本発明の溶接部検査装置のうち請求項１
によれば、下鏡板２の溶接部３の超音波探傷検査を容器
内から容易且つ迅速にしかも安全に行うことができ、請
求項２によれば、装置の所定位置へのセットを確実に行
うことができるため、超音波探傷検査をより一層容易且
つ迅速にしかも安全に行うことができ、請求項３によれ
ば、検査開始時にアーム１０を容易に回動させることが
でき、請求項４によれば装置の運搬、セットを容易且つ
迅速に行うことができ、請求項５によれば、溶接部３が
直線状でない場合であっても、正確且つ確実に超音波探
傷を行うことができる、等種々の優れた効果を奏し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶接部検査装置の一実施例の正面図で
ある。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。

【図５】図２のＶ−Ｖ方向矢視図である。

【図６】本発明の溶接部検査装置の作動を説明するため
の側面図で、アームが上方へ回動して水平になった状態
を示す側面図である。

【図７】本発明の溶接部検査装置の作動を説明するため
の側面図で、アームが水平状態を維持したまま下限位置
まで下降した状態を示す側面図である。

【図８】本発明の溶接部検査装置の作動を説明するため
の側面図で、アーム基端側を上昇させつつ超音波探傷検
査を行っている側面図である。

【図９】本発明の溶接部検査装置において、アームを水
平に維持したまま下降させる場合のアーム回動ワイヤの
繰出し速度とアーム昇降ワイヤの繰出し速度の関係を求
めるための概念図である。

【図１０】本発明の溶接部検査装置が適用される原子炉
圧力容器の縦断面図である。

【図１１】図１０に示す原子炉圧力容器の下鏡板の平面
図である。

【符号の説明】

２下鏡板３溶接部４制御棒駆動機構ハウジング（柱状体）７案内レール８水平軸１１超音波探触子１４アーム回動ワイヤ巻取り軸１５アーム昇降ワイヤ巻取り軸２２アーム回動ワイヤ２３アーム昇降ワイヤ３２流体圧シリンダ（アクチュエータ）３４マグネット（アームを固定するための手段）３６流体圧シリンダ（アクチュエータ）３７ブラケット３７ａ傾斜面３８蟻溝４０スライドロッド４１固定パッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下へ延材する左右の案内レール（７）
に沿い昇降し得るようにした水平軸（８）に基端側を外
嵌すると共に下鏡板（２）の溶接部（３）の超音波探傷
検査を下鏡板（２）の上面側から行い得るようにした超
音波探触子（１１）を先端側に設けたアーム（１０）
と、アーム回動ワイヤ巻取り軸（１４）に巻取り或いは
アーム回動ワイヤ巻取り軸（１４）から繰出すことによ
りアーム（１０）を上下へ回動させるようにしたアーム
回動ワイヤ（２２）と、アーム昇降ワイヤ巻取り軸（１
５）に巻取り或いはアーム昇降ワイヤ巻取り軸（１５）
から繰出すことによりアーム（１０）を水平軸（８）と
共に昇降させるようにしたアーム昇降ワイヤ２３を備え
たことを特徴とする溶接部検査装置。
【請求項２】頂部が上方に向いた多角錐状に形成され
且つ傾斜面（３７ａ）に沿い斜め上下へ向けて蟻溝（３
８）が設けられた、アクチュエータ（３６）により昇降
可能なブラケット（３７）と、該ブラケット（３７）の
蟻溝（３８）に後端を係合され且つ下鏡板（２）の上方
へ向け突出した柱状体（４）に対し当接可能な固定パッ
ド（４１）を先端に設けた前後進可能なスライドロッド
（４０）を備えた請求項１に記載の溶接部検査装置。
【請求項３】アーム（１０）を前方へ押出すためのア
クチュエータ（３２）を備えた請求項１又は２に記載の
溶接部検査装置。
【請求項４】略垂直状態で停止しているアーム（１
０）を固定するための手段（３４）を備えた請求項１、
２又は３に記載の溶接部検査装置。
【請求項５】超音波探触子（１１）をフェーズドアレ
イ型にした請求項１、２、３又は４に記載の溶接部検査
装置。