KR101637479B1

KR101637479B1 - 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치와 그 방법

Info

Publication number: KR101637479B1
Application number: KR1020160031541A
Authority: KR
Inventors: 이교행; 이근현; 고영진; 박종성; 한동찬; 오상돈; 장원준; 김용현; 박우정; 김필식; 정준호
Original assignee: 주식회사 아거스; 어소시아 인스(주)
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2016-07-21

Abstract

본 발명은 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력용기의 노즐 중 "디" 조인트("D" Joint) 용접부 및 모재를 검사할 수 있으며, 위상배열 초음파 검사장치를 노즐의 중앙에 결합하여 센터를 중심으로 원하는 방향을 따라 흐트러짐 없이 일률적인 간격으로 회전하면서 전기장치 등의 복잡한 부가장치가 별도로 필요 없이 정교하게 검사 가능하도록 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치와 그 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 압력용기(100)의 노즐부(101)에 형성한 용접부(102)를 검사하는 탐촉자(54)를 연결한 탐촉 가이드(53)를 연결하며, 엔코더(66)가 설치된 엔코더 홀더(61)로 이루어지는 초음파 검사장치에 있어서,
핸들(11)의 하측으로 돌출된 회전축(13)의 하측이 베어링(16)에 회전 가능하게 결합하며 상기 회전축(13)의 하측으로 돌출된 높이조절 나사축(14)으로 이루어진 회전장치(10)와;
상기 베어링(16)이 상측에 설치되는 외경축(21)의 내경에 높이조절 나사축(14)과 결합되어 상, 하 방향으로 이동하며 고정블럭(31)의 돌출 높이를 조절하는 높이 조절축(17)이 형성되고, 상기 외경축(21)의 외경으로 설치된 상측홀더(23)에서 높이가 조절되어 고정되는 높이 조절장치(20)와;
상기 외경축(21)의 하측에서 원주 방향에 일정한 간격으로 설치되는 고정블럭(31)에 블럭 조정축(35)을 설치하여 외경축(21)을 관통하며 내경(103)에 고정블럭(31)으로 고정되도록 하는 내경 고정장치(30)와;
상기 외경축(21)의 외경에 결합된 하측홀더(25)에서 돌출된 검사대 연결부재(74)와 연결되는 검사대 연결구(72)에서 돌출되며 내부에 간격 조절홈(71)이 형성된 검사대(70)와;
상기 간격 조절홈(71)에 연결된 이동몸체(42)에 결합된 가이드 몸체(43)로부터 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)의 위치를 제어하도록 연결하는 간격 조절장치(40)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치와 그 방법{Category D welded part joints inside the pressure vessel only phased array ultrasonic inspection device and its method}

본 발명은 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력용기의 노즐 중 "디" 조인트("D" Joint) 용접부 및 모재를 검사할 수 있으며, 위상배열 초음파 검사장치를 노즐의 중앙에 결합하여 센터를 중심으로 원하는 방향을 따라 흐트러짐 없이 일률적인 간격으로 회전하면서 전기장치 등의 복잡한 부가장치가 별도로 필요 없이 정교하게 검사 가능하도록 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치와 그 방법에 관한 것이다.

통상적으로 원자력 발전소에서는 배관 구조물과 압력용기(증기발생기, 가압기) 등의 용접부위의 결함을 검사할 때, 신속한 비파괴 검사가 이루어지도록 자동 초음파 검사장치가 사용되고 있다. 특히, 원자력 발전소에서 사용하는 열피로/열성층화 배관은 사용자 과정에서 다른 배관에 비하여 취약해질 수 있는 배관이며, 실제로 균열이 발견된 사례가 있어, 이러한 배관의 용접부를 검사하기 위하여 전용 소프트웨어 및 하드웨어로 구성된 컴퓨터에 의하여 검사장치를 제어하고 검사 테이터를 수집 및 평가하고 있다.

용접부위를 검사하는 비파괴 검사방법으로는 주로 방사선 검사방법을 이용하는데, 이와 같은 방사선 검사방법은 방사선의 피폭위험이 크고, 야간작업으로 인한 검사능률의 저하와 불편함 때문에 검사에 해당 업종에서는 기피될 수밖에 없어 공정관리가 어렵고, 또한 균열 결함에 대해서는 특히 검사결과의 신뢰성도 저하된다.

따라서 근래에는 이와 같은 문제 이외에도 미세한 용접균열, 응력균열 등의 능력이 곤란한 방사선 검사방법보다는 미세한 균열의 탐지를 매우 쉽게 할 수 있으며, 이전의 방사선 검사방법에 비해 검사의 능률향상, 검사결과의 신뢰성, 야간작업 탈피로 전체공정기간의 단축효과, 방사선 피폭사고예방 등의 다양한 효과를 얻을 수 있는 초음파 탐상법을 이용하고 있다.

초음파 검사는 시험체에 초음파를 전달하여 내부에 존재하는 결함으로부터 반사한 초음파의 에너지량, 진행시간 등을 분석하여 결함의 위치 및 크기를 정확히 알아내는 방법으로, 고압의 증기, 유류, 가스 특히 극냉된 유류나 가스 수용 파이프의 경우 용접부 결함은 큰 문제를 발생시킬 수 있어 그 용접부에 대한 결함 검사는 중요하며, 이에 따라 이와 같은 파이프에는 비파괴 검사가 요구되며, 초음파검사를 필수로 하고 있다.

종래의 초음파 검사장치는, 탐촉자가 배관의 둘레부를 회전 이동함과 더불어 배관의 길이방향을 따라 직선 왕복 이동하도록 구성되어 있으며, 예컨대 탐촉자를 배관에 수용하기 위하여 자석이 부착되는 스틸의 트랙 및 상기 트랙에 부착되는 자석이 갖추어진다. 왜냐하면 배관은 자석이 부착되지 않는 SUS 등을 재질로 하기 때문이다.

