(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隙間部を介して対向する被検査物の超音波探傷試験に用いられ、前記隙間部に超音波伝播媒体としての液状媒体を封入する超音波伝播媒体封入装置において、前記隙間部の形状に応じて該隙間部を開口端で密封する変形自在なシート状のシール材と、該シール材を貫通して設けられるホースを介して前記隙間部へ前記液状媒体を充填する封入機構と、前記シール材の外面に巻き付けられる中空熱伸縮チューブとを備え、該中空熱伸縮チューブ内に熱風又は温水を送ることを特徴とする超音波伝播媒体封入装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波伝播媒体封入装置において、前記液状媒体は、水、脱気水、水蒸気、アルコール、グリセリン又は菜種油のいずれか一つであることを特徴とする超音波伝播媒体封入装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の超音波伝播媒体封入装置において、前記封入機構は、前記隙間部を真空に保持し前記液状媒体を充填又は排出可能な真空ポンプと、前記液状媒体を貯液する液状媒体タンクと、前記隙間部と連通しかつ三方弁を経て前記真空ポンプ及び前記液状媒体タンクのそれぞれと接続する前記ホースと、該ホースに接続された真空計とよりなることを特徴とする超音波伝播媒体封入装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の超音波伝播媒体封入装置を用い、前記隙間部の開口端にシール材を巻き付ける工程と、前記隙間部に連通させて前記封入機構の前記ホースを接続する工程と、前記シール材の外面に中空熱伸縮チューブを巻き付け、該中空熱伸縮チューブ内に熱風又は温水を送る工程と、前記真空ポンプを起動して前記隙間部を真空に保持する工程と、該真空により前記隙間部に前記液状媒体を充填する工程と、探傷試験完了後に前記液状媒体を前記真空ポンプにより排出する工程とを含むことを特徴とする超音波探傷試験法。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波探傷試験方法において、探傷試験完了後に前記真空ポンプにより前記隙間部を真空に保持して該隙間部に洗浄液を充填する工程と、前記真空ポンプにより前記洗浄液を排出して前記隙間部を洗浄する工程とを含むことを特徴とする超音波探傷試験法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントなどの狭隘部に位置する溶接部などの被検査物の検査に係り、特に軽水炉のＣＲＤ（制御棒駆動機構）ハウジングと、原子炉圧力容器下鏡のＣＲＤスタブチューブとの間の隙間部に液状媒体を充填し、溶接部の超音波探傷試験の判定精度を向上させるのに好適な超音波伝播媒体封入装置及び該装置を用いる超音波探傷試験法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軽水炉のＣＲＤスタブチューブとＣＲＤハウジングとの間にある隙間部にカップラント（超音波伝播媒体）を封入する技術として、米国ゼネラル・エレクトリック・カンパニィより提案されている特開平4-344458号公報は、ガスを使用して隙間部に封入し、超音波探傷試験を行う方法である。この方法は使用するガスに例えば、ヘリウムのような空気より軽いガスを用いることにより、自然に狭い隙間部内を下端より上端へガスを封入することができる。しかし、ガスというカップラントを使用するため隙間部を介して対向する被検査物へ超音波が伝わりにくく、実際に探傷の判定精度を向上することが困難な欠点がある。具体的には、隙間−超音波の周波数−温度によって異なるが、例えばヘリウムガスと水との往復透過率を比較すると、ヘリウムガスは水の約100分の1しか超音波が伝わらず欠陥の識別を難しくしている。またヘリウムガスをカップラントとした場合、超音波が少しでも透過する周波数の範囲が狭く超音波探傷試験の判定が困難になる恐れがある。さらに超音波探傷試験についてカップラントは水、グリセリンなどの液体が適していることは周知であるが、対象箇所が作業者の手も入らないほど狭く、かつ奥にあることに加え、0〜0.3mmといった非常に狭い隙間部に重力にさからって、約300mm以上の上端まで液体を充填する必要があり、従来より適用が困難であった。
【０００３】
被検査対象箇所の状況を図１４〜図１７に示す。被検査対象箇所は図１５参照のように、形状が球面の形をした原子炉圧力容器20の下鏡21をＣＲＤハウジング22が貫通した位置にあり、定期検査中に下鏡21とＣＲＤスタブチューブ23との間の溶接部ＷをＣＲＤハウジング22の内面より、隙間部９に封入した超音波伝播媒体を介して超音波探傷試験する必要がある。ＩＣＭ（中性子計測）ハウジング24も混在していて被検査対象箇所の形状は下鏡21の球面にそって一つづつ異なっており、例えば100箇所あると100通りの形状となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の超音波伝播媒体封入装置にあっては、ガスを超音波伝播媒体として使用した場合、超音波が透過する周波数の範囲が狭く超音波探傷試験の判定が困難になる恐れがある。さらに水、グリセリンなどの液体を超音波伝播媒体として使用すると、被検査対象箇所が作業者の手も入らないほど狭く、かつ奥にあることに加え、非常に狭い隙間部に重力にさからって、上端まで液体を充填する必要があり、適用が困難な問題点がある。
