JP2000258403A - 管内挿型超音波探触子モジュール - Google Patents
管内挿型超音波探触子モジュールInfo
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
-
- G—PHYSICS
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/269—Various geometry objects
- G01N2291/2695—Bottles, containers
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 曲管部の通過性に優れ、調心ずれによる探触
不具合が少ない管内挿型超音波探触子モジュールを提供
する。 【解決手段】 管の欠陥を管内より探傷するために、管
内に挿入される本体１を軸の周りに回転可能に構成し、
該回転軸αを管軸βに沿わせて本体１を回転軸方向Ｂに
移動させる管内挿型超音波探触子モジュールにおいて、
前記本体１に複数の超音波探触子３，４ａ，４ｂ，５
ａ，５ｂを回転方向Ｃに角度をずらせ同一円周に臨ませ
て配置した。
不具合が少ない管内挿型超音波探触子モジュールを提供
する。 【解決手段】 管の欠陥を管内より探傷するために、管
内に挿入される本体１を軸の周りに回転可能に構成し、
該回転軸αを管軸βに沿わせて本体１を回転軸方向Ｂに
移動させる管内挿型超音波探触子モジュールにおいて、
前記本体１に複数の超音波探触子３，４ａ，４ｂ，５
ａ，５ｂを回転方向Ｃに角度をずらせ同一円周に臨ませ
て配置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管の欠陥を管内よ
り探傷する管内挿型超音波探触子モジュールに係り、特
に、曲管部の通過性に優れ、調心ずれによる探傷不具合
が少ない管内挿型超音波探触子モジュールに関するもの
である。
り探傷する管内挿型超音波探触子モジュールに係り、特
に、曲管部の通過性に優れ、調心ずれによる探傷不具合
が少ない管内挿型超音波探触子モジュールに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ボイラ管等の管の欠陥、例えば、付着金
物溶接部に発生する亀裂や肉厚異常を検査する装置とし
て、超音波探傷の技術を利用した探傷装置が知られてい
る。超音波探傷は、対象物からの超音波反射の変化から
欠陥を検出するもので、水等の接触媒質を介して対象物
に超音波を入射させる必要がある。そこで、この探傷装
置では、ボイラ管等の検査対象の管には水等の接触媒質
を満たし、この管内で管内挿型超音波探触子モジュール
（以下、単に探触子モジュール）を移動させて配管経路
に沿った検査を行うようになっている。
物溶接部に発生する亀裂や肉厚異常を検査する装置とし
て、超音波探傷の技術を利用した探傷装置が知られてい
る。超音波探傷は、対象物からの超音波反射の変化から
欠陥を検出するもので、水等の接触媒質を介して対象物
に超音波を入射させる必要がある。そこで、この探傷装
置では、ボイラ管等の検査対象の管には水等の接触媒質
を満たし、この管内で管内挿型超音波探触子モジュール
（以下、単に探触子モジュール）を移動させて配管経路
に沿った検査を行うようになっている。
【０００３】探触子モジュールは、超音波探触子を搭載
して管内に挿入される本体を回転可能に構成したもの
で、この本体の回転軸を管軸に沿わせて本体を回転軸方
向に移動させるようになっている。
して管内に挿入される本体を回転可能に構成したもの
で、この本体の回転軸を管軸に沿わせて本体を回転軸方
向に移動させるようになっている。
【０００４】ところで、管の欠陥は、主に肉厚の欠陥
（肉厚が減ったもの等）、管周方向の欠陥（亀裂が周方
向に広がったもの等）、管軸方向の欠陥（亀裂が軸方向
に広がったもの等）があり、それぞれの欠陥に適した超
音波探触子の形態（入反射角度など）がある。そこで、
各欠陥を一回の探触子モジュール挿入で探傷するため
に、本体に複数の超音波探触子を搭載し、それぞれの超
音波探触子を管に対して適切な姿勢となるよう配置した
探触子モジュールが考えられている。
