JPS62283055A - 管内検査装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、配管内部の検査例えば溶接継手部等の検査を
行う為の管内検査装置に関するものである。

［従来の技術］ 化学プラント、原子カプラント等に於いて配管溶接継手
部はテレビカメラによる外観検査、γ線による透視検査
（フィルム撮影）、検査液を付着させるカラーチェック
等の検査方法により定期的、又は適宜検査されなければ
ならないが、作業員の入れない小径管、原子カプラント
の配管等作業環境の劣悪なものに於いては遠隔操作によ
る検査を行わなければならない。

斯かる遠隔操作により配管内部を検査するものとして第
８図、第９図に示すものがある。

第８図に示すものは前後に検査ユニット取付台１１保持
台２が配され、両者は進退シリンダ３によって連結され
、検査ユニット取付台１、保持台２の側面にはそれぞれ
ロックシリンダ４が配されている。又、検査ユニット取
付台１には所要の検査ユニット５が設けられている。

而して、ロックシリンダ４による検査ユニット取付台１
の固定解除、ロックシリンダ４による保持台２の固定解
除、進退シリンダ３による検査ユニット５と保持台２と
の近接離反等、各−２＝ シリンダ３，４．４の協働によって尺取虫の如く進退し
、検査ユニット５の位置合わせ、装置の移動を行う。

又、第９図に示すものはパンタグラフ式に構成したリン
クフレーム６に検査用ＴＶ７を取付け、且自走させる様
にしたものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 然し、上記した従来の検査装置では以下に述べる問題点
がある。

先ず前者の検査装置８では被検査管に対し、径方向、軸
心方向共に略大きさが限定されてしまう。従って、該装
置８を配管９内に装入しようとすると、配管を切断する
か、又は一部数外し、この除去部分から装置を装入しな
ければならない。この為作業が非常に面倒となると共に
検査作業が完了した後は配管の取付け、修復を行うが、
修復したことにより溶接継手ができ、この継手部の検査
も必要となってくる。更に又、配管が埋設管である場合
には、配管の除去部分の堀出し、修復後の埋戻し作業を
伴い一層面倒である。

又、後者の検査装置ＩＯは小型に製作できるので、所要
の位置のバルブを取外し、その開口部から装入すること
も考えられるが、装備できるのが小型カメラ程度であり
、検査もテレビモニタによる目視検査程度にとどまる。

更に、溶接継手部は管内を流れる流体によって腐蝕し或
は汚れていることがあり、溶接継手部を清掃、研摩する
ことなく単に目視検査したのみでは充分な検査はできな
い。又、前記した様に溶接継手部は種々の検査をするこ
とが要求されており、斯かる小型検査装置では装備が充
分でなく、精度のよい検査は望めない。

又、特に第８図で示すものは管径の変化に対応して拡縮
する機能はなく、前途中に設けられるディフューザ部を
通過することかできなく、ディフューザ部がある場合は
再度装入をしなければならない。

本発明は上記実情を鑑み、種々の検査ユニットを搭載し
得、更に配管の一部を除去することなく弁取付部の開口
等より装入し得る管内検査装置を提供しようとするもの
である。

ｒ問題点を解決するための手段］ 本発明は、台車フレームを所要箇所に於いて進行方向に
対し直角な方向に屈折可能とすると共に台車フレームの
少なくとも前後位置にそれぞれ周方向に所要の間隔で３
箇所以上配置され互生径方向に拡張する如く付勢された
アーム端に車輪を設け、該車輪の少なくとも１を駆動可
能とし、前記台車フレームの適宜位置に研摩ユニット、
テレビカメラユニット等の作業ユニットを搭載したこと
を特徴とするものである。

［作　　　用］ 台車フレームが適宜箇所に於いて屈折し更に車輪が拡縮
するので、弁取付ノズル等の狭小な開口部からも装入で
き、装入後は車輪に付勢された半径方向の力によって装
置の管内での位置が確保される。

