JPS63149557A - 管検査用の無軌道式走査装置 - 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、原子力発電プラント等の配管の超音波検査等
のための走査装置に係り５特に軌道を設けず、直管部や
曲管部を配管の周方向に偏って回ることなく安定して走
査し得る無軌道式走査装置に関する。

〔従来の技術〕

直管部２曲管部を配管の周方向に偏って回ることなく安
定して走査し得る無軌道式走査装置の従来例として、第
２図に示すようなものがある。上記従来例は、複数個の
軸方向走行体Ｃを剛体の連節体りで連結し走行体を長く
することにより直進性を確保している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

剛体の連節体をもつ上記従来例の走査装置では、連節体
が曲管部の腹部や背部にくる配置になる場合は、その曲
管部は走行不能になる。何故ならば、複数個の軸方向走
行体は各々配管に垂直に姿勢を保持するため、軸方向走
行体間の距離は、その周方向によって異なる。従って、
連節体の長さを変えられない従来技術では、上記の場合
は適用できない。

本発明の目的は、複数個の軸方向走行体間にある連節体
が、曲管部の腹部若しくは背部に位置した場合も走行体
を管の周方向に回転させることなくスムーズに曲管部を
走査し得る無軌道式の走査装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、連節体の剛性を任意に変えられる剛性
制御手段とその形状を所望の形に変えられる形状可変手
段とで構成する連節体により達成できる。

〔作用〕

本発明では、走査装置が曲管部にさしかかった時に連節
体が配管と接触しないように、曲管部における連節体の
位置によって剛性制御機構と形状可変手段とで、その連
節体の剛性と形状を変えることにより曲管部を自由に走
行することができる。

〔実施例〕

次に１本発明の一実施例を第１図並びに、第３図乃至第
８図を用いて説明する。

第１図は本発明の１実施例における剛性可変連節体の構
成を示す断面図である。

剛性可変連節体は、軸方向走行体ベース２１と連結する
ジヨイント１５．剛性可変連節体の剛性を変える電磁粘
性流体１１〔以下Ｅ　Ｒ（Ｅｌｅｃｔｒ。

−Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ　）流体と略す〕、剛性可変
連節体の形状を変化させる形状記憶合金コイル１２、及
び被覆材１３とから構成される。ジヨイント１５は軸方
向走行体ベース２１に対し曲折可能な自在軸ジヨイント
にし、剛性可変連節体が変化しやすくする。形状記憶合
金コイル１２は、ジヨイント１５に固定された電極板１
４１及び１４２でジヨイント１５に固定する。、電極板
１４１は形状記憶合金コイル１２に電流を供給するもの
で形状記憶合金コイル１２と導通させる。電極板１４２
はＥＲ流体１１に電界を供給するもので形状記憶合金コ
イル１２とは絶縁する。ＥＲ流体１１とは、該流体に印
加する電界強度により粘性が変化する流体である。被覆
材１，３は、剛性可変連節体の形状が変化しやすい材質
（例えばゴム）にする。

第３図は、第１図で示した剛性可変連節体１を用いた走
査装置の軸方向走行部の構成を示した斜視図である。

走査装置の軸方向走行体２は、被検査物である配管３を
囲んで着脱可能なように（例えば二つ割り型）に構成し
たドーナツ状のベース２１と、該ベース２１に固定され
て配管３の外周に接触して回転する駆動輪を有する３個
の軸方向駆動機構２２とから構成される軸方向走行体２
と、複数個の軸方向走行体２を連結する剛性可変連節体
１とから構成されている。上記の３個の軸方向駆動機構
２２、並びに３本の剛性可変連節体１は、配管３を取り
囲んで対称位置（互いに１２０℃の位置）に設けである
。

第４図は、第３図の軸方向走行体２に設けた軸方向駆動
機構２２に搭載した姿勢センサ機構２３の１実施例を示
した図である。姿勢センサ機構２３は、同センサ全体を
支持する支持部２３８゜支持部２３８に固定された案内
棒２３９ａ。