（肉厚が減ったもの等）、管周方向の欠陥（亀裂が周方
向に広がったもの等）、管軸方向の欠陥（亀裂が軸方向
に広がったもの等）があり、それぞれの欠陥に適した超
音波探触子の形態（入反射角度など）がある。そこで、
各欠陥を一回の探触子モジュール挿入で探傷するため
に、本体に複数の超音波探触子を搭載し、それぞれの超
音波探触子を管に対して適切な姿勢となるよう配置した
探触子モジュールが考えられている。
【０００５】このような探触子モジュールでは、回転及
び移動中に各超音波探触子を管に対して適切な姿勢に保
持するために、本体の回転軸が管軸上に維持されなくて
はならない。即ち、調心性が要求される。調心がずれる
と、管に対する超音波の入射角が不適切になるため探傷
性能が低下したり、探傷不能になったりする。これと同
時に、探触子モジュールでは、配管経路には多数の曲管
部があるため、曲管部での通過を容易にしなければなら
ない。
び移動中に各超音波探触子を管に対して適切な姿勢に保
持するために、本体の回転軸が管軸上に維持されなくて
はならない。即ち、調心性が要求される。調心がずれる
と、管に対する超音波の入射角が不適切になるため探傷
性能が低下したり、探傷不能になったりする。これと同
時に、探触子モジュールでは、配管経路には多数の曲管
部があるため、曲管部での通過を容易にしなければなら
ない。
【０００６】調心性の向上を図るためには、本体の周囲
に適度な剛性及び可撓性を有する調心治具が設けられ
る。この調心治具は、直管部における調心性だけを得る
ならば、ある程度の剛性を有し、管の内径と同程度の径
とすることができる。しかし、曲管部における通過性を
考慮すると、かなりの可撓性を有するか、管の内径より
小さい径とすることが必要である。このように、調心性
と曲管部の通過性とは相反する要求であり、曲管部の通
過性をよくするために、調心性はある程度犠牲にせざる
を得ない。つまり、調心治具を用いても調心ずれが完璧
になくなるわけではなく、多少の調心ずれが生じる。従
って、多少の調心ずれがあっても探傷不具合が起きない
ような方策が望まれる。
に適度な剛性及び可撓性を有する調心治具が設けられ
る。この調心治具は、直管部における調心性だけを得る
ならば、ある程度の剛性を有し、管の内径と同程度の径
とすることができる。しかし、曲管部における通過性を
考慮すると、かなりの可撓性を有するか、管の内径より
小さい径とすることが必要である。このように、調心性
と曲管部の通過性とは相反する要求であり、曲管部の通
過性をよくするために、調心性はある程度犠牲にせざる
を得ない。つまり、調心治具を用いても調心ずれが完璧
になくなるわけではなく、多少の調心ずれが生じる。従
って、多少の調心ずれがあっても探傷不具合が起きない
ような方策が望まれる。
【０００７】また、曲管部の通過性をよくするには、本
体の長さ（回転軸方向）を極力抑えなければならない
が、複数の超音波探触子を搭載するものは、それだけ本
体が大きくなるので、本体の長さを抑えるために特に配
慮を要する。
体の長さ（回転軸方向）を極力抑えなければならない
が、複数の超音波探触子を搭載するものは、それだけ本
体が大きくなるので、本体の長さを抑えるために特に配
慮を要する。
【０００８】特開平５−２８８７３５号公報に記載され
た探触子モジュールは、上記の要求をある程度満たすも
のであり、５個の超音波探触子のうち４個を２個ずつ背
中合わせに配置することによって、それぞれの超音波探
触子を適切な姿勢に配置すると共に短尺化を図ってい
る。
た探触子モジュールは、上記の要求をある程度満たすも
のであり、５個の超音波探触子のうち４個を２個ずつ背
中合わせに配置することによって、それぞれの超音波探
触子を適切な姿勢に配置すると共に短尺化を図ってい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、欠陥検査の実情からすると曲管部の通過性が十
分なまで短尺化が図られているとは言えない。例えば、
ボイラ管では、管の内径や曲げ半径が小さく、しかも、
１８０°の曲りを有する曲管部が存在する。従って、ボ
イラ管の欠陥検査に適用するには、さらに探触子モジュ
