JPH0347460B2

JPH0347460B2 -

Info

Publication number: JPH0347460B2
Application number: JP59006998A
Authority: JP
Inventors: Dauitsudo Berunaaru; Pijon Mitsusheru; Uiaano Kuroodo
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1983-01-18
Filing date: 1984-01-18
Publication date: 1991-07-19
Also published as: DE3474354D1; US4633177A; EP0114139B1; EP0114139A2; EP0114139A3; FR2539510A1; FR2539510B1; JPS59137864A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は曲り管、特に螺旋管、中でも、蒸気発
生器および凝縮器などの装置における熱交換器用
の金属管を検査する装置に関する。

より詳細には、本発明は曲り管の状態を検査す
るためにうず電流探針のような探針を管の中で空
気圧作用により推進することができる曲り管検査
装置に関する。

実際、特に、液体金属冷却原子炉と関連した蒸
気発生器にあることだが夫々ナトリウムと水であ
る２種の流体が互いに反応する恐れがあるときに
は、欠陥の検出および位置決めは熱交換器におい
て必須の検査操作である。

従つて、管を破壊しそうな欠陥は出来るだけ早
く検出して一層悪くならないようにしかつプラン
トおよび環境の両方に対して生じることがある非
常に容易ならぬ結果を避けなければならない。

この目的で、かなり多くの管検査装置がすでに
知られている。特に、Review IHI Engineering
Re view、第13巻、第１号に公表された論文
「Research and Development of the Method
of Inserting Probe into Helically Coild
Tubes in Steam Generator for In−Service
Inspection（ISI）」に記載の装置を引用する。こ
の装置により、探針をフロータを有するケーブル
に取付けることによつて探針を管に空気圧作用で
導入することができ、このケーブル導入は空気圧
推進システムを外部から密封する適当な案内機構
によつて容易にされる。

Commissariate ａ l′ Energie Atomique名
義のフランス特許第75−24698号（1975年８月７
日）には、管内に導入かつ管から取り出すことが
できる装置にフロータのような適当な案内装置を
有するケーブルによつて連結されたうず電流探針
が開示されている。

これら従来装置により、探針を半径の小さい曲
りおよび溶接ビーズを有する曲り管内に導入する
ことができる。しかしながら、これら装置は、特
に非常に長い管（例えば、約100ｍ）を検査して
いると探針の移動速度が過剰になりかつ非常に不
規則になるという探針の空気圧式導入によつても
たらされる問題を完全に満足に解決しない。従つ
て、探針の移動速度を減じかつ一様化して被検査
管の一端から他端まで実質的に一定のままである
ようにしなければならない。

また、従来方法による探針の空気圧式導入は、
探針を取付けたケーブルを往々にして切つてしま
うようなジヤークおよび振動を引き起こすという
不都合があつた。従つて、従来の探針およびケー
ブルの構造の点から、探針を管から再び取り出す
ことは非常に困難であつた。本発明は探針の移動
を一様化してケーブルの切れる危険を減少させる
ばかりではなく、ケーブルが切れてもケーブルを
元の位置に戻すことができる構造を有する探針お
よびケーブルを提供するものである。

従つて、本発明は空気圧推進探針を使用して曲
り管、特に螺旋管を検査する装置を提供するもの
である。この装置は被検査管と連通するようにし
た気密包囲体と、加圧流体を包囲体に導入しかつ
包囲体から排出するための装置と、フロータを有
するケーブルおよびケーブルの端部に取付けられ
た検査ヘツドを備えた探針と、ケーブル巻き装置
とを備えている。さらに、この検査装置は包囲体
の中に配置された探針導入速度を制御する装置を
備え、この制御装置はケーブルの延びる溝を形成
した滑車のシヤフトに連結された一定の制御速度
の減速装置と、ケーブルのどの部分でもケーブル
を滑車にかけるための装置とを備え、かかる装置
は弾性装置によつて永久的に引張られかつケーブ
ルの部分に応じて変形するようにしたベルトから
なる。

