(57)【要約】【課題】補修の範囲を適宜設定して溶接部補修を行うこと。【解決手段】原子力発電プラントに設けられた溶接部１２２の補修を行う溶接部補修方法であり、探傷センサの検出信号により溶接部１２２における溶接境界位置αを判別する工程と、溶接境界位置αを基準として補修範囲ＷＣを設定する工程と、補修範囲ＷＣを補修する工程と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラントに設けられた溶接部の補修を行う溶接部補修方法において、
探傷センサの検出信号により前記溶接部における溶接境界位置を判別する工程と、
前記溶接境界位置を基準として補修範囲を設定する工程と、
前記補修範囲を補修する工程と、
を含むことを特徴とする溶接部補修方法。
【請求項２】
原子力発電プラントに設けられた溶接部の補修を行う溶接部補修方法において、
探傷センサの検出信号により前記溶接部における溶接境界位置を判別する工程と、
前記溶接境界位置を基準として前記探傷センサによる探傷検査範囲を設定する工程と、
前記探傷検査範囲を前記探傷センサにより検査する工程と、
前記検査が行われた補修箇所について前記溶接境界位置を基準として補修範囲を設定する工程と、
前記補修範囲を補修する工程と、
を含むことを特徴とする溶接部補修方法。
【請求項３】
前記溶接境界位置を基準として撮像センサによる目視検査範囲を設定する工程と、
前記目視検査範囲を前記撮像センサにより検査する工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の溶接部補修方法。
【請求項４】
前記溶接部は、異材間を溶接するように異なる溶接材が接合された異材溶接部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の溶接部補修方法。
【請求項５】
原子力発電プラントに設けられた溶接部の補修を行う溶接部補修装置において、
前記溶接部の位置に設置される装置フレームと、
前記装置フレームに設けられて探傷センサと、
前記装置フレームに設けられて前記溶接部を補修する補修部と、
前記探傷センサの検出信号により前記溶接部における溶接境界位置を判別し、前記溶接境界位置を基準として補修範囲を設定して、当該補修範囲を前記補修部により補修する制御をする制御部と、
を備えることを特徴とする溶接部補修装置。
【請求項６】
原子力発電プラントに設けられた溶接部の補修を行う溶接部補修装置において、
前記溶接部の位置に設置される装置フレームと、
前記装置フレームに設けられて探傷センサにより前記溶接部の探傷検査を行う検査部と、
前記装置フレームに設けられて前記検査部により探傷検査された補修箇所を補修する補修部と、
前記検査部における前記探傷センサの検出信号により前記溶接部における溶接境界位置を判別し、当該溶接境界位置を基準として前記探傷センサによる探傷検査範囲を設定して、当該探傷検査範囲を前記探傷センサにより探傷検査し、当該探傷検査が行われた補修箇所について前記溶接境界位置を基準として補修範囲を設定して、当該補修範囲を前記補修部により補修する制御をする制御部と、
を備えることを特徴とする溶接部補修装置。
【請求項７】
前記検査部は、前記溶接部の目視検査を行う撮像センサを有しており、前記制御部は、前記溶接境界位置を基準として前記撮像センサによる目視検査範囲を設定して、当該目視検査範囲を前記撮像センサにより目視検査する制御をすることを特徴とする請求項６に記載の溶接部補修装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接部の補修を行うための溶接部補修方法および溶接部補修装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）を備える原子力発電プラントは、一次冷却水としての軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。
【０００３】
このような原子力発電プラントにて、加圧水型原子炉は、十分な安全性や信頼性を確保するために各種の構造物などを定期的に検査する必要がある。そして、各検査を施工して不具合を発見した場合は、その不具合に関係する必要箇所を補修している。例えば、加圧水型原子炉にて、原子炉容器本体は、一次冷却水を蒸気発生器へ供給するための出口側管台と、蒸気発生器で熱交換された一次冷却水を取り込むための入口側管台とが設けられている。一方、蒸気発生器は、原子炉から供給された一次冷却水を水室内に取り込むための入口側管台と、熱交換した一次冷却水を原子炉に戻すための出口側管台とが設けられている。原子炉と蒸気発生器は、相互の入口側管台と出口側管台とがそれぞれ一次冷却水管で接続されている。そして、各管台は低合金鋼であって一次冷却水管はステンレス鋼であり材質が異なるため、その間にステンレス鋼のセーフエンド管が配置される。管台とセーフエンド管との間は、溶接部により接続されており、管台側の開先にバタリング溶接部が施され、バタリング溶接部から管台側の内面にオーバレイ溶接部が施されている。そして、管台とセーフエンド管と間の溶接部について定期的に検査を行い、必要に応じて補修することになる。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載された原子力容器の管台内面の切削方法および切削装置では、管台の溶接部に、経年変化によるクラックなどの表面欠陥が判明した場合、管台の内部に切削装置を挿入して切削位置に位置決めし、溶接部を切削する。そして、切削に際し、渦電流探傷器用センサにより切削位置を決定し、変位検出器用センサにより管台の内面形状を記録し、これらのデータに基づき管台の内面を切削することが示されている。
【０００５】
また、特許文献２に記載された渦電流探傷装置および渦電流探傷方法では、渦電流探傷プローブと、磁石を備えて透磁率変化によるノイズを低減する磁気飽和型渦電流探傷プローブと、渦電流探傷プローブおよび磁気飽和型渦電流探傷プローブによる同一箇所の走査で得られる信号波形を比較分析して、該信号波形が測定対象の被検体の傷に起因するものか、あるいは、ノイズに起因するものかを判別する分析手段と、を備えることが示されている。さらに、特許文献２に記載された渦電流探傷装置および渦電流探傷方法では、分析手段は、被検体の磁気飽和型渦電流探傷プローブの信号値分布に基づき、測定対象の被検体において異なる材質の境界である異材溶接境界の位置を判別し、該異材溶接境界位置に基づき、渦電流探傷プローブまたは磁気飽和型渦電流探傷プローブによる信号波形に基づく欠陥抽出およびサイジングを行うことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３４９５９６号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２のように、溶接境界の位置を判別し、この溶接境界位置に基づき渦電流探傷検査を行うことが知られているが、特許文献１のような補修においても、その範囲を設定する必要があり、検査と関連した基準により補修の範囲を設定することが、正確な位置を補修するうえで望まれている。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、補修の範囲を適宜設定して溶接部補修を行うことのできる溶接部補修方法および溶接部補修装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明の溶接部補修方法は、原子力発電プラントに設けられた溶接部の補修を行う溶接部補修方法において、探傷センサの検出信号により前記溶接部における溶接境界位置を判別する工程と、前記溶接境界位置を基準として補修範囲を設定する工程と、前記補修範囲を補修する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
この溶接部補修方法によれば、探傷センサにより判別した溶接境界位置を基準として補修範囲を設定することで、正確な補修を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の溶接部補修方法は、原子力発電プラントに設けられた溶接部の補修を行う溶接部補修方法において、探傷センサの検出信号により前記溶接部における溶接境界位置を判別する工程と、前記溶接境界位置を基準として前記探傷センサによる探傷検査範囲を設定する工程と、前記探傷検査範囲を前記探傷センサにより検査する工程と、前記検査が行われた補修箇所について前記溶接境界位置を基準として補修範囲を設定する工程と、前記補修範囲を補修する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
