KR200263219Y1 - 용접부 비파괴 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 용접부 등의 이상유무를 비파괴 검사하는 비파괴 검사장치로서, 용접부의 이상유무를 비파괴 검사하는 탐촉자; 탐촉자를 소정의 검사위치로 이동시키는 탐촉자이송장치; 탐촉자이송장치를 고정지지하며, 탐촉자 및 탐촉자이송장치를 용접부 등의 검사위치에 밀착고정시키는 밀착장치; 밀착장치의 위치를 조절하는 위치조절장치; 및 탐촉자이송장치, 밀착장치 및 위치조절장치의 위치 및 작동을 제어하는 제어기를 포함하여, 접근이 곤란하거나 불가능한 위치에 존재하는 비자성체인 피검사물의 이상유무를 원격자동으로 비파괴 검사하는 비파괴 검사장치에 관한 것이다.

Description

용접부 비파괴 검사장치{A Non-destructive Examination Apparatus of the weldment}

본 고안은 수중 용접부에 대한 비파괴검사장치에 관한 것으로, 상세하게는 원자력 발전소의 사용후 연료저장소와 같이 검사 대상인 용접부가 물속에 있고 매우 좁은 폭의 공간(제한 조건이 최대 70㎜) 내에 위치하며 방사능오염에 의해 사람이 직접 접근할 수 없는 환경에 있는 저장조의 내벽 용접부에 대한 이상 유무를 확인하기 위한 비파괴검사를 행하는 수중용접부 비파괴검사장치에 관한 것이다.

원자력 발전소의 경우, 사용된 후의 연료를 저장하는 연료저장조는 수조이다. 이 수조에는 사용 후의 핵연료를 냉각시키고 방사능 누출을 방지하기 위하여 보론이 포함된 물이 채워져 있고, 수조의 수심은 약 14m 정도이다. 수조의 벽면은 구조물인 콘크리트벽면의 부식을 방지하기 위해 스테인레스강판으로 피복되어 있으며, 스테인레스강판들은 용접에 의해 연결되어 있다.

이와같이 형성되어 있는 저장조의 용접부는 사용후 핵연료와 물이 채워지지 않은 상태에서는 사람이 직접 저장조의 벽면을 타면서 누설검사 및 액체침투검사 등에 의해 직접 이상 유무가 확인될 수 있다.

그러나, 저장조의 건설이 완료되고 사용후의 핵연료가 저장조에 저장되기 시작하면, 저장조는 사용된 핵연료에서 방출되는 방사능과 열을 차폐하기 위해 붕산수로 채워지고 붕산수는 펌프와 열교환기에 의해 냉각되게 된다. 한편, 사용후 핵연료가 저장된 후에는, 저장조내의 붕산수는 배수될 수 없다. 또한, 사용된 핵연료는 저장조 내의 저장랙에 저장되게 되는 데, 저장랙은 저장조 내에 가득차 있고, 저장조의 스테인레스강판 벽과의 간격이 최소 70㎜ 정도의 좁은 공간을 형성하며, 그 높이는 약 4m 정도가 된다.

이와같이, 사용된 핵연료가 저장되어 있는 저장조의 스테인레스강판들 사이의 용접상태를 검사할 필요가 있으나, 수조로 형성되어 있는 핵폐기연료 저장조와 같은 저장조 내의 수중 스테인레스강판의 용접부의 이상유무를 정확히 검사할 만한 장치가 존재하기 않은 상황이다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수조로 구성되어 있는 핵폐기물 저장조와 같이 방사선이나 좁은공간 등으로 인해 접근이 불가능한 저장조 벽의 용접부에 대한 이상유무를 검사하는 비파괴검사를 모니터를 통해 직접 보면서 원격 자동 검사할 수 있는 수중 용접부 비파괴검사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도1은 본 고안에 따른 수중 벽면 밀착식의 비파괴검사장치를 전면에서 바라본 전체 구성도,

도2는 본 고안에 따른 탐촉자이송장치 및 밀착장치를 상세히 도시하는 주사장치의 단면도, 그리고

도3은 본 고안에 따른 밀착장치의 배면형상을 상세히 도시하는 밀착장치의 배면도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

100: 주사장치 200: 탐촉자이송장치

210: 이송벨트 220: 이송가이드

230: 이송모터 240: 가이드롤러

250: 광센서 260: 카메라

270: 탐촉자설치대 280: 이송기

290: 탐촉자 300: 위치조절장치

310: 윈치 320: 편심조절장치

400: 제어기 500: 밀착장치

510: 임펠러 520: 임펠러모터

530: 베벨기어 540: 흡착판

550: 워터채널

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 비파괴검사장치는, 탐촉자를 이송시키는 탐촉자이송장치와 탐촉자를 피검사물에 밀착시키는 밀착장치 등으로 구성되는 주사장치, 주사장치를 상하 및 수평으로 위치를 조절하는 위치조절장치, 그리고 주사장치에 의한 검사 데이터의 처리 및 위치조절장치의 위치조절을 제어하는 제어기로 구성된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 수중 벽면 밀착식의 비파괴검사장치의 전체 구성도이다. 도1에 도시된 바와같이, 본 고안의 비파괴검사장치는 주사장치(100), 주사장치(100)의 위치를 조절하는 위치조절장치(300), 그리고 이들을 제어하는 제어기(400) 등으로 구성된다.