따라서, 탐촉자의 이동을 위하여 반드시 자석과 별도의 트랙이 필요하므로 보관, 설치, 해체 등의 취급이 매우 번거롭고 불편하고, 또한, 트랙과 검사장치 본체가 분리되어 분실의 위험이 내포되어 있다.

그리고 발전소 및 정유, 화학공장 또는 제조공장 등에서 장치 및 배관 등의 용접부(D joint)에 대해서는 검사방법이 매우 제한적이어서 표면검사(자분탐상 또는 침투탐상 검사)만 이루어지거나 UT 및 PAUT 검사를 진행하더라도 구조상 검사를 수행하기가 쉽지 않고 탐촉 압력과 속도가 일률적이지 않아 정확도가 많이 떨어져 신뢰성을 확보하기가 어려운 실정이다.

특히, 제조공장 등에는 제품 출하를 위해서 장치의 모든 용접부를 검사완료 하여야 하며, 용접부 같은 경우 크기도 다양하고 다양한 모양만큼 검사 또한 쉽지 않아 사람의 손 감각 만으로 검사를 진행하는 것이 매우 어려운 결점이 발생하게 되었다.

문헌 1. 특허등록번호 제1145857호(2012. 05. 07. 등록) 문헌 2. 실용신안등록번호 제0440399호(2008. 06. 04. 등록) 문헌 3. 특허등록번호 제0532637호(2005. 11. 24. 등록) 문헌 4. 특허등록번호 제1273236호(2013. 06. 04. 등록) 문헌 5. 특허등록번호 제1530337호(2015. 06. 15. 등록)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 해결과제는, 위상배열 초음파 검사장치를 다양한 크기로 형성되는 노즐의 중앙에 결합하여 고정하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 해결과제는, 노즐 중앙에 고정된 상태에서 센터를 중심으로 원하는 방향을 따라 흐트러짐 없이 일률적인 간격으로 회전하면서 용접부를 검사할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 노즐 및 용접부 길이에 따른 스캐너 길이 및 높이 조절이 가능하며, 피스톤 형태의 탐촉자 홀더 및 엔코더 홀더를 이용하여 검사대상 지면에 완벽하게 밀착할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 용접부 및 모재의 높낮이 차가 발생하더라도 변화되는 높이에 맞추어 탐촉자가 들뜨지 않도록 하며, 검사를 진행하는 도중에 장비의 길이 및 높낮이를 조절하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 탐촉자와 웨지 및 엔코더의 크기에 맞게 풀고 장착하며 항상 지면에 밀착하여 검사 데이터가 끊기지 않도록 하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 수직 및 수평의 조건이나 오버헤드의 조건에서서 검사장치가 떨어지지 않고 일정한 압착력으로 검사 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 압력용기의 노즐부에 형성한 용접부를 검사하는 탐촉자를 연결한 탐촉 가이드를 연결하며, 엔코더 설치된 엔코더 홀더로 이루어지는 초음파 검사장치에 있어서,

핸들의 하측으로 돌출된 회전축의 하측이 베어링에 회전 가능하게 결합하며 상기 회전축의 하측으로 돌출된 높이조절 나사축으로 이루어진 회전장치와;

상기 베어링이 상측에 설치되는 외경축의 내경에 높이조절 나사축과 결합되어 상, 하 방향으로 이동하며 고정블럭의 돌출 높이를 조절하는 높이 조절축이 형성되고, 상기 외경축의 외경으로 설치된 상측홀더에서 높이가 조절되어 고정되는 높이 조절장치와;

상기 외경축의 하측에서 원주 방향에 일정한 간격으로 설치되는 고정블럭에 블럭 조정축을 설치하여 외경축을 관통하며 내경에 고정블럭으로 고정되도록 하는 내경 고정장치와;

상기 외경축의 외경에 결합된 하측홀더에서 돌출된 검사대 연결부재와 연결되는 검사대 연결구에서 돌출되며 내부에 간격 조절홈이 형성된 검사대와;

상기 간격 조절홈에 연결된 이동몸체에 결합된 가이드 몸체로부터 탐촉장치와 엔코더장치의 위치를 제어하도록 연결하는 간격 조절장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 외경축의 하측에 형성한 고정블럭을 내경에 삽입하고 핸들을 회전시켜 상기 고정블럭이 블럭 설치홈에서 내경 방향으로 돌출되어 고정되는 검사장치 설치단계;

상기 외경축이 관통하는 상측홀더에서 외경축을 상승 또는 하강시켜 키홈에서 높이가 조절되며 탐촉자가 용접부와 밀착되도록 검사높이를 조절하는 세팅단계;

