非破壊検査治具

【課題】小口径の配管のベンド部の曲率部及び直線部の探傷を容易にしかも短時間で一定の精度を確保した再現性のある非破壊検査を行うことができる非破壊検査治具を提供することである。
【解決手段】配管固定部１９は配管のベンド部１２の前後の直管部の外周面に当接して固定部材で固定され、探触子２０を装着する探触子ホルダ２１を保持した探触子ホルダ保持部２２を支持部２３にて配管固定部１９の摺動面１９ａに摺動可能に支持する。そして、ガイド板２５のガイドレール２４は、支持部２３の摺動面に沿って探触子ホルダ保持部２２を配管のベンド部１２の曲率部及び直線部の長手方向に案内する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探触子を搭載して被検査体の表面を走査して被検査体を外部から非破壊検査するための非破壊検査治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントのドレンラインなどの配管はベンド部（曲がり部）を有し、配管を流れる流体の方向を変えている。配管のベンド部は、エロージョン・コロージョンなどにより内部減肉が発生し易く、エロージョン・コロージョンが発生して内部減肉が進行すると内部流体の漏洩に至る場合がある。エロージョン・コロージョンは、腐食疲労と同じように機械的作用による侵食(erosion)と化学的作用による腐食(corrosion)との相互作用によって起きる減肉現象である。エロージョンは、流体が材料に繰り返し衝突することにより表面が機械的に損傷を受け、その一部が脱離していく現象であり、コロージョンはエロージョンに対して化学的に受ける損傷全般を指す。
【０００３】
このようなエロージョン・コロージョンによる減肉現象に対して、超音波を用い配管の定点の肉厚測定による減肉管理を行っている。小口径配管のベンド部は、その曲率形状のため精度のある探傷結果を得ることが難しい。特に、小口径配管のベンド部がソケットエルボで形成されている場合には、ソケットエルボは外観形状が複雑であるので、そのベンド部の探傷はほとんど行われていない。そこで、通常は直近の直管部の検査結果にて代替えし、ベンド部の減肉の評価を行っている。また、その超音波探傷に代えて放射線透過試験が行われている。
【０００４】
ここで、配管のベンド部のエルボを探傷するものとして、エルボを含む配管上に軌道を設定し、この軌道に沿って移動体を移動させ、その移動体の軌道と交差する方向に探傷アームを配置し、被検査体の被検査面に垂直な面内で回転可能に取り付けるようにしたものがある（特許文献１参照）。この探傷装置は、配管の直管とエルボとの溶接線を基準として探触子の距離を求め、エルボの探傷位置を特定しつつ探傷する。
【０００５】
また、配管のベンド部を跨いで一対の取付具を配管の外周面に当接させ、その一対の取付具を固定バンドで配管に固定し、その固定部で、探触子を装着する探触子ホルダを保持した探触子ホルダ保持部を回動自在に支持して、探触子ホルダ保持部を配管のベンド部の長手方向及び周方向に回動させて、小口径の配管のベンド部に対して、容易にしかも短時間で非破壊検査を行うことができるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２２３５１０号公報
【特許文献２】特開２００７−２１２４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、放射線透過試験（ＲＴ）による点検では、撮影を行った後にフィルムを現像して評価することになるので、撮影が不鮮明な場合や万一減肉が生じていた際の詳細測定には、再度撮影を行わなければならない。そのため、評価までに時間が掛かるだけでなく、作業員への負担も多くなる。
【０００８】
また、特許文献１のものでは、装置構成が複雑で探傷アームの位置測定を行わなければならないので、小口径配管のベンド部に対して探傷することは困難でありその探傷作業にも時間がかかる。
【０００９】
また、特許文献２のものでは、配管のベンド部の曲率を有する曲がり部分（曲率部）の探傷は可能であるが、配管のベンド部内の曲率を有していない部分（直線部）の探傷はできない。これは、探触子を保持した探触子ホルダ保持部は、回動支持部で回動自在に支持されているので、０°〜９０°の範囲でしか摺動走査することができないからである。配管のベンド部は曲率を有する曲率部だけでなく、曲率を有していない直線部にも減肉が生じる場合があるので、配管のベンド部内の直線部の探傷も行えることが望ましい。