この溶接部補修方法によれば、探傷検査により判別した溶接境界位置を基準として探傷検査範囲および補修範囲を設定することで、双方の範囲にずれを生じさせることなく正確な探傷検査および補修を行うことができる。このように、本発明の溶接部補修方法によれば、検査および補修の双方において関連した基準により双方の範囲を設定して溶接部の検査および補修を行うことができる。
【００１３】
また、本発明の溶接部補修方法では、前記溶接境界位置を基準として撮像センサによる目視検査範囲を設定する工程と、前記目視検査範囲を前記撮像センサにより検査する工程と、をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
この溶接部補修方法によれば、探傷検査により判別した溶接境界位置を基準として目視検査範囲を設定することで、目視検査においても探傷検査や補修の範囲にずれを生じさせることなく正確な目視検査を行うことができる。
【００１５】
また、本発明の溶接部補修方法では、前記溶接部は、異材間を溶接するように異なる溶接材が接合された異材溶接部であることを特徴とする。
【００１６】
異材溶接部は、その表面が機械加工されているため、目視確認による異材溶接境界位置を判断することが困難である。よって、探傷センサによって異材溶接境界位置の検出を行うことで、精度よく異材溶接境界位置を検出することができる。
【００１７】
上述の目的を達成するために、本発明の溶接部補修装置は、原子力発電プラントに設けられた溶接部の補修を行う溶接部補修装置において、前記溶接部の位置に設置される装置フレームと、前記装置フレームに設けられて探傷センサと、前記装置フレームに設けられて前記溶接部を補修する補修部と、前記探傷センサの検出信号により前記溶接部における溶接境界位置を判別し、前記溶接境界位置を基準として補修範囲を設定して、当該補修範囲を前記補修部により補修する制御をする制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
この溶接部補修装置によれば、探傷センサにより判別した溶接境界位置を基準として補修範囲を設定することで、正確な補修を行うことができる。
【００１９】
また、本発明の溶接部補修装置は、原子力発電プラントに設けられた溶接部の補修を行う溶接部補修装置において、前記溶接部の位置に設置される装置フレームと、前記装置フレームに設けられて探傷センサにより前記溶接部の探傷検査を行う検査部と、前記装置フレームに設けられて前記検査部により探傷検査された補修箇所を補修する補修部と、前記検査部における前記探傷センサの検出信号により前記溶接部における溶接境界位置を判別し、当該溶接境界位置を基準として前記探傷センサによる探傷検査範囲を設定して、当該探傷検査範囲を前記探傷センサにより探傷検査し、当該探傷検査が行われた補修箇所について前記溶接境界位置を基準として補修範囲を設定して、当該補修範囲を前記補修部により補修する制御をする制御部と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
この溶接部補修装置によれば、探傷検査により判別した溶接境界位置を基準として探傷検査範囲および補修範囲を設定することで、双方の範囲にずれを生じさせることなく正確な探傷検査および補修を行うことができる。このように、本発明の溶接部補修装置によれば、検査および補修の双方において関連した基準により双方の範囲を設定して溶接部の検査および補修を行うことができる。
【００２１】
また、本発明の溶接部補修装置では、前記検査部は、前記溶接部の目視検査を行う撮像センサを有しており、前記制御部は、前記溶接境界位置を基準として前記撮像センサによる目視検査範囲を設定して、当該目視検査範囲を前記撮像センサにより目視検査する制御をすることを特徴とする。
【００２２】
この溶接部補修装置によれば、探傷検査により判別した溶接境界位置を基準として目視検査範囲を設定することで、目視検査においても探傷検査や補修の範囲にずれを生じさせることなく正確な目視検査を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、補修の範囲を適宜設定して溶接部補修を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、原子力発電プラントの一例の概略構成図である。
【図２】図２は、原子力発電プラントにおける溶接部を表す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る溶接部補修装置の据付状態を表す概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る溶接部補修装置の側断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る溶接部補修装置の他の使用形態を示す側断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る溶接部補修装置の平面図である。
【図７】図７は、図４および図６におけるＡ−Ａ断面図である。
【図８】図８は、図５におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図９】図９は、図４におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】図１０は、図４におけるＤ−Ｄ矢視図である。
【図１１】図１１は、図４におけるＥ−Ｅ矢視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係る溶接部補修装置の制御部を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態に係る溶接部補修装置による検査手順を示す概略図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態に係る溶接部補修装置による検査手順を示す概略図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態に係る溶接部補修装置による検査手順を示す概略図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施形態に係る溶接部補修装置による検査手順を示す概略図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施形態に係る溶接部補修装置による検査手順を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２６】
図１は、原子力発電プラントの一例の概略構成図である。図１に示す原子力発電プラントは、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）を有する。この原子力発電プラントは、原子炉格納容器１００内において、加圧水型原子炉の原子炉容器１０１、加圧器１０２、蒸気発生器１０３および一次冷却水ポンプ１０４が、一次冷却水管１０５により順次接続されて、一次冷却水の循環経路が構成されている。
【００２７】
原子炉容器１０１は、内部に燃料集合体１２０を密閉状態で格納するもので、燃料集合体１２０が挿抜できるように、原子炉容器本体１０１ａとその上部に装着される原子炉容器蓋１０１ｂとにより構成されている。原子炉容器本体１０１ａは、上部に一次冷却水としての軽水を給排する入口側管台１０１ｃおよび出口側管台１０１ｄが設けられている。出口側管台１０１ｄは、蒸気発生器１０３の入口側水室１０３ａに連通するように一次冷却水管１０５が接続されている。また、入口側管台１０１ｃは、蒸気発生器１０３の出口側水室１０３ｂに連通するように一次冷却水管１０５が接続されている。
【００２８】
蒸気発生器１０３は、半球形状に形成された下部において、入口側水室１０３ａと出口側水室１０３ｂとが仕切板１０３ｃによって区画されて設けられている。入口側水室１０３ａおよび出口側水室１０３ｂは、その天井部に設けられた管板１０３ｄによって蒸気発生器１０３の上部側と区画されている。蒸気発生器１０３の上部側には、逆Ｕ字形状の伝熱管１０３ｅが設けられている。伝熱管１０３ｅは、入口側水室１０３ａと出口側水室１０３ｂとを繋ぐように端部が管板１０３ｄに支持されている。そして、入口側水室１０３ａの入口側管台は、入口側の一次冷却水管１０５が接続され、出口側水室１０３ｂの出口側管台は、出口側の一次冷却水管１０５が接続されている。また、蒸気発生器１０３は、管板１０３ｄによって区画された上部側の上端に、出口側の二次冷却水管１０６ａが接続され、上部側の側部に、入口側の二次冷却水管１０６ｂが接続されている。
【００２９】
また、原子力発電プラントは、蒸気発生器１０３が、原子炉格納容器１００外で二次冷却水管１０６ａ，１０６ｂを介して蒸気タービン１０７に接続されて、二次冷却水の循環経路が構成されている。
【００３０】