を実　施　例］ 以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

台車フレーム１５を３枚の前方平板１Ｂ、中間平板１７
、後方平板１８で構成し、それぞれ蝶番１９（１方は図
示せず）で連結し、各連結箇所で屈折可能とする。又、
前方平板１６、後方平板１８の側縁には断面コ字状の固
定板２０（１方は図示せず）をスライド自在に嵌合せし
め、ボルト２■によって止付ける。固定板２０のボルト
貫通孔２２は固定板２０が中間平板１７と後方平板１８
間に掛渡り且後方平板１８側に完全に後退し得る様な長
孔となっており、固定板２０を平板間に掛渡した状態で
ボルト２１によって固定すれば平板相互の屈折が拘束さ
れ、完全に後退された状態とすれば屈折が可能となる。

後方平板１８と中間平板１７にはそれぞれ車輪２３゜２
３及び車輪２４を設け、各車輪の支持アーム（後述）は
軸心と平行で中心を３等分した面に沿って傾動可能とし
ている。

先ず、後方平板１８に設けた車輪２３，２３　、及び車
輪２４の支持機構、及び、駆動機構について説明する。

後方平板１８の下面に軸支箱２５を取付け、軸支箱２５
には屈撓自在の回転軸２６を回転自在に支持せしめ、そ
の両端に車輪２３．２３を固着する。又、後方平板１８
の上面にはアーム支持箱２７を取付け、後方平板１８に
対し３０’をなす仮想面内を回動し得る様左右のアーム
２８．２９をアーム支持箱２７にピン３０．３Ｇを介し
て枢支せしめる。尚、アーム支持箱２７の後端面には左
右のアーム２８．２９が貫通し且後方平板１８に対し３
０″の傾斜をなすガイド孔３１が穿設しである。該左右
のアーム２８．２９の前方端にはピン３２．３２を植設
し、該ピン３２゜３２とアーム支持箱２７間にはアーム
２Ｂ、２９の後端が離反方向に付勢されるスプリング８
３．３３を張設する。又、左右アーム２８．２９の先端
部にはブツシュ３４を介して前記回転輪２６が回転自在
に貫通しており、該回転軸２６はアーム２８　、２９の
回動に伴い屈曲する様になっている。

前記アーム支持箱２７の上面には両端部を上方に折曲げ
たアーム支持金具３５を固着し、該支持金具３５には断
面円形の棒材をコ字状に曲げて形成した起伏アーム３６
をその脚下端に於いて枢支せしめる。該起伏アーム３６
の先端軸部３７には軸受３８を介して車輪２４を回転自
在に設け、該アーム３６と中間平板１７に同様に設けら
れる起伏アーム３６との間にスプリング３９を張設し、
起伏アーム３θ、３Ｂ相互が起立方向に付勢される様に
する。

前記軸支箱２５内に収納せしめたウオームホイール４０
を回転軸２Ｂに嵌着し、該ウオームホイール４０にはウ
オーム４１を噛合せしめる。後方平板１８には更にステ
ッピングモータ４２を取付けてあり、該ステッピングモ
ータ４２の出力軸に前記ウオーム４１を嵌着する。

次に中間平板１７に設けた車輪２３，２３　、車輪２４
の支持機構、左右アーム２Ｂ、２９　、起伏アーム３Ｂ
の支持等については前記した後方平板に於ける支持機構
と同様であるので説明を省略する。

中間平板１７の上面には所要の検査ユニットか積載され
る。尚、図ではテレビカメラ４３か積載されており、４
４は後述する旋回筒に支持された鏡筒、４５は鏡筒に支
持され光軸に対して４５″傾斜せしめた反射鏡である。

台車フレーム１５の前端に端板４Ｂを固着立設する。該
端板４６には前記光軸と同心の通孔４７を穿設し、該通
孔４７の周囲に所要数該実施例では３個のサポートロー
ラ４８を回転自在に取付ける。

端面を斜に切落した旋回筒４９を前記通孔４７と同心に
配設し、旋回筒４９の基部外面に刻設したガイド溝５０
に前記サポートローラ４８に嵌合して、旋回筒４９を回
転自在に支承せしめる。旋回筒４９の底板５１の後方面
にはリングギア５２を固着し、前記端板４Ｂには台５３
を介してステッピングモータ５４を取付け、該モータの
出力軸に固着したビニオンギア５５を前記リングギア５
２に噛合する。