【００１０】
本発明の目的は、小口径の配管のベンド部の曲率部及び直線部の探傷を容易にしかも短時間で一定の精度を確保した再現性のある非破壊検査を行うことができる非破壊検査治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明に係わる非破壊検査治具は、配管のベンド部の前後の直管部の外周面に当接して固定部材で固定される配管固定部と、探触子を装着する探触子ホルダを保持した探触子ホルダ保持部を前記配管固定部に摺動可能に支持する支持部と、前記配管固定部に取り付けられ前記支持部の摺動面に沿って前記探触子ホルダ保持部を前記配管のベンド部の曲率部及び直線部の長手方向に案内するためのガイドレールを有したガイド板とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明に係わる非破壊検査治具は、請求項１の発明において、前記探触子ホルダ保持部は、前記探触子ホルダが前記配管の外周面の周方向に摺動走査可能となるように前記探触子ホルダを保持するように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、探触子を保持した探触子ホルダ保持部を、ガイド板のガイドレールで配管のベンド部の曲率部及び直線部の長手方向に案内するので、配管のベンド部の曲率部だけでなく直線部の探傷も可能となる。また、非破壊検査治具を配管へ設置すれば非破壊検査治具の位置が固定され、探触子ホルダはガイド板のガイドレールで案内されるので、配管のベンド部の曲率部及び直線部の範囲において探傷を迅速に行うことができ、原子力発電所等での高線量配管の検査においては作業員の被爆量低減が望める。
【００１４】
請求項２の発明によれば、探触子ホルダ保持部は、探触子ホルダを配管の外周面の周方向に摺動走査可能となるように保持しているので、配管の外周面の周方向の探傷も容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係わる非破壊検査治具をソケットエルボに適用した場合の構成図。
【図２】本発明の実施の形態における非破壊検査の検査対象であるソケットエルボの構造図。
【図３】図１の矢印Ａ１方向から見た矢視図。
【図４】図２の矢印Ｂ１方向から見た矢視図。
【図５】本発明の実施の形態における配管固定部の正面図。
【図６】本発明の実施の形態におけるガイド板の正面図。
【図７】本発明の実施の形態における非破壊検査の検査対象であるソケットエルボの背側のベンド部に欠陥がない状態の断面図。
【図８】図７の断面位置での探触子ホルダ保持部の位置を変数とする検査対象の探傷画像データのデータ図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係わる非破壊検査治具をソケットエルボに適用した場合の構成図、図２は非破壊検査の検査対象であるソケットエルボの構造図、図３は図１の矢印Ａ１方向から見た矢視図、図４は図２の矢印Ｂ１方向から見た矢視図である。
【００１７】
図２において、本発明の実施の形態での非破壊検査の検査対象はソケットエルボ１１であり、その検査対象部位はソケットエルボ１１の背側であるとする。ソケットエルボ１１は流体の流れ方向を変えるベンド部１２と他の配管と連結するためのソケット部１３とを有し、このソケット部１３と他の配管の直管部１４とは溶接部１５で連結される。ソケットエルボ１１のベンド部１２は曲率を有する曲がり部分（曲率部）１６と曲率を有していない部分（直線部）１７とを有し、ベンド部１２の背側の曲率部１６及び直線部１７が検査対象部位となる。そのベンド部１２の背側の長手方向（矢印Ｓ１方向）に後述の探触子を走査して非破壊検査を行う。また、図４に示すように、ベンド部１２の外周面の周方向（矢印Ｓ２方向）にも後述の探触子を走査して非破壊検査を行う。
【００１８】