蒸気タービン１０７は、高圧タービン１０８および低圧タービン１０９を有するとともに、発電機１１０が接続されている。また、高圧タービン１０８および低圧タービン１０９は、湿分分離加熱器１１１が、二次冷却水管１０６ａから分岐して接続されている。また、低圧タービン１０９は、復水器１１２に接続されている。この復水器１１２は、二次冷却水管１０６ｂに接続されている。二次冷却水管１０６ｂは、上述したように蒸気発生器１０３に接続され、復水器１１２から蒸気発生器１０３に至り、復水ポンプ１１３、低圧給水加熱器１１４、脱気器１１５、主給水ポンプ１１６、および高圧給水加熱器１１７が設けられている。
【００３１】
従って、原子力発電プラントでは、一次冷却水が原子炉容器１０１にて加熱されて高温・高圧となり、加圧器１０２にて加圧されて圧力を一定に維持されつつ、一次冷却水管１０５を介して蒸気発生器１０３に供給される。蒸気発生器１０３では、一次冷却水と二次冷却水との熱交換が行われることにより、二次冷却水が蒸発して蒸気となる。熱交換後の冷却した一次冷却水は、一次冷却水管１０５を介して一次冷却水ポンプ１０４側に回収され、原子炉容器１０１に戻される。一方、熱交換により蒸気となった二次冷却水は、蒸気タービン１０７に供給される。蒸気タービン１０７に係り、湿分分離加熱器１１１は、高圧タービン１０８からの排気から湿分を除去し、さらに加熱して過熱状態とした後に低圧タービン１０９に送る。蒸気タービン１０７は、二次冷却水の蒸気により駆動され、その動力が発電機１１０に伝達されて発電される。タービンの駆動に供された蒸気は、復水器１１２に排出される。復水器１１２は、取水管１１２ａを介してポンプ１１２ｂにより取水した冷却水（例えば、海水）と、低圧タービン１０９から排出された蒸気とを熱交換し、当該蒸気を凝縮させて低圧の飽和液に戻す。熱交換に用いられた冷却水は、排水管１１２ｃから排出される。また、凝縮された飽和液は、二次冷却水となり、復水ポンプ１１３によって二次冷却水管１０６ｂを介して復水器１１２の外部に送り出される。さらに、二次冷却水管１０６ｂを経る二次冷却水は、低圧給水加熱器１１４で、例えば、低圧タービン１０９から抽気した低圧蒸気により加熱され、脱気器１１５で溶存酸素や不凝結ガス（アンモニアガス）などの不純物が除去された後、主給水ポンプ１１６により送水され、高圧給水加熱器１１７で、例えば、高圧タービン１０８から抽気した高圧蒸気により加熱された後、蒸気発生器１０３に戻される。
【００３２】
図２は、原子力発電プラントにおける溶接部を表す断面図である。原子力発電プラントの加圧水型原子炉において、原子炉容器１０１は、上述したように、入口側管台１０１ｃおよび出口側管台１０１ｄに一次冷却水管１０５が接続されている。そして、入口側管台１０１ｃおよび出口側管台１０１ｄと、一次冷却水管１０５とは、材質が異なるため、その間にセーフエンド管１２１が溶接部１２２により接続される。また、同様に、蒸気発生器１０３は、上述したように、入口側水室１０３ａの入口側管台および出口側水室１０３ｂの出口側管台に一次冷却水管１０５が接続されている。そして、入口側水室１０３ａの入口側管台および出口側水室１０３ｂの出口側管台と、一次冷却水管１０５とは、材質が異なるため、その間にセーフエンド管が溶接部１２２により接続される。
【００３３】
具体的に、各管台１０１ｃ，１０１ｄは低合金鋼であって、一次冷却水管１０５はステンレス鋼であり、材質が異なるため、その間に図２に示すようにステンレス鋼のセーフエンド管１２１が配置される。管台１０１ｃ，１０１ｄとセーフエンド管１２１との間は、異材溶接部としての溶接部１２２により接続されている。溶接部１２２は、管台１０１ｃ，１０１ｄ側の開先に低合金鋼のバタリング溶接部１２２ａが施され、バタリング溶接部１２２ａから管台１０１ｃ，１０１ｄ側の内面に低炭素オーステナイト系ステンレス鋼のオーバレイ溶接部１２２ｂが施されている。そして、セーフエンド管１２１側の開先とバタリング溶接部１２２ａとの間に管台１０１ｃ，１０１ｄとセーフエンド管１２１とを接続するニッケル基合金（例えば、インコネル（登録商標））の本溶接部１２２ｃが施されている。このように、図２における溶接部１２２は、異材間（管台１０１ｃ，１０１ｄと一次冷却水管１０５）を溶接するように異なる溶接材（バタリング溶接部１２２ａ、オーバレイ溶接部１２２ｂ、本溶接部１２２ｃ）が接合された異材溶接部である。この異材溶接部においては、その表面（内面）が機械加工されているため、目視確認による異材溶接境界位置を判断することが困難である。
【００３４】
このような溶接部１２２およびその周辺部において、引張応力が残留している可能性があり、応力緩和を施す必要がある。そこで、溶接部補修装置としてのウォータジェットピーニング装置により対象となる溶接部１２２およびその周辺部である管台１０１ｃ，１０１ｄの内面の引張残留応力を圧縮残留応力に改善することで、応力腐食割れを防止するようにしている。このウォータジェットピーニング装置は、水中で金属部材表面にキャビテーション気泡を含む高圧水を噴射し、金属部材表面の引張残留応力を圧縮残留応力に改善するものである。
【００３５】
そして、ウォータジェットピーニング装置により溶接部１２２およびその周辺部である管台１０１ｃ，１０１ｄの内面の引張残留応力を圧縮残留応力に改善する場合、このウォータジェットピーニング装置を管台１０１ｃ，１０１ｄの内部に挿入して作業を行う。また、ウォータジェットピーニングを行う場合、ウォータジェットを噴射する位置を被施工面の位置を特定するうえで検査を行う。
【００３６】
図３は、本実施形態に係る溶接部補修装置の据付状態を表す概略図である。図４は、本実施形態に係る溶接部補修装置の側断面図である。図５は、本実施形態に係る溶接部補修装置の他の使用形態を示す側断面図である。図６は、本実施形態に係る溶接部補修装置の平面図である。図７は、図４および図６におけるＡ−Ａ断面図である。図８は、図５におけるＢ−Ｂ断面図である。図９は、図４におけるＣ−Ｃ断面図である。図１０は、図４におけるＤ−Ｄ矢視図である。図１１は、図４におけるＥ−Ｅ矢視図である。図１２は、本実施形態に係る溶接部補修装置の制御部を示すブロック図である。図１３〜図１７は、本実施形態に係る溶接部補修装置による検査手順を示す概略図である。
【００３７】
図３に示すように、溶接部補修装置（ウォータジェットピーニング装置）１は、補修対象となる原子炉容器１０１（原子炉容器本体１０１ａ）の入口側管台１０１ｃや出口側管台１０１ｄの内部に挿入されて据え付けられる。なお、本実施形態において、溶接部補修装置１で補修を行う補修対象として、原子炉容器１０１の入口側管台１０１ｃや出口側管台１０１ｄを一例としているが、これに限定されるものではない。
【００３８】
また、原子力発電プラントにおいて、原子炉建屋（図示略）は、作業フロア１５１が設けられており、この作業フロア１５１より下方にキャビティ１５２が設けられ、このキャビティ１５２に冷却水が貯留されている。キャビティ１５２は、内部に原子炉容器１０１が配置され、吊下げ支持されている。原子炉建屋は、キャビティ１５２の両側に並行な一対のガイドレール１５５が敷設され、移動式クレーン１５６が移動自在に支持されている。この移動式クレーン１５６は、水平方向における一方向（図３にて、左右方向）に移動自在であるとともに、水平方向における一方向に交差（直交）する他方向（図３にて、紙面直交方向）に移動自在な電動ホイスト１５７が設けられている。そして、この電動ホイスト１５７は、鉛直方向に沿って昇降可能なフック１５８を有している。このフック１５８を介し、据付用ポール１５９が吊り下げられる。
【００３９】
据付用ポール１５９は、長尺部材であって、所定の長さを有しており、下端部に溶接部補修装置１が連結可能となっている。この据付用ポール１５９は、複数の分割ポールから構成され、その上下端のフランジ部同士を密着させ、複数のスイングボルトにより両者を締結することができる。
【００４０】
図４〜図６に示すように、管台１０１ｃ，１０１ｄは、原子炉容器１０１の内側の壁面１０１ｅに開口部１０１ｆを有して水平方向（または水平方向の成分を含み）延在して設けられている。溶接部補修装置１は、開口部１０１ｆから管台１０１ｃ，１０１ｄの内部に挿入されて据え付けられる。なお、本実施形態では、溶接部補修装置１の据え付けに用いる据付用治具として据付用ポール１５９を用いたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、ワイヤやケーブル、ロープなどを用いてもよい。
【００４１】
溶接部補修装置１は、据付用ポール１５９に連結される装置フレーム２を有している。装置フレーム２は、管台１０１ｃ，１０１ｄの内部に挿入可能な外形とされて当該挿入方向Ｔに沿って延在する筒状に形成されている。装置フレーム２は、主に、外部当接部材３と、内部当接部材４と、吸着手段５と、当接検出手段６と、撮影手段７と、噴射ノズル（補修部）８と、ノズル押出移動機構９と、回転移動機構１５と、スライド移動機構１８と、検査部２０と、検査部押出移動機構２１と、校正試験部２２と、校正試験部進退移動機構２３と、が設けられている。
