特開 2022-146644 配管溶接部の検査方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022146644

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】配管溶接部の検査方法および装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/02 20060101AFI20220928BHJP

   G01M 3/12 20060101ALI20220928BHJP

   G01M 3/28 20060101ALI20220928BHJP

【ＦＩ】

G01M3/02 C

G01M3/12

G01M3/28 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021047718

(22)【出願日】2021-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】日並 一幸

【テーマコード（参考）】

2G067

【Ｆターム（参考）】

2G067AA16

2G067BB04

2G067BB26

2G067BB34

2G067DD02

2G067DD27

2G067EE08

(57)【要約】

【課題】配管溶接部の検査方法および装置において、装置の簡素化を図る。
【解決手段】第１配管の端面と第２配管の端面との間にリング形状をなすシール部を介して接合された配管の溶接部を検査する配管溶接部の検査方法において、シール部と溶接部との間の空間部に検査用気体を供給する工程と、空間部の圧力の変動に応じて溶接部の欠陥を検出する工程と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１配管の端面と第２配管の端面との間にリング形状をなすシール部を介して接合された配管の溶接部を検査する配管溶接部の検査方法において、
前記シール部と前記溶接部との間の空間部に検査用気体を供給する工程と、
前記空間部の圧力の変動に応じて前記溶接部の欠陥を検出する工程と、
を有する配管溶接部の検査方法。

【請求項2】

前記シール部は、前記第１配管および前記第２配管の径方向に所定間隔を空けて配置される第１シール部および第２シール部を有し、
まず、前記第１シール部と前記第２シール部との間の第１空間部に前記検査用気体を供給し、前記第１空間部の圧力の変動に応じて前記第１シール部および前記第２シール部の無欠陥を検出し、
次に、前記第１シール部と前記溶接部との間の第２空間部に前記検査用気体を供給し、前記第２空間部の圧力の変動に応じて前記溶接部の欠陥を検出する、
請求項１に記載の配管溶接部の検査方法。

【請求項3】

前記溶接部の欠陥を検出すると、前記溶接部に検出液を塗布し、前記検出液の形態の変化に応じて前記溶接部の欠陥位置を検出する、
請求項１または請求項２に記載の配管溶接部の検査方法。

【請求項4】

遠隔監視用カメラにより前記検出液の形態の変化を視認することで、前記溶接部の欠陥位置を検出する、
請求項３に記載の配管溶接部の検査方法。

【請求項5】

前記検出液が浸透した塗布部材を前記溶接部に押し付けた状態で、前記塗布部材を周方向に移動することで前記溶接部に検出液を塗布する、
請求項３または請求項４に記載の配管溶接部の検査方法。

【請求項6】

前記第１配管および前記第２配管は、原子炉格納容器に設けられるペネトレーションであり、前記原子炉格納容器の外部から機器の遠隔操作により前記溶接部の検査を行う、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の配管溶接部の検査方法。

【請求項7】

前記第１配管と前記第２配管の少なくともいずれか一方に検査用気体を供給する供給ラインを設ける工程を有する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の配管溶接部の検査方法。

【請求項8】

第１配管の端面と第２配管の端面との間にリング形状をなすシール部を介して接合された配管の溶接部を検査する配管溶接部の検査装置において、
前記シール部と前記溶接部との間の空間部に検査用気体を供給する検査用気体供給装置と、
前記空間部の圧力の変動を検出する検出装置と、
前記溶接部に検出液を塗布する検出液塗布装置と、
を備える配管溶接部の検査装置。

【請求項9】

前記検出液の形態の変化を撮影する遠隔監視用カメラが設けられる、
請求項８に記載の配管溶接部の検査装置。

【請求項10】

前記検出液塗布装置は、前記第１配管および前記第２配管の周方向および径方向に移動自在に支持される塗布装置本体と、前記塗布装置本体に設けられて前記検出液を吸水可能な塗布部材と、前記塗布装置本体に対して前記塗布部材を前記溶接部に押圧させる付勢部材とを有する、
請求項８または請求項９に記載の配管溶接部の検査装置。

【請求項11】

溶接ヘッドは、長手方向の一方側に溶接トーチが設けられ、長手方向の他方側に前記検出液塗布装置が設けられる、
請求項１０に記載の配管溶接部の検査装置。

【請求項12】

前記第１配管および前記第２配管は、原子炉格納容器に設けられるペネトレーションである、
請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の配管溶接部の検査装置。

【請求項13】

第１配管の端面と第２配管の端面の接合部の漏えい検査方法であって、
前記第１配管と前記第２配管の少なくともいずれか一方に検査用気体を供給する供給ラインを設ける工程を有する、配管溶接部の検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、例えば、原子炉格納容器のペネトレーションに用いられる配管の溶接部を検査する配管溶接部の検査方法および装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