상기 검사장치가 설치되어 높이가 세팅된 후 검사대를 잡고 회전시켜 하측홀더가 외경축에서 회전되며 탐촉자가 용접부 및 모재를 검사하는 검사단계;를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 위상배열 초음파 검사장치를 다양한 크기로 형성되는 노즐의 중앙 내경에서 지름이 조절되도록 하는 내경 고정장치를 통하여 정확하게 고정 및 간편하게 분리할 수 있도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 노즐 중앙에 검사장치가 고정된 상태에서 센터를 중심으로 원하는 방향을 따라 흐트러짐 없이 일률적인 간격으로 회전하면서 용접부를 검사할 수 있으므로 노즐 사이즈에 관계없이 검사할 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 노즐 및 용접부 길이에 따른 스캐너 길이 및 높이 조절이 검사대에서 간편하게 조절 및 고정이 가능하며, 피스톤 형태의 탐촉자 홀더 및 엔코더 홀더를 이용하여 검사대상 지면에 탐촉자와 엔코더가 완벽하게 밀착할 수 있도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 용접부 및 모재의 높낮이 차가 발생하더라도 변화되는 높이에 맞추어 탐촉자가 들뜨지 않도록 검사대를 사용하여 조절할 수 있으며, 검사를 진행하는 도중에 장비의 길이 및 높낮이를 검사대를 사용하여 조절하면서 검사의 신뢰성을 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 탐촉자와 웨지 및 엔코더의 크기에 맞게 풀고 장착하며 웨지의 길이와 넓이, 높낮이에 구애받지 않고 쉽게 풀고 장착할 수 있으며, 가이드와 스프링의 결합으로 항상 지면에 밀착하는 안정적인 압착력을 제공하여 검사 데이터가 끊기지 않도록 함으로써 검사감도를 향상시키고 엔코더를 통한 결합위치 확인 및 검사 거리 측정을 정확히하여 신뢰성을 높이는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 노즐의 중앙 내경에 설치된 상태로 검사를 수행하므로 용접부 및 모재의 위치가 수직 및 수평의 조건이나 오버헤드의 조건에서도 검사장치가 떨어지지 않고 검사위치 방향으로 일정한 압착력을 제공하여 검사할 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명을 적용할 압력용기에 대한 정면도
도 2 는 본 발명이 설치된 상태를 나타낸 바람직한 실시예의 정면도
도 3 은 본 발명의 내경 고정장치와 회전장치를 이용하여 내경에 고정한 상태를 나타낸 단면도
도 4 는 본 발명의 내경 고정장치를 이용하여 내경에 고정하는 상태를 나타낸 평면 단면도
도 5 는 본 발명의 높이 조절장치를 이용하여 높이를 조절하는 상태를 나타낸 단면도
도 6 은 본 발명의 검사대를 이용하여 탐촉자와 엔코더를 회전시키는 상태를 나타낸 평면도
도 7 은 본 발명의 탐촉자와 엔코더에 대한 평면도
도 8 은 본 발명의 검사대를 이용하여 탐촉자와 엔코더의 높이를 조절하는 상태를 나타낸 정면도
도 9 는 본 발명의 탐촉자에 대한 설치상태 정면도
도 10 은 본 발명의 탐촉자에 대한 설치상태 평면도
도 11 은 본 발명의 엔코더에 대한 설치상태 정면도
도 12 는 본 발명의 엔코더에 대한 설치상태 평면도
도 13 은 본 발명의 내경 고정장치에 대한 다른 실시예를 나타낸 정면 단면도
도 14 는 본 발명의 내경 고정장치에 대한 또 다른 실시예를 나타낸 정면 단면도
도 15 는 본 발명의 도 14에 대한 설치상태 평면도
도 16 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 블럭도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라 상세하세 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 적용할 압력용기에 대한 정면도이고, 도 2는 본 발명이 설치된 상태를 나타낸 바람직한 실시예의 정면도에 관한 것이다.

압력용기(100)의 노즐부(101)를 연결하는 용접부(102)를 자동 위상배열 초음파 검사하기 위한 초음파 검사장치를 설치하는 것이며,

상기 노즐부(101)의 중심 내경(103)에 내경 고정장치(30)를 삽입하여 회전장치(10)의 핸들(11)을 회전시켜 적어도 3방향 이상에서 고정블럭(31)이 돌출되어 내경(103)에 초음파 검사장치를 설치한 후 높이 조절장치(20)를 사용하여 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)가 용접부에 밀착되도록 높이를 조절하고, 일측으로 돌출된 검사대(70)를 한손으로 잡고 회전시켜 용접부(102)의 균열이나 결함(기공, 용입부족, 융합불량 등)을 검사하는 것이다.

도 3은 본 발명의 내경 고정장치와 회전장치를 이용하여 내경에 고정한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 내경 고정장치를 이용하여 내경에 고정하는 상태를 나타낸 평면 단면도에 관한 것이다.

회전 손잡이(12)가 상측으로 돌출되게 형성되는 핸들(11)의 하측으로 돌출된 회전축(13)에 보조 링(15)이 결합되어 있고, 상기 보조 링(15)의 하측으로 베어링(16)에 의해 회전이 자유롭게 연결되며, 상기 회전축(13)의 하측으로 놓이조절 나사축(14)이 돌출되어 고정블럭(31)의 위치를 제어하여 내경(103)에 고정하는 회전장치(10)를 설치한다.

상기 보조 링(15)의 하측에 위치하며 베어링(16)이 설치된 외경축(21)은 상측 홀더(23)를 관통하여 하측 홀더(25)를 관통한 후 하측으로 돌출되도록 설치하고, 상기 외경축(21)의 내경에는 높이조절 나사축(14)이 결합하여 회전함에 따라서 높이가 조절되는 높이 조절축(17)을 설치한 후 상기 높이 조절축(17)의 하측 선단이 "∨"형의 블럭 조절부(17a)로 이루어지는 것이다.

상기 외경축(21)의 하측에는 세로 방향에 일정한 간격으로 블럭 설치홈(34)을 형성한 후 링 고정홈(33)이 형성되어 블럭 고정링(32)으로 결합되는 고정블럭(31)이 설치되며, 상기 고정블럭(31)은 중앙을 향하여 블럭 조정축(35)이 돌출된 후 블럭 조절부(17a)의 움직임에 따라 돌출 높이가 제어되도록 설치함으로써 내경(103)에 고정블럭(31)의 외경 돌출을 제어하여 외경축(21)이 직립되게 고정하는 내경 고정장치(30)로 이루어지는 것이다.