本発明の第一実施態様において、減速装置は電
子的に制御された速度をもつモータよりなる。

本発明の第二実施態様において、減速装置は制
動トルクを電子的に制御する電磁ブレーキよりな
る。

本発明の好ましい実施態様において、ベルトを
滑車の溝と同じ速度で前進させるために滑車の回
転をベルトに伝達するための装置が設けられてい
る。

好ましくは、ケーブルの巻きコイルと導入速度
を調節する装置との間にケーブルの永久的な引張
り作用を確保するために、ケーブル巻き装置がト
ルクモータのシヤフトに取付けられたコイルから
なる。

探針を導入し始めるときに探針が管内で引つ掛
からないようにするために、フロータがケーブル
に沿つて少なくとも２種の段で互いに間隔をへだ
てており、検査ヘツドに最も近いフロータを離す
段は他のフロータを離す段よりも短く、例えばそ
の半分である。

上述したように、探針がたとえ切れても探針を
元の位置に戻すことができるようにするために、
探針はその全長にわたつて中央引張りケーブルを
備え、この中央引張りケーブルは検査ヘツドを通
つて延び、かつ探針の前方端に取付けられてい
る。この取付けは特に接着剤を塗つた結び部によ
つて行なわれ、かくして管の内表面が中央ケーブ
ルのストランドによつて傷つけられることを防止
する。

同時に、かつケーブルと検査ヘツドとの接続の
切れにくさを増すために、かかる接続はケーブル
の共軸導電体と検査ヘツドの巻線との間に電気接
続部を設けたスプリングによつて行ない、かかる
スプリングは可撓性樹脂のような充填材で満され
ている。

以下、添付図面を参照して本発明の実施態様を
説明する。

本発明による装置は液体金属冷却原子炉と関連
した蒸気発生器の螺旋巻き管のような非常に長い
曲り管のうず電流探針による制御に特によく適し
ている。しかしながら、この装置は異なる原理で
作動する探針によつて他の任意の性質の管を制御
するのにも使用することができることは明らかで
ある。

本発明を蒸気発生器の管の検査に適用する好ま
しい例を示すために、第１図は蒸気発生器１２の
螺旋巻き管１０の一つを概略的に示している。

特に高速中性子原子炉と関連した蒸気発生器は
当業者にはよく知られているので、蒸気発生器１
２については詳細には説明しない。本発明を理解
するのに、管１０の各々が発生器の垂直な囲いを
通つて延び、かつその底端および頂端で、例え
ば、トロイド形の入口および出口コレクタ（図示
せず）内に入り込んでいることを知れば十分であ
る。これらコレクタまたはコレクタと交換器の囲
いとの間にある管の部分の構造は、管の各々に近
ずいて本発明による装置１４としての検査装置に
よつて探針を管に導入することができるようにな
つている。

第１図に概略的に示すように、制御装置１４
は、主として、気密包囲体１６と、圧縮空気のよ
うな加圧流体を包囲体１６内に導入する装置１８
と、包囲体１６と被検査管１０とを気密連通状態
にする可撓管２０と、後述するように検査ヘツド
と連結ケーブル２３とを備えた探針２２と、コイ
ラー２４と、探針を被検査管内に導入する速度を
調節するための装置２６とを備えている。コイラ
ー２４および装置２６は気密包囲体１６の内側に
配置されている。さらに、制御装置１４は検査終
了時に逆圧を被検査管１０の他端に加えて探針を
包囲体の中に戻す装置２８を備えている。

好ましくは、包囲体１６内のいろいろな機構の
保守を確実にするために、包囲体１６は完全に気
密な閉鎖機構を備えたゲート１６ａを有してい
る。

探針を被検査管内に導入しかつ管から取り出す
圧縮空気は弁３４と排気弁３６とを有するパイプ
３２を介して包囲体１６と連通した圧縮機３０に
よつて作られる。これら種々の要素は、圧縮空気
を気密包囲体１６内に導入し、かくして、連結管
２０が管１０の頂端に気密に連結されているとき
に（第１図に見られるように）、探針２２を被検
査管１０内に空気作用により確実に導入するため
の装置１８を形成している。好ましくは、かくし
て管１０の入口に形成された探針を導入するため
の圧力は連結管２０に連結されたマノメータ３８
によつて検査される。同様に、探針を管１０から
取り出すための装置２８はダクト４０を備えてお
り、このダクトを介して圧縮機３０が管１０の底
端と気密に連通している。ダクト４０は弁４２と
排気弁４４とを有している。好ましくは、ダクト
４０は弾性部分を備えており、この弾性部分によ
りダクトを管１０の底端に容易に連結することが
できる。また、より詳細には探針が包囲体１６に
戻るときに、ダクト内の圧力を制御するために、
マノメータ４６がダクト４０に設けられている。

