JP4334306B2 - ダクトの内壁用検査プローブ - Google Patents

Description

本発明は、ダクトの内壁用非破壊検査プローブに関し、より詳細には、原子力発電所内のダクトの内壁用非破壊検査プローブに関する。

本発明はまた、多検査プローブからなる一組のプローブに関する。

多くの産業設備では、産業設備の運転中の信頼性及び安全性のため、ダクトの内壁の検査を定期的に行って、ダクトの内壁が無傷であることを確かめることが必要である。したがって、オペレータは、例えば、種々の要素を相互に連結する領域に多数の検査を行わざるを得ず、万一必要が生じれば、検出された如何なる欠陥の修理をも行わざるを得ない。

これは、例えば、加圧水型原子力発電所の容器底内の通路についての内壁によくあることである。

この理由は、容器底内のこれらの通路が、凸面底の下に突出し、且つ、容器の底を原子炉建物の建造物内に位置する制御室と連通させる非剛性の測定ダクトに接合された一端を有するからである。測定プローブを移動させるダクト及びそれに各々対応する容器底内の通路の各々を、手袋の指で通り抜けることができる。

原子炉の運転信頼性を高めるために、容器底のクロスピース（cross-pieces）の状態を検査して、これらのクロスピースが、特に、これらのクロスピースが容器の底に溶接されている領域において、原子炉をしばらく運転した後、依然として無傷であることを確かめることが必要である。

これはまた、原子炉を備え、定期的に検査する必要がある蒸気発生器の管によくあることである。

これらの検査を行うために、検査中のダクトの内壁に沿って移動されるプローブ、特に、フーコー電流プローブや超音波プローブを使用することが知られている。

従来使用されてきたプローブ、特に、超音波プローブは、例えば、アルミニウム又はステンレススチールで作られた実質的に円筒形の金属ジャケット内に取り付けられた少なくとも一つのセンサーを有し、ジャケットは、前記プローブをダクトの内壁に平らに押し付けるための手段を有する。これらの押付け手段は、一般的に、センサーの下に配置された金属ばね、または、ダクト内にプローブを真っ先に心出しするために、通常、放射状に配置された柔軟な剛毛を有するブラシ構造によって構成される。

別の種類のプローブが、同軸の内部ダクトによって構成されたヒートスリーブを備えた、原子炉容器のための被覆クロスピースのような、環状空間の内壁を検査するのに、現在使用されている。

しかしながら、これらの種類のプローブでは、設備が幾年間か運転された後、内壁の表面の歪み及びでこぼこのために、センサーがダクト内で移動されている間、センサーと内壁との間の一様な接触が得られない。

実際、検査の有効性は、センサーと検査中のダクト領域の内壁との間の接触の有効性に依存するので、これらの接触不良は、プローブによって供給される検査信号で歪みとして表す。

本発明の目的は、センサーと内壁との間に信頼性のある均一な接触を行わせることによって、これらの欠点を回避し、かつ、プローブの有効寿命を延ばすことを可能にし、同時に製造コストを減じる検査プローブを提供することにある。

したがって、本発明の目的は、ダクトの内壁用の検査プローブであって、少なくとも一つのセンサーを有し、センサーは、前記センサーを内壁に押し付けながらダクトに沿って移動されるようになっている支持体に取り付けられ、支持体は、前記センサー上に成形されたシェルによって形成され、一方では、前記センサーを配置するための窓を備えた本体と、他方では、センサーをダクトの内壁に押し付けるための、本体と一体に成型される手段と、を有することを特徴とする。

本発明の更なる特徴によれば、
ダクトは、円形の横断面を示し、本体は、ダクトの横断面より僅かに小さい実質的に円形の横断面を有する；
ダクトは、前記ダクトと共に環状空間を形成する内部ダクトを有し、本体は、前記環状空間の幅より僅かに小さい厚さの実質的に台形の横断面を有する；
押付け手段は、弾性であり、かつ、前記本体に対して突出する少なくとも一つの本体部分を有し、本体部分は、窓の方向に力を及ぼし、且つ、センサーを前記内壁に平らに押し付けるように、ダクトの内壁又は環状空間の内壁に当たるように設計される；
前記弾性部分がセンサーに及ぼす押付け力は、２〜２５ニュートンの間、好ましくは、５〜１５ニュートンの間である；
前記弾性部分は少なくともシェルの本体の長さの一部分に亘って延びる；
前記弾性部分はシェルの本体の全長に延びる；
前記弾性部分は内壁とのセンサーの接触部の反対側で本体に設置される。
前記弾性部分は本体の側方縁に配置される；
前記弾性部分は、二つの非剛性の押付けウイングによって形成される；
押付けウイングは、内壁とのセンサーの接触部の両側に対して１２０°に配置される；
シェルは、少なくとも一つの高分子、例えば、ポリウレタンから作られる；
シェルは、インサート、例えば、金属インサートを有する；
センサーは超音波センサーである。