상기 높이 조절축(17)의 하측에는 높이 조절홈(18)이 형성되고 외경축(21)에 설치한 제어축(19)이 상기 높이 조절홈(18)에 결합되어 높이 조절축(17)의 이동 간격을 제어하도록 설치하는 것이다.

도 5는 본 발명의 높이 조절장치를 이용하여 높이를 조절하는 상태를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 검사대를 이용하여 탐촉자와 엔코더를 회전시키는 상태를 나타낸 평면도, 도 7은 본 발명의 탐촉자와 엔코더에 대한 평면도, 도 8은 본 발명의 검사대를 이용하여 탐촉자와 엔코더의 높이를 조절하는 상태를 나타낸 정면도에 관한 것이다.

회전장치(10)의 회전축(13)이 연결되어 하측으로 돌출된 높이 조절 나사축(14)이 연결되는 높이 조절축(17)이 관통되는 외경축(21)에 외경으로 상측홀더(23)가 설치된 후 상기 상측홀더(23)의 외측으로 하측홀더(25)가 회전 가능하게 설치되고, 상기 외경축(21)에는 키홈(22)이 형성되어 있어서 상측홀더(23)에 설치된 높이 조절핸들(24)이 회전에 의해 고정 및 해제 가능하도록 결합하며, 상기 상측홀더(23)에서 외경축(21)의 위치(높이)를 조절함에 따라서 검사대(70)의 높이를 조절하도록 높이 조절장치(20)를 설치하는 것이다.

상기 하측홀더(25)의 우측 방향에는 "ㅛ"자 형태를 갖는 검사대 연결부재(74)를 돌출시켜 "ㅛ"자 형태의 검사대 연결구(72)와 회전이 가능하도록 결합하며, 상기 검사대 연결구(72)의 상측 양쪽에 검사대 고정핸들(73)을 설치하는 것이다.

상기 검사대 연결구(72)에는 검사대(70)가 길게 돌출되며, 상기 검사대(70)는 중앙에 형성된 간격 조절홈(61)에 간격 조정핸들(41)로 이동몸체(42)를 연결하는 것이다.

상기 이동몸체(42)에는 검사대(70)의 한쪽에서 엔코더 가이드(44)가 연결되고, 상기 엔코더 가이드(44)는 검사대(70)의 사이에 탐촉안내 가이드(56)가 설치되고, 상기 엔코더 가이드(44)의 측면에는 엔코더 가이드(44)가 설치되는 것이다.

상기 높이 조절장치(20)는 내경 고정장치(30)를 통하여 노즐부(101)의 중앙 내경에 설치된 상태에서 상, 하측 홀더(23, 25)의 높이를 조절함으로써 검사대(70)를 통한 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)의 높이를 조절할 수 있도록 설치하는 것이다.

도 9는 본 발명의 탐촉자에 대한 설치상태 정면도이고, 도 10은 본 발명의 탐촉자에 대한 설치상태 평면도를 나타낸 것이다.

가이드 몸체(43)의 탐촉안내 가이드(56)에 연결되는 탐촉장치(50)는 상기 탐촉안내 가이드(56)에서 상측과 하측으로 자유롭게 이동 가능하도록 연결구(51)와 결합하고 양쪽에서 탐촉 스프링(57)을 통하여 연결구(51)가 하측 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하도록 설치하는 것이다.

상기 연결구(51)는 하측으로 돌출된 후 검사대(70)가 있는 방향으로 절곡되는 형태로 설치되며, 상기 연결구(51)에는 가이드 연결대(52)가 회전 가능하게 연결된 후 상기 가이드 연결대(52)의 양쪽에서 탐촉 가이드(53)가 돌출되어 내부에 설치하는 탐촉자(54)의 각도를 조절하는 가이드 고정구(55)를 통하여 고정되는 것이다.

도 11은 본 발명의 엔코더에 대한 설치상태 정면도이고, 도 12는 본 발명의 엔코더에 대한 설치상태 평면도를 나타낸 것이다.

가이드 몸체(43)의 엔코더 가이드(44)에 연결되는 엔코더장치(60)는 상기 엔코더 가이드(44)에서 상측과 하측으로 자유롭게 이동 가능하도록 엔코더 이동대(62)와 결합하고 양쪽에서 엔코더 스프링(63)을 통하여 엔코더 이동대(62)가 하측 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하도록 설치하는 것이다.

상기 엔코더 이동대(62)의 하측에는 엔코더(66)를 고정하는 엔코더 홀더(61)가 연결되고, 상기 엔코더 홀더(61)에는 상측으로 엔코더 고정구(64)가 연결되어 엔코더(66)를 교환할 수 있도록 설치하는 것이다.

도 13은 본 발명의 내경 고정장치에 대한 다른 실시예를 나타낸 정면 단면도에 관한 것으로, 노즐부(101)의 내경(103)이 커서 외경축(21)을 이용하여 고정할 수 없는 경우에 외경축(21)의 지름보다 더 큰 지름을 갖는 외경 홀더(130)를 외경축(21)의 외경에 고정하고, 상기 외경 홀더(130)에는 고정 블럭(31)이 설치되는 블럭 설치홈(131)을 형성한 후 블럭 고정링(132)으로 원주방향에서 고정시켜 노즐부(101)의 내경(103)이 더 큰 경우에 설치할 수 있도록 형성하는 것이다.

도 14는 본 발명의 내경 고정장치에 대한 또 다른 실시예를 나타낸 정면 단면도이고, 도 15는 본 발명의 도 14에 대한 설치상태 평면도에 관한 것이다.

회전축(13)의 하측으로 연결하는 높이조절 나사축(14)이 외경축(21)의 하측 선단에서 더 돌출되어 외경 조절대(97)를 관통하도록 결합하며, 상기 외경축(21)에는 상부 고정링(91)이 고정되고 외경 조절대(97)의 상측에는 외경축(21)을 관통하여 상, 하 방향으로 욍복 이동하도록 하부 고정링(92)이 연결되는 것이다.