第２図により詳細に示すように、探針２２は後
述する検査ヘツド２４（第３図）と、被検査管の
長さに少なくとも等しい長さを有するケーブル２
３とを備えている。静止時には、ケーブルはコイ
ラー２４のコイル２４ａに巻かれている。コイル
は検査装置を作動するときに公知の種類のトルク
モータ４８（第１図）のシヤフトに取り付けられ
る。トルクモータの固有の特性に因り、探針の変
位速度がいかなる速度でも、探針が不動のままで
あるときでも、一定の引張り作用がコイル２４ａ
と導入速度調節装置２６との間の探針のケーブル
２３に加えられる。

また、第２図は探針の導入速度を調節する装置
２６の構成を示している。装置２６は、入口部が
コイル２４ａの出口部と平行になつている滑車５
０と、ケーブル２３の部分が変わるのにもかかわ
らずケーブルを滑車に確実に伴なわせるようにケ
ーブル２３を滑車の溝にかける装置５２（後述す
る）を備えている。

滑車５０のシヤフトは速度が電子的に制御され
る直流電気モータ（図示せず）に回転可能に連結
されている。エンジンは、探針の管内への導入に
相当する方向に回転するが、探針を管に導入する
速度を調節するために探針導入用圧縮空気に抗し
て作用する減速装置のように働く。また、実質的
に一定速度のモータにより被検査管内での探針の
移動を圧縮空気の作用で制御することができる。
このモータは、タキメトリダイナモかパルスエン
コーダのいずれかによつて自動的に制御すること
ができる。

滑車５０の周囲には、Ｖ字形の溝５０ａが形成
されており、装置５２はケーブル２３をこの溝に
保持し続ける。

かかる装置５２はケーブル２３を滑車の溝にか
けてケーブルの形状になじむよう変形するように
なつたベルト５４又はその均等装置からなる。無
端ベルト５４はローラ５６，５８，６０で受け入
れられる。より詳細には、ローラ５６，５８はこ
れら両者間にあるベルト５４の部分が内方に彎曲
してケーブル２３の形状になじみ、かつ包囲体１
６内にある連結管２０の部分２０ａに先行するよ
うな滑車の溝５０ａの部分にケーブル２３をかけ
るように配置されている。管の部分２０ａに最も
近いローラ５６により、ベルト５４は溝５０ａの
レベルでの滑車５０の回転周速度に等しい速度で
確実に同伴する。この目的で、滑車５０は歯車５
０ｂに連結され、ローラ５６はピニオン５６ａに
連結されている。一組のピニオン６２により、歯
車５０ｂの回転運動をピニオン５６ａに連動かつ
伝達させる。

さらに、ベルト引張り装置５４は、たとえばケ
ーブルの断面が変わつても、ケーブルを滑車にか
けるためのベルトの部分を永久に引張り続けるよ
うに設けられている。これら引張り装置はローラ
５８と固定部材６４との間に配置されている。よ
り詳細には、引張り装置は、固定部材６４とスパ
ー形部分によつてローラ５８のスピンドルを支持
している可動部材６８に形成された肩部との間に
作用する圧縮スプリングによつて形成される。

以上説明したように、検査ヘツド２５およびケ
ーブル２３より構成された探針２２について、第
２図および第３図を参照してより詳細に説明す
る。

ケーブル２３は、探針の導入速度を調節する装
置２６と制御ヘツドとの機械的に連結し、同時に
検査ヘツドのうず電流コイルと電子装置（図示せ
ず）との間に電気信号を伝達するように作用す
る。上記電子装置により、従来方法で、コイルに
給電し、かつコイルの出力信号を処理して検査管
の壁の状態に関する所要の情報を供給することが
できる。