【００４２】
外部当接部材３は、図４〜図６に示すように、装置フレーム２が管台１０１ｃ，１０１ｄの内部の所定位置に挿入された場合に、壁面１０１ｅに当接されるものである。外部当接部材３は、図４〜図７に示すように、装置フレーム２の外側に張り出して固定された支持部材１３に対し、装置フレーム２の挿入先端側（挿入方向Ｔ側）に先端を向けて突出するように取り付けられている。本実施形態において、外部当接部材３は、支持部材１３の上側で左右に１つずつ２箇所、下側で左右に２つずつ４箇所の計６箇所に配置されている。
【００４３】
図４および図６に示すように、上側の２箇所および下側のやや上寄りの２つの外部当接部材３は、スペーサ３ａの有無により装置フレーム２の挿入先端側への先端の位置を変えられるように構成されている。また、図４〜図６に示すように、下側の下寄りの２つの外部当接部材３は、アクチュエータ（空圧シリンダ）３ｂにより装置フレーム２の挿入先端側への先端の位置を変えられるように移動可能に構成されている。入口側管台１０１ｃと出口側管台１０１ｄとは、開口部１０１ｆの形状が異なり、出口側管台１０１ｄには突起１０１ｇが形成され、この突起１０１ｇの有無に対応するためである。
【００４４】
このように、外部当接部材３を備えることで、装置フレーム２が管台１０１ｃ，１０１ｄの内部の所定位置に挿入された状態を位置決めすることが可能になる。
【００４５】
内部当接部材４は、図４〜図６、図８、図９に示すように、装置フレーム２が管台１０１ｃ，１０１ｄの内部に挿入される部分であって、装置フレーム２（中心軸Ｓ）を中心とした周囲の複数箇所に設けられ、半径方向の外側に先端を向けて突出するように設けられている。本実施形態において、内部当接部材４は、図６に示すように、装置フレーム２の中心よりも上側の左右で装置フレーム２の挿入方向Ｔの前後に２つずつ４箇所、装置フレーム２の中心位置近傍の高さの両側に１つずつ２箇所、図５および図８に示すように装置フレーム２の中心位置の下側で１つの計７箇所に配置されている。これら内部当接部材４は、アクチュエータ（空圧シリンダ）４ａにより装置フレーム２を中心とする半径方向に進退移動可能に構成されている。アクチュエータ４ａにより前進移動した内部当接部材４は、管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に当接する。
【００４６】
図５および図８に示すように、装置フレーム２の中心位置の下側で１つの内部当接部材４は、上側の左右で装置フレーム２の挿入方向Ｔの前の２つの内部当接部材４の下方に位置し、装置フレーム２の中心位置近傍の高さの両側の２つの内部当接部材４を含め５箇所で入口側管台１０１ｃに挿入される場合、装置フレーム２の中心位置を入口側管台１０１ｃの中心位置に合わせるために用いられる。一方、図４および図９に示すように、装置フレーム２の中心位置の下側で１つの内部当接部材４の後側には、挿入方向Ｔに転動するタイヤ４ｂが進退移動しない内部当接部材４として設けられている。このタイヤ４ｂは、上側の左右で装置フレーム２の挿入方向Ｔの後の２つの内部当接部材４の下方に位置し、装置フレーム２の中心位置近傍の高さの両側の２つの内部当接部材４を含め５箇所で出口側管台１０１ｄに挿入される場合、装置フレーム２の中心位置を出口側管台１０１ｄの中心位置に合わせるために用いられる。入口側管台１０１ｃと出口側管台１０１ｄとは、穴形状が異なり、入口側管台１０１ｃには内部に向かって細径となる傾斜が内面に形成され、出口側管台１０１ｄにはこの傾斜が無く、この傾斜の有無に対応して装置フレーム２の中心位置を管台１０１ｃ，１０１ｄの中心位置に合わせるためである。
【００４７】
このように、内部当接部材４を備えることで、装置フレーム２の中心位置を管台１０１ｃ，１０１ｄの中心位置に合わせることが可能になる。
【００４８】
吸着手段５は、図６に示すように、装置フレーム２が管台１０１ｃ，１０１ｄの内部の所定位置に挿入された場合に、壁面１０１ｅに吸着可能に設けられている。吸着手段５は、図６および図７に示すように、支持部材１３に対し、装置フレーム２の挿入先端側（挿入方向Ｔ側）に吸着面を向けるように取り付けられている。本実施形態において、吸着手段５は、支持部材１３の上側で左右に１つずつ２箇所、下側で左右に１つずつ２箇所の計４箇所に配置されている。また、吸着手段５は、図６に示すように、アクチュエータ（空圧シリンダ）５ａにより挿入方向Ｔに沿って移動可能に設けられている。また、吸着手段５は、図６に示すように、壁面１０１ｅの傾きに対応するようにアクチュエータ５ａのロッド５ｂに対して左右方向に揺動可能に設けられている。
【００４９】
このように、吸着手段５を備えることで、外部当接部材３により管台１０１ｃ，１０１ｄの内部に挿入した装置フレーム２を位置決めした状態、および内部当接部材４により装置フレーム２の中心位置を管台１０１ｃ，１０１ｄの中心位置に合わせた状態を維持することが可能になる。
【００５０】
当接検出手段６は、図６に示すように、外部当接部材３が壁面１０１ｅに当接した場合、これを検出するものである。当接検出手段６は、図６および図７に示すように、支持部材１３に対し、上側の外部当接部材３の側部に配置され、装置フレーム２の挿入先端側（挿入方向Ｔ側）に接触子６ａの先端を向けるように取り付けられている。接触子６ａは、ケーシング６ｂに対して挿入方向Ｔに沿って移動可能に設けられ、常に挿入方向Ｔ側に突出するようにバネ（図示せず）により付勢されている。ケーシング６ｂは、その内部に、近接センサ（図示せず）が設けられ、接触子６ａが挿入方向Ｔの反対方向に移動した場合、これを検出する。そして、当接検出手段６は、外部当接部材３が壁面１０１ｅに当接した場合、同時に接触子６ａが壁面１０１ｅに当接し、挿入方向Ｔと反対方向に移動することで、これを近接センサにより検出し、外部当接部材３が壁面１０１ｅに当接したこととして検出する。
【００５１】
このように、当接検出手段６を備えることで、外部当接部材３が壁面１０１ｅに当接した状態、すなわち外部当接部材３により管台１０１ｃ，１０１ｄの内部に挿入した装置フレーム２を位置決めした旨を認識することが可能になる。
【００５２】
撮影手段７は、図４、図５および図７に示すように、支持部材１３に対し、装置フレーム２の上下左右に１つずつ計４箇所に配置されている。撮影手段７は、カメラ７ａおよび照明７ｂを有し、それぞれが装置フレーム２の挿入先端側（挿入方向Ｔ）に向けて設けられている。この撮影手段７は、管台１０１ｃ、１０１ｄに挿入される装置フレーム２の挿入先端側を挿入後端側から撮影する。
【００５３】
このように、撮影手段７を備えることで、管台１０１ｃ、１０１ｄに挿入される装置フレーム２の状態を監視することが可能になる。
【００５４】
従って、装置フレーム２を管台１０１ｃ、１０１ｄに挿入する場合、撮影手段７により撮影した映像を作業フロア１５１に配置したモニタ（図示せず）で監視しながら行い、当接検出手段６の検出信号を入力したときに、外部当接部材３が壁面１０１ｅに当接したと認識する。その後、内部当接部材４を管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に当接させ、吸着手段５を管台１０１ｃ，１０１ｄの壁面１０１ｅに吸着させる。
【００５５】
補修部としての噴射ノズル８は、管台１０１ｃ，１０１ｄにおける内面にウォータジェットを噴射するものである。噴射ノズル８は、図４、図５および図１０に示すように、ウォータジェットを噴射する噴射口８ａが管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に向くように、装置フレーム２の挿入先端側に設けられた支持部１４に配置されている。
【００５６】
支持部１４は、図４および図５に示すように、装置フレーム２に対して装置フレーム２の中心軸Ｓ（管台１０１ｃ，１０１ｄの中心軸）の廻りに回転可能に支持されている。具体的に、支持部１４は、回転移動機構１５に支持されている。回転移動機構１５は、回転軸部１５ａを有する。この回転軸部１５ａは、支持部１４が取り付けられているとともに、装置フレーム２に対して中心軸Ｓを中心に回転可能に支持されている。回転軸部１５ａは、中心軸Ｓに沿って延在する円筒状に形成され、その外周に従動歯車１５ｂが取り付けられている。従動歯車１５ｂは、装置フレーム２に固定された回転モータ１５ｃの出力軸に設けられた駆動歯車１５ｄに噛合されている。回転移動機構１５は、回転モータ１５ｃの駆動により駆動歯車１５ｄの回転が従動歯車１５ｂに伝達されることで、回転軸部１５ａを回転させる。このため、回転軸部１５ａに支持された支持部１４が、噴射ノズル８を伴って回転する。この結果、噴射ノズル８が、中心軸Ｓの廻りに所定の移動軌跡に沿って回転移動する。