상기 상부 고정링(91)의 외경에는 하부 경사대(94)가 일정한 간격에서 하측 방향을 향하며 외경 방향으로 경사지게 돌출되어 내경(103)의 하측에 위치하는 내경 하부 고정대(96)와 회전 가능하게 연결되고, 상기 하부 고정링(92)의 외경에는 상부 경사대(93)가 일정한 간격에서 상측 방향을 향하며 외경 방향으로 경사지게 돌출되어 내경(103)의 상측에 위치하는 내경 상부 고정대(95)와 회전 가능하게 연결되어 내경(103)에서 고정되는 내경 고정장치(90)를 구성하는 것이다.

상기 상부 경사대(93)와 하부 경사대(94)가 만나는 부분에서는 핀으로 회전 가능하게 결합하여 "×"형으로 설치한 상태에서 높이가 조절되며 동시에 외경도 조절되도록 설치하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은, 압력용기(100)의 노즐부(101)와 연결부분에서 용접부(102)를 검사하기 위해 노즐부(101)의 내경 지름에 따라 내경 고정장치(30)를 삽입하여 각 방향에서 돌출되어 고정되도록 하고, 높이 조절장치(20)를 통하여 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)의 높이를 조절한 후 검사대(70)를 잡고 회전시켜 용접부(102)를 따라 회전하면서 자동 위상배열 초음파 검사하는 것이다

상기 내경 고정장치(30)는 고정블럭(31)이 노즐부(101)의 내경에 끼워져서 하측 홀더(25)에 이르기까지의 높이에서 원하는 높이로 고정할 수 있도록 삽입할 수 있으며, 회전장치(10)의 핸들(11)에서 돌출된 회전 손잡이(12)를 잡고 회전시키면 회전축(13)이 회전하면서 베어링(16)을 관통하여 높이조절 나사축(14)이 회전하게 되고, 상기 높이조절 나사축(14)이 연결된 높이 조절축(17)이 외경축(21)의 내경에서 하측으로 이동한다.

상기 높이 조절축(17)이 하측으로 이동하면서 블럭 조절부(17a)가 블럭 조정축(35)을 누르면 블럭 조절축(35)이 내경(103)으로 서서히 이동하면서 블럭 설치홈(34)에 설치한 고정블럭(31)이 내경(103)의 각 방향에서 벌어져 고정되므로 내경 고정장치(30)의 각 방향으로 돌출된 고정블럭(31)이 노즐부(101)의 내경(103)에서 견고한 고정상태를 제공하는 것이다.

상기 고정블럭(31)은 블럭 설치홈(34 )에서 외측으로 돌출되어 노즐부(101)의 내경(103)에서 견고하게 고정되며, 고정블럭(31)의 링 고정홈(33)에 설치한 블럭 고정링(32)이 고정블럭(31)을 잡아 분리되지 않도록 고정하는 것이다.

상기 내경 고정장치(30)를 통하여 노즐부(101)의 내경(103)에 고정한 상태에서 높이 조정핸들(24)을 풀어 상측홀더(23)에서 외경축(21)을 자유롭게 상, 하측으로 왕복 이동할 수 있으므로 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)가 용접부(102)에 밀착되도록 키홈(22)을 통하여 높이를 조절한 후 높이 조정핸들(24)로 고정시켜 원하는 높이가 조절되며 탐촉자(54)가 용접부(102)에 밀착되도록 한다.

이때 간격 조절장치(40)는 간격 조정핸들(41)을 간격 조정홈(71)에서 풀어 검사대(70)의 내부에서 간격 조정홈(71)을 따라 외경축(21)으로부터의 거리를 자유롭게 조절할 수 있으므로 노즐부(101)의 지름에 따른 용접부(102) 및 모재의 위치에 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)의 위치를 조절하여 정확하게 거리 및 밀착도를 조절할 수 있는 것이다.

상기 간격 조정장치(40)를 통하여 거리를 조절한 후에는 간격 조정핸들(41)을 사용하여 이동몸체(42)를 고정시키는 것이다.

이상과 같이 용접부(102)를 검사할 수 있는 상태를 세팅한 후에는 검사대(70)의 선단을 잡고 회전시키면 상측홀더(23)의 외측에서 하측홀더(25)가 회전하면서 탐촉장치(50)를 자유롭게 회전시킬 수 있으므로 노즐부(101)의 외측에 있는 용접부(102)를 따라 일정한 속도로 회전시키어 초음파 검사를 수행하는 것이다.

상기 탐촉장치(50)는 탐촉자(54)가 탐촉 가이드(53)에 설치된 상태에서 가이드 연결대(52)가 연결구(51)와 연결된 상태에서 독립되게 각도를 조절하여 용접부(102)에 정확하게 밀착이 이루어지도록 하며, 연결구(51)가 탐촉 가이드(51)에 상, 하 방향으로 왕복 이동하도록 연결된 상태에서 양쪽의 탐촉 스프링(57)의 탄성을 통하여 탐촉자(54)가 용접부(102)에 정확한 밀착이 이루어지는 상태에서 회전 이동하면서 초음파 검사를 수행하는 것이다.

상기 엔코더장치(60)는 엠코더(66)가 엠코더 홀더(61)에 설치된 상태에서 엠코더 고정구(64)의 위치를 조절하여 용접부(102)에 정확하게 밀착이 이루어지도록 하며, 엠코더 이동대(62)가 엠코더 가이드(44)에 상, 하 방향으로 왕복 이동하도록 연결된 상태에서 양쪽의 엠코더 스프링(63)의 탄성을 통하여 엠코더(66)가 용접부(102)에 정확한 밀착이 이루어지는 상태에서 회전 이동하면서 초음파 검사를 수행하는 것이다.