原子炉格納容器は、多数のペネトレーション（貫通路）が設けられる。例えば、原子炉格納容器の内部に配置される各種の機器の点検や調査などは、ペネトレーションを用いて実施される。ペネトレーションは、複数の配管が接続されて構成される。従来の原子炉格納容器のペネトレーションとしては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－３００８８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的に、ペネトレーションは、複数の配管が溶接により接続されて構成される。この場合、配管の溶接部に対して欠陥の検出検査を実施する必要がある。従来、配管の溶接部における欠陥検出検査は、浸透探傷法により実施していた。ところが、浸透探傷法による配管の溶接部の欠陥検出検査装置を具体化する場合、浸透液塗布装置、現像液塗布装置、清掃装置などが必要となり、装置が大掛かりなものとなってしまうという課題がある。

【0005】

本開示は、上述した課題を解決するものであり、装置の簡素化を図る配管溶接部の検査方法および装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するための本開示の配管溶接部の検査方法は、第１配管の端面と第２配管の端面との間にリング形状をなすシール部を介して接合された配管の溶接部を検査する配管溶接部の検査方法において、前記シール部と前記溶接部との間の空間部に検査用気体を供給する工程と、前記空間部の圧力の変動に応じて前記溶接部の欠陥を検出する工程と、を有する。

【0007】

また、本開示の配管溶接部の検査装置は、第１配管の端面と第２配管の端面との間にリング形状をなすシール部を介して接合された配管の溶接部を検査する配管溶接部の検査装置において、前記シール部と前記溶接部との間の空間部に検査用気体を供給する検査用気体供給装置と、前記空間部の圧力の変動を検出する検出装置と、前記溶接部に検出液を塗布する検出液塗布装置と、前記検出液の形態の変化を撮影する遠隔監視用カメラと、を備える。

【0008】

配管溶接部の検査方法は、第１配管の端面と第２配管の端面の接合部の漏えい検査方法であって、前記第１配管と前記第２配管の少なくともいずれか一方に検査用気体を供給する供給ラインを設ける工程を有する。

【発明の効果】

【0009】

本開示の配管溶接部の検査方法および装置によれば、装置の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本実施形態の配管溶接システムの機能を表すブロック構成図である。

【図2】図２は、溶接装置を表す概略図である。

【図3】図３は、溶接ヘッドを表す斜視図である。

【図4】図４は、溶接ヘッドを表す断面図である。

【図5】図５は、配管の溶接方法および溶接部の検査方法を表すフローチャートである。

【図6】図６は、既設配管に対する接続配管の位置決め状態を表す説明図である。

【図7】図７は、溶接装置の移動状態を表す説明図である。

【図8】図８は、移動装置による接続配管のクランプ状態を表す説明図である。

【図9】図９は、溶接トーチの教示状態および倣い状態を表す説明図である。

【図10】図１０は、既設配管に対する接続配管の溶接状態を表す説明図である。

【図11】図１１は、既設配管と接続配管との間の空間部への窒素ガス供給状態を表す説明図である。

【図12】図１２は、塗布部材の教示状態および倣い状態を表す説明図である。

【図13】図１３は、塗布部材による検出液の塗布状態を表す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

【0012】

＜配管溶接システム＞
図１は、本実施形態の配管溶接システムを表す概略構成図である。

【0013】

本実施形態の配管溶接システムは、原子炉格納容器に設けられるペネトレーションを構成する配管に適用される。ペネトレーションを構成する配管は、高放射線環境下に配置される。そのため、配管溶接システムは、原子炉格納容器の外部から遠隔操作により溶接装置や検査装置などを作動制御可能である。

【0014】

図１に示すように、配管溶接システム１０は、ペネトレーションを構成する既設の既設配管（第１配管）Ｐ１に接続配管（第２配管）Ｐ２を溶接により接合するものである。配管溶接システム１０は、溶接装置１１と、検査装置（配管溶接部の検査装置）１２と、制御装置１３と、操作装置１４と、表示装置１５とを備える。

【0015】

溶接装置１１は、溶接ヘッド２１と、軸方向移動装置２２と、周方向移動装置２３と、径方向移動装置２４とを有する。軸方向移動装置２２は、配管Ｐ１，Ｐ２の内部で、溶接ヘッド２１を配管Ｐ１，Ｐ２の軸方向（長手方向）に沿って移動可能である。周方向移動装置２３は、配管Ｐ１，Ｐ２の内部で、溶接ヘッド２１を配管Ｐ１，Ｐ２の周方向に沿って移動可能である。径方向移動装置２４は、溶接ヘッド２１に設けられ、ヘッド本体２５を配管Ｐ１，Ｐ２の径方向に沿って移動可能である。

【0016】

溶接ヘッド２１は、ヘッド本体２５と、溶接トーチ２６とを有する。ヘッド本体２５は、配管Ｐ１，Ｐ２の径方向に沿って配置され、長手方向の一端部に溶接トーチ２６が装着され、長手方向の他端部に後述する検出液塗布装置３０が装着される。ヘッド本体２５と溶接トーチ２６と検出液塗布装置３０の詳細構造については後述する。