【００５７】
上述したように、噴射ノズル８は、ウォータジェットを噴射する噴射口８ａが管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に向くように支持部１４に配置されている。従って、回転移動機構１５により回転移動する噴射ノズル８は、その噴射口８ａが管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に向きながら、管台１０１ｃ，１０１ｄの周方向に沿って所定の移動軌跡に沿って回転移動する。即ち、噴射ノズル８の噴射口８ａの向きは、鉛直下向きの回転角度を０°とした場合、鉛直上向きの回転角度１８０°を経て管台１０１ｃ，１０１ｄの周方向に沿って３６０°回転する。この移動軌跡における噴射口８ａおよび後述の検査部２０（探傷センサ２０Ａおよび撮像センサ２０Ｂ）の移動位置は、回転移動機構１５に設けられたノズル位置検出手段（図示せず）により検出される。本実施形態では、ノズル位置検出手段は、回転モータ１５ｃがサーボモータとして構成され、これにより移動軌跡における噴射口８ａおよび検査部２０（探傷センサ２０Ａおよび撮像センサ２０Ｂ）の移動位置が検出される。
【００５８】
上述した回転移動機構１５は、図４および図５に示すように、回転軸部１５ａの内部に、噴射ノズル８に対して高圧水を供給する高圧水供給管１６が配置されている。この高圧水供給管１６は、回転軸部１５ａにおいて装置フレーム２の挿入後端側から中心軸Ｓに沿って延出して設けられ、その延出端部にスイベル軸受１７が介在されている。高圧水供給管１６は、スイベル軸受１７から上方に延出し、図３に示すように、作業フロア１５１に設置されて高圧水を送る高圧水ポンプ１６０に接続されている。すなわち、高圧水ポンプ１６０から送られる高圧水は、高圧水供給管１６を経て噴射ノズル８に供給され噴射口８ａから管台１０１ｃ，１０１ｄの内面にウォータジェットとして噴射される。そして、回転移動機構１５により中心軸Ｓの廻りに噴射ノズル８が回転されることで、管台１０１ｃ，１０１ｄの周方向に沿ってその内面にウォータジェットが噴射される。また、回転移動機構１５により回転軸部１５ａが回転すると、その内部の高圧水供給管１６もともに回転することになるが、途中にスイベル軸受１７が介在されているため、高圧水供給管１６の捩れを防ぐことが可能である。
【００５９】
また、支持部１４は、図４および図５に示すように、装置フレーム２に対して装置フレーム２の中心軸Ｓ（管台１０１ｃ，１０１ｄの中心軸）に沿ってスライド移動可能に支持されている。具体的に、支持部１４は、装置フレーム２の内部に設けられたスライド移動機構１８に支持されている。スライド移動機構１８は、図４〜図６、図８、図９に示すように、スライドレール１８ａ、スライド架台１８ｂ、スライダ１８ｃ、ボールネジ１８ｄ、ナット部１８ｅおよびスライドモータ１８ｆを有する。スライドレール１８ａは、装置フレーム２の中心軸Ｓと平行に延在し、左右一対設けられている。スライド架台１８ｂは、スライドレール１８ａに対してスライドレール１８ａの延在方向に移動可能に支持されている。スライダ１８ｃは、スライドレール１８ａを介して取り付けられているとともに、スライド架台１８ｂに固定されている。ボールネジ１８ｄは、スライドレール１８ａと平行に、装置フレーム２の中心軸Ｓに沿って延在して設けられ、装置フレーム２に対して中心軸Ｓと平行な軸心を中心に回転可能に支持されている。このボールネジ１８ｄにナット部１８ｅが螺合されている。スライドモータ１８ｆは、ボールネジ１８ｄに連結され、ボールネジ１８ｄを回転させる。そして、スライド移動機構１８は、スライドモータ１８ｆの駆動によりボールネジ１８ｄが回転することで、ナット部１８ｅとともにスライダ１８ｃがボールネジ１８ｄの延在方向（中心軸Ｓと平行な方向）にスライド架台１８ｂを伴って移動する。このスライド架台１８ｂは、支持部１４を支持する上述した回転移動機構１５の回転軸部１５ａが取り付けられている。すなわち、回転軸部１５ａは、噴射ノズル８が支持された支持部１４を伴い、スライド架台１８ｂとともに中心軸Ｓと平行な方向に移動する。この結果、噴射ノズル８が、中心軸Ｓに沿ってスライド移動する。
【００６０】
ところで、上述したように、回転軸部１５ａは、中心軸Ｓの廻りに回転するものであり、スライド架台１８ｂに対して回転が許容された形態で取り付けられている。また、回転軸部１５ａは、従動歯車１５ｂが中心軸Ｓに沿って移動可能に設けられている。また、従動歯車１５ｂは、駆動歯車１５ｄとの噛合を維持した状態で中心軸Ｓに沿う移動を規制されている。このため、回転軸部１５ａを回転させる駆動の伝達は、スライド移動機構１８による回転軸部１５ａのスライド移動の際、常に維持されている。すなわち、回転軸部１５ａは、自身が回転し、かつ中心軸Ｓに沿うスライド移動が可能に設けられている。
【００６１】
ノズル押出移動機構９は、噴射口８ａからウォータジェットが噴射される方向に沿って噴射ノズル８を押出移動させるものである。ノズル押出移動機構９は、図１０に示すように、支持部１４に設けられ、スライドレール９ａ、スライダ９ｂ、スライド架台９ｃ、およびアクチュエータ９ｄを有する。スライドレール９ａは、中心軸Ｓに直交する方向に延在して一対設けられている。スライダ９ｂは、スライドレール９ａの延在方向に移動可能に支持されている。スライド架台９ｃは、スライダ９ｂに支持されており、スライドレール９ａの延在方向に移動可能に設けられている。このスライド架台９ｃに対し、噴射ノズル８が噴射口８ａをスライドレール９ａの延在方向に向けて固定されている。アクチュエータ９ｄは、各スライドレール９ａにそれぞれ配置されるように支持部１４に設けられているとともに、スライド架台９ｃに連結されている。アクチュエータ９ｄは、スライド架台９ｃをスライドレール９ａの延在方向に移動させるもので、本実施形態では空圧シリンダとして構成されている。アクチュエータ９ｄは、空圧シリンダに限らず、スライド架台９ｃをスライドレール９ａの延在方向に移動させるものであればよい。そして、ノズル押出移動機構９は、アクチュエータ９ｄの駆動によりスライド架台９ｃが噴射ノズル８を伴って中心軸Ｓと直交する方向に移動する。すなわち、噴射ノズル８の噴射口８ａが管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に対向する形態で、管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に対して接近または離間するように押出移動する。この結果、噴射口８ａから管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に至る距離であるウォータジェットの噴射距離が設定される。このウォータジェットの噴射距離は、１３０ｍｍ±１０ｍｍが所定距離とされる。
【００６２】
従って、外部当接部材３、内部当接部材４、および吸着手段５により装置フレーム２が管台１０１ｃ，１０１ｄの内部に挿入された状態で、スライド移動機構１８により噴射口８ａがウォータジェットピーニングを施工する管台１０１ｃ，１０１ｄの所定の内面に向く位置に噴射ノズル８を進退移動させる。その後、ノズル押出移動機構９により噴射距離となるように噴射ノズル８を押出移動させる。その後、噴射ノズル８の噴射口８ａからウォータジェットを噴射させながら回転移動機構１５により噴射ノズル８を回転移動させる。これにより、管台１０１ｃ，１０１ｄの所定の内面にウォータジェットピーニングが施工される。
【００６３】
検査部２０は、本実施形態ではウォータジェットピーニングが施工される管台１０１ｃ，１０１ｄの所定の内面（溶接部１２２）の検査を行うものである。検査部２０は、図４〜図６に示すように、支持部１４に設けられている。従って、検査部２０は、上述した回転移動機構１５により中心軸Ｓの廻りに回転移動し、かつスライド移動機構１８により中心軸Ｓに沿ってスライド移動する。この検査部２０は、探傷センサ２０Ａと、撮像センサ２０Ｂとを有する。探傷センサ２０Ａは、管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に接触し探傷検査をするためのもので、本実施形態では、渦電流探傷センサであり、回転移動機構１５により中心軸Ｓの廻りに回転移動することで、管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に対して周方向に沿って移動し探傷する。また、探傷センサ２０Ａは、本実施形態では検査対象部位となる管台１０１ｃ，１０１ｄの内面の周方向に沿うように複数（２つ）並設して設けられている。撮像センサ２０Ｂは、管台１０１ｃ，１０１ｄの内面を撮影し目視検査をするためのもので、回転移動機構１５により中心軸Ｓの廻りに回転移動することで、管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に対して周方向に沿って移動し撮影する。なお、検査部２０は、図には明示しないが、撮像センサ２０Ｂによる撮影部位を照らす照明を有する。