図１に示すように、ソケットエルボ１１の外周部に非破壊検査治具１８を装着する。非破壊検査治具１８は、非破壊検査治具１８をソケットエルボ１１のソケット部１３の外周面に固定するための両端部に把持部２９を有した配管固定部１９と、探触子２０を装着した探触子ホルダ２１を保持する探触子ホルダ保持部２２と、探触子ホルダ保持部２２を配管固定部１９の摺動面１９ａに摺動可能に支持する支持部２３と、配管固定部１９の摺動面１９ａに沿って探触子ホルダ保持部２２をソケットエルボ１１のベンド部１２の曲率部及び直線部の長手方向に案内するためのガイドレール２４を有したガイド板２５とから構成される。ガイドレール２４には支持部２３から突出した案内ネジ２８が挿入されている。
【００１９】
探触子ホルダ保持部２２は、ガイド板２５のガイドレール２４に案内されて、ベンド部１２の背側の長手方向（矢印Ｓ１方向）に移動し、その際に探触子ホルダ保持部２２に取り付けられた支持部２３は配管固定部１９の摺動面１９ａを摺動する。これにより、探触子ホルダ２１の探触子２０がベンド部１２の背側の曲率部及び直線部に接触して移動し、探触子２０により探傷データを検出することになる。探触子２０で検出された探傷データは図示省略の信号処理装置に入力される。
【００２０】
また、案内ネジ２８には、案内ネジ２８の移動に伴って連動して動く連動棒３０が取り付けられ、この連動棒３０の他端は位置検出器３１に取り付けられている。これによって、位置検出器３１は探触子ホルダ保持部２２の位置（探触子２０の位置）を検出する。位置検出器３１で検出された探触子２０の位置は、前述の探傷データを入力し処理する信号処理装置に入力される。これにより、信号処理装置は、位置検出器３１で検出された探触子ホルダ保持部２２の位置に対応づけて検査対象の探傷データを記憶する。
【００２１】
次に、図３に示すように、探触子ホルダ保持部２２は扇形に形成され、その扇形部には案内孔２６が設けられている。探触子ホルダ２１が探触子ホルダ保持部２２の案内孔２６に案内されて、ソケットエルボ１１のベンド部１２の外周面の周方向（矢印Ｓ２方向）にも摺動走査が可能となっている。この場合、図示は省略しているが、探触子ホルダ２１の摺動位置を検出する周方向位置検出器を設け、信号処理装置に周方向位置を入力して、周方向位置に対応づけて検査対象の探傷データを記憶することになる。
【００２２】
また、配管固定部１９はソケットエルボ１１を挟むように扇形の探触子ホルダ保持部２２の両側に設けられ、配管固定部１９は探触子ホルダ保持部２２の両端部の支持部２３を摺動面１９ａで支持する。探触子ホルダ保持部２２の両端部の支持部２３には案内ネジ２８が設けられ、配管固定部１９に取り付けられたガイド板２５のガイドレール２４に挿入される。これにより、探触子ホルダ保持部２２がガイドレール２４に案内されてベンド部１２の背側の長手方向（矢印Ｓ１方向）に走査されることになる。
【００２３】
また、配管固定部１９のソケットエルボ１１と接触する部分には固定部材２７が設けられており、この固定部材２７がソケットエルボ１１のベンド部１２の前後の直管部の外周面に当接して配管固定部１９をソケットエルボ１１に固定する。
【００２４】
図５は配管固定部１９の正面図、図６はガイド板２５の正面図である。図５に示すように、配管固定部１９の両端部には、ソケットエルボ１１のベンド部１２の前後の直管部の外周面に当接して把持するための把持部２９が設けられ、この把持部２９のソケットエルボ１１側（図５では背面側）に固定部材２７が取り付けられる。固定部材２７は、例えば吸着部材（吸盤、磁石など）で形成され、ソケットエルボ１１を挟むように設けられた一対の配管固定部１９の固定部材２７でソケットエルボ１１に吸着して固定される。配管固定部１９には探触子ホルダ保持部２２の支持部２３が摺動する摺動面１９ａが形成されている。
【００２５】
図６に示すように、ガイド板２５の両端部には、配管固定部１９に取り付けられる取付部３２が設けられ、この取付部３２の背面側に配管固定部１９の把持部２９が取り付けられる。また、ガイド板２５にはガイドレール２４及び位置検出器３１を装着するための装着部３３が設けられている。
【００２６】
図７はソケットエルボ１１の背側のベンド部１２に欠陥がない状態の断面図、図８は図７の断面位置での探触子ホルダ保持部の位置を変数とする検査対象の探傷データのデータ図である。ソケットエルボ１１のベンド部１２の背側の曲率部１６及び直線部１７の位置は、図７に示すように、曲率部１６の位置を０°〜９０°で表した場合に、直線部１７の位置は−α°及び９０°＋β°で表すことができる。図７では、α及びβが１５°である場合を示している。
【００２７】