【0017】

検査装置１２は、検出液塗布装置３０と、窒素供給装置（検査用気体供給装置）３１と、第１圧力センサ３２と、第２圧力センサ（検出装置）３３と、カメラ（遠隔監視用カメラ）３４とを有する。既設配管Ｐ１は、軸方向の端部にフランジ部Ｐ１ａが設けられる。接続配管Ｐ２は、軸方向の端部にフランジ部Ｐ２ａが設けられる。既設配管Ｐ１に接続配管Ｐ２を接合するとき、既設配管Ｐ１のフランジ部Ｐ１ａの端面と接続配管Ｐ２のフランジ部Ｐ２ａの端面の間にリング形状をなすシール部（例えば、Ｏリング）Ｓ１，Ｓ２を装着する。第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２は、既設配管Ｐ１および接続配管Ｐ２の径方向所定間隔を空けて配置される。すなわち、第１シール部Ｓ１は、直径が第２シール部Ｓ２の直径よりも小さい。そのため、第１シール部Ｓ１は、既設配管Ｐ１および接続配管Ｐ２の内面側に配置される。第２シール部Ｓ２は、第１シール部Ｓ１より既設配管Ｐ１および接続配管Ｐ２の外面側に配置される。

【0018】

本実施形態では、接続配管Ｐ２のフランジ部Ｐ２ａの端面に２個の周方向溝を形成し、２個の周方向溝にシール部Ｓ１，Ｓ２を装着している。このとき、シール部Ｓ１，Ｓ２は、周方向溝から突出する。なお、既設配管Ｐ１のフランジ部Ｐ１ａの端面に２個の周方向溝を形成し、２個の周方向溝にシール部Ｓ１，Ｓ２を装着してもよい。

【0019】

接続配管Ｐ２は、フランジ部Ｐ２ａの端面が既設配管Ｐ１のフランジ部Ｐ１ａの端面に密着するように位置決めされ、クランプされる。このとき、第１シール部Ｓ１および第２シール部Ｓ２は、接続配管Ｐ２のフランジ部Ｐ２ａの端面と既設配管Ｐ１のフランジ部Ｐ１ａの端面との間で押しつぶされることでシール機能が確保される。このとき、接続配管Ｐ２のフランジ部Ｐ２ａの端面と既設配管Ｐ１のフランジ部Ｐ１ａの端面との間で、第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２との間に第１空間部Ｒ１が形成される。また、第１シール部Ｓ１と溶接部Ｂとの間に第２空間部Ｒ２が形成される。

【0020】

窒素供給装置３１は、第１空間部Ｒ１と第２空間部Ｒ２に対して検査用気体である窒素を供給可能である。なお、検査用気体は、窒素に限定されるものではなく、他の不活性ガスや空気であってもよい。第１圧力センサ３２は、窒素供給装置３１により窒素が供給された第１空間部Ｒ１の圧力を計測する。第２圧力センサ３３は、窒素供給装置３１により窒素が供給された第２空間部Ｒ２の圧力を計測する。検査装置１２は、第１圧力センサ３２が計測した第１空間部Ｒ１の圧力変動に基づいてシール部Ｓ１，シール部Ｓ２のシール性能（欠陥または無欠陥）を検出する。また、検査装置１２は、第２圧力センサ３３が計測した第２空間部Ｒ２の圧力変動に基づいて溶接部Ｂの欠陥を検出する。

【0021】

溶接ヘッド２１のヘッド本体２５に装着された検出液塗布装置３０は、溶接部Ｂに対して検出液を塗布する。検出液は、例えば、スヌーブ（商品名／スウェージロック社）が好ましい。カメラ３４は、溶接部Ｂに塗布された検出液の形態の変化を撮影可能である。作業者は、カメラ３４の画像から、溶接部Ｂに塗布された検出液の形態の変化に基づいて溶接部Ｂにおける欠陥の位置を特定する。

【0022】

制御装置１３は、溶接装置１１と検査装置１２に接続される。制御装置１３は、溶接装置１１および検査装置１２を作動制御可能である。

【0023】

操作装置１４は、制御装置１３に接続される。作業者は、操作装置１４を用いて各種の指令信号を制御装置１３に入力可能である。表示装置１５は、制御装置１３に接続される。表示装置１５は、制御装置１３を介して溶接装置１１による溶接状態や検査装置１２による検査状態を表示可能である。また、表示装置１５は、検査装置１２による検査結果を表示可能である。

【0024】

なお、操作装置１４と表示装置１５を一体に設けてもよい。制御装置１３により溶接装置１１と検査装置１２と表示装置１５を作動制御可能としたが、溶接装置１１と検査装置１２と表示装置１５を異なる制御装置により作動制御可能としてもよい。