【００６４】
検査部押出移動機構２１は、検査部２０を管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に向けて押出移動させるものである。検査部押出移動機構２１は、図１０に示すように、支持部１４に設けられ、スライドレール２１ａ、スライダ２１ｂ、スライド架台２１ｃ、およびアクチュエータ２１ｄを有する。スライドレール２１ａは、中心軸Ｓに直交する方向に延在して一対設けられ、上述したノズル押出移動機構９のスライドレール９ａを延長して形成されている。スライダ２１ｂは、スライドレール２１ａの延在方向に移動可能に支持されている。スライド架台２１ｃは、スライダ２１ｂに支持されており、スライドレール２１ａの延在方向に移動可能に設けられている。このスライド架台２１ｃに対し、検査部２０である探傷センサ２０Ａ（図１１参照）および撮像センサ２０Ｂが取り付けられている。アクチュエータ２１ｄは、一方のスライドレール２１ａの側部に配置されるように支持部１４に設けられているとともに、スライド架台２１ｃに連結されている。アクチュエータ２１ｄは、スライド架台２１ｃをスライドレール２１ａの延在方向に移動させるもので、本実施形態では空圧シリンダとして構成されている。アクチュエータ２１ｄは、空圧シリンダに限らず、スライド架台２１ｃをスライドレール２１ａの延在方向に移動させるものであればよい。そして、検査部押出移動機構２１は、アクチュエータ２１ｄの駆動によりスライド架台２１ｃが検査部２０（探傷センサ２０Ａおよび撮像センサ２０Ｂ）を伴って中心軸Ｓと直交する方向に移動する。この押出移動の方向は、検査部２０が検査をするための方向であって、探傷センサ２０Ａの場合は管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に接触する面が向く方向であり、撮像センサ２０Ｂの場合は管台１０１ｃ，１０１ｄの内面を撮影する方向である。すなわち、検査部押出移動機構２１は、検査部２０が管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に対して接近または離間するように押出移動する。
【００６５】
また、検査部押出移動機構２１は、図１０および図１１に示すように、探傷センサ２０Ａを単独で押出移動させる探傷センサ押出移動機構２１Ａと、撮像センサ２０Ｂを単独で押出移動させる撮像センサ押出移動機構２１Ｂとを有する。
【００６６】
探傷センサ押出移動機構２１Ａは、図１１に示すように、スライド架台２１ｃに設けられ、固定架台２１Ａａ、スライドレール２１Ａｂ、スライダ２１Ａｃ、アクチュエータ２１Ａｄ、およびスライド架台２１Ａｅを有する。固定架台２１Ａａは、スライド架台２１ｃに固定されている。スライドレール２１Ａｂは、スライドレール９ａと平行であって、中心軸Ｓ（図４〜図６参照）に直交する方向に延在して一対設けられている。スライダ２１Ａｃは、スライドレール２１Ａｂの延在方向に移動可能に支持されている。アクチュエータ２１Ａｄは、固定架台２１Ａａに固定されているとともに、スライド架台２１Ａｅに連結されている。アクチュエータ２１Ａｄは、スライド架台２１Ａｅをスライドレール２１Ａｂの延在方向に移動させるもので、本実施形態では空圧シリンダとして構成されている。アクチュエータ２１Ａｄは、空圧シリンダに限らず、スライド架台２１Ａｅをスライドレール２１Ａｂの延在方向に移動させるものであればよい。スライド架台２１Ａｅは、探傷センサ２０Ａを支持するものである。探傷センサ２０Ａは、上述したように検査対象部位となる管台１０１ｃ，１０１ｄの内面の周方向に沿うように複数（２つ）並設して設けられており、それぞれが当該周方向で傾くように各センサ第一支持部２０Ａａに支持されている。各センサ第一支持部２０Ａａは、センサ架台２０Ａｂに一体に取り付けられている。そして、センサ架台２０Ａｂは、スライドレール２１Ａｂと直交する軸心の廻りであって中心軸Ｓの延在方向で傾くように両端が各センサ第二支持部２０Ａｃに支持されている。このセンサ第二支持部２０Ａｃがスライド架台２１Ａｅに取り付けられている。また、センサ第二支持部２０Ａｃは、スライド架台２１Ａｅに対し、スライドレール２１Ａｂの延在方向に移動可能に設けられてバネ（図示せず）により弾性を有して支持されている。すなわち、探傷センサ２０Ａは、センサ第一支持部２０Ａａおよびセンサ第二支持部２０Ａｃにより周方向および中心軸Ｓの延在方向に自由に傾き、かつバネにより付勢されて管台１０１ｃ，１０１ｄの内面の形状に追従して接触するように支持されている。そして、探傷センサ押出移動機構２１Ａは、アクチュエータ２１Ａｄの駆動によりスライド架台２１Ａｅが探傷センサ２０Ａを伴って中心軸Ｓと直交する方向に押出移動する。
【００６７】
撮像センサ押出移動機構２１Ｂは、図１０に示すように、スライド架台２１ｃに設けられ、アクチュエータ２１Ｂａ、およびスライド架台２１Ｂｂを有する。アクチュエータ２１Ｂａは、スライド架台２１ｃに固定されているとともに、スライド架台２１Ｂｂに連結されている。アクチュエータ２１Ｂａは、スライド架台２１Ｂｂをスライドレール２１ａの延在方向に移動させるもので、本実施形態では空圧シリンダとして構成されている。アクチュエータ２１Ｂａは、空圧シリンダに限らず、スライド架台２１Ｂｂをスライドレール２１ａの延在方向に移動させるものであればよい。スライド架台２１Ｂｂは、撮像センサ２０Ｂを支持するものである。そして、撮像センサ押出移動機構２１Ｂは、アクチュエータ２１Ｂａの駆動によりスライド架台２１Ｂｂが撮像センサ２０Ｂを伴って中心軸Ｓと直交する方向に押出移動する。
【００６８】
校正試験部２２は、検査部２０（探傷センサ２０Ａおよび撮像センサ２０Ｂ）を校正試験するためのものである。校正試験部２２は、図４〜図６に示すように、校正試験部進退移動機構２３に設けられている。この校正試験部２２は、各探傷センサ２０Ａの校正を行う各探傷センサ用校正試験片２２Ａと、撮像センサ２０Ｂの校正を行う撮像センサ用校正試験片２２Ｂとを有する。
【００６９】
校正試験部進退移動機構２３は、校正試験部２２を中心軸Ｓに沿う方向に進退移動させるものである。校正試験部進退移動機構２３は、図４〜図６に示すように、装置フレーム２に設けられている。従って、校正試験部進退移動機構２３および校正試験部２２は、上述した回転移動機構１５やスライド移動機構１８による回転移動やスライド移動に関与しない。この校正試験部進退移動機構２３は、固定架台２３ａ、スライドレール２３ｂ、スライド架台２３ｃ、およびアクチュエータ２３ｄを有する。固定架台２３ａは、装置フレーム２に固定されている。スライドレール２３ｂは、中心軸Ｓと平行に延在して一対設けられている。スライド架台２３ｃは、校正試験部２２を支持するもので、スライドレール２３ｂの延在方向に移動可能に設けられている。アクチュエータ２３ｄは、固定架台２３ａに固定されているとともに、スライド架台２３ｃに連結されている。アクチュエータ２３ｄは、スライド架台２３ｃをスライドレール２３ｂの延在方向に移動させるもので、本実施形態では空圧シリンダとして構成されている。アクチュエータ２３ｄは、空圧シリンダに限らず、スライド架台２３ｃをスライドレール２３ｂの延在方向に移動させるものであればよい。そして、校正試験部進退移動機構２３は、アクチュエータ２３ｄの駆動によりスライド架台２３ｃが校正試験部２２（各探傷センサ用校正試験片２２Ａおよび撮像センサ用校正試験片２２Ｂ）を伴って中心軸Ｓと平行に直線の軌跡で進退移動する（図１３〜図１７参照）。
【００７０】
ここで、スライド架台２３ｃに支持されている校正試験部２２は、各探傷センサ用校正試験片２２Ａおよび撮像センサ用校正試験片２２Ｂの位置を、上述した検査部２０における各探傷センサ２０Ａおよび撮像センサ２０Ｂが、装置フレーム２の鉛直方向の上方であって検査対象部位である管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に向く位置に合わせて配置している。そのため、図１３および図１６に示すように、校正試験部進退移動機構２３により前進移動した状態で、各探傷センサ用校正試験片２２Ａおよび撮像センサ用校正試験片２２Ｂは、検査部２０（探傷センサ２０Ａおよび撮像センサ２０Ｂ）の押出移動の軌跡上に対し、各探傷センサ２０Ａおよび撮像センサ２０Ｂが検査対象部位である管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に向く位置に一致する。また、図１６および図１７に示すように、校正試験部２２は、校正試験部進退移動機構２３により前進移動した状態で、撮像センサ２０Ｂが管台１０１ｃ，１０１ｄの内面を撮影する際の距離Ｌ１と同距離Ｌ２の位置に合わせて配置されている。