この目的で、ケーブル２３は、中央から、
Kevlar（登録商標）のような強い材料で作られた
引張りケーブル７０と、３本の共軸導電体７２
ａ，７２ｂ，７２ｃと、プラスチツク絶縁材の保
護外装７４とを備えており、保護外装７４上には
オリーブ状の隆起部すなわちフロータ７６が規則
的な間隔で形成されている。フロータ７６の外径
は、管１０が例えば溶接部の存在に因りわずかな
収縮部を有するような帯域においても被検査管１
０の内径よりもわずかに小さいように定められ
る。これらフロータにより、ケーブルが管の中で
確実に案内され、かつ探針を導入するときに圧縮
空気によつて及ぼされる推力の分布を均一にする
ことができる。

検査ヘツド２５は、主として、うず電流コイル
を取付けた中央部分７８と、前方案内部分８０
と、後方案内部分８２とを備えている。

より正確には、中央部分７８は２個の環状測定
コイル８４ａ，８４ｂと、飽和巻線８４ｃとを備
えており、これらコイルおよび巻線は樹脂ブロツ
ク内に包囲されている。前方心出し部材８０およ
び後方心出し部材８２は、主として、例えばゴム
の弾性リングを備えている。これらリングの外径
は、測定ヘツド２５をわずかな直径収縮部を有す
る被検査管１０の部分に通すことができるととも
に、測定ヘツド２５を被検査管１０の内側で確実
に案内するために、フロータ７６の外径と同じよ
うに定められる。さらに、前方心出し部材８０は
測定ヘツド２５の前方端を定める先端部材８６を
弾性案内リングの前面に有している。

うず電流コイルを保持する部分７８の外径は、
弾性案内部分８０，８２の外径より小さく、かつ
被検査管の壁からコイルを離す距離により、所要
の測定を申し分のない状態で行うことができるよ
うに定められる。例えば、直径19.7mmの管の場
合、部分８０，８２の直径は20.2mmであり、部分
７８の直径は18mmであるのがよい。

測定ヘツドの３つの部分７８，８０，８２間の
弾性連結は端部を心出し部材８０，８２に取付け
かつ中央部分７８を支持する螺旋スプリング８８
によつてなされる。

第３図は、ケーブル２３のある部分またはかか
るケーブルと測定ヘツドとの間の接続のある部分
がたとえ切れたとしても、測定ヘツド５を戻すこ
とができるようにするため、ケーブル２３の引張
りケーブル７０を例えばAraldite（登録商標）の
ような接着剤で部材８６の鼻部に接着された結び
部７０ａによつて部材の前方先端に取付けること
により、引張りケーブル７０が測定ヘツド２５の
中で部材８６の前方先端まで連続していることを
示している。従つて、ケーブル７０の種々の繊維
は接着剤で被覆されているので、管１０の内壁を
損傷する恐れがない。

引張りケーブル７０の外側で、測定ヘツド２５
は弾性リング８２とケーブルの第一フロータ７６
に同時に取付けられた螺旋スプリング９０によつ
てケーブル２３の端部に連結されている。連結ス
プリング９０はケーブルの共軸導体７２ａ，７２
ｂ，７２ｃと測定ヘツドのコイル８４ａ，８４
ｂ，８４ｃに電気的に接続された導体９２ａ，９
２ｂ，９２ｃとの電気接続部を有している。探針
が測定ヘツドとケーブルとこの接続部のレベルで
切れないようにするために、連結スプリング９０
は好ましくは、組立ておよび必要な検査を行つた
後、シリコーン樹脂のような樹脂で満たす。

この探針が正確に導入されるように、すなわ
ち、探針が導入され始めるときでさえも測定ヘツ
ド２５と滑車５０との間のケーブルの引張り作用
が正確であるようにするために、より詳細には第
２図に示すように、測定ヘツドに最も近いケーブ
ルの部分とケーブルの残部との間のフロータ７６
のピツチを変えることも提案する。例えば、100
ｍのケーブルの場合、フロータ７６は初めの10メ
ートルにわたつて65mmの段P₁だけ、次いでケー
ブルの残部すべてにわたつて130mmの段P₂だけ離
すことができる。