【0025】

＜溶接装置＞
図２は、溶接装置を表す概略図である。

【0026】

図１および図２に示すように、溶接装置１１は、溶接ヘッド２１と軸方向移動装置２２と周方向移動装置２３と径方向移動装置２４に加えて、装置本体５１と、移動装置５２と、ガイド筒５３と、クランプ装置５４と、作動軸５５とを有する。装置本体５１は、前後に移動装置５２としての走行体が設けられ、移動装置５２により前進および後退が可能であり、左右にも移動可能である。装置本体５１は、前部にガイド筒５３が固定される。装置本体５１は、ガイド筒５３の外側に複数のクランプ装置５４が配置される。クランプ装置５４は、接続配管Ｐ２をクランプ可能である。

【0027】

作動軸５５は、装置本体５１の中心部に前後方向に沿って配置される。作動軸５５は、装置本体５１に回転自在であると共に、軸方向に移動自在に支持される。作動軸５５は、先端部に溶接ヘッド２１が装着される。溶接ヘッド２１は、ガイド筒５３の内部に位置する。軸方向移動装置２２と周方向移動装置２３は、装置本体５１に搭載される。軸方向移動装置２２は、作動軸５５を介して溶接ヘッド２１を軸方向に移動可能である。周方向移動装置２３は、作動軸５５を介して溶接ヘッド２１を周方向に移動可能である。径方向移動装置２４は、溶接ヘッド２１に搭載される。径方向移動装置２４は、作動軸５５に対してヘッド本体２５を径方向に移動可能である。

【0028】

＜溶接ヘッド＞
図３は、溶接ヘッドを表す斜視図、図４は、溶接ヘッドを表す断面図である。

【0029】

図３および図４に示すように、溶接ヘッド２１は、作動軸５５の先端部に装着される。作動軸５５は、先端部に直交するように取付ベース６１が固定され、取付ベース６１にスライド装置６２を介して支持ベース６３が連結される。スライド装置６２は、ケース６２ａと、ねじ軸６２ｂと、移動体６２ｃと、駆動装置６２ｄと、歯車機構６２ｅを有する。ケース６２ａは、取付ベース６１に固定される。ねじ軸６２ｂは、ケース６２ａの内部に回転自在に支持される。移動体６２ｃは、ねじ軸６２ｂが螺合し、ねじ軸６２ｂの軸方向に沿って移動自在に支持される。駆動装置６２ｄは、歯車機構６２ｅを介してねじ軸６２ｂを駆動回転可能である。そして、支持ベース６３は、移動体６２ｃが固定されると共に、ヘッド本体２５が固定される。

【0030】

そのため、駆動装置６２ｄを駆動すると、駆動力が歯車機構６２ｅを介してねじ軸６２ｂに伝達され、ねじ軸６２ｂが駆動回転する。ねじ軸６２ｂが回転すると、ねじ軸６２ｂに螺合する移動体６２ｃが軸方向に沿って移動し、移動体６２ｃに支持ベース６３を介して連結されたヘッド本体２５を移動することができる。ここで、径方向移動装置２４は、スライド装置６２などにより構成される。

【0031】

ヘッド本体２５は、下部にねじ軸６４が回動自在に支持され、ねじ軸６４は、下端部に駆動歯車６５が一体回転可能に連結される。また、取付ベース６１は、駆動装置６６が配置される。駆動装置６６は、減速機（図示略）を介して駆動歯車６５を駆動回転可能である。また、ヘッド本体２５は、下部に溶接トーチ２６が装着されると共に、側部にワイヤノズル６７が装着される。

【0032】

ヘッド本体２５は、移動軸６８が回転不能で、且つ、軸方向に沿って移動自在に支持される。移動軸６８は、下部にねじ軸６４の上部が螺合し、上部にピストン６９が連結される。ヘッド本体２５は、上部にシリンダ部７０が設けられる。ピストン６９は、シリンダ部７０の内部に配置され、移動自在に支持される。シリンダ部７０は、内部に検出液が充填される。シリンダ部７０は、上部に検出液塗布装置３０が装着される。検出液塗布装置３０は、塗布装置本体７１と、塗布部材７２と、圧縮コイルばね（付勢部材）７３とを有する。塗布装置本体７１は、シリンダ部７０の上部に移動自在に支持される。塗布部材７２は、塗布装置本体７１の先端部に固定される。塗布部材７２は、検出液を吸水可能なフェルトやスポンジなどである。圧縮コイルばね７３は、シリンダ部７０と塗布装置本体７１との間に配置され、シリンダ部７０に対して塗布装置本体７１が離間する方向、つまり、塗布部材７２が溶接部Ｂ（図１参照）押圧する方向に付勢力を作用させる。また、シリンダ部７０と塗布部材７２との間に連通路７４が設けられ、連通路７４にチェック弁７５が設けられる。チェック弁７５は、シリンダ部７０からの検出液の漏洩を防止する。