本発明の更なる目的は、既に述べた種類の相互多関節式プローブを有することを特徴とする一組の検査プローブである。

本発明の更なる特徴及び利点は、例示として与えられ、且つ、添付の図面を参照する以下の説明から明らかになるであろう。

本発明によるプローブの設計は、製造コストを低くすることを可能にし、今まで使い古されたプローブと比較したときに、含まれる工学原理を簡単にし、そして、検査プローブの信頼性及び耐用年数を向上させる。

図面に擬略的に示される本発明による検査プローブは、例えば、ダクト１の内壁２、例えば、加圧水型原子力発電所の容器底内の管の内壁の超音波検査のためのものである。

符号１０によって全体的に識別された検査プローブは、ダクト１内への導入用に設計され、図面に示す実施形態では、トランシーバー型の超音波センサー１１を有する。

ある変形例のプローブ１０によれば、多センサー１１を有してもよい。

センサー１１は、前記センサー上に成形されたシェル１２によって形成された支持体に取り付けられた支持体に取り付けられ、シェルは、一方では、本体１３を有し、他方では、前記センサー１１をダクト１の内壁に平らに押し付けるための手段１４を有する。

図１乃至３に示す第一実施形態によれば、ダクト１は円形の内輪郭を有し、本体１３も、前記ダクトの内輪郭より僅かに小さい円形の外輪郭を有する。本体１３は、センサー１１の外面がシェル１２の本体１３の外面から非常に僅かに突出するように、センサー１１を配置するための窓１３ａを有する。

全ての場合に、検査プローブ１０の本体１３は、ダクト１の内輪郭と相補的な形状であるが、断面が前記ダクト１の内横断面より僅かに小さい外輪郭を有する。

特に、図２及び図３に示すように、押付け手段１４は、本体１３及び本体１３によって構成されたシェル１２と一体的に成型され、押付け手段１４は、単一部品を構成する部分を形成する。

概して、押付け手段は、本体に対して突出し、かつ、窓１３ａの方向に力を及ぼして、センサー１１を前記内壁１２に平らに押し付けるように、ダクト１の内壁２に当たるように（図面に示すように）設計された、前記本体１３の少なくとも一つの弾性部分１４を有する。

弾性部分１４がセンサー１１に及ぼす押付け力は、２〜２５ニュートンの間、好ましくは、５〜１５ニュートンの間であるのが好ましく、前記弾性部分１４は、内壁２とのセンサー１１の接触部の正反対の配列で、本体１３に配置される。

弾性部分１４は、図１に示すように、本体１３の長さの少なくとも一部分に亘って延びてもよく、また、弾性部分１４は前記本体１３の全長に延びてもよく、さもなければ、前記本体１３の長さに分布する多部分によって構成されてもよい。

図２に示す実施形態の一つの好適な形態によれば、弾性部分１４は、それぞれ本体１３と一体である二つの非剛性のウイング１４ａ及び１４ｂによって形成され、ウイング１４ａ及び１４ｂの自由端は、押付け力を各々及ぼすように内壁２に当たり、その合力は、センサー１１をダクト１の内壁２に平らに押し付けるように本体１３の窓１３ａの方に向けられる。ウイング１４ａ及び１４ｂは、内壁とのセンサー１１の接触部の両側に、好ましくは、１２０°の角度で配置される。

図３に示す一つの変形例によれば、弾性部分１４は、少なくとも一つのフランジ１５によって形成され、フランジは、シェル１２がダクト１内へ挿入されるとき、圧縮されるようになり、そして、センサー１１をダクト１の内壁２に平らに押し付けるように、本体１３の窓１３ａに向けられた力を及ぼす。

弾性部分１４は他の形態をとってもよく、満すべき主な条件は、ダクト１の内横断面と本体１３の外断面との差がプローブがダクト１の中へ挿入されるとき、弾性部分１４が圧縮されるようになり、そして、センサーを内壁２に平らにさせる力をセンサー１１に及ぼすように決定されなければならないことである。

センサー１１は、シェル１２の外側に通ずるワイヤ１６によってデータ処理ユニットに接続され、また、ワイヤ１６はプローブ１０をダクト１の内側に沿って引張るためのケーブルとして役立つ。

図４及び図５は、本発明によるプローブの他の用途を示し、その用途は、環状空間の内壁２を検査することである。

図５に示すように、ダクト１は、前記ダクト１と同軸の内ダクト４を有し、ダクト１は、ダクト１の内壁と内ダクト４の外壁とによって構成された環状空間５を収容する。

この場合、シェル１２は、環状空間５の幅より僅かに小さい厚さの実質的に台形の断面を有する本体２３を有する。本体２３はまた、センサー１１を配置するための窓２３ａを有し、図４及び図５に示す例示的な実施形態では、二つのセンサー１１を配置するために二つの窓２３ａを有する。

押付け手段１４もまた、本体２３と一体的に成型され、前記本体２３の側方の縁に設置された二つの非剛性のウイング２４ａ及び２４ｂによって形成される。 これらのウイング２４ａ及び２４ｂは、本体２３の長さの一部分に亘って又は全長に延びてもよい。