【００７１】
図１２に示すように、本実施形態に係る溶接部補修装置１は、制御部２５を有している。制御部２５は、溶接部補修装置１の動作を統括制御するものである。図１２においては、検査および補修を行うための制御系を示している。
【００７２】
図１２に示すように、制御部２５は、回転移動機構１５の回転モータ１５ｃ、スライド移動機構１８のスライドモータ１８ｆ、校正試験部進退移動機構２３のアクチュエータ２３ｄ、検査部押出移動機構２１のアクチュエータ２１ｄ、探傷センサ押出移動機構２１Ａのアクチュエータ２１Ａｄ、撮像センサ押出移動機構２１Ｂのアクチュエータ２１Ｂａ、ノズル押出移動機構９のアクチュエータ９ｄ、および高圧水ポンプ１６０を制御する。また、制御部２５は、探傷センサ２０Ａおよび撮像センサ２０Ｂに接続され、各センサ２０Ａ，２０Ｂに駆動信号を出力するとともに、各センサ２０Ａ，２０Ｂからの検出信号を入力する。
【００７３】
また、制御部２５は、探傷センサ２０Ａから入力した検出信号により、溶接部１２２における溶接境界位置（異材溶接境界位置）αを判別する。溶接境界位置αとは、図２に示すように、管台１０１ｃ，１０１ｄの内面において、バタリング溶接部１２２ａとオーバレイ溶接部１２２ｂとの境界位置である。溶接境界位置αの判別については、特許第４８８５０６８号公報の記載に基づき判別する。
【００７４】
本実施形態において、制御部２５は、判別した溶接境界位置αを基準として検査部２０の探傷センサ２０Ａによる探傷検査範囲ＷＡを設定する。探傷検査範囲ＷＡは、図２に示すように、溶接境界位置αを基準とし、溶接部１２２の施工時の設計図面に基づいて、溶接境界位置αから管台１０１ｃ，１０１ｄ側に検査の基準となる所定の基準検査範囲ＷＡａを決定し、この基準検査範囲ＷＡａを含みセーフエンド管１２１側に検査に要求される要求検査範囲ＷＡｂを決定する。さらに、探傷検査に余裕を持たせるため、要求検査範囲ＷＡｂの両側に余裕代ＷＡｃを設けて探傷検査範囲ＷＡを設定する。
【００７５】
また、制御部２５は、溶接境界位置αを基準として検査部２０の撮像センサ２０Ｂによる目視検査範囲ＷＢを設定する。目視検査範囲ＷＢは、図２に示すように、溶接境界位置αを特定できていることから、探傷検査範囲ＷＡにおける要求検査範囲ＷＡｂを目視検査範囲ＷＢとして設定する。
【００７６】
また、制御部２５は、溶接境界位置αを基準として補修部である噴射ノズル８による補修範囲（ウォータジェット施工範囲）ＷＣを設定する。補修範囲ＷＣは、本実施形態ではウォータジェットの施工範囲であるため、ウォータジェットの円状の施工範囲が施工に有効な範囲となるように、ウォータジェットの円状の施工範囲の中心がバタリング溶接部１２２ａおよび本溶接部１２２ｃを加えた範囲の中心Ｃに一致するよう、溶接部１２２の施工時の設計図面に基づいて、溶接境界位置αから管台１０１ｃ，１０１ｄ側に、ウォータジェットの円状の施工範囲の外縁が位置する範囲ＷＣａ，ＷＣｂを設定する。
【００７７】
なお、溶接部１２２の応力腐食割れを防止・保全する別の手段として、円盤状の回転砥石により溶接部１２２を切削するインレイ工事がある。インレイ工事を行う場合、溶接部補修装置は、図には明示しないが回転砥石を支持するマニピュレータを用いることが好ましい。このインレイ工事では、オーバレイ溶接部１２２ｂを残すように溶接境界位置αから切削する深さＤを要求される。このため、制御部は、溶接境界位置αを基準とした深さＤとなるように、図２中に一点鎖線で示す切削範囲を設定する。
【００７８】
以下、制御部２５が制御する溶接部補修装置１による補修手順（補修方法）について説明する。図１３〜図１７では、外部当接部材３により管台１０１ｃ，１０１ｄの内部の所定位置に挿入された状態の装置フレーム２を位置決めし、内部当接部材４により管台１０１ｃ，１０１ｄの中心位置に装置フレーム２の中心（中心軸Ｓ）位置を合わせ、これを吸着手段５により維持した状態を示している。また、回転移動機構１５は、検査部２０の各探傷センサ２０Ａや撮像センサ２０Ｂが装置フレーム２の鉛直方向の上方に向く位置（基準位置）となるようにセッティングされる。
【００７９】
補修手順としては、まず、探傷センサ２０Ａにより探傷検査を行う。図１３に示すように、スライド移動機構１８により、検査部２０の各探傷センサ２０Ａが溶接部１２２の鉛直下方の位置となるように中心軸Ｓと平行にスライド移動させる。この状態で、校正試験部進退移動機構２３により校正試験部２２を前進させる。これにより、溶接部補修装置１が管台１０１ｃ，１０１ｄの内部に挿入された基準位置で、各探傷センサ２０Ａが管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に対して押出移動する軌跡上に、各探傷センサ用校正試験片２２Ａが配置される。次に、図１４に示すように、探傷センサ押出移動機構２１Ａにより、各探傷センサ２０Ａを中心軸Ｓと直交する方向に押出移動させ、各探傷センサ用校正試験片２２Ａに当接させる。次に、回転移動機構１５により、中心軸Ｓの廻りに各探傷センサ２０Ａを回転移動させて各探傷センサ用校正試験片２２Ａを探傷する。これにより、各探傷センサ用校正試験片２２Ａに基づき各探傷センサ２０Ａの校正試験が行われる。次に、図１５に示すように、校正試験部進退移動機構２３により校正試験部２２を後退させる。次に、検査部押出移動機構２１および探傷センサ押出移動機構２１Ａにより、各探傷センサ２０Ａを中心軸Ｓと直交する方向に押出移動させ、管台１０１ｃ，１０１ｄの内面（溶接部１２２）に当接させる。次に、スライド移動機構１８により中心軸Ｓと平行に各探傷センサ２０Ａをスライド移動させる。そして、各探傷センサ２０Ａの検出信号により、溶接部１２２における溶接境界位置αを判別する。さらに、この溶接境界位置αを基準として探傷検査範囲ＷＡを設定する。次に、回転移動機構１５により、中心軸Ｓの廻りに各探傷センサ２０Ａを回転移動させて溶接部１２２を含む管台１０１ｃ，１０１ｄの内面を探傷する。これにより、各探傷センサ２０Ａにより探傷検査が行われる。次に、図１３および図１４に示すように、各探傷センサ用校正試験片２２Ａに基づき各探傷センサ２０Ａの検査後の校正試験を行う。次に、探傷検査の検出データを分析し、溶接境界位置αを確認する。
【００８０】
続いて、撮像センサ２０Ｂにより目視検査を行う。まず、探傷検査の際に判別・確認された溶接境界位置αを基準として目視検査範囲ＷＢを設定する。次に、図１６に示すように、スライド移動機構１８により、検査部２０の撮像センサ２０Ｂが溶接部１２２の鉛直下方の位置となるように中心軸Ｓと平行にスライド移動させる。この状態で、校正試験部進退移動機構２３により校正試験部２２を前進させる。これにより、溶接部補修装置１が管台１０１ｃ，１０１ｄの内部に挿入された基準位置で、撮像センサ２０Ｂが管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に対して押出移動する軌跡上に、撮像センサ用校正試験片２２Ｂが配置される。これにより、撮像センサ用校正試験片２２Ｂに基づき撮像センサ２０Ｂの校正試験が行われる。次に、図１７に示すように、校正試験部進退移動機構２３により校正試験部２２を後退させる。次に、検査部押出移動機構２１および撮像センサ押出移動機構２１Ｂにより、撮像センサ２０Ｂを中心軸Ｓと直交する方向に押出移動させる。次に、回転移動機構１５により、中心軸Ｓの廻りに撮像センサ２０Ｂを回転移動させて溶接部１２２を含む管台１０１ｃ，１０１ｄの内面を撮影する。これにより、撮像センサ２０Ｂにより撮影した映像により目視検査が行われる。次に、図１６に示すように、撮像センサ用校正試験片２２Ｂに基づき撮像センサ２０Ｂの検査後の校正試験を行う。
【００８１】
次に、補修部である噴射ノズル８により補修を行う。まず、探傷検査の際に判別・確認された溶接境界位置αを基準として補修範囲ＷＣを設定する。次に、スライド移動機構１８により、噴射ノズル８の噴射口８ａが溶接部１２２に向くように中心軸Ｓと平行にスライド移動させる。次に、ノズル押出移動機構９により、噴射ノズル８を中心軸Ｓと直交する方向に押出移動させる。これにより、噴射口８ａから溶接部１２２を含む管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に至る距離であるウォータジェットの噴射距離が設定される。次に、高圧水ポンプ１６０を駆動して高圧水を噴射ノズル８の噴射口８ａから噴射させるとともに、回転移動機構１５により中心軸Ｓの廻りに噴射ノズル８を回転させる。これにより、溶接部１２２を含む管台１０１ｃ，１０１ｄの内面に周方向に沿ってウォータジェットが噴射され、このウォータジェットにより溶接部１２２を含む管台１０１ｃ，１０１ｄの内面の引張残留応力が圧縮残留応力に改善される。最後に、ウォータジェットにより補修した箇所を、撮像センサ２０Ｂにより目視検査して確認する。
【００８２】