제어기(400)는 이송기(280)에 부착된 카메라(260)의 영상신호를 표시하는 모니터(410), 주사장치(100) 또는 위치조절장치(300) 등을 제어하기 위한 제어판(420), 영상에 문자를 삽입하기 위한 문자자막기(430), 및 영상을 녹화하기 위한 비디오녹화기(440) 등으로 구성된다. 한편, 제어기(400), 위치조절장치(300) 및 주사장치(100) 등의 상호간 신호는 케이블(320)에 의해 전달된다.

위치조절장치(300)는 주사장치(100)를 상하로 이동시키기 위한 윈치(310), 그리고 주사장치(100)의 수평도를 유지시키는 편심조정장치(320) 등으로 구성된다.

도2는 주사장치(100)를 상세히 보여주는 주사장치의 단면도이다. 도2에 도시된 바와같이, 주사장치(100)는 탐촉자이송장치(200) 및 밀착장치(500) 등으로 구성된다.

탐촉자이송장치(200)는 이송벨트(210), 이송가이드(220), 이송모터(230), 가이드롤러(240), 광센서(250) 등으로 구성된다.

이송벨트(210)는 이송기(28)가 고정되어 있으며, 이송기(280)를 좌우로 이동시킨다. 이송가이드(220)는 이송기(280)의 이송경로를 일정하게 유지시킨다. 이송모터(230)는 이송벨트(210)를 회동시킨다. 가이드롤러(240)는 이송모터(230)의 반대편에 위치하여 이송벨트의 회동을 가이드한다. 광센서(250)는 이송기(280)의 이송거리를 감지하여 이송모터(230)의 구동을 제어하기 위한 거리감지신호를 출력한다.

한편, 탐촉자를 탑재하고 있는 검사부는 이송기(280), 카메라(260), 탐촉자설치대(270), 및 탐촉자(290) 등으로 구성된다.

이송기(280)는 이송벨트(210)에 고정되어 이송벨트의 회동에 따라 좌우로 이동하며, 카메라(260)는 피검사물의 상태를 촬영하여 모니터(410)로 전송하며, 검사를 행하는 탐촉자(290)는 탐촉자설치대(270)에 고정설치된다.

주사장치(100)를 구성하는 또 하나의 주요부재로서, 주사장치를 피검사물에 밀착시키는 밀착장치(500)가 구비되어 있다. 도2에 도시된 바와같이, 밀착장치(500)는 임펠러(510), 임펠러모터(520), 베벨기어(530) 등으로 구성된다. 임펠러(510)는 수중작업에서 주사장치(100) 즉 검사부를 검사하고자 하는 해당 위치에 밀착시키도록 물을 후방으로 배출하여 밀어낸다. 임펠러모터(520)는 임펠러를 구동시키며, 베벨기어(530)는 임펠러모터(520)의 동력을 임펠러(510)로 전달한다. 여기서 동력전달 수단으로서 베벌기어(530)를 사용한 것은, 좁은 벽면 사이를 통해서도 이동할 수 있도록 하기 위해 주사장치(100)를 최소화시킬 필요가 있으며, 이를 위해서는 주사장치(100)의 내부에 장착되는 밀착장치(500)의 부피를 최소화할 필요성에 기한 것이다. 그래서, 임펠러모터(520)와 임펠러(510)를 직접 연결하지않고, 임펠러모터(520)의 축을 연장하여 수직인 상태로 임펠러모터(520)의 회전동력이 임펠러(510)로 전달되도록 구성되어 있다. 도3은 본 고안에 따른 주사장치의 밀착장치를 보여주는 밀착장치의 배면도이다. 도3에 도시된 바와같이, 밀착장치(500)의 배면에는 흡착판(540) 및 워터채널(550)이 형성되어 있다. 임펠러(510)가 회전하면, 흡착판(540)과 워터채널(550)의 구성에 의해 주사장치(100)의 전후면에 차압이 발생하며, 이때 주사장치(100)가 비자성체인 수중벽면에 밀착된다. 여기서, 임펠러(510)의 회전을 고려하여 실리콘 재질의 흡착판(540)을 유선형으로 부착하여 워터채널(550)를 형성함으로써 임펠러(510)의 호전에 의해 흡입력의 효율을 증가시킬 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 고안의 주사장치는 모니터(410)를 통해 피검사물인 저장조 내의 해당위치를 관측하면서, 제어판(420)으로 윈치(310) 및 편심조절장치(320)를 제어하여, 저장조 내의 검사할 위치에 주사장치(100)를 위치시킨다.

