(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無限軌道を有し磁力により壁面に吸着して前記壁面の溶接部と並走する走行装置と、前記走行装置に搭載され前記溶接部を非破壊的に検査する非破壊検査手段とからなる遠隔非破壊検査装置において、
前記溶接部とほぼ平行にかつ前記壁面から離間して敷設される識別レールと、前記走行装置に搭載され前記識別レールの断面形状を認識し前記識別レールとの相対位置を検出する複数の検出器とを有し、検出された相対位置に基づき前記走行装置の前記溶接部に対する走行方向を制御する走行方向修正手段を備えたことを特徴とする遠隔非破壊検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の遠隔非破壊検査装置において、
前記識別レールが、長手方向で所定間隔毎に穴を有し、
前記走行方向修正手段が、前記穴の検出信号に基づき前記識別レールの長手方向の走行距離を補正する手段を含むことを特徴とする遠隔非破壊検査装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力容器等の溶接部の非破壊検査に係り、特に、永久磁石により圧力容器等の鉄鋼構造物に吸着して走行し、溶接部と並走しながら溶接部を非破壊的に検査する非破壊検査装置に関する。
【従来の技術】
【０００２】
従来の遠隔非破壊検査装置においては、圧力容器等の溶接部を超音波で探傷検査する場合、超音波探触子の位置精度すなわち走行装置の溶接部に対する位置制御および再現性が重要になる。
【０００３】
一般に、圧力容器等の非破壊検査装置（非破壊検査手段）は、圧力容器外周部に軌道を設置し、軌道に走行駆動装置を取付けてラックとピニオンとを噛み合せながら走行させ、位置を制御する構造を採用すれば、位置精度および再現性は確保される。
【０００４】
しかし、軌道式装置の場合、走行駆動装置を軌道に取付けるので、軌道の剛性を確保するとともに、軌道も堅固に固定する必要があり、さらに検査範囲が増加するに伴って大がかりな軌道を準備しなければならない。
【０００５】
一方、特開昭４７−４０６３５号公報，特開昭５１−７９４９８号公報，特開昭５６−７９０６９号公報，特開昭６０−１８４６４号公報，特開平７−３２２８３７号公報等に記載されているように、無限軌道式磁気吸着走行装置（走行装置）を使用した検査装置がそれぞれの目的に応じて開発されている。無限軌道式磁気吸着走行装置は、軌道が不要であり、任意の場所を走行できる。
【０００６】
しかし、前記無限軌道式磁気吸着走行装置では、水平面の凹凸部の走行安定性または垂直面の走行安定性は優れているが、例えば、溶接部に平行に精度良く走行させる方法については考慮されていない。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の遠隔非破壊検査装置にあっては、圧力容器等の溶接部を超音波で探傷検査する場合、超音波探触子の位置精度、すなわち走行装置の溶接部に対する位置制御および再現性が考慮されていなかった。
【０００８】
本発明の課題は、位置精度および位置再現性を容易に確保し、圧力容器の溶接部の非破壊検査を精度良く実施できる遠隔非破壊検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を達成するために、無限軌道を有し磁力により壁面に吸着して壁面の溶接部と並走する走行装置と、走行装置に搭載され溶接部を非破壊的に検査する非破壊検査手段とからなる遠隔非破壊検査装置において、溶接部とほぼ平行にかつ壁面から離間して敷設される識別レールと、走行装置に搭載され識別レールの断面形状を認識し識別レールとの相対位置を検出する複数の検出器とを有し、検出された相対位置に基づき走行装置の溶接部に対する走行方向を制御する走行方向修正手段を備えた遠隔非破壊検査装置を提案する。
【００１０】
本発明は、また、前記識別レールが、長手方向で所定間隔毎に穴を有し、前記走行方向修正手段が、穴の検出信号に基づき識別レールの長手方向の走行距離を補正する手段を含む遠隔非破壊検査装置を提案する。
【００１１】
本発明によれば、走行装置に取付けた検出器で識別レールの断面形状を認識し、認識した形状データで走行装置のずれを検出し、識別レールと走行装置とのずれを検出し、ずれ方向とは逆に走行装置の位置を制御し走行方向を修正できる。
【００１２】
また、識別レールに開けた穴を検出するので、走行距離を容易に補正できる。
【発明の実施の形態】
【００１３】