ールを短尺化させる必要がある。しかし、従来技術は、
各欠陥用の超音波探触子が管軸方向に直列配置されてい
るので、短尺化には限界がある。
術では、欠陥検査の実情からすると曲管部の通過性が十
分なまで短尺化が図られているとは言えない。例えば、
ボイラ管では、管の内径や曲げ半径が小さく、しかも、
１８０°の曲りを有する曲管部が存在する。従って、ボ
イラ管の欠陥検査に適用するには、さらに探触子モジュ
ールを短尺化させる必要がある。しかし、従来技術は、
各欠陥用の超音波探触子が管軸方向に直列配置されてい
るので、短尺化には限界がある。
【００１０】また、従来技術では、同一用途の２個の超
音波探触子が背中合わせに配置されているため、Ｓ１エ
コー（詳しくは、発明の実施の形態に述べる）を受信す
ることができず、従って、調心ずれが僅かでもあると探
傷に不具合が生じる。
音波探触子が背中合わせに配置されているため、Ｓ１エ
コー（詳しくは、発明の実施の形態に述べる）を受信す
ることができず、従って、調心ずれが僅かでもあると探
傷に不具合が生じる。
【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、曲管部の通過性に優れ、調心ずれによる探傷不具合
が少ない管内挿型超音波探触子モジュールを提供するこ
とにある。
し、曲管部の通過性に優れ、調心ずれによる探傷不具合
が少ない管内挿型超音波探触子モジュールを提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、管の欠陥を管内より探傷するために、管内
に挿入される本体を軸の周りに回転可能に構成し、該回
転軸を管軸に沿わせて本体を回転軸方向に移動させる管
内挿型超音波探触子モジュールにおいて、前記本体に複
数の超音波探触子を回転方向に角度をずらせ同一円周に
臨ませて配置したものである。
に本発明は、管の欠陥を管内より探傷するために、管内
に挿入される本体を軸の周りに回転可能に構成し、該回
転軸を管軸に沿わせて本体を回転軸方向に移動させる管
内挿型超音波探触子モジュールにおいて、前記本体に複
数の超音波探触子を回転方向に角度をずらせ同一円周に
臨ませて配置したものである。
【００１３】前記複数の超音波探触子として、一つの超
音波探触子を回転軸に対する第一の垂線上に配置し、こ
の垂線とは回転方向に異なる角度における回転軸に対す
る第二の垂線の回転軸方向両側に二つの超音波探触子を
振り分けて該第二の垂線に対して対称に傾斜させて配置
し、前記二つの垂線とは回転方向に異なる角度における
回転軸に対する第三の垂線の回転方向両側に二つの超音
波探触子を振り分けて該第三の垂線に対して対称に傾斜
させて配置してもよい。
音波探触子を回転軸に対する第一の垂線上に配置し、こ
の垂線とは回転方向に異なる角度における回転軸に対す
る第二の垂線の回転軸方向両側に二つの超音波探触子を
振り分けて該第二の垂線に対して対称に傾斜させて配置
し、前記二つの垂線とは回転方向に異なる角度における
回転軸に対する第三の垂線の回転方向両側に二つの超音
波探触子を振り分けて該第三の垂線に対して対称に傾斜
させて配置してもよい。
【００１４】前記第一の垂線上の一つの超音波探触子に
より管の肉厚の欠陥及び溶接部の位置を検出し、前記第
二の垂線両側の二つの超音波探触子により管周方向の欠
陥を検出し、前記第三の垂線両側の二つの超音波探触子
により管軸方向の欠陥を検出してもよい。
より管の肉厚の欠陥及び溶接部の位置を検出し、前記第
二の垂線両側の二つの超音波探触子により管周方向の欠
陥を検出し、前記第三の垂線両側の二つの超音波探触子
により管軸方向の欠陥を検出してもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１６】図１に示されるように、本発明に係る探触
子モジュールは、管内に挿入するべく略円柱状に形成さ
れた本体１を軸αの周りに回転可能に構成し、この本体
１の回転軸αを管軸βに沿わせて本体１を回転軸方向
（矢印Ｂ）に移動させるものである。本体１の外周には
回転軸方向２箇所に調心治具２が取り付けられている。
これらの調心治具２に挟まれた本体１の中央部分には、