【0033】

そのため、ヘッド本体２５が移動すると、溶接トーチ２６および検出液塗布装置３０を既設配管Ｐ１および接続配管Ｐ２の径方向に移動することができる。また、駆動装置６６を駆動すると、駆動力が駆動歯車６５に伝達され、駆動歯車６５およびねじ軸６４が一方方向に回転する。すると、ねじ軸６４に螺合する移動軸６８が上昇し、ピストン６９がシリンダ部７０を上昇し、内部に充填された検出液を昇圧する。そのため、検出液が連通路７４およびチェック弁７５を通して塗布部材７２に供給される。一方、ねじ軸６４が他方方向に回転すると、ねじ軸６４に螺合する移動軸６８が下降し、ピストン６９がシリンダ部７０を下降する。このとき、チェック弁７５の機能を無効化することで、シリンダ部７０の内部の圧力の低下を防止する。

【0034】

なお、溶接ヘッド２１は、溶接トーチ２６の近傍に溶接カメラ７６が配置される。また、溶接ヘッド２１は、塗布装置本体７１の近傍に位置してカメラ３４と照明７７が配置される。

【0035】

＜配管の溶接方法および溶接部の検査方法＞
図５は、配管の溶接方法および溶接部の検査方法を表すフローチャート、図６は、既設配管に対する接続配管の位置決め状態を表す説明図、図７は、溶接装置の移動状態を表す説明図、図８は、移動装置による接続配管のクランプ状態を表す説明図、図９は、溶接トーチの教示状態および倣い状態を表す説明図、図１０は、既設配管に対する接続配管の溶接状態を表す説明図、図１１は、既設配管と接続配管との間の空間部への窒素ガス供給状態を表す説明図、図１２は、塗布部材の教示状態および倣い状態を表す説明図、図１３は、塗布部材による検出液の塗布状態を表す説明図である。

【0036】

本実施形態の配管溶接部の検査方法は、第１シール部Ｓ１と溶接部Ｂとの間の第２空間部Ｒ２に窒素を供給する工程と、第２空間部Ｒ２の圧力の変動に応じて溶接部Ｂの欠陥を検出する工程とを有する。

【0037】

図５および図６に示すように、ステップＳ１１にて、既設配管Ｐ１に接続配管Ｐ２を位置決めし、複数のクランプ８１により仮固定する。このとき、既設配管Ｐ１のフランジ部Ｐ１ａの端面と接続配管Ｐ２のフランジ部Ｐ２ａの端面の間にシール部Ｓ１，Ｓ２を装着する。図５および図７に示すように、ステップＳ１２にて、作業配管１００の内部に配置された溶接装置１１を前進させ、接続配管Ｐ２に接近させる。ステップＳ１３にて、溶接装置１１の位置調整を行い、複数のクランプ装置５４が接続配管Ｐ２をクランプできるように位置合わせする。

【0038】

図５および図８に示すように、ステップＳ１４にて、溶接装置１１により接続配管Ｐ２をクランプする。すなわち、クランプ装置５４が接続配管Ｐ２のフランジ部をクランプすると共に、接続配管Ｐ２をガイド筒５３の端部に押し付ける。既設配管Ｐ１および接続配管Ｐ２に対して溶接装置１１が位置決めされると、図５および図９に示すように、ステップＳ１５にて、溶接ヘッド２１のヘッド本体２５を軸方向および径方向に移動することで、溶接トーチ２６の先端部を既設配管Ｐ１と接続配管Ｐ２との開先部に接近させる。そして、溶接トーチ２６を周方向に移動して教示を行い、必要に応じて溶接ヘッド２１の軸方向の位置を調整する。ステップＳ１６にて、ヘッド本体２５を周方向に沿って移動することで、溶接トーチ２６の倣い確認を行う。

【0039】

図５および図１０に示すように、ステップＳ１７にて、ヘッド本体２５を周方向に沿って移動することで、溶接トーチ２６により既設配管Ｐ１に接続配管Ｐ２を溶接する。すると、既設配管Ｐ１と接続配管Ｐ２とが接合された内周面に周方向に連続する溶接部Ｂが形成される。この場合、溶接部個の溶接ビードは、１層でもよいし、複数層でもよい。

【0040】

図５および図１１に示すように、ステップＳ１８以降で、既設配管Ｐ１と接続配管Ｐ２とが接続された空間部Ｒ１，Ｒ２に窒素を供給し、シール検査およびリーク検査を実施する。この場合、空間部Ｒ１，Ｒ２は、窒素供給装置３１が接続される。窒素供給装置３１は、図示しない配電盤およびその近傍に配置され、操作装置１４により作動可能である。

【0041】

既設配管Ｐ１と接続配管Ｐ２とは、各フランジ部Ｐ１ａ，Ｐ２ａの端面の間に第１シール部Ｓ１および第２シール部Ｓ２が装着され、内周面に溶接部Ｂが形成される。そのため、既設配管Ｐ１および接続配管Ｐ２は、各フランジ部Ｐ１ａ，Ｐ２ａの端面の間で、第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２との間に第１空間部Ｒ１が形成されると共に、第１シール部Ｓ１と溶接部Ｂとの間に第２空間部Ｒ２が形成される。