又旋回筒４９の底板５１に後方に突出するブラケット５
６を取付け、該ブラケット５Ｂにシリンダ５７の本体を
枢着する。ブラケット５Ｂの後端にピン５８を介して垂
直センサ５９を左右方向に回転自在に垂下せしめる。該
垂直センサ５９の最下位置で、その下端と係合し得る様
フォトディテクタ或は近接スイッチ等の検出器６０を取
付台６１を介して台車フレーム１５に取付ける。

前記旋回筒４９の母線最長位置にブラケット６８を介し
てレバー６２を枢着し、レバー６２の基端を前記シリン
ダ５７０ツド先端に連結する。レバー６２の先端に回転
ブラシ６３を回転自在に設け、ブラシ駆動用のモータ６
４をレバー６２の中途部に設ける。回転ブラシ６３の回
転軸、モータ６４の出力軸をそれぞれレバー６２より突
出させ、各軸にプーリｆｉ５．ＢＢを嵌着し、両プーリ
６５，６６間にベルト６７を掛回す。

６９は端板４６の前面に立設したシリンダ支持台であっ
て、該支持台Ｂ９に前後方向にロッドを出入させるシリ
ンダ７０を取付け、支持台６９の先端にトリガプレー）
７１を枢支せしめ、ロッドの出入によってトリガプレー
ト７１が傾動する様になっている。又、前記旋回筒４９
の底板５１の前面には所要本数の探傷液ボンベ７２が回
転軸心より等距離の位置に着脱可能に設けである。

尚、前記した鏡筒４４は旋回筒４９に固定してあリ、旋
回筒４９の回転によって一体的に回転する様になってい
る。

又、前記各モータ、各シリンダはそれぞれ電源、圧力源
、制御装置にケーブル、ホースによって接続され遠隔操
作が可能な様になっている。

以下上記構成に係る装置の作動について第７図を併用し
て説明する。

尚、第７図中７３．７４は本実施例中テレビカメラ、端
板前面に設けられたユニット等に代表される作業ユニッ
トである。

配管７５に設けられた弁取付ノズル７６より弁（図示せ
ず）を撤去し、この弁取付ノズル７Ｇより上記検査装置
を装入する。

先ず、ボルト２Ｉを弛め固定板２０をスライドさせ、固
定板２０が各平板の接合線より外れた位置とし、平板が
相互に屈折可能な状態とする。更に、前後の各左右アー
ム２Ｂ、２９　、起伏アーム３６を装置の中心側に回転
させて絞り、各車輪２３゜２３．２４の位置を中心側に
保持した状態で弁取付ノズル７６から装置を装入する。

この車輪２３，２３、２４はそれぞれスプリング３３．
３９で外方へ（；Ｉ勢された各アーム２８．２９．３６
で支持されているので管内に装入されると、各車輪２３
，２３．２４は管内壁面に当接し、台車フレーム１５を
適正な位置に支持し更に倣って拡縮する。又、台車フレ
ーム１５は適宜箇所（前述した様に本実施例では２箇所
）で屈折するので、第７図に示す様に装置の装入経路が
屈曲していても、台車フレーム１５か屈曲した経路の状
態に応じて屈折し装入が可能となる。検査装置の装入の
際には弁数（−１ノズル７６の状態により旋回筒４９を
ステッピングモータ５４により回転させ、旋回筒４９先
端の斜に切落した部分を装入に都合の良い最適の向きに
して作業を行う。

装置が完全に管内に装入されると、固定板２０をスライ
ドさせ各平板間に掛渡した状態とした後ボルト２１によ
って固定する。固定板２０は各平板相互の屈折を拘束し
、前方平板１６、中間平板１７、後方平板１８で構成さ
れる台車フレームＩ５に要求される剛性を生せしめる。

次に、外部の制御装置によってステッピングモータ４２
を駆動させウオーム４１、ウオームホイール４０を介し
て回転軸２６を駆動して後方の車輪２３．２３を回転さ
せ前進又は後進する。その移動量はステッピングモータ
４２を駆動するパルス数を管理することにより制御でき
る。