複数の超音波探触子３，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂを回転
方向（矢印Ｃ）に角度をずらせ同一円周（図示せず；断
面Ａ−Ａを含む平面上にある）に臨ませて配置されてい
る。
子モジュールは、管内に挿入するべく略円柱状に形成さ
れた本体１を軸αの周りに回転可能に構成し、この本体
１の回転軸αを管軸βに沿わせて本体１を回転軸方向
（矢印Ｂ）に移動させるものである。本体１の外周には
回転軸方向２箇所に調心治具２が取り付けられている。
これらの調心治具２に挟まれた本体１の中央部分には、
複数の超音波探触子３，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂを回転
方向（矢印Ｃ）に角度をずらせ同一円周（図示せず；断
面Ａ−Ａを含む平面上にある）に臨ませて配置されてい
る。
【００１７】超音波探触子の具体的配置を説明すると、
一つの超音波探触子３を回転軸αに対する第一の垂線γ
上に配置してある（図１（ａ）参照）。以下では、回転
方向の角度は第一の垂線γの角度を０°とする。この一
つの超音波探触子３は、超音波の送受信方向が第一の垂
線γに沿うものであり、管への超音波の入反射角度は垂
直である。本体１の一部は、この超音波探触子３の端面
を露出させるために平坦に形成されている。
一つの超音波探触子３を回転軸αに対する第一の垂線γ
上に配置してある（図１（ａ）参照）。以下では、回転
方向の角度は第一の垂線γの角度を０°とする。この一
つの超音波探触子３は、超音波の送受信方向が第一の垂
線γに沿うものであり、管への超音波の入反射角度は垂
直である。本体１の一部は、この超音波探触子３の端面
を露出させるために平坦に形成されている。
【００１８】また、第一の垂線γとは回転方向に異なる
角度、ここでは９０°よりやや狭い角度（図１（ａ）参
照）における回転軸αに対する第二の垂線δの回転軸方
向両側（図１（ｂ）（ｃ）参照）に二つの超音波探触子
４ａ，４ｂを振り分けて第二の垂線δに対して対称に傾
斜させて配置してある。これら二つの超音波探触子４
ａ，４ｂは、超音波の送受信方向が本体１の断面Ａ−Ａ
を挟んで対称になっており、管への超音波の入反射角度
は垂直ではなく斜めであるが、一方の超音波探触子４ａ
（４ｂ）から送信された超音波の反射が他方の超音波探
触子４ｂ（４ａ）で受信されるようになっている。これ
ら二つの超音波探触子４ａ，４ｂは、本体１の断面Ａ−
Ａを含む平面上の一つの円周に断面Ａ−Ａの回転軸方向
両側から臨んでいることになる。本体１の一部は、これ
ら二つの超音波探触子４ａ，４ｂの端面を露出させるた
めにＶ字状に切りかかれている（図１（ｂ）参照）。
角度、ここでは９０°よりやや狭い角度（図１（ａ）参
照）における回転軸αに対する第二の垂線δの回転軸方
向両側（図１（ｂ）（ｃ）参照）に二つの超音波探触子
４ａ，４ｂを振り分けて第二の垂線δに対して対称に傾
斜させて配置してある。これら二つの超音波探触子４
ａ，４ｂは、超音波の送受信方向が本体１の断面Ａ−Ａ
を挟んで対称になっており、管への超音波の入反射角度
は垂直ではなく斜めであるが、一方の超音波探触子４ａ
（４ｂ）から送信された超音波の反射が他方の超音波探
触子４ｂ（４ａ）で受信されるようになっている。これ
ら二つの超音波探触子４ａ，４ｂは、本体１の断面Ａ−
Ａを含む平面上の一つの円周に断面Ａ−Ａの回転軸方向
両側から臨んでいることになる。本体１の一部は、これ
ら二つの超音波探触子４ａ，４ｂの端面を露出させるた
めにＶ字状に切りかかれている（図１（ｂ）参照）。
【００１９】また、前記二つの垂線γ，δとは回転方向
に異なる角度、ここでは１８０°（図１（ａ）参照）に
おける回転軸αに対する第三の垂線εの回転方向両側に
二つの超音波探触子５ａ，５ｂを振り分けて第三の垂線
εに対して対称に傾斜させて配置してある。これら二つ
の超音波探触子５ａ，５ｂは、超音波の送受信方向が本
体１の断面Ａ−Ａに沿うと共に第三の垂線εを挟んで対
称になっており、管への超音波の入反射角度は垂直では
なく斜めであるが、一方の超音波探触子５ａ（５ｂ）か
ら送信された超音波の反射が他方の超音波探触子５ｂ