２３９ｂ、案内棒２３９ａ、２３９ｂを上下移動するセ
ンサ支柱２３４．距離センサ２３３．距離センサ２３３
を保持しセンサ支柱２３４に固定されたセンサ保持具２
３７２．距離センサ２３３の上下移動を案内し、支持部
２３９に固定されたセンサ案内板２３７１．センサ支柱
に装着された車軸２３１ｂ、車輪２３１ｂを中心に回動
可能なセンサ板２３２．センサ板２３２の距離センサ２
３３と反対側に取りつけられた車輪２３１ａ、センサ保
持具２３７２を常に押しつけることによって姿勢センサ
機端２３全体を配管３に押し付けるバネ２３６、及びセ
ンサ板２３２とセンサ保持具２３７２につけられ、セン
サ板２３２をセンサ保持具側に引張っているバネ２３５
から構成している。そこで配管３の曲率が変化し車軸２
３１ｂが浮いた時は、バネ２３６に支持部２３９が下に
押えられ、センサ板２３２が車輪２３１ｂを中心に回転
し、センサ板２３２と距離センサ２３３との距離が変化
し、その変化を距離センサで検出し曲率の変化を検出す
る。一方、配管３の曲率が変化し車軸２３１ａが浮いた
時は、バネ２３５で車軸２３１ｂを中心に引張られて、
センサ板２３２と距離センサ２３３との距離が変化し、
以下同様に曲率の変化を検出する。

次に、軸方向駆動輪が軸方向走行体ベースに１８０°の
位置に取り付けられた軸方向走行体を用いて、軸方向走
行体の姿勢制御について説明する。

まず、姿勢センサ機構による傾斜角検出原理を述べる。

軸方向走行体が配管に対して前傾姿勢になると、軸方向
走行体のベースと一諸に距離センサ２３３も第４図破線
のごとく傾斜する。一方、センサ板２３２は車輪２３１
ａと車輪２３１ｂとがバネ２３５とバネ２３６によって
配管に押しつけられているので、常に配管表面と平行に
保持される。この結果、姿勢センサ機端のセンサ板２３
２と距離センサ２３３との距離は軸方向走行体が配管に
垂直な姿勢の時に比べて長くなる。その長さの変化を距
離センサ２３３で検出し、軸方向走行体と配管の傾斜角
を検出する。また軸方向走行体が配管に対して後に傾い
た姿勢になると、姿勢センサ機構のセンサ板２３２と距
離センサ２３３との距離は軸方向走行体が配管に垂直な
姿勢の時に比べ短くなっている。

上述の軸方向走行体の姿勢を配管に対して垂直に制御す
るには、傾斜角が零になるように配管の軸方向駆動輪の
回転速度を増減させる。この時軸方向走行体の重心の移
動速度が直管部走行時と変化しないよう配管曲管部の腹
部側の軸方向駆動輪の減速量と、背部側の軸方向駆動輪
の加速量が同一になるよう制御する。

第５図は、剛性可変連節体１の中央に設けた形状記憶合
金コイル１２の温度による形状の変化状態を示した斜視
図である。形状記憶合金はその温度を形状変化温度より
高くした時と低くした時とで違った形状を記憶すること
ができる。この形状記憶合金の特徴を利用し剛性可変連
節体の形状を変化させる。第３図で示した軸方向走行体
２が配管３の直管部を走行する時は剛性可変連節体１を
真直にし、また軸方向走行体２が曲管部を走行する時、
形状を変化させた剛性可変連節体１が配管３と接触しな
いように外側に剛性可変連節体を変形させるようにする
。そのために、形状記憶合金コイル１２の温度Ｔｌ　と
、形状記憶合金コイル１２の形状変化温度Ｔｏとの関係
が、Ｔｏ＞Ｔ１の時第３図（ａ）のような真すぐな形状
、またＴｏ＜Ｔｚの時第３図（ｂ）のような曲率を持っ
た形状になるような形状記憶合金コイル１２に形状を記
憶させる。形状記憶合金コイル１２の温度は、形状記憶
合金コイル１２に電流を流すことにより変化させる。

第１図に示した剛性可変速節体１の形状変化の制御シー
ケンスを第６図を用いて、剛性可変連節体１の形状を、
第６図（ａ）の状態から第６図（ｂ）の状態に変化させ
る場合を例に説明する。

第６図（ａ）の剛性可変連節体１の形状記憶合金コイル
の温度は形状記憶合金コイルの変形温度より低く第５図
（ａ）で示した形状である。またその時のＥＲ流体の状
態は電解を印加された剛体状である。以下、シーケンス
を説明する。

１、ＥＲ流体に印加している電界を小さくシ。

ＥＲ流体を軟化させ剛性可変連節体１の形状を変化しや
すくする。

２、形状記憶合金コイルに電流を供給し形状記憶合金コ
イルの温度を上昇させ、形状記憶合金コイルを第５図（
ｂ）の形状にし、剛性可変連節体１の相対的な長さを変
化させる。