【0042】

接続配管Ｐ２は、第１空間部Ｒ１に連通する第１ポート９１と、第２空間部Ｒ２に連通する第２ポート９２が設けられる。第１ポート９１は、配電盤から延びた第１供給ライン９３の一端部が接続される。第２ポート９２は、配電盤から延びた第２供給ライン９４の一端部が接続される。なお、第１空間部Ｒ１と第１ポート９１とは、第１供給路９３ａにより連通され、第２空間部Ｒ２と第２ポート９５とは、第２供給路９４ａにより連通される。第１供給ライン９３は、第１開閉弁９５が設けられ、第２供給ライン９４は、第２開閉弁９６が設けられる。開閉弁９５，９６は、電磁弁である。第１供給ライン９３および第２供給ライン９４は、それぞれの他端部が窒素供給源９７に接続される。また、第１供給ライン９３は、第１圧力センサ３２が設けられ、第２供給ライン９４は、第２圧力センサ３３が設けられる。第１圧力センサ３２は、第１供給ライン９３を通して第１空間部Ｒ１の圧力を計測する。第２圧力センサ３３は、第２供給ライン９４を通して第２空間部Ｒ２の圧力を計測する。なお、圧力センサ３２，３３、開閉弁９５，９６は、配電盤に設けられる。また、窒素供給源９７は、窒素ボンベであり、配電盤の近傍に設けられる。

【0043】

ステップＳ１８にて、第１空間部Ｒ１に窒素を供給する。すなわち、第１開閉弁９５を開放し、第２開閉弁９６を閉止する。すると、窒素供給源９７の窒素が第１供給ライン９３を通して第１ポート９１に供給され、第１ポート９１から第１空間部Ｒ１に窒素が供給される。ステップＳ１９にて、シール部Ｓ１，Ｓ２のシール検査を行う。第１シールＳ１および第２シールＳ２に欠陥がなくシール性能が確保されていれば、第１空間部Ｒ１から窒素がほとんど漏れることがなく、圧力が上昇する。第１圧力センサ３２は、第１供給ライン９３を通して第１空間部Ｒ１における窒素の圧力を計測し、制御装置１３（図１参照）に出力する。制御装置１３は、第１空間部Ｒ１の圧力を表示装置１５に表示する。作業者は、表示装置１５から第１供給ライン９３における窒素の圧力に変動がないことを確認し、第１シールＳ１および第２シールＳ２が健全であると判定する。

【0044】

第１シールＳ１および第２シールＳ２が健全であると判定されると、ステップＳ２０にて、第２空間部Ｒ２に窒素を供給する。すなわち、第１開閉弁９５を閉止し、第２開閉弁９６を開放する。すると、窒素供給源９７の窒素が第２供給ライン９４を通して第２ポート９２に供給され、第２ポート９２から第２空間部Ｒ２に窒素が供給される。ステップＳ２１にて、溶接部Ｂのリーク検査を行う。溶接部Ｂに欠陥がなければ、第２空間部Ｒ２から窒素がほとんど漏れることがなく、圧力が上昇する。第２圧力センサ３３は、第２供給ライン９４を通して第２空間部Ｒ２における窒素の圧力を計測し、制御装置１３（図１参照）に出力する。制御装置１３は、第２空間部Ｒ２の圧力を表示装置１５に表示する。作業者は、表示装置１５から第２供給ライン９４における窒素の圧力に変動がないことを確認し、溶接部Ｂに欠陥がなく健全であると判定する。

【0045】

ステップＳ２２にて、溶接部Ｂにリークがあったかどうかを判定する。ここで、溶接部Ｂに欠陥がなくリークしていないと判定（Ｎｏ）されると、溶接検査作業を終了する。一方、溶接部Ｂに欠陥があってリークしていると判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ２３に移行する。図５および図１２に示すように、ステップＳ２３にて、溶接ヘッド２１のヘッド本体２５を軸方向および径方向に移動することで、検出液塗布装置３０の塗布部材７２を既設配管Ｐ１と接続配管Ｐ２との溶接部Ｂに接近させる。そして、塗布部材７２を周方向に移動して教示を行い、必要に応じての塗布部材７２の軸方向の位置を調整する。ステップＳ２４にて、ヘッド本体２５を周方向に沿って移動することで、塗布部材７２の倣い確認を行う。

【0046】

図５および図１３に示すように、ステップＳ２５にて、検出液塗布装置３０により溶接部Ｂに検出液を塗布する。すなわち、径方向移動装置２４によりヘッド本体２５を径方向に移動することで、塗布部材７２を溶接部Ｂに押し付ける。そして、ピストン６９を上昇させることで、シリンダ部７０の内部にある検出液を塗布部材７２に供給する。同時に、周方向移動装置２３によりヘッド本体２５を周方向に沿って移動することで、塗布部材７２を溶接部Ｂに押し付けたままで、塗布部材７２を溶接部Ｂに沿って移動する。すると、塗布部材７２により溶接部Ｂに検出液が塗布される。