（５ａ）で受信されるようになっている。これら二つの
超音波探触子５ａ，５ｂは、本体１の断面Ａ−Ａを含む
平面上の一つの円周にその断面Ａ−Ａ内から臨んでいる
ことになる。本体１の一部は、これら二つの超音波探触
子５ａ，５ｂの端面を露出させるためにＶ字状に切りか
かれている（図１（ａ）参照）。
に異なる角度、ここでは１８０°（図１（ａ）参照）に
おける回転軸αに対する第三の垂線εの回転方向両側に
二つの超音波探触子５ａ，５ｂを振り分けて第三の垂線
εに対して対称に傾斜させて配置してある。これら二つ
の超音波探触子５ａ，５ｂは、超音波の送受信方向が本
体１の断面Ａ−Ａに沿うと共に第三の垂線εを挟んで対
称になっており、管への超音波の入反射角度は垂直では
なく斜めであるが、一方の超音波探触子５ａ（５ｂ）か
ら送信された超音波の反射が他方の超音波探触子５ｂ
（５ａ）で受信されるようになっている。これら二つの
超音波探触子５ａ，５ｂは、本体１の断面Ａ−Ａを含む
平面上の一つの円周にその断面Ａ−Ａ内から臨んでいる
ことになる。本体１の一部は、これら二つの超音波探触
子５ａ，５ｂの端面を露出させるためにＶ字状に切りか
かれている（図１（ａ）参照）。
【００２０】第一の垂線γ上の一つの超音波探触子３
は、管の肉厚の欠陥を検出するものであり、入反射角度
が垂直であるから肉厚用垂直探触子という。第二の垂線
δ両側の二つの超音波探触子４ａ，４ｂは、管周方向の
欠陥を検出するものであり、入反射角度が斜めであるか
ら管円周方向用斜角探触子という。第三の垂線ε両側の
二つの超音波探触子５ａ，５ｂは、管軸方向の欠陥を検
出するものであり、入反射角度が斜めであるから管軸方
向用斜角探触子という。
は、管の肉厚の欠陥を検出するものであり、入反射角度
が垂直であるから肉厚用垂直探触子という。第二の垂線
δ両側の二つの超音波探触子４ａ，４ｂは、管周方向の
欠陥を検出するものであり、入反射角度が斜めであるか
ら管円周方向用斜角探触子という。第三の垂線ε両側の
二つの超音波探触子５ａ，５ｂは、管軸方向の欠陥を検
出するものであり、入反射角度が斜めであるから管軸方
向用斜角探触子という。
【００２１】また、管円周方向用斜角探触子４ａ，４ｂ
及び管軸方向用斜角探触子５ａ，５ｂは、対をなす二つ
の超音波探触子が回転軸αに対する垂線δ，εに対して
対称に傾斜させて配置してあるため、二つの超音波探触
子が互いに相手の超音波探触子から送信された超音波の
反射を受信することができる。このような配置を対角配
置という。
及び管軸方向用斜角探触子５ａ，５ｂは、対をなす二つ
の超音波探触子が回転軸αに対する垂線δ，εに対して
対称に傾斜させて配置してあるため、二つの超音波探触
子が互いに相手の超音波探触子から送信された超音波の
反射を受信することができる。このような配置を対角配
置という。
【００２２】調心治具２は、超高分子ポリエチレン等の
樹脂からなり、図１（ｄ）に示されるように、本体１の
回転方向に所定角度間隔で径方向外方に伸びた複数の羽
状部材６を形成したものである。調心治具２の外径は、
本体１の外径よりも大きく形成されているが、図１
（ｃ）に示されるように、二点鎖線で示した検査対象の
管７の内径に対しては若干のクリアランスを有するもの
である。このクリアランスにより、曲管部の通過性が図
られている。
樹脂からなり、図１（ｄ）に示されるように、本体１の
回転方向に所定角度間隔で径方向外方に伸びた複数の羽
状部材６を形成したものである。調心治具２の外径は、
本体１の外径よりも大きく形成されているが、図１
（ｃ）に示されるように、二点鎖線で示した検査対象の
管７の内径に対しては若干のクリアランスを有するもの
である。このクリアランスにより、曲管部の通過性が図
られている。
【００２３】図１に示した本発明の探触子モジュールに
あっては、５個の超音波探触子３，４ａ，４ｂ，５ａ，
５ｂを回転方向に角度をずらせ同一円周に臨ませて配置
したことによって、各超音波探触子が断面Ａ−Ａ上かそ
の断面の直ぐ近くに存在する。即ち、管を横断する略同
一平面上に全ての超音波探触子が集約されて配置されて
いる。この構成により、従来のように各種用途の超音波
探触子が管軸方向に直列配置されているものに比べて、