次に、図１ないし図４を参照しながら、本発明による非破壊検査装置の実施形態を説明する。図１は、本発明による非破壊検査装置の一実施形態の構造を示す側面図であり、図２は、図１の実施形態の構造を示す平面図である。
【００１４】
本実施形態の非破壊検査装置は、無限軌道を有し磁力により圧力容器等の壁面（吸着面）１０に吸着して壁面１０の溶接部と並走する走行装置（無限軌道式磁気吸着走行装置）２ａ，２ｂを備え、走行装置２ａ，２ｂの車体本体１に、超音波探触子９等の非破壊検査手段を搭載するとともに、走行方向修正手段を設けてある。
【００１５】
走行方向修正手段は、圧力容器の溶接部とほぼ平行にかつ圧力容器壁面から離間して敷設される識別レール１５と、走行装置２ａ，２ｂの車体本体１に搭載され識別レール１５を検出する複数の検出器１４とを含む。
【００１６】
車体本体１の走行方向と直交する両側に、磁気により吸着面１０に吸着し吸着面１０を走行駆動する走行装置２ａ，２ｂを取付けてある。走行装置２ａ，２ｂは各々に駆動モータ３ａ，３ｂを有しており、走行方向側に超音波探触子９と走査駆動装置８とが配設されている。通常の前進走行では、左右の走行装置２ａ，２ｂに取付けられた駆動モータ３ａ，３ｂは同じ速度となるように速度制御されている。
【００１７】
識別レール１５を円筒形状の管または棒で形成し、圧力容器等の壁面１０より離間した位置に、吸着面１０の図示しない溶接部と平行になるようにサポート１１で固定する。
サポート１１は、着脱可能のマグネット台１１ａで吸着面１０に固定されている。識別レール１５には走行距離補正のため、長手方向に一定間隔で穴１６を開けておく。
【００１８】
一方、車体本体１の走行方向側に取付けた各検出器１４は、識別レール１５の断面形状を認識できるイメージセンサである。
【００１９】
図３は、図１の検出器で検出した検出画像の一例を示す図である。識別レール１５断面の半円と穴１６とを検出した状態であり、識別レール１５の一方の端部と画面の端面との距離をΔ１とし、同様に他方の端部と端面との距離をΔ２とする。
【００２０】
検出器１４は、走行中にΔ１およびΔ２を計測する。走行方向修正手段は、（Δ１−Δ２）＝０となるように、走行中に（Δ１−Δ２）＞０となった場合はΔ１を小さくする方向に、逆の場合はΔ２を小さくする方向に、走行装置２の位置を修正し、走行方向を修正する。
【００２１】
走行方向修正手段は、また、識別レール１５に開けた穴１６を検出するので、走行距離を容易に補正できる。
【００２２】
通常の前進走行では、左右の走行装置に取付けられた駆動モータは、同じ速度となるように速度制御されている。
【００２３】
図２に示すように、図面上部に向けて走行装置が前進し、前進右方向に走行方向がずれた場合、右側の走行装置の駆動モータに対して、左側の駆動モータよりわずかに走行速度を上げるように指令を発することにより、右側の走行装置がわずかに先行し、車体本体の走行方向が左側に修正される。
【００２４】
走行装置に取付けた複数の検出器で識別レールの断面形状を認識し、Δ１およびΔ２を図示しない制御装置の演算器により演算し、かつ、比較器によりΔ１およびΔ２を比較し、Δ１またはΔ２がゼロになった場合、識別レールから走行装置が離脱したことを検出できる。そこで、離脱方向とは逆に各走行装置の位置を制御し、走行方向を修正する。
【００２５】
走行中は識別レールを常時監視し、走行方向を修正できるので、識別レールに沿った走行装置の安定走行が可能となる。したがって、識別レールを溶接部に平行に取付けると、溶接部に沿った走行制御が可能となる。
【００２６】
また、識別レールの長手方向に一定の間隔で開けた穴を前記走行方向の検出器とは別に設けた検出器で検出し、走行距離のデータを補正すると、走行距離の位置精度が確保できる。
【００２７】
超音波探傷検査をする場合は、車体本体を一定のピッチで走行させ、車体本体が停止した状態で走査駆動装置により超音波探触子を図１に示す矢印Ａ方向に走査させて探傷する。超音波探触子の走査終了後、車体本体を再度一定のピッチで走行させる動作を繰り返す。走行装置の走行と超音波探触子の走査とを交互に繰り返すと、圧力容器等の溶接部等を非破壊的に検査できる。
【００２８】
図４は、本発明による非破壊検査装置を用いる原子炉圧力容器の遠隔非破壊検査方法を説明する図である。
【００２９】
この原子炉圧力容器の遠隔非破壊検査方法は、前記いずれか一つの遠隔非破壊検査を用いるために準備する工程と、建設時等の原子炉運転前に予め走行方向修正手段の識別レール２５を放射線量の低い場所である例えば溶接部２３ａまで延設する工程と、識別レール２５を溶接部２３ａ近傍の構造物２７にサポート２６を用いて据付ける工程と、非破壊検査の際に放射線量の低い溶接部２３ａの位置（上端部）Ｂで走行装置を取付けまたは取外す工程と、走行装置を放射線量の高い炉心領域２２近傍の溶接部２３ｂへ走行させる工程とを含む。