又走行中の姿勢については垂直センサ５９と検出器６０
との協働によって発せられる信号を監視しておけば、台
車フレームＩ５の姿勢を検知することができる。

回転ブラシ６３の位置が溶接継手部に一致するとステッ
ピングモータ４２の駆動を停止させると共に通電状態を
維持して回転軸２６を拘束する。

モータ６４を駆動させ、プーリ６６、ベルト６７、プー
リ６５を介して回転ブラシ６３を回転させる。次に、シ
リンダ５７を伸長させてレバー６２を回動させる。レバ
ー６２の回動によって回転ブラシ６３が溶接継手部へ当
接し、研摩が開始される。この際シリンダ５丁の作動流
体圧を適当に設定することにより、研摩に必要な接触圧
を確保することができる。

回転ブラシ６３の回転を維持して、ステッピングモータ
５４を駆動しピニオンギア５５を回転させる。ピニオン
ギア５５の回転はリングギア５２を介して旋回筒４９に
伝達される。従って、旋回筒４９を３６０″或は複数回
転させれば、溶接継手部の研摩ができ、継手部の検査が
可能な状態とすることができる。

斯かる研摩作業中にスケール、ゴミ等が飛散するが、前
記反射鏡４５は回転ブラシ６３に対して背を向けた状態
としであるので、反射鏡４５を汚すということはない。

尚、反射鏡４５の汚れを更に防止するには、反射鏡４５
をシリンダ等のアクチュエータによって回転できる様に
し、研摩時には反射鏡によって鏡筒４４を閉塞する様に
してもよい。

又、旋回筒４９の回転方向の位置に関して、垂直センサ
５９と検出器６０との協働によって発せられる信号を基
に零セットし、該信号が発せられる位置を基準とし、ス
テッピングモータ５４の駆動パルスをカウントすること
により、旋回筒４９の基準位置からの回転角を知ること
ができ、又パルス数のコントロールによって回転させる
際の回転角を制御できる。

研摩が完了するとシリンダ５丁を縮短させレバー６２、
回転ブラシ６３を非研摩状態に復帰させ、モータ６４を
停止する。

ステッピングモータ４２を駆動して車輪２３．２３を回
転させて、反射鏡４５が溶接継手の位置と一致する迄台
車フレームＩ５を移動させる。

テレビカメラ４３を作動させて溶接継手部を撮像し、外
部のモニタテレビに映出す。更にステッピングモータ５
４を駆動して旋回筒４９を回転させれば、鏡筒４４、反
射鏡４５も回転し溶接継手部を全周に亘って観察するこ
とができる。この時、ステッピングモータ５４のパルス
数による角度検出を映像と対応させれば、撮像位置が確
定でき、欠陥を発見した時にはその欠陥位置を直ちに知
ることができる。

又、液体探傷検査（カラーチェック）を行うには以下の
如く行う。

探傷液の噴射に供すべき探傷液ボンベ７２かトリガプレ
ート７１の直下に位置する様パルスモータ５４によって
旋回筒４９を回転させる。探傷液ボンベ７２とトリガプ
レート７１とが一致したところで旋回筒４９を位置決め
し、シリンダ７０のロッドを突出させる。ロッドの突出
によってトリガプレート７１の中心側端部が押下げられ
探傷液ボンベのノズル部を押下げて探傷液を溶接継手部
の所要位置に噴出する。

尚、液体探傷検査は特定点について行えばよいことか経
験的に知られているが、該検査の精度を向上させる為、
探傷液ボンベの噴射作動を行わせるトリガ機構（シリン
ダ７０、トリガプレート７１等）を端板４６の複数位置
に設けてもよく、トリガ機構を探傷液ボンベと対にし旋
回筒４９に設けてもよい。又、探傷液ボンベ７２は複数
段けであるがその内容液は検査を複数種行う場合は検査
に対応させて変えてもよく、又予備として同種のものを
用意してもよい。

−１６＝ 次にγ線による透視検査は、上記した装置でテレビカメ
ラ４３を取外し、γ線試験ユニット（図示せず）を搭載
して行う。γ線はテレビカメラ４３による撮像に悪影響
を及ぼす為、テレビカメラとγ線試験ユニットとは同時
に搭載することはない。