著しく本体１の短尺化を図ることができる。従って、本
発明の探触子モジュールは曲管部の通過性が従来に比べ
て非常に優れている。
あっては、５個の超音波探触子３，４ａ，４ｂ，５ａ，
５ｂを回転方向に角度をずらせ同一円周に臨ませて配置
したことによって、各超音波探触子が断面Ａ−Ａ上かそ
の断面の直ぐ近くに存在する。即ち、管を横断する略同
一平面上に全ての超音波探触子が集約されて配置されて
いる。この構成により、従来のように各種用途の超音波
探触子が管軸方向に直列配置されているものに比べて、
著しく本体１の短尺化を図ることができる。従って、本
発明の探触子モジュールは曲管部の通過性が従来に比べ
て非常に優れている。
【００２４】さらに、本発明の探触子モジュールにあっ
ては、管円周方向用斜角探触子４ａ，４ｂ及び管軸方向
用斜角探触子５ａ，５ｂにおいて、対をなす二つの超音
波探触子が対角配置されているので、Ｓ１エコーを受信
することができる。即ち、図２に示されるように、対象
物２１に超音波を入射させたときの反射には、欠陥２２
からの反射であるＦエコーと、入射表面からの反射であ
るＳ１エコーとがある。欠陥の検出は基本的にはＦエコ
ーで行うが、Ｆエコーを判別するためのゲートをＳ１エ
コーに同期させることにより、調心ずれによる時間軸方
向の変動の影響をなくすことができる。対角配置では、
一方の超音波探触子２３から送信された超音波のＦエコ
ーが当該超音波探触子２３で受信され、同時にＳ１エコ
ーを他方の超音波探触子２４が受信されるので、Ｓ１エ
コーの利用が可能である。
ては、管円周方向用斜角探触子４ａ，４ｂ及び管軸方向
用斜角探触子５ａ，５ｂにおいて、対をなす二つの超音
波探触子が対角配置されているので、Ｓ１エコーを受信
することができる。即ち、図２に示されるように、対象
物２１に超音波を入射させたときの反射には、欠陥２２
からの反射であるＦエコーと、入射表面からの反射であ
るＳ１エコーとがある。欠陥の検出は基本的にはＦエコ
ーで行うが、Ｆエコーを判別するためのゲートをＳ１エ
コーに同期させることにより、調心ずれによる時間軸方
向の変動の影響をなくすことができる。対角配置では、
一方の超音波探触子２３から送信された超音波のＦエコ
ーが当該超音波探触子２３で受信され、同時にＳ１エコ
ーを他方の超音波探触子２４が受信されるので、Ｓ１エ
コーの利用が可能である。
【００２５】従来技術では、対をなす二つの超音波探触
子が背中合わせに配置されているため、Ｓ１エコーを受
信することができず、調心ずれによる探傷不具合を回避
できなかったが、本発明の探触子モジュールは対角配置
を有するので、Ｓ１エコーを利用して調心ずれによる探
傷不具合を少なくすることができる。従って、多少の調
心ずれがあっても正常に探傷を行うことができる。
子が背中合わせに配置されているため、Ｓ１エコーを受
信することができず、調心ずれによる探傷不具合を回避
できなかったが、本発明の探触子モジュールは対角配置
を有するので、Ｓ１エコーを利用して調心ずれによる探
傷不具合を少なくすることができる。従って、多少の調
心ずれがあっても正常に探傷を行うことができる。
【００２６】なお、図１及び図２では、超音波の経路を
１本の線で示したが、実際には、超音波は、超音波探触
子の端面とほぼ同等の幅をもって送受信されるものであ
り、従って、多少の調心ずれがあっても反射した超音波
を受信することができる。
１本の線で示したが、実際には、超音波は、超音波探触
子の端面とほぼ同等の幅をもって送受信されるものであ
り、従って、多少の調心ずれがあっても反射した超音波
を受信することができる。
【００２７】次に、本発明の探触子モジュールを用いた
検査装置について説明する。
検査装置について説明する。
【００２８】図３に示されるように、ボイラ管３１を検
査する検査装置は、探触子モジュールを含む管内ユニッ
ト３２と、管内ユニットに一端が接続されたフロート付
きケーブル３３と、このフロート付きケーブル３３を水
と共にボイラ管３１に挿入する挿入タンク３４と、フロ
ート付きケーブル３３を送り出す送り装置３５と、フロ
ート付きケーブル３３の反対端に接続されて探触子モジ
ュールからのデータを採取するデータ採取装置３６と、