【0047】

ステップＳ２６にて、溶接欠陥位置を検出する。カメラ３４は、塗布部材７２が溶接部Ｂに沿って移動することで検出液が塗布された溶接部Ｂを撮影している。図１に示すように、制御装置１３は、カメラ３４が撮影した映像を表示装置１５に表示する。作業者は、表示装置１５を見ながら、検出液の形態の変化に応じて溶接部Ｂの欠陥位置を検出する。第２空間部Ｒ２は、窒素の供給により圧力が上昇していることから、溶接部Ｂに欠陥があると、第２空間部Ｒ２の窒素は、溶接部Ｂの欠陥から漏洩する。窒素が溶接部Ｂの欠陥から漏洩すると、溶接部Ｂに塗布された検出液が泡状に変化する。そのため、作業者は、溶接部Ｂに塗布された検出液が泡状に変化した位置を溶接欠陥位置に特定する。なお、溶接部Ｂに塗布された検出液の形態変化による溶接欠陥位置の特定処理を自動化してもよい。

【0048】

溶接部Ｂにおける溶接欠陥位置が特定されると、図５に示すように、ステップＳ２７にて、溶接部Ｂにおける溶接欠陥位置を再溶接する。その後、ステップＳ２１に戻り、溶接部Ｂのリーク検査を行う。

【0049】

［本実施形態の作用効果］
第１の態様に係る配管溶接部の検査方法は、既設配管（第１配管）Ｐ１の端面と接続配管（第２配管）Ｐ２の端面との間にリング形状をなす第１シール部Ｓ１を介して接合された配管の溶接部Ｂを検査する配管溶接部の検査方法において、シール部Ｓ１と溶接部Ｂとの間の第２空間部Ｒ２に窒素（検査用気体）を供給する工程と、第２空間部Ｒ２の圧力の変動に応じて溶接部Ｂの欠陥を検出する工程とを有する。

【0050】

第１の態様に係る配管溶接部の検査方法によれば、シール部Ｓ１と溶接部Ｂとの間の第２空間部Ｒ２に窒素を供給し、第２空間部Ｒ２の圧力の変動を検出するだけで、溶接部Ｂの欠陥を検出することができ、装置の簡素化を図ることができる。

【0051】

第２の態様に係る配管溶接部の検査方法は、既設配管Ｐ１および接続配管Ｐ２の径方向に所定間隔を空けて配置される第１シール部Ｓ１および第２シール部Ｓ２を設け、まず、第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２との間の第１空間部Ｒ１に窒素を供給し、第１空間部Ｒ１の圧力の変動に応じて第１シール部Ｓ１および第２シール部Ｓ２の無欠陥を検出し、次に、第１シール部Ｓ１と溶接部Ｂとの間の第２空間部Ｒ２に窒素を供給し、第２空間部Ｒ２の圧力の変動に応じて溶接部Ｂの欠陥を検出する。これにより、第１シール部Ｓ１および第２シール部Ｓ２の無欠陥を検出した後に溶接部Ｂの欠陥を検出することとなり、検出精度を向上することができる。

【0052】

第３の態様に係る配管溶接部の検査方法は、溶接部Ｂの欠陥を検出すると、溶接部Ｂに検出液を塗布し、検出液の形態の変化に応じて溶接部Ｂの欠陥位置を検出する。これにより、溶接部Ｂに塗布した検出液の形態の変化を確認することで、溶接欠陥位置を高精度に特定することができる。

【0053】

第４の態様に係る配管溶接部の検査方法は、カメラ（遠隔監視用カメラ）３４により検出液の形態の変化を視認することで、溶接部Ｂの欠陥位置を検出する。これにより、溶接部Ｂに塗布した検出液の形態の変化をカメラ３４の撮影画像により視認することで、溶接欠陥位置を容易に特定することができる。

【0054】

第５の態様に係る配管溶接部の検査方法は、検出液が浸透した塗布部材７２を溶接部Ｂに押し付けた状態で、塗布部材７２を周方向に移動することで溶接部Ｂに検出液を塗布する。これにより、溶接部Ｂに対して検出液を適切に塗布することができる。

【0055】

第６の態様に係る配管溶接部の検査方法は、既設配管Ｐ１および接続配管Ｐ２は、原子炉格納容器に設けられるペネトレーションであり、原子炉格納容器の外部から機器の遠隔操作により溶接部Ｂの検査を行う。これにより、高放射線環境下であっても、安全にペネトレーションの検査を実施することができる。