もちろん、探針の導入および戻りかつまたそれ
に相応する測定は本発明の一部をなさない適当な
電子回路によつて自動的に行うことができる。こ
の目的で、好ましくは、ミリメートルエンコーダ
が設けられ、このエンコーダはより詳細には滑車
５０の回転を制御する電気モータに付設すること
ができ、ボール検出装置はより詳細には気密包囲
体１６の中で連結管２０の部分２０ａに配置する
ことができる。本発明による装置は次の如く作動
する。

第１図において、弁４２および排気弁３６を閉
じ、弁３４および排気弁４４は開いている。被検
査管１０の入口で約10⁵Paの圧力がマノメータ３
８によつて検出されるまで、圧縮機３０を加圧す
る。次いで、滑車５０に取り付けられたモータを
作動し、またトルクモータ４８も作動して、探針
２２を0.4メートル／秒の一定の移動速度で被検
査管内に漸次導入する。

速度調節装置２６を設けない場合、探針は大き
く変る速度で管内に非常に速く導入されるので所
望の検査を行うことができないことは注目すべき
である。

同時に、導入圧力を４×10⁵Paと4.5×10⁵Paと
の間の値で安定化させる。

探針を管の所望長さ、すなわち、数字表示装置
によつて予め測定することができる長さにわたつ
て導入したときに、圧縮機３０および電気モータ
を止め、排気弁３６を開いて装置からガスを抜
く。基本的には、探針を被検査管の長さから所定
の長さ（この長さは約１メートルであるのがよ
い）を引いた長さにわたつて導入して、一般に管
からの出口にあるダイヤフラムの損傷を回避する
ようにする。

管１０の入口における圧力がゼロに近い値まで
降下したとき、弁４２を開き、弁３４および排気
弁４４を閉じ、圧縮機３０を再び始動して全逆圧
を管に４〜５秒間供給する。次いで、電気モータ
を再び始動して探針を規則正しく戻す。約10秒
後、逆圧を２×10⁵Paに近い値まで減少させる。
最後に、ボール検出器が探針ヘツドの通過を信号
で報知するとき、装置を完全に止め、探針長さ計
数システムをゼロに再設定する。

本発明は探針の導入および取出しの両操作中、
その移動を規則正しく行うことができるので、探
針の導入中か取り出し中に、あるいは一度にかつ
同時にこれら両操作中に測定を行うことができ
る。これら測定は従来の測定システム（これは本
発明の一部をなさないので、詳細には説明しな
い）によつて行なわれる。

もちろん、安全装置を設けて、探針ケーブルの
劣化を防止することができ、特に圧力条件およ
び／または移動速度が守られないとき、およびケ
ーブルが曲がる場合にケーブルの移動を止めるこ
とができる。この停止状態はボール検出器および
ミリメートルエンコーダによつて検出することが
できる。停止状態は探針が駆動滑車の溝から出た
ことを示す。

第４図により詳細に示すように、第１図乃至第
３図を参照して説明した装置は本発明の範囲を越
えることなしに種々修正することができる。

かくの如く、第４図は探針を被検査管内に導入
する速度を調節する装置の変形を示している。調
節装置１２６は前述のように溝１５０ａを形成し
た滑車１５０を備えており、ケーブル１２３は溝
１５０ａにわたつて通る。第２図における装置５
２と同様なベルト装置１５４はケーブルがどの部
分であつてもケーブルを溝にかけることができ、
その結果、ベルト１５４が変形する。

この実施態様において、滑車１５０のシヤフト
１５０ｂは溝付きハブを有しており、このハブに
は電磁ブレーキ２００の電機子１９８が取付けら
れている。また、ブレーキ２００はコイル２０１
を公知のように備えており、コイル２０１は電機
子１９８の側に開放した磁気回路内に受け入れら
れかつ電機子１９８に対向して摩擦ライニング２
０３を有している。コイル２０１、回路２０２お
よびライニング２０３は滑車のシヤフトと共軸に
固定支持体２０４に取付けられている。