３、剛性可変連節体１の相対的な長さを所望の長さにし
た後、ＥＲ流体に印加する電界を大きくし剛性可変連節
体１を剛体にする。

４、形状記憶合金コイルに供給していた電流を断つ。こ
の時形状記憶合金は、徐々に第５図（ａ）の形状に戻ろ
うとするがＥＲ流体が同一形状を保持する。ＥＲ流体は
剛性を持った時、２つの軸方向走行体を結ぶ構造材の役
目をする。

上記とは逆に第６図（ｂ）から第６図（ａ）のように剛
性可変連節体１の姿勢を変化させる時は、上記の工程の
２と４を逆にした工程で行える。

第３図のような走査装置を用いて被検査物である配管３
の溶接部３１を超音波センサで検査する時の、走査装置
の姿勢と軸方向走行体２の動作を第７図から第８図を用
いて説明する。

超音波センサで配管３の溶接部３１の検査をする時は、
溶接部３１の左右両側から超音波センサで、検査する必
要がある。第７図に示すような配管３の溶接部３１を直
管側から検査する時は、軸方向走行体２を周方向に回転
させることなく、また軸方向走行体２の姿勢を配管に対
して垂直に保ちながら走行する必要がある。そのために
複数個の軸方向走行体２の各々の距離をできるだけ長（
、また３本の剛性可変連節体の相対的な長さを同一にす
る必要がある。そのために、剛性可変連節体を第６図（
ａ）のように制御する。

次に、第７図に示す配管３の溶接部３１を曲管部から査
検する時は、前述した剛性可変連節体の形状変化の制御
シーケンスを使用し、次に説明するように軸方向走行体
２を配管３の直管部から曲管部へ走行させた後に第８図
で示すような姿勢に軸方向走行体２を保持してから検査
を行う６以下。

軸方向走行体２が配管３の直管部から曲管部へ移動する
工程を説明する。

軸方向走行体２が配管３の直管部に位置する間軸方向走
行体２の配管３に対する姿勢と剛性可変連節体１の形状
は第６図（ａ）のように保持されている。第４図に示し
た軸方向走行体２に設けられた軸方向駆動機構２２に搭
載されている姿勢センサ機構２３が、軸方向走行体２が
曲管部に入ったことを検知した後、曲管部の腹部側に位
置した剛性可変連節体１の形状を前述の剛性可変連節体
１の形状変化の制御に従い変形させる。軸方向走行体２
の姿勢は姿勢センサにより常に配管３に対し垂直になる
ように制御している。複数個の軸方向走行体２の各々が
曲管部に入った後は、軸方向走行体２が配管に垂直にな
ったことを確認後、剛性可変連節体１に剛性を持たせ第
８図に示す姿勢に保持する。その後はこの姿勢を保持す
ることによって安定して曲管部でも検査することができ
る。

上記とは逆に配管３の曲管部から直管部へ軸方向走行体
２を走行させる時も、上記の直管部から曲管部への走行
シーケンスを逆に応用することにより曲管部から直管部
へ走行することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、無軌道式の走査装置が曲管部を通過す
る際、複数の軸方向走行体間の連節部が曲管部の内側若
しくは外側に位置した場合でも。

走行体を管の周方向に回転させることなく曲管部をスム
ーズに走査することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の剛性可変連節体の断面図、
第２図は従来例の説明図、第３図は本発明の剛性可変連
節体を用いた軸方向走行体の斜視図、第４図は姿勢セン
サの一実施例を示す説明図。 第５図は形状記憶合金コイルの形状変化を示した斜視図
、第６図は剛性可変連節体の形状変化を示した説明図、
第７図は配管の直管部における軸方向走行体の姿勢と剛
性可変連節体の形状を示した説明図、第８図は配管の曲
管部における軸方向走行体と剛性可変連節体の形状を示
した説明図である。 １・・・剛性可変連節体、２・・・軸方向走行体、３・
・・配管、１１・・・ＥＲ流体、１２・・・形状記憶合
金コイル１３・・・被覆材、１５・・・ジヨイント、２
１・・・軸方向走行体ベース、２２・・・軸方向駆動機
構、３１・・・溶接線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検査物である管に対して着脱可能な輪状のベース
   と、このベースに対して支承されて前記の管に接触する
   走行用の駆動輪を有する複数個の軸方向走行体間を連結
   する連節体とで構成される管検査用の無軌道式走査装置
   において、該連節体の剛性を変える剛性制御手段と、該
   連節体の形状を変える形状可変手段とを有する連節体を
   具備することを特徴とする、管検査用の無軌道式走査装
   置。