위상배열 초음파 검사장치를 다양한 크기로 형성되는 노즐(101)의 중앙 내경에서 지름이 조절되도록 하는 내경 고정장치(30)를 통하여 정확하게 고정할 수 있으며, 초음파 검사를 종료한 후에는 회전장치(10)의 핸들(11)을 역 방향으로 회전시키면 고정블럭(31)이 중심 방향으로 각각 이동하면서 지름이 줄어들어 중앙 내경에서 간편하게 분리할 수 있도록 하는 것이다.

상기 노즐(101) 중앙에 내경 고정장치(30)를 통하여 초음파 검사장치가 고정된 상태에서 센터를 중심으로 원하는 방향을 따라 검사대(70)를 회전시키면 흐트러짐 없이 일률적인 간격으로 회전하면서 용접부(102)를 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)를 통하여 검사할 수 있으며, 간격 조절장치(40)를 통하여 노즐(101)의 사이즈에 관계없이 거리를 자유롭게 조절하며 검사할 수 있는 것이다.

상기 노즐(101) 및 용접부(102) 길이에 따른 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)의 길이 및 높이 조절이 간편하게 조절할 수 있으며, 검사대(70)를 회전시킬 때 원주방향에서 용접부(102)의 높이가 다르게 위치하므로 별도의 높이를 조절하지 않아도 탐촉장치(50)는 연결구(51)가 가이드 모체(42)에 설치한 탐촉안내 가이드(56)를 통하여 상, 하 방향으로 자유롭게 이동하며 양쪽에서 탐촉 스프링(57)의 탄성력이 항상 하측으로 전달되도록 설치되어 있으므로 용접부(102) 등의 검사대상 지면에 탐촉자(50)와 엔코더(60)가 완벽하게 밀착할 수 있도록 하는 것이다.

그리고 엔코더장치(60)는 엔코더 이동대(62)가 엔코더 가이드(44)에서 상, 하 방향으로 자유롭게 이동하며 양쪽에서 엔코더 스프링(63)의 탄성력이 항상 하측으로 전달되도록 설치되어 있으므로 용접부(102) 등의 검사대상 지면에 탐촉자(50)와 엔코더(60)가 완벽하게 밀착할 수 있도록 하는 것이다.

초음파 검사장치를 회전시켜 검사하는 과정에서 용접부(102)와 모재의 높낮이 차이가 발생하는 경우 검사대 연결구(72)와 검사대 연결부재(74)가 연결된 상태에서 자유롭게 회전위치의 조절 가능하고, 검사대 고정핸들(73)을 통하여 고정할 수 있으므로 검사대(70)의 각도 조절을 통하여 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)의 높이 및 위치 조절이 편리하므로 변화되는 높이에 맞추어 탐촉자(54)와 엔코더(66)가 들뜨지 않도록 조절하며, 검사를 진행하는 도중에 장비의 길이 및 높낮이가 검사대(70)를 사용하여 조절하면서 진행할 수 있으므로 검사의 신뢰성을 크게 향상시키는 것이다.

탐촉자(54)는 탑촉 가이드(53)의 내부에서 엔코더(66)는 엔코더 홀더(61)에서 엔코더 고정구(63)를 통하여 용접부(102)의 검사 크기에 맞게 풀고 장착하며 웨지의 길이와 넓이, 높낮이에 구애받지 않고 쉽게 풀고 장착할 수 있으며, 탐촉 스프링((57)과 엔코더 스프링(63)의 결합으로 항상 지면에 밀착하는 안정적인 압착력을 제공하여 검사 데이터가 끊기지 않도록 함으로써 검사감도를 향상시키고 엔코더(66)를 통한 결합위치 확인 및 검사 거리 측정을 정확히 하여 신뢰성을 높이는 것이다.

상기 내경 고정장치(30)는 노즐(101)의 내경(103)이 더 커지는 경우 외경축(21)의 하단에서 내경홀더(130)를 더 설치한 상태에서 블럭 설치홈(131)에 고정블럭(31)을 결합하고 회전장치(10)의 핸들(11)을 회전시킴에 따라서 높이조절 나사축(14)의 회전을 통해 내경홀더(130)를 통해 연결된 블럭 조정축(35)을 블럭 조절부(17a)가 하강하면서 밀어내어 고정블럭(31)이 내경(103)에 고정함으로써 내경(103)의 크기에 따라 적정하게 조절하여 고정할 수 있는 것이다.

검사가 종료된 후에는 회전 손잡이(12)를 잡고 핸들(11)을 반대로 회전시키면 회전축(13)과 높이조절 나사축(14)이 높이 조절축(17)을 상승시켜 블럭 조절부(17a)를 상승시키므로 블럭 조정축(35)이 내경 방향으로 이동할 수 있어서 고정블럭(31)이 내경(103)에서 자유롭게 움직이므로 쉽게 분리할 수 있게 되는 것이다.

상기 내경 고정장치(30)를 대신하여 노즐(101)의 내경(103)이 더 커서 대구경을 측정하는 경우, 내경 고정장치(90)를 사용하여 내경(103)에 고정시키는 것으로, 회전 손잡이(12)를 잡고 핸들(10)을 회전시키면 회전축(13)이 회전하면서 높이조절 나사축(14)이 관통된 외경 조절대(97)를 상승시키게 된다.