直線部１７では、−１５°〜０°、９０°〜１０５°の範囲で、探触子ホルダ保持部２２を配管固定部１９の摺動面１９ａ上で直線的に摺動させる。この場合、探触子ホルダ保持部２２は、ガイド板２５のガイドレール２４に案内されて、配管固定部１９の摺動面１９ａ上を直線的に摺動することになる。同様に、曲率部１６では、０°〜９０°の範囲で探触子ホルダ保持部２２が配管固定部１９の摺動面１９ａ上を円弧状に摺動することになる。
【００２８】
探触子ホルダ保持部２２の探触子ホルダ２１に保持された探触子２０は、探触子ホルダ保持部２２が配管固定部１９の摺動面１９ａ上を、−１５°位置から１０５°位置まで移動することに伴い、ソケットエルボ１１のベンド部１２の−１５°〜１０５°の範囲で探傷データを検出する。信号処理装置は、位置検出器３１で検出された探触子ホルダ保持部２２の位置に対応づけて、図８に示すように、探触子２０で計測された探傷データを検査対象の探傷データとして記憶する。
【００２９】
図８の曲線Ｌ１は、探触子ホルダ保持部２２の各回動位置（−１５°位置から１０５°位置）のベンド部１２の厚さｈを示す特性曲線である。−１５°位置ではベンド部１２の厚さはｈ１であり、０°位置では厚さｈはｈ２、４５°位置では厚さｈはｈ３であり、９０°位置では厚さｈはｈ４であり、１０５°位置では厚さｈはｈ５である。このように、ソケットエルボ１１の背側のベンド部１２が健全である場合には、ベンド部１２の中央部の厚さが最も厚く両端部に行くに従って厚さｈが徐々に薄くなるソケットエルボ１１の元々の形状に沿った形でのベンド部１２の厚さｈの特性曲線が得られる。そして、本発明の実施の形態では、曲率部１６位置の０°〜９０°だけでなく、直線部１７位置の−１５°〜０°、９０°〜１０５°の範囲の厚さも測定できる。
【００３０】
以上の説明では、ソケットエルボ１１のベンド部１２に非破壊検査治具１８を装着して探傷する場合について説明したが、ＢＷＬ（Butt-Welding Type）型エルボ（突き合わせ溶接型エルボ）に適用することも可能である。
【００３１】
本発明の実施の形態によれば、探触子２０を装着した探触子ホルダ２１を探触子ホルダ保持部２２で保持し、その探触子ホルダ保持部２２をガイド板２５のガイドレール２４で配管のベンド部１２の曲率部及び直線部の長手方向に案内するので、配管のベンド部１２の曲率部だけでなく直線部の探傷も可能となる。
【００３２】
また、非破壊検査治具１８を配管固定部１９の固定部材２７で配管に固定するので、非破壊検査治具１８の位置が固定される。従って、ガイド板２５のガイドレール２４で案内される探触子ホルダ保持部２２の支持部２３は、安定して配管固定部１９の摺動面１９ａを摺動できる。これにより、配管のベンド部１２の曲率部及び直線部の範囲において探傷を迅速に行うことができ、原子力発電所等での高線量配管の検査においては作業員の被爆量低減が望める。また、探触子ホルダ保持部２２は、探触子ホルダ２１を配管の外周面の周方向にも摺動走査できるので、配管のベンド部１２の広範囲に渡って探傷を行うことができる。
【符号の説明】
【００３３】
１１…ソケットエルボ、１２…ベンド部、１３…ソケット部、１４…直管部、１５…溶接部、１６…曲率部、１７…直線部、１８…非破壊検査治具、１９…配管固定部、２０…探触子、２１…探触子ホルダ、２２…探触子ホルダ保持部、２３…支持部、２４…ガイドレール、２５…ガイド板、２６…案内孔、２７…固定部材、２８…案内ネジ、２９…把持部、３０…連動棒、３１…位置検出器、３２…取付部、３３…装着部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管のベンド部の前後の直管部の外周面に当接して固定部材で固定される配管固定部と、
探触子を装着する探触子ホルダを保持した探触子ホルダ保持部を前記配管固定部に摺動可能に支持する支持部と、
前記配管固定部に取り付けられ前記支持部の摺動面に沿って前記探触子ホルダ保持部を前記配管のベンド部の曲率部及び直線部の長手方向に案内するためのガイドレールを有したガイド板と、
を備えたことを特徴とする非破壊検査治具。
【請求項２】
前記探触子ホルダ保持部は、前記探触子ホルダが前記配管の外周面の周方向に摺動走査可能となるように前記探触子ホルダを保持するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の非破壊検査治具。

【図１】