【０００５】
本発明の課題は、隙間部へ封入した超音波伝播媒体を介して行う被検査物の超音波探傷試験の判定精度を向上することのできる超音波伝播媒体封入装置及び該装置を用いる超音波探傷試験法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するため、本発明に係る超音波伝播媒体封入装置は、隙間部を介して対向する被検査物の超音波探傷試験に用いられ、前記隙間部に超音波伝播媒体としての液状媒体を封入する超音波伝播媒体封入装置において、前記隙間部の形状に応じて該隙間部を開口端で密封する変形自在なシート状のシール材と、該シール材を貫通して設けられるホースを介して前記隙間部へ前記液状媒体を充填する封入機構と、前記シール材の外面に巻き付けられる中空熱伸縮チューブとを備え、該中空熱伸縮チューブ内に熱風又は温水を送る構成とする。
【０００７】
そして液状媒体は、水、脱気水、水蒸気、アルコール、グリセリン又は菜種油よりなる構成、また封入機構は、前記隙間部を真空に保持し前記液状媒体を充填又は排出可能な真空ポンプと、前記液状媒体を貯液する液状媒体タンクと、前記隙間部と連通しかつ三方弁を経て前記真空ポンプ及び前記液状媒体タンクのそれぞれと接続する前記ホースと、該ホースに接続された真空計とよりなる構成でもよい。
【０００８】
そしてシール機構は、形状及び寸法の異なる複数の被検査物の超音波探傷試験を可能とするように、それぞれの形状及び寸法に合わせて長さ及び形が決められている構成でもよい。
【０００９】
そして超音波探傷試験法にあっては、前記いずれか一つの超音波伝播媒体封入装置を用い、前記隙間部の開口端にシール材を巻き付ける工程と、前記隙間部に連通させて前記封入機構の前記ホースを接続する工程と、前記シール材の外面に中空熱伸縮チューブを巻き付け、該中空熱伸縮チューブ内に熱風又は温水を送る工程と、前記真空ポンプを起動して前記隙間部を真空に保持する工程と、該真空により前記隙間部に前記液状媒体を充填する工程と、探傷試験完了後に前記液状媒体を前記真空ポンプにより排出する工程とを含む構成でもよい。
【００１０】
本発明によれば、隙間部の下端にシール機構を取り付けた後に液状媒体が封入されるため、狭い隙間部に液状媒体が容易に充填され、かつシール材の長さや形状を変えることにより形状の異なる被検査物の超音波探傷試験に使用される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の参考例の形態を図１及び図２を参照しながら説明する。図１〜図３に示すように超音波伝播媒体封入装置は、隙間部９を介して対向する溶接部Ｗなどの被検査物の探傷試験に用いられ、超音波伝播媒体を隙間部９の下端より上端へ封入する超音波伝播媒体封入装置であって、超音波伝播媒体は液状媒体よりなり、隙間部９の形状に応じて変形自在に隙間部９を密封するシール機構と、シール機構を貫通し隙間部９へ液状媒体を充填する封入機構とを備えている構成である。
【００１２】
そして液状媒体は、超音波を伝播可能な水、脱気水、水蒸気、アルコール、グリセリン又は菜種油よりなる構成であり、またシール機構は、隙間部９の下端の形状に合わせて変形自在なシール材１と、シール材１を隙間部９の下端に押圧し固定させる押さえ金具７とよりなり、封入機構は、隙間部９を真空に保持し液状媒体を充填又は排出させる真空ポンプ６と、液状媒体を貯液する液状媒体タンク５と、シール機構を貫通し三方弁（バルブ）４を経て隙間部９と真空ポンプ６及び液状媒体タンク５のそれぞれとを接続するホース３と、ホース３へ接続し液状媒体の封入状態を確認可能な真空計２とよりなるものとする。またシール機構は、形状の異なる被検査物の超音波探傷試験を可能にするようにそれぞれの被検査物の形状に合わせて長さ及び形が決められているものとる。なお図４に示すように、シール材１は、隙間部９の下端に一回以上巻き付け可能な長さを有するものでもよい。
【００１３】
すなわち原子炉圧力容器20の下鏡21と、下鏡21を貫通するＣＲＤハウジング22との間の貫通部の隙間部９をシールするシール機構は、シール材１と、シール材１を隙間部９に押圧して固定しかつ落下防止機構となるボルト８を有する押さえ金具７とよりなり、シール材１には真空引き兼水封入するためのホース３の一端が挿通するように取付けられ、ホース３の他端は真空ポンプ６に接続される。ホース３には隙間部９の真空圧力を監視するために真空計２や、バルブ４を経由してカップラントタンク（液状媒体タンク）５なども接続される。
【００１４】
つぎに本参考例の形態の動作を説明する。図５〜図７に示すように、シール材（ゲル材）１に孔を開けてホース３を通す。このホース３によって真空引き及び水封入を行う。ＣＲＤハウジング22の周長に合わせてシール材１を切断し、シール材１同士を接着剤でつなぎ一体物の輪にする。あるいは図７に示すように長尺のシール材１を同一箇所に複数回巻つける。図２に示す押さえ金具７によって、原子炉圧力容器の下鏡21に伸縮性のあるシール材１を押し付けるようにセットする。この押さえ金具７はボルト８を締め付けることにより縮径し、被検査物の表面にシール材１を追従させ、また水封入を行った後にシール材１が落下するのを防止する。なおボルト８の対向位置には長さ調整ベルトを設け、形状の異なる複数の被検査物や隙間部の下端の形状に合わせて押さえ金具７の周長を容易に変更できるようにしておく。