주사장치(100)가 검사할 지점에 위치하면, 밀착장치(500)인 임펠러모터(520)를 구동하여, 베벨기어(530)를 통해 수직으로 전달된 임펠러모터의 동력이 임펠러(510)를 구동한다. 이때, 임펠러(510)에 의해 형성된 수류가 워터채널(550)로 이동하면서, 주사장치(100)의 전후면에 압력차를 발생시킨다. 이 압력차에 의해 주사장치(100)가 검사하고자 하는 위치에 부착되며, 여기서 흡착판(540)에 의해 검사위치에 밀착된다.

주사장치(100)가 검사위치에 밀착되면, 탐촉자이송장치(200)를 작동시킨다.이송모터(230)를 작동시키면, 이송벨트(210)가 이송가이드(220) 및 가이드롤러(240)에 의해 안내되면서 이송벨트(210)에 고정부착된 이송기(280)를 이동시킨다. 이때, 이송기(280)에 부착된 카메라(260)를 통해 검사위치를 관측하고, 광센서(250)에 의해 이송기(280)의 위치를 제어하면서, 이송모터(230)의 작동을 제어한다. 이송기(280)가 검사위치에 정확히 일치하면, 탐촉자설치대(270)에 설치된 탐촉자(290)에 의해 비파괴검사가 수행된다.

이상의 구성 및 작용을 갖는 본 고안의 주사장치에 의하면, 비파괴검사 대상인 용접부가 수중에 있거나 방사능 등으로 인하여 접근이 곤란하거나 불가능한 환경에서의 원격 비파괴검사가 가능하다. 그리고, 임펠러 구동에 의한 전후면 압력차를 이용함으로써 스테인레스강판 등의 비자성체 피검사물에도 부착검사가 가능하며, 특히 벽면에 부착된 상태에서 탐촉자이송장치에 의해서만 탐촉자가 이동하므로 검사를 신뢰할 수 있다. 또한, 주사장치 및 탐촉자이송장치의 부피를 최소화함으로써, 폭이 좁은 공간(약 70㎜이하)에서도 자동 원격 비파괴검사가 가능하다. 한편, 이송기에 카메라를 부착하여 검사위치를 정확히 관측하면서 검사를 수행할 수 있어, 정확한 검사가 이루어질 수 있다.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 실용신안등록청구범위에서 청구하는 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시 할 수 있는 다양한 형태의 변형례들을모두 포함한다.

Claims (8)

1. 용접부 등의 이상유무를 비파괴 검사하는 비파괴 검사장치에 있어서,

   용접부의 이상유무를 비파괴 검사하는 탐촉자;

   상기 탐촉자를 소정의 검사위치로 이동시키는 탐촉자이송장치;

   상기 탐촉자이송장치를 고정지지하며, 상기 탐촉자 및 상기 탐촉자 이송장치를 용접부 등의 검사위치에 밀착고정시키는 밀착장치;

   상기 밀착장치의 위치를 조절하는 위치조절장치; 및

   상기 탐촉자이송장치, 상기 밀착장치 및 상기 위치조절장치의 위치 및 작동을 제어하는 제어기를 포함하여, 접근이 곤란하거나 불가능한 위치에 존재하는 비자성체인 피검사물의 이상유무를 원격자동으로 비파괴 검사하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 탐촉자이송장치는

   탐촉자를 고정지지하는 이송기;

   상기 이송기를 고정지지하는 이송벨트;

   상기 이송벨트의 이동을 안내하는 이송가이드; 및

   상기 이송벨트를 이동시키는 동력을 발생하는 이송모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 이송모터의 반대편에 설치되어 이송벨트의 회동을 가이드하는 가이드롤러; 및

   상기 이송기의 이동거리를 감지하여 상기 이송모터의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 광센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치
4. 제1항에 있어서, 상기 밀착장치는

   피검사물의 검사위치에 상기 탐촉자를 위치시키기 위하여, 후면으로 유체를 배출하여 전후면에 압력차를 발생시키는 임펠러; 및

   상기 임펠러의 구동력을 발생시키는 임펠러모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 임펠퍼모터의 구동력을 상기 임펠러로 전달하는 수단으로서 베벨기어를 포함하여, 상기 밀착장치의 부피를 최소화하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 밀착장치의 배면에

   상기 밀착장치를 피검사물에 흡착시키기 위한 흡착판; 및

   상기 흡착판 사이에 유체가 배면으로 흐르게 하는 유체채널을 더 포함하는것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 위치조절장치는

   상기 밀착장치를 고정지지하는 고정수단을 포함하며, 상기 밀착장치의 상하 위치를 조절하는 윈치; 및

   상기 밀착장치의 고정수단의 일측에 부착되어 상기 일측의 길이를 조절함으로써 상기 밀착장치의 수평도를 유지하는 편심조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   피검사물의 검사위치를 관측할 수 있는 카메라를 더 포함하여, 검사위치를 육안으로 관측하면서 비파괴 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치.