水の循環を図る循環ポンプ３７とを備える。
査する検査装置は、探触子モジュールを含む管内ユニッ
ト３２と、管内ユニットに一端が接続されたフロート付
きケーブル３３と、このフロート付きケーブル３３を水
と共にボイラ管３１に挿入する挿入タンク３４と、フロ
ート付きケーブル３３を送り出す送り装置３５と、フロ
ート付きケーブル３３の反対端に接続されて探触子モジ
ュールからのデータを採取するデータ採取装置３６と、
水の循環を図る循環ポンプ３７とを備える。
【００２９】この検査装置では、フロート付きケーブル
３３が送り装置３５によって送り出されると共に循環さ
れる水に押されてボイラ管３１内に送り込まれる。これ
により、管内ユニット３２がボイラ管３１内を前進す
る。ボイラ管３１には１８０°の曲りを有する曲管部が
存在するが、本発明の探触子モジュールは前述のように
超音波探触子が集約配置されたことにより短尺化されて
いるので、曲管部を容易に通過することができる。ま
た、このような曲管部での通過性を図るために調心治具
２にクリアランスを設けたので多少の調心ずれが生じる
が、超音波探触子を対角配置としたことによりＳ１エコ
ーを利用することができるので、調心ずれがあっても正
常に探触を行うことができる。
３３が送り装置３５によって送り出されると共に循環さ
れる水に押されてボイラ管３１内に送り込まれる。これ
により、管内ユニット３２がボイラ管３１内を前進す
る。ボイラ管３１には１８０°の曲りを有する曲管部が
存在するが、本発明の探触子モジュールは前述のように
超音波探触子が集約配置されたことにより短尺化されて
いるので、曲管部を容易に通過することができる。ま
た、このような曲管部での通過性を図るために調心治具
２にクリアランスを設けたので多少の調心ずれが生じる
が、超音波探触子を対角配置としたことによりＳ１エコ
ーを利用することができるので、調心ずれがあっても正
常に探触を行うことができる。
【００３０】図４に示されるように、管内ユニットは、
本発明の探触子モジュール４１と、スリップリングを搭
載したスリップリング部４２と、モータ部４３とを可撓
性のシャフト部材を介して直列に連ねて構成されてい
る。モータ部４３のモータによりシャフト部材を回転さ
せると、シャフト部材に連結された探触子モジュール４
１及びスリップリングが回転する。スリップリングは、
回転される探触子モジュール４１の電気系統と固定であ
るモータ部４３までの電気系統とを導通させるものであ
る。探触子モジュール４１、スリップリング部４２、モ
ータ部４３には、それぞれ調心治具２が取り付けられて
いる。
本発明の探触子モジュール４１と、スリップリングを搭
載したスリップリング部４２と、モータ部４３とを可撓
性のシャフト部材を介して直列に連ねて構成されてい
る。モータ部４３のモータによりシャフト部材を回転さ
せると、シャフト部材に連結された探触子モジュール４
１及びスリップリングが回転する。スリップリングは、
回転される探触子モジュール４１の電気系統と固定であ
るモータ部４３までの電気系統とを導通させるものであ
る。探触子モジュール４１、スリップリング部４２、モ
ータ部４３には、それぞれ調心治具２が取り付けられて
いる。
【００３１】この管内ユニットを前記の検査装置により
ボイラ管３１内で前後移動させる。探触子モジュール４
１は、調心治具２の働きにより、ボイラ管３１の軸心位
置を維持して移動することになる。管内ユニットにおい
て、モータの働きにより、探触子モジュール４１はボイ
ラ管３１の軸心の周りに回転する。このとき、探触子モ
ジュール４１に搭載された肉厚用垂直探触子３は、ボイ
ラ管３１の内面に対して垂直に臨んでいるので、肉厚の
欠陥の検査及び溶接部の位置の確認を行うことができ
る。また、管円周方向用斜角探触子対４は、ボイラ管３
１の内面に対して管軸方向から傾斜して臨んでいるの
で、管周方向の欠陥をよく検査することができる。ま
た、管軸方向用斜角探触子対５は、ボイラ管３１の内面
に対して管周方向から傾斜して臨んでいるので、管軸方
向の欠陥をよく検査することができる。
ボイラ管３１内で前後移動させる。探触子モジュール４
１は、調心治具２の働きにより、ボイラ管３１の軸心位