상기 외경 조절대(97)가 상승하면서 하부 고정링(92)을 상승시키게 되므로 고정된 상부 고정링(91)과 하부 고정링(92)에 각각 연결된 상부 경사대(93)와 하부 경사대(94)가 만나는 부분에서는 핀으로 회전 가능하게 결합되어 있으므로 외부로 돌출되는 거리를 조절하여 내경 상부 고정대(95)와 내경 하부 고정대(96)가 내경(103)에 접촉되며 원주방향에서 견고한 고정상태를 제공하는 것이다.

따라서 내경 고정장치(90)를 활용하여 내경(103)의 크기가 커지는 경우에도 견고하게 고정된 상태로 용접부(102)를 검사할 수 있는 것이다.

상기 노즐(101)의 중앙 내경(103)에 설치한 상태로 검사를 수행하므로 용접부(102) 및 모재의 위치가 수직 및 수평의 조건에서 검사하는 것이 가능하며, 오버헤드의 조건에서도 내경 고정장치(30, 90)를 통하여 설치한 검사장치가 떨어지지 않고 검사대(70)를 통해 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)를 회전시켜 검사할 때 검사위치 방향으로 일정한 압착력을 제공하여 검사할 수 있는 것이어서 노즐(101)의 설치위치와 크기에 관계없이 편리하게 검사할 수 있는 것이다.

특히, 내부에서 노즐 용접부를 검사함에 있어서 중심을 잡아줄 만한 것이 없는 경우에도 간편하게 고정시켜 손쉽고 정확하게 검사할 수 있으므로 탁월한 검사 성능을 제공하는 것이다.

본 발명은 "D" 용접부의 외벽 굴곡 등 장치의 특성상 검사를 진행하기 매우 어려우나 노즐의 내경에 고정시킨 상태에서 회전하면서 검사를 수행하므로 일률적인 검사를 진행할 수 있고, 재질에 구애를 받지 않고 수평 및 수직의 조건이나 오버헤드 조건에서 검사장치가 떨어지지 않고 일정한 힘으로 고정시킨 상태에서 검사가 가능한 것이며, 노즐의 크기에 따라 다양하게 적용할 수 있는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

10 : 회전장치 11 : 핸들
12 : 회전 손잡이 13 : 회전축
14 : 높이조절 나사축 15 : 보조 링
16 : 베어링 17 : 높이 조절축
17a : 블럭 조절부 18 : 높이 조절홈
19 : 제어축 20 : 높이 조절장치
21 : 외경축 22 : 키홈
23 : 상측홀더 24 : 높이조정 핸들
25 : 하측홀더 30, 90 : 내경 고정장치
31 : 고정블럭 32, 132 : 블럭 고정링
33 : 링 고정홈 34, 131 : 블럭 설치홈
35 : 블럭 조정축 40 : 간격 조절장치
41 : 간격 조정핸들 42 : 이동몸체
43 : 가이드 몸체 44 : 엔코더 가이드
50 : 탐촉장치 51 : 연결구
52 : 가이드 연결대 53 : 탐촉 가이드
54 : 탐촉자 55 : 가이드 고정구
56 : 탐촉안내 가이드 57 : 탐촉 스프링
60 : 검사대 61 : 엔코더 홀더
62 : 엔코더 이동대 63 : 엔코더 스프링
64 : 엔코더 고정구 66 : 엔코더
70 : 검사대 71 : 간격 조정홈
72 : 검사대 연결구 73 : 검사대 고정핸들
74 : 검사대 연결부재 91 : 상부 고정링
92 : 하부 고정링 93 : 상부 검사대
94 : 하부 검사대 95 : 내경 상부 고정대
96 : 내경 하부 고정대 77 : 외경 조절대
100 : 압력용기 101 : 노즐부
102 : 용접부 103 : 내경
130 : 내경홀더