テレビカメラ４３とγ線試験ユニットを交換する場合は
、ステッピングモータ４２により車輪２３゜２３を逆回
転させて本装置を弁取付ノズル７６直下迄戻し、弁取付
ノズル７Ｂによって開放された空間を利用して交換作業
を行う。

又、前記した様に配管の途中にはディフューザ部がある
が、各アーム２８，２９．３８が拡縮するので配管の径
減縮部通過が可能になる。尚、本装置の通過可能な最小
径は第２図仮想線で示す通りである。

本装置を取出す場合は、装置を弁取付ノズル部７Ｂ直下
迄移動させ、前記ボルト２Ｉを弛め固定板２０をスライ
ドさせて平板間相互の屈折を自在とし、装置を逆手順に
よって引出す。この時車輪２３，２４．２４は配管内面
に倣うので各アーム２８゜２９は適宜拡縮し、作業者か
特にアーム２８，２９．３６を縮少位置で保持する必要
はない。又、装置の取出しを容易にする為装置にロープ
等を締結しておき、取出し時にはこのロープを介して引
上げる様にしてもよい。

尚、上記実施例に於いて車輪駆動用、旋回筒駆動用のモ
ータとしてステッピングモータを使用したがサーボモー
タとしてもよいこと、非駆動車輪については屈撓自在の
回転軸２６を省略して左右アーム２８．２９に回転軸を
片持支持させてもよいこと、固定板２０はシリンダ等の
アクチュエータで遠隔操作してもよいこと、垂直センサ
、検出器は進行方向に対して左右の傾きを検出する様に
したが別途方向を９０°変えて取付は前後方向の傾きを
検出する様にしてもよいこと、台車フレームは２箇所で
屈折可能としたが、１箇所又は３箇所以上で屈折可能と
してもよいこと、又は台車フレームを構成する各平板毎
に拡縮てきる車輪を設けてもよいこと、車輪は同方向に
３以上あればよくその間隔も等間隔である必要はないこ
と等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え
得ることは言うまでもない。

更に又、溶接継手以外の管内面検査に実施可能なことも
勿論である。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば以下の如き優れた効果を
発揮し得る。

（１）検査部の研摩装置、複数種類の検査ユニットを搭
載した管内検査装置を弁取付ノズルの開口部等狭小な箇
所より装入し得るので、配管の１部を取外し、或は検査
後の修復等面倒な段取作業が不要となり、特に埋設管等
では掘起し、埋直しをする必要がなく検査作業を著しく
能率的に行い得る。

（ｉｔ）　　検査箇所で作業者が直接作業しないでよい
ので、安全性が向上する。

（ト）車輪は拡縮するのでディフューザ部等径縮小部が
あっても検査作業の支障とならない。

（へ）検査装置として各機能を具備することかできるの
で複数の検査を能率よく行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の側面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ矢視図、第３図は第１図のＢ−Ｂ矢視図、第４図
は第１図のＣ矢視図、第５図は第１図のＤ矢視図、第６
図は旋回筒駆動部の断面部分図、第７図は本実施例の装
入状態を示す説明図、第８図、第９図はそれぞれ従来例
の説明図である。 １５は台車フレーム、１９は蝶番、２０は固定板、２６
は回転軸、２８．２９はアーム、３３はスプリング、３
Ｂは起伏アーム、３９はスプリング、４２はステッピン
グモータ、４３はテレビカメラ、６３は回転ブラシ、７
６は弁取付ノズルを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）台車フレームを所要箇所に於いて進行方向に対し直
   角な方向に屈折可能とすると共に台車フレームの少なく
   とも前後位置にそれぞれ周方向に所要の間隔で３箇所以
   上配置され且半径方向に拡張する如く付勢されたアーム
   端に車輪を設け、該車輪の少なくとも１を駆動可能とし
   、前記台車フレームの適宜位置に研摩ユニット、テレビ
   カメラユニット等の作業ユニットを搭載したことを特徴
   とする管内検査装置。