環状空間５の内壁２について検査を行うために、ウイング２４ａ及び２４ｂは、押付け力を壁２に向けて及ぼして、センサー１１を前記内壁２に平らに押し付けるように、前記環状空間５の壁６、すなわち、内ダクト４の外壁６に当たる。

環状空間５の外壁６について検査を行うために、ウイング２４ａ及び２４ｂは、押付け力を壁６に向けて及ぼして、センサー１１を前記壁６に平らに押し付けるように、前記環状空間５の壁２，すなわち、外ダクト１の内壁２に当たる。

シェル１２は、ポリマー、例えば、ポリウレタンで作られ、シェルは、そのポリマーに埋め込まれた金属インサートを含むのがよい。一つの変形例によれば、シェル１２を、相互に相溶性の異なるポリマーで作ることができる。

シェル１２を作るのに使用される成型技術は、例えば、ドロップ成型（drop moulding）、射出成型又はデッド成型（dead moulding）のような在来の種類のものである。

内壁２を検査するために、プローブ１０をダクトの内側で移動させる間、内壁２の表面の歪み及びでこぼこにも拘わらず、弾性部分１４は、センサー１１の均一な押し付けを確保する。

一つの変形例によれば、シェル１２の本体１３又は２３は、種々の構成部品を位置決めするために、前記本体に収容された一つ以上の座を有してもよい。

さらに、プローブ１０を、検査中のダクトに沿って移動することができる一組のプローブを構成するように、例えば、カルダン装置（cardan system）によって、さもなければ、「ドーリ車軸（dolly axle）」又は「ショックマウント（shock mount）」型の装置によって、関節連結の仕方で互いに連結された他のプローブと作動的に関連させてもよい。

本発明による検査プローブの概略縦断面を示す。 図１の線２−２に沿った断面を示す。 本発明による検査プローブの変形例の断面を示す。 本発明による検査プローブの変形例の概略正面を示す。 図４の線５−５に沿った概略断面である。

符号の説明

１ ダクト
２ 内壁
１０ 検査プローブ
１１ センサー
１２ シェル
１３ 本体
１３ａ 窓
１４ 押付け手段
１４ａ、１４ｂ ウイング
１５ フランジ
１６ ワイヤ
２３ 本体
２３ａ 窓
２４ａ、２４ｂ ウイング

Claims (17)

1. ダクトの内壁を検査するためのプローブであって、
   少なくとも一つのセンサーを有し、センサーが、前記センサーを内壁に平らに押し付けながら、ダクトに沿って移動されるようになっている支持体に取り付けられている、前記プローブにおいて、
   支持体は、前記センサー上に成形されたシェルによって形成され、一方では、前記センサーを配置するための少なくとも一つの窓を設けた本体と、他方では、前記センサーを内壁に平らに押し付けるための、本体と一体的に成型された手段と、を有する、ことを特徴とする検査プローブ。
2. ダクトは円形の横断面を有し、本体は、前記ダクトの横断面より僅かに小さい実質的に円形の横断面を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
3. ダクトは、該ダクトと一緒になって環状空間を収容する内ダクトを有し、前記本体は、前記環状空間の幅より僅かに小さい厚さの実質的に台形の横断面を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
4. 押付け手段は、弾性であり、且つ、前記本体に対して突出する、本体の少なくとも一つの部分を有し、窓の方向に力を及ぼし、且つ、センサーを前記内壁に平らに押し付けるように、ダクトの内壁又は環状空間の内壁に当たるように設計される、ことを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
5. 前記弾性部分によってセンサーに及ぼされる押付け力は、２〜２５ニュートンの間である、ことを特徴とする請求項４に記載の検査プローブ。
6. 前記弾性部分はシェルの本体の長さの少なくとも一部分に亘って延びる、ことを特徴とする請求項４に記載の検査プローブ。
7. 前記弾性部分は、シェルの本体の全長に延びる、ことを特徴とする請求項４に記載の検査プローブ。
8. 前記弾性部分は、内壁とセンサーの接触部の反対側で、本体に配置されている、ことを特徴とする請求項４に記載の検査プローブ。
9. 前記弾性部分は非剛性の押付けウイングによって形成される、ことを特徴とする請求項８に記載の検査プローブ。
10. 押付けウイングは、内壁とのセンサーの接触部の両側に対して１２０°に配置される、ことを特徴とする請求項９に記載の検査プローブ。
11. 前記弾性部分は本体の側方縁に配置される、ことを特徴とする請求項４に記載の検査プローブ。
12. 前記弾性部分は二つの非剛性の押付けウイングによって形成される、ことを特徴とする請求項１１に記載の検査プローブ。
13. 押付けウイングは内壁とのセンサーの接触部の両側に対して１２０°に配置される、ことを特徴とする請求項１２に記載の検査プローブ。
14. シェルは、少なくとも一つのポリマー、例えば、ポリウレタンから作られる、ことを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
15. シェルは、金属で作られたインサートを有する、ことを特徴とする請求項１４に記載の検査プローブ。
16. センサーは超音波センサーである、ことを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
17. 請求項１乃至１６の何れか一項による検査プローブを複数互いに関節連結の仕方で連結した一組の検査プローブ。

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