Claims

압력용기(100)의 노즐부(101)에 형성한 용접부(102)를 검사하는 탐촉자(54)를 연결한 탐촉 가이드(53)를 연결하며, 엔코더(66)가 설치된 엔코더 홀더(61)로 이루어지는 초음파 검사장치에 있어서,
핸들(11)의 하측으로 돌출된 회전축(13)의 하측이 베어링(16)에 회전 가능하게 결합하며 상기 회전축(13)의 하측으로 돌출된 높이조절 나사축(14)으로 이루어진 회전장치(10)와;
상기 베어링(16)이 상측에 설치되는 외경축(21)의 내경에 높이조절 나사축(14)과 결합되어 상, 하 방향으로 이동하며 고정블럭(31)의 돌출 높이를 조절하는 높이 조절축(17)이 형성되고, 상기 외경축(21)의 외경으로 설치된 상측홀더(23)에서 높이가 조절되어 고정되는 높이 조절장치(20)와;
상기 외경축(21)의 하측에서 원주 방향에 일정한 간격으로 설치되는 고정블럭(31)에 블럭 조정축(35)을 설치하여 외경축(21)을 관통하며 내경(103)에 고정블럭(31)으로 고정되도록 하는 내경 고정장치(30)와;
상기 상측홀더(23)의 외경에 회전 가능하도록 결합된 하측홀더(25)에서 돌출된 검사대 연결부재(74)와 연결되는 검사대 연결구(72)에서 돌출되고 내부에 간격 조절홈(71)이 형성된 검사대(70)와;
상기 간격 조절홈(71)에 연결된 이동몸체(42)에 결합된 가이드 몸체(43)로부터 탐촉장치(50)와 엔코더장치(60)의 위치를 제어하도록 연결하는 간격 조절장치(40)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치.
제 1항에 있어서,
상기 회전장치(10)는 회전 손잡이(12)가 연결된 핸들(11)의 하측으로 돌출된 회전축(13)이 베어링(16)으로 회전 가능하게 연결되며, 상기 회전축(13)의 하측에서 돌출되어 높이 조절축(17)과 결합하여 고정블럭(31)의 외경을 조절하는 높이조절 나사축(14)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치.
제 1항에 있어서,
상기 높이 조절장치(20)는 베어링(16)이 상측에 설치되는 외경축(21)의 내경에 높이조절 나사축(14)으로 높이가 제어되며 하측 선단이 "∨"형의 블럭 조절부(17a)로 돌출되는 높이 조절축(17)이 설치되고, 상기 외경축(21)의 외경 한 부분에 키홈(22)을 형성하여 상측홀더(23)에서 독립되게 외경축(21)의 높이를 조절하여 고정하는 높이조정 핸들(24)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치.
제 1항에 있어서,
상기 내경 고정장치(30)는 외경축(21)에 일정한 간격으로 형성한 블럭 설치홈(34)에 설치하며 외측으로 링 고정홈(33)이 형성되어 블럭 고정링(32)으로 결합하고 외경축(21)을 관통하여 블럭 조절부(17a)로 위치가 조절되는 블럭 조정축(35)으로 형성된 고정블럭(31)을 설치하여 내경(103)에 고정되어 용접부(102)를 검사하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치.
제 1항에 있어서,
상기 내경 고정장치(30)는 외경축(21)의 하측 선단에 외경이 더 크게 결합하며 블럭 설치홈(131)이 형성된 내경 홀더(130)를 연결하고, 상기 블럭 설치홈(131)에 설치한 고정블럭(31)이 블럭 고정링(32)으로 고정된 후 내경으로 돌출된 블럭 조절축(35)이 블럭 조절부(17a)로 위치가 조절되어 내경(103)에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치.
제 1항에 있어서,
상기 간격 조절장치(40)는 검사대(70)의 간격 조정홈(71)에 결합한 간격조정 핸들(41)로 위치가 제어되는 이동몸체(42)를 연결하고,
상기 이동몸체(42)에 연결된 가이드 몸체(43)에 엔코더 가이드(44)와 탐촉안내 가이드(56)가 형성된 후 상기 엔코더 가이드(44)에 엔코더 홀더(61)와 연결된 엔코더 이동대(62)가 양쪽에서 엔코더 스프링(63)의 탄성력을 받도록 연결하는 엔코더 장치(60)와,
상기 탐촉안내 가이드(56)에 연결되며 양쪽에서 탐촉 스프링(57)의 탄성력을 받도록 연결하는 연결구(51)의 하측에서 연결되는 가이드 연결대(52)에서 돌출되게 연결되는 탐촉 가이드(53)에 탐촉자(54)를 연결하는 탐촉장치(50)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치.
제 1항에 있어서,
상기 검사대(70)는 상측홀더(23)의 외경에 회전 가능하게 결합하는 하측홀더(25)에서 돌출되는 검사 연결부재(74)를 설치하고, 상기 검사 연결부재(74)와 연결되는 검사대 연결구(72)가 검사대 고정핸들(73)로 경사각도를 제어하며, 상기 검사대 연결구(72)와 연결되어 탐촉장치(50)의 위치를 제어할 수 있도록 설치하는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치.
제 1항에 있어서,
상기 내경 고정장치(30)는 외경축(21)에 고정되는 상부 고정링(91)과,
상기 상부 고정링(91)의 하측에서 외경축(21)에 이동 가능하게 결합하며 중앙에 높이조절 나사축(14)이 관통하는 외경 조절대(97)와,
상기 상부 고정링(91)에 연결되어 하측 방향으로 돌출된 후 내경 하부 고정대(96)와 연결되는 하부 경사대(94)와,
상기 외경 조절대(97)의 상측에 연결한 하부 고정링(92)에 연결되어 상측 방향으로 돌출된 후 하부 경사대(94)와 "×"형이 되도록 연결하며 내경 상부 고정대(95)와 연결되는 상부 경사대(93)가 형성되어 내경(103)에 상측에서 내경 상부 고정대(95)가 하측에서 내경 하부 고정대(96)로 고정하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사장치.
외경축(21)의 하측에 형성한 고정블럭(31)을 내경(103)에 삽입하고 핸들(11)을 회전시켜 상기 고정블럭(31)이 블럭 설치홈(34)에서 내경(103) 방향으로 돌출되어 고정되는 검사장치 설치단계;
상기 외경축(21)이 관통하는 상측홀더(23)에서 외경축(21)을 상승 또는 하강시켜 키홈(32)에서 높이가 조절되며 탐촉자(54)가 용접부(102)와 밀착되도록 검사높이를 조절하는 세팅단계;
상기 검사장치가 설치되어 높이가 세팅된 후 검사대(70)를 잡고 회전시켜 하측홀더(25)가 외경축(21)에서 회전되며 탐촉자(54)가 용접부(102) 및 모재를 검사하는 검사단계;를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사방법.
제 9항에 있어서,
상기 검사장치 설치단계는, 핸들(11)을 회전시키면 회전축(13)과 함께 회전하는 높이조절 나사축(14)이 높이 조절축(17)을 회전시켜 상기 높이 조절축(17)의 하측 블럭 조절부(17a)가 블럭 조정축(35)을 구동함에 따라 고정블럭(31)이 벌어져 내경(103)에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사방법.
제 9항에 있어서,
상기 검사장치 설치단계는, 핸들(11)을 회전시키면 회전축(13)과 함께 회전하는 높이조절 나사축(14)이 외경 조절대(97)를 상승시켜 하부 고정링(92)의 위치를 이동시키면서 상부 경사대(93)와 하부 경사대(94)를 "×"형으로 연결하여 내경 상, 하부 고정대(95. 96)의 위치를 조절하여 내경(103)에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 압력용기 카테고리 디 조인트 용접부 인사이드 전용 위상배열 초음파 검사방법.