このように、本実施形態の溶接部補修方法は、原子力発電プラントに設けられた溶接部１２２の補修を行う溶接部補修方法であり、探傷センサ２０Ａの検出信号により溶接部１２２における溶接境界位置αを判別する工程と、溶接境界位置αを基準として補修範囲ＷＣを設定する工程と、補修範囲ＷＣを補修する工程と、を含む。
【００８３】
この溶接部補修方法によれば、探傷センサ２０Ａにより判別した溶接境界位置αを基準として補修範囲ＷＣを設定することで、正確な補修を行うことができる。
【００８４】
また、本実施形態の溶接部補修方法は、原子力発電プラントに設けられた溶接部１２２の補修を行う溶接部補修方法であり、探傷センサ２０Ａの検出信号により溶接部１２２における溶接境界位置αを判別する工程と、溶接境界位置αを基準として探傷センサ２０Ａによる探傷検査範囲ＷＡを設定する工程と、探傷検査範囲ＷＡを探傷センサ２０Ａにより検査する工程と、検査が行われた補修箇所について溶接境界位置αを基準として補修範囲ＷＣを設定する工程と、補修範囲ＷＣを補修する工程と、を含む。
【００８５】
この溶接部補修方法によれば、探傷検査により判別した溶接境界位置αを基準として探傷検査範囲ＷＡおよび補修範囲ＷＣを設定することで、双方の範囲にずれを生じさせることなく正確な探傷検査および補修を行うことができる。このように、本実施形態の溶接部補修方法によれば、検査および補修の双方において関連した基準により双方の範囲を設定して溶接部１２２の検査および補修を行うことができる。
【００８６】
また、本実施形態の溶接部補修方法では、溶接境界位置αを基準として撮像センサ２０Ｂによる目視検査範囲ＷＢを設定する工程と、目視検査範囲ＷＢを撮像センサ２０Ｂにより検査する工程と、をさらに含む。
【００８７】
この溶接部補修方法によれば、探傷検査により判別した溶接境界位置αを基準として目視検査範囲ＷＢを設定することで、目視検査においても探傷検査や補修の範囲にずれを生じさせることなく正確な目視検査を行うことができる。
【００８８】
また、本実施形態の溶接部補修方法では、溶接部１２２は、異材間（管台１０１ｃ，１０１ｄと一次冷却水管１０５）を溶接するように異なる溶接材（バタリング溶接部１２２ａ、オーバレイ溶接部１２２ｂ、本溶接部１２２ｃ）が接合された異材溶接部である。
【００８９】
異材溶接部は、その表面が機械加工されているため、目視確認による異材溶接境界位置αを判断することが困難である。よって、探傷センサ２０Ａによって異材溶接境界位置αの検出を行うことで、精度よく異材溶接境界位置αを検出することができる。
【００９０】
また、本実施形態の溶接部補修装置１は、原子力発電プラントに設けられた溶接部１２２の補修を行う溶接部補修装置１であり、溶接部１２２の位置に設置される装置フレーム２と、装置フレーム２に設けられて探傷センサ２０Ａと、装置フレーム２に設けられて溶接部１２２を補修する噴射ノズル（補修部）８と、探傷センサ２０Ａの検出信号により溶接部１２２における溶接境界位置αを判別し、溶接境界位置αを基準として補修範囲ＷＣを設定して、当該補修範囲ＷＣを噴射ノズル８により補修する制御をする制御部２５と、を備える。
【００９１】
この溶接部補修装置によれば、探傷センサ２０Ａにより判別した溶接境界位置αを基準として補修範囲ＷＣを設定することで、正確な補修を行うことができる。
【００９２】
また、本実施形態の溶接部補修装置１は、原子力発電プラントに設けられた溶接部１２２の補修を行う溶接部補修装置１であり、溶接部１２２の位置に設置される装置フレーム２と、装置フレーム２に設けられて探傷センサ２０Ａにより溶接部１２２の探傷検査を行う検査部２０と、装置フレーム２に設けられて検査部２０により探傷検査された補修箇所を補修する噴射ノズル（補修部）８と、検査部２０における探傷センサ２０Ａの検出信号により溶接部１２２における溶接境界位置αを判別し、当該溶接境界位置αを基準として探傷センサ２０Ａによる探傷検査範囲ＷＡを設定して、当該探傷検査範囲ＷＡを探傷センサ２０Ａにより探傷検査し、当該探傷検査が行われた補修箇所について溶接境界位置αを基準として補修範囲ＷＣを設定して、当該補修範囲ＷＣを噴射ノズル８から噴射したウォータジェットにより補修する制御をする制御部２５と、を備える。
【００９３】
この溶接部補修装置１によれば、探傷検査により判別した溶接境界位置αを基準として探傷検査範囲ＷＡおよび補修範囲ＷＣを設定することで、双方の範囲にずれを生じさせることなく正確な探傷検査および補修を行うことができる。このように、本実施形態の溶接部補修装置によれば、検査および補修の双方において関連した基準により双方の範囲を設定して溶接部１２２の検査および補修を行うことができる。
【００９４】
また、本実施形態の溶接部補修装置１では、検査部２０は、溶接部１２２の目視検査を行う撮像センサ２０Ｂを有しており、制御部２５は、溶接境界位置αを基準として撮像センサ２０Ｂによる目視検査範囲ＷＢを設定して、当該目視検査範囲ＷＢを撮像センサ２０Ｂにより目視検査する制御をする。
【００９５】
この溶接部補修装置１によれば、探傷検査により判別した溶接境界位置αを基準として目視検査範囲ＷＢを設定することで、目視検査においても探傷検査や補修の範囲にずれを生じさせることなく正確な目視検査を行うことができる。
【００９６】
なお、上述した実施形態では、原子炉容器１０１の入口側管台１０１ｃおよび出口側管台１０１ｄにおける溶接部１２２の検査および補修について説明したが、この限りではない。例えば、蒸気発生器１０３における入口側水室１０３ａの入口側管台や出口側水室１０３ｂの出口側管台における溶接部の検査および補修についても同様に溶接境界位置を基準として検査範囲および補修範囲を設定することで、同様の効果を得ることができる。なお、蒸気発生器１０３の入口側管台および出口側管台の場合、図には明示しないが、装置フレームはマニピュレータとして構成され、このマニピュレータに検査部や補修部が装着される。補修部においては、ウォータジェットピーニングに限らずショットピーニングやインレイ工事であってもよい。
【００９７】
なお、溶接部１２２としては、上述した異材溶接部に限らない。例えば、図には明示しないが、原子炉容器１０１の安全注入管台では、安全注入管台とセーフエンドの溶接継手は異材溶接部となるが、その奥側（原子炉容器１０１から離れる側）にセーフエンドとステンレス鋼管の溶接継手が存在し、ここは異種ではなくステンレスの同材溶接部となる。この同材溶接部は、一般的に、内面に溶接裏波が存在するため溶接境界位置がわかりやすいが、裏波が存在するため探傷検査を適用することができないといった経緯から、目視検査によって溶接境界位置を測定し、ウォータジェットピーニングの補修を施工することになる。ただし、裏波部分をきれいに機械加工している原子力発電プラントも存在するため、この場合は、施工前に探傷検査による溶接境界位置の確認を行うことができ、本実施形態の溶接部補修方法および溶接部補修装置を適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１  溶接部補修装置
２  装置フレーム
８  噴射ノズル（補修部）
８ａ  噴射口
９  ノズル押出移動機構
１５  回転移動機構
１８  スライド移動機構
２０  検査部
２０Ａ  探傷センサ
２０Ｂ  撮像センサ
２１  検査部押出移動機構
２１Ａ  探傷センサ押出移動機構
２１Ｂ  撮像センサ押出移動機構
２５  制御部
１０１  原子炉容器
１０１ｃ  入口側管台
１０１ｄ  出口側管台
１２２  溶接部
１２２ａ  バタリング溶接部
１２２ｂ  オーバレイ溶接部
１２２ｃ  本溶接部
α  溶接境界位置
ＷＡ  探傷検査範囲
ＷＢ  目視検査範囲
ＷＣ  補修範囲
【図１】
2014163902.tif 000003
【図２】
2014163902.tif 000004
【図３】
2014163902.tif 000005
【図４】
2014163902.tif 000006
【図５】
2014163902.tif 000007
【図６】
2014163902.tif 000008
【図７】
2014163902.tif 000009
【図８】
2014163902.tif 000010
【図９】
2014163902.tif 000011
【図１０】
2014163902.tif 000012
【図１１】
2014163902.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2014163902.tif 000015
【図１４】
2014163902.tif 000016
【図１５】
2014163902.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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