【００１５】
そして図１に示すように真空ポンプ６を起動させることにより隙間部９を真空に保持する。そこで三方弁などのバルブ４のカップラントタンク５側を開放しかつ真空ポンプ６側を閉鎖することにより、隙間部にカップラントを充填することができる。超音波探傷試験が完了した後は、バルブ４を真空ポンプ６側に開放しカップラントタンク５側を閉鎖することにより、隙間部に充填されたカップラントは真空ポンプ６に吸引される。
【００１６】
つぎに、本発明の実施の形態を説明する。まずシール材を図８に示すシート状シール材11と、図９に示す中空熱伸縮チューブ12を内部に挿入した中空シール材13とにより形成する。そして図１０に示すように、シート状シール材11をＣＲＤハウジング22と下鏡21との間の隙間部９の下端に貼り付け、中空熱伸縮チューブ12を内部に挿入した中空シール材13をシート状シール材11の外面に一回以上巻き付け、中空シール材13同士の重なり部は図１１に示すシート14などを巻き付け、図１２に示すように、シート状シール材11にホース３を貫通させて隙間部９に連通させる。そこで図１３に示すように、中空熱伸縮チューブ12内に熱風又は温水を送ることにより中空熱伸縮チューブ12が縮み、隙間部９がシールされるようにする。
【００１７】
本発明の他の実施の形態として超音波探傷試験法は、前記いずれか一つの超音波伝播媒体封入装置を用い、押さえ金具のボルトを締め付けることにより隙間部の下端にシール機構を巻き付ける工程31と、シール機構を貫通して隙間部に連通するように封入機構を接続する工程32と、真空ポンプを起動して隙間部を真空に保持する工程33と、この真空により隙間部に液状媒体を充填する工程34と、探傷試験完了後に液状媒体を真空ポンプにより排出する工程35とを含む構成とし、探傷試験完了後に真空ポンプにより隙間部を真空に保持して隙間部に洗浄液を充填する工程36と、真空ポンプにより洗浄液を大気に排出して隙間部を洗浄する工程37とを含む構成でもよい。
【００１８】
なおシール材に中空熱伸縮チューブを用いる場合は、前記の工程31〜工程32が、シート状シール材を隙間部の下端に貼り付ける工程と、シート状シール材の外面に中空熱伸縮チューブを挿入した中空チューブを巻き付ける工程と、シート状シール材を貫通して隙間部に連通するように封入機構を接続する工程と、中空熱伸縮チューブ内に熱風又は温水を送る工程と、などのように変更される。
【００１９】
本発明によれば、ＣＲＤハウジングの内面より超音波探傷試験を行う場合、ＣＲＤハウジングとＣＲＤスタブチューブとの間にある狭い隙間部に簡単に液状媒体のカップラントを封入することが可能になり、封入装置もシール部材の長さや形状を変えることにより検査対象箇所の形状にかかわりなく行うことができる。従って最終的にＣＲＤスタブチューブと下鏡との溶接部の超音波探傷試験の判定精度が向上される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、隙間部の下端にシール機構を取り付けた後に隙間部の下端より液状媒体を充填するため、狭い隙間部に液状媒体の封入が容易となり、かつシール材の長さや形状を変えることにより各被検査物の超音波探傷試験が可能となり、探傷試験の判定精度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例の形態を示す構成図である。
【図２】図１の押さえ金具を示す斜視図である。
【図３】図１にシール機構を巻き付けた状態を示す縦断面図である。
【図４】他のシール機構を巻き付けた状態を示す縦断面図である。
【図５】図１のシール材を示す図である。
【図６】図１のシール材を示す図である。
【図７】他の構造のシール材を示す図である。
【図８】  本発明の実施の形態を示す縦断面図である。
【図９】図８のシール材の詳細を示す図である。
【図１０】図８のシール機構を示す縦断面図である。
【図１１】図１０のシール材の詳細を示す図である。
【図１２】図８のシール材にホースを挿入した状態を示す縦断面図である。
【図１３】図１０のシール材を取り付けた状態を示す図である。
【図１４】原子炉圧力容器の構造を示す縦断面図である。
【図１５】図１４のイ部の被検査物を拡大した縦断面図である。
【図１６】図１４の下鏡の一部を拡大した縦断面図である。
【図１７】図１６に示すＡ・Ａ線の矢視図である。
【符号の説明】
１  シール材
２  真空計
３  ホース
４  バルブ
５  カップラントタンク
６  真空ポンプ
７  押さえ金具
８  ボルト
９  隙間部
11  シート状シール材
12  中空熱伸縮チューブ
13  中空シール材
20  原子炉圧力容器
21  下鏡
22  ＣＲＤハウジング
23  ＣＲＤスタブチューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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