【0056】

第７の態様に係る配管溶接部の検査装置は、既設配管Ｐ１の端面と接続配管Ｐ２の端面との間にリング形状をなす第１シール部Ｓ１を介して接合された配管の溶接部Ｂを検査する配管溶接部の検査装置において、第１シール部Ｓ１と溶接部Ｂとの間の第２空間部Ｒ２に窒素を供給する窒素供給装置（検査用気体供給装置）３１と、第２空間部Ｒ２の圧力の変動を検出する第２圧力センサ（検出装置）３３と、溶接部Ｂに検出液を塗布する検出液塗布装置３０とを備える。

【0057】

第８の態様に係る配管溶接部の検査装置は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２の少なくともいずれか一方に窒素を供給する供給ラインとしての第１供給路９３ａおよび第２供給路９４ａを設ける工程を有する。これにより、第１供給路９３ａおよび第２供給路９４ａにより第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２の接合部に適正に窒素を供給することができる。

【0058】

第９の態様に係る配管溶接部の検査装置によれば、窒素供給装置３１によりシール部Ｓ１と溶接部Ｂとの間の第２空間部Ｒ２に窒素を供給し、第２圧力センサ３３により第２空間部Ｒ２の圧力の変動を検出することで、溶接部Ｂの欠陥を検出することができる。また、検出液塗布装置３０により溶接部Ｂに検出液を塗布し、検出液の形態の変化を撮影して確認することで、溶接欠陥位置を特定することができる。その結果、装置の簡素化を図ることができる。

【0059】

第１０の態様に係る配管溶接部の検査装置は、検出液の形態の変化を撮影するカメラ（遠隔監視用カメラ）３４が設けられる。これにより、カメラ３４により検出液の形態の変化を撮影して確認することで、溶接欠陥位置を特定することができる。

【0060】

第９の態様に係る配管溶接部の検査装置は、検出液塗布装置３０は、既設配管Ｐ１および接続配管Ｐ２の周方向および径方向に移動自在に支持される塗布装置本体７１と、塗布装置本体７１に設けられて検出液を吸水可能な塗布部材７２と、塗布装置本体７１に対して塗布部材７２を溶接部Ｂに押圧させる圧縮コイルばね（付勢部材）７３とを有する。これにより、塗布装置本体７１に対して圧縮コイルばねにより塗布部材７２を溶接部Ｂに押圧させることで、溶接部Ｂに検出液を適切に塗布することができる。

【0061】

第１１の態様に係る配管溶接部の検査装置は、溶接ヘッド２１は、ヘッド本体２５の長手方向の一方側に溶接トーチ２６が設けられ、ヘッド本体２５の長手方向の他方側に検出液塗布装置３０が設けられる。これにより、既設配管Ｐ１に対する接続配管Ｐ２の溶接作業と溶接部Ｂの検査作業を効率良く実施することができる。

【0062】

第１２の態様に係る配管溶接部の検査装置は、既設配管Ｐ１および接続配管Ｐ２は、原子炉格納容器に設けられるペネトレーションである。これにより、高放射線環境下であっても、安全にペネトレーションの検査を実施することができる。

【0063】

なお、上述した実施形態では、検査装置１２を溶接装置１１の溶接ヘッド２１に配置したが、検査装置１２を溶接装置１１とは別体に配置してもよい。

【符号の説明】

【0064】

１０ 配管溶接システム
１１ 溶接装置
１２ 検査装置（配管溶接部の検査装置）
１３ 制御装置
１４ 操作装置
１５ 表示装置
２１ 溶接ヘッド
２２ 軸方向移動装置
２３ 周方向移動装置
２４ 径方向移動装置
２５ ヘッド本体
２６ 溶接トーチ
３０ 検出液塗布装置
３１ 窒素供給装置（検査用気体供給装置）
３２ 第１圧力センサ
３３ 第２圧力センサ（配管溶接部の検査装置）
３４ カメラ（遠隔監視用カメラ、配管溶接部の検査装置）
５１ 装置本体
５２ 移動装置
５３ ガイド筒
５４ クランプ装置
５５ 作動軸
６１ 取付ベース
６２ スライド装置
６３ 支持ベース
６４ ねじ軸
６５ 駆動歯車
６６ 駆動装置
６７ ワイヤノズル
６８ 移動軸
６９ ピストン
７０ シリンダ部
７１ 塗布装置本体
７２ 塗布部材
７３ 圧縮コイルばね（付勢部材）
７４ 連通路
７５ チェック弁
７６ 溶接カメラ
７７ 照明
８１ クランプ
９１ 第１ポート
９２ 第２ポート
９３ 第１供給ライン
９３ａ 第１供給路
９４ 第２供給ライン
９４ａ 第２供給路
９５ 第１開閉弁
９６ 第２開閉弁
９７ 窒素供給源
１００ 作業配管
Ｐ１ 既設配管（第１配管）
Ｐ２ 接続配管（第２配管）
Ｐ１ａ，Ｐ２ａ フランジ部
Ｓ１ 第１シール部
Ｓ２ 第２シール部
Ｒ１ 第１空間部
Ｒ２ 第２空間部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】