【００３０】
原子炉圧力容器２１では、原子炉の運転により炉心領域２２の周辺部の放射線量が高くなるので、生体遮蔽体２４が設置されている。原子炉圧力容器２１の溶接部２３は、原子力プラントの定期検査中に検査するが、定期検査中でも炉心領域２２の周辺は放射線量が高いため容易に接近できない。
【００３１】
そこで、識別レール２５を原子炉圧力容器２１の設置時等の原子炉運転前の放射線雰囲気のない時期に溶接部２３に平行に壁面から離間して設置する。
【００３２】
特に、生体遮蔽体２４が設置されている高放射線範囲の溶接部２３ｂの部分に設置する。
このとき、識別レール２５は生体遮蔽体２４の内側にサポート２６により構造物２７に固定する。
【００３３】
溶接部２３ｂを検査する際は、比較的放射線量の低い生体遮蔽体２４の上端部Ｂで走行装置を原子炉圧力容器２１の表面に取付け、識別レール２５の上端部Ｂで識別レール２５を検出し、溶接部２３ｂまで走行装置を走行させて非破壊検査を実行する。
【００３４】
各検査対象部位まで達すると、前記と同様の操作により検査できる。検査終了後は、識別レール２５に沿って走行装置を設置した上端部Ｂまで戻し、走行装置を取外し回収する。
【００３５】
この遠隔非破壊検査方法によれば、走行装置の設置から回収まで、走行装置の取扱者は、放射線レベルの低い場所で作業できるので、作業員の被ばく低減が可能である。
【００３６】
また、放射線レベルが低い領域にある溶接部を検査する場合、前記仮固定式の識別レールを使用するので、遠隔操作で溶接部を非破壊的に検査でき、作業員の被ばく低減が可能となる。
【００３７】
本発明によれば、識別レールと検出器とを組合せて使用するので、無軌道式磁気吸着走行装置の走行を制御可能であり、走行装置の位置精度および位置の再現性を容易に確保できる。したがって、圧力容器等の溶接部の超音波探傷検査を精度良く実現できる。
【００３８】
また識別レールは、構造が簡単で着脱も容易であるとともに、持ち運びできる軽量構造なので、原子炉圧力容器を含む圧力容器の溶接部のみならず母材の非破壊検査にも適用可能であり、かつ他の溶接構造物の溶接部または母材等の広い範囲での適用が可能である。
【００３９】
さらに、本発明を原子炉圧力容器に適用すると、識別レールを圧力容器の周囲に設置された構造物に予め建設時に取付けておき、検査時に低放射線雰囲気の場所で圧力容器に走行装置を設置し、高放射線領域にある溶接部まで移動させ、作業者が高放射線の炉心領域に接近することなく、高放射線領域にある溶接部を非破壊的に検査できる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、溶接部と平行に識別レールを設置し、検出器で検出しながら走行方向を修正するので、走行装置の位置精度および位置の再現性が確保でき、溶接部の非破壊検査精度を高めることができる。
【００４１】
また、識別レールに開けた穴を検出するので、走行距離を容易に補正できる。
【００４２】
さらに、識別レールを予め原子炉運転前に設置しておき、低放射線雰囲気の場所で原子炉圧力容器に走行装置を取付け、走行装置を移動させて高放射線領域の溶接部の非破壊検査を行うため、作業者の被ばく線量を低減する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】  本発明による非破壊検査装置の一実施形態の構造を示す側面図である。
【図２】  図１の実施形態の構造を示す平面図である。
【図３】  図１の検出器で検出した検出画像の一例を示す図である。
【図４】  本発明による非破壊検査装置を用いる原子炉圧力容器の遠隔非破壊検査方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  車体本体
２  走行装置
３  駆動モータ
８  走査駆動装置
９  超音波探触子
１１  サポート
１１ａ  マグネット台
１４  検出器
１５  識別レール
１６  穴
２１  原子炉圧力容器
２２  炉心領域
２３  溶接部
２４  生体遮蔽体
２５  識別レール
２６  サポート
２７  構造物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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