ケーブルの移動速度はミリメータエンコーダ２
０５によつて調節される。ミリメータエンコーダ
２０５はシヤフト１５０ｂの他端に配置され、そ
の信号は速度測定回路２０６に伝達される。かく
して測定された移動速度は回路２０７において所
要速度と比較される。回路２０７は誤差信号を出
力し、この信号はブレーク２００の制動トルクを
制御する回路２０８に出力される。

モータまたは電磁ブレーキの代わりに、うず電
流ブレーキまたは油圧ブレーキなどの他の減速シ
ステムを使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による検査装置の概略断面図；
第２図は探針を管内に導入する速度を調節するこ
とができる装置の拡大断面図；第３図は検査ヘツ
ドおよびケーブルの端部へのその取付けを示す探
針の端部の拡大縦断面図；および第４図はケーブ
ルが延びる滑車のシヤフトに共回転自在に連結さ
れた電磁ブレーキによつて探針の導入速度を調節
する本発明の第二実施態様を示す断面の側面立面
図である。１０……被検査管、１２……蒸気発生器、１４
……制御装置、１６……気密包囲体、１８……加
圧流体導入装置、２０……可撓管、２２……探
針、２３……ケーブル、２４……コイラー、２６
……探針導入速度調節装置、３０……圧縮機、３
４，４２……弁、３６，４４……排気弁、５０…
…滑車、５０ａ……構、５４……ベルト、５６，
５８，６０……ローラ、６６……圧縮スプリン
グ、７０……引張りケーブル、７２ａ，７２ｂ，
７２ｃ……電導体、７４……保護外管、７６……
フロータ。

Claims

【特許請求の範囲】１被検査管と連通するようにした気密包囲体
と、加圧流体を包囲体内に導入しかつこの流体を
包囲体から排出するための装置と、フロータを有
するケーブルおよびケーブルの端部に取付けられ
た検査ヘツドを備えた探針と、ケーブル巻き装置
とを具備した、空気圧推進探針を使用して曲り
管、特に螺旋管を検査する装置において、該装置
が、包囲体の中に配置された探針導入速度を制御
する装置を備え、この制御装置はケーブルの延び
る溝を形成した滑車のシヤフトに共に回転するよ
う連結された一定の制御速度の減速装置と、ケー
ブルのどの部分であつてもケーブルを滑車にかけ
るための装置とを備え、かかる装置は弾性装置に
よつて永久的に引張られかつケーブルの部分に応
じて変形するようにしたベルトからなることを特
徴とする管検査装置。２減速装置が電子的に制御された速度をもつモ
ータよりなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の装置。３減速装置が電磁ブレーキよりなり、このブレ
ーキの制動トルクが電子的に制御されることを特
徴とする特許請求の範囲第２項に記載の装置。４ベルトを滑車の溝と同じ速度で前進させるた
めに、滑車の回転をベルトに伝達するための装置
が設けられていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の装置。５ケーブル巻き装置がトルクモータのシヤフト
に取付けられたコイルからなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の装置。６フロータがケーブルに沿つて少なくとも２種
の異なる段で互いに間隔をへだてており、検査ヘ
ツドに最も近いフロータを離す段が他のフロータ
を離す段よりも小さいことを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の装置。７検査ヘツドに最も近いフロータを離す間隔が
他のフロータを離す段の２分の１に実質的に等し
いことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載
の装置。８探針がその全長にわたつて中央引張りケーブ
ルを備え、該中央引張りケーブルが検査ヘツドを
通つて延びかつ探針の前方端に取付けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
装置。９中央ケーブルが接着材を塗つた結び部によつ
て検査ヘツドの前方端に取付けられていることを
特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の装置。１０検査ヘツドがケーブルの共軸導電体と検査
ヘツドの巻線との間に電気接続部を形成した連結
スプリングを介してケーブルに連結されており、
かかるスプリングに充填材を満したことを特徴と
する特許請求の範囲第８項に記載の装置。１１ケーブルが絶縁外装を備え、該絶縁外装上
にフロータが形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の装置。１２フロータの通過を検出するための１個以上
の装置を備えたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の装置。１３滑車にと関連したミリメートルコーダをさ
らに備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の装置。