置を維持して移動することになる。管内ユニットにおい
て、モータの働きにより、探触子モジュール４１はボイ
ラ管３１の軸心の周りに回転する。このとき、探触子モ
ジュール４１に搭載された肉厚用垂直探触子３は、ボイ
ラ管３１の内面に対して垂直に臨んでいるので、肉厚の
欠陥の検査及び溶接部の位置の確認を行うことができ
る。また、管円周方向用斜角探触子対４は、ボイラ管３
１の内面に対して管軸方向から傾斜して臨んでいるの
で、管周方向の欠陥をよく検査することができる。ま
た、管軸方向用斜角探触子対５は、ボイラ管３１の内面
に対して管周方向から傾斜して臨んでいるので、管軸方
向の欠陥をよく検査することができる。
【００３２】ボイラ管３１には外周に付着金物４４が設
けられており、肉厚の減りや付着金物溶接部４５に発生
する亀裂を検査することが重要である。上記の検査装置
は、探触子モジュールに複数の超音波探触子を搭載した
ので、これらの肉厚の欠陥、管周方向の欠陥及び管軸方
向の欠陥を一回の探触子モジュール挿入で探傷すること
ができる。しかも、本発明では、超音波探触子が集約配
置されたことにより探触子モジュールが短尺化されてい
るので、曲管部を容易に通過することができると共に、
超音波探触子が対角配置されているので調心ずれがあっ
ても正常に探傷を行うことができる。
けられており、肉厚の減りや付着金物溶接部４５に発生
する亀裂を検査することが重要である。上記の検査装置
は、探触子モジュールに複数の超音波探触子を搭載した
ので、これらの肉厚の欠陥、管周方向の欠陥及び管軸方
向の欠陥を一回の探触子モジュール挿入で探傷すること
ができる。しかも、本発明では、超音波探触子が集約配
置されたことにより探触子モジュールが短尺化されてい
るので、曲管部を容易に通過することができると共に、
超音波探触子が対角配置されているので調心ずれがあっ
ても正常に探傷を行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００３４】（１）複数の超音波探触子を回転方向に角
度をずらせ同一円周に臨ませて配置したので、超音波探
触子が集約配置され、曲管部の通過性に優れた探触子モ
ジュールが実現される。
度をずらせ同一円周に臨ませて配置したので、超音波探
触子が集約配置され、曲管部の通過性に優れた探触子モ
ジュールが実現される。
【００３５】（２）回転軸に対する垂線の両側に二つの
超音波探触子を振り分けて垂線に対して対称に傾斜させ
て配置したので、超音波探触子の対角配置が得られ、調
心ずれによる探傷不具合を少なくすることができる。
超音波探触子を振り分けて垂線に対して対称に傾斜させ
て配置したので、超音波探触子の対角配置が得られ、調
心ずれによる探傷不具合を少なくすることができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す探触子モジュールの
構成図であり、図１（ａ）はＡ−Ａ断面図、図１（ｂ）
は上面図、図１（ｃ）は側面図、図１（ｄ）は端面図で
ある。
構成図であり、図１（ａ）はＡ−Ａ断面図、図１（ｂ）
は上面図、図１（ｃ）は側面図、図１（ｄ）は端面図で
ある。
【図２】本発明における超音波探触子の対角配置による
探触方法を示す図である。
探触方法を示す図である。
【図３】本発明の探触子モジュールを用いた検査装置の
構成図である。
構成図である。
【図４】図３の検査装置の管内ユニットの構成図であ
る。
る。
１ 本体 ２ 調心治具 ３ 肉厚用垂直探触子 ４ａ，４ｂ 管円周方向用斜角探触子 ５ａ，５ｂ 管軸方向用斜角探触子 α 回転軸 β 管軸 γ 第一の垂線 δ 第二の垂線 ε 第三の垂線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 文夫 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 佐藤 正行 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 Ｆターム(参考） 2G047 AB01 AC02 BB02 BC07 DB18 EA11 GA13 GB04 GJ08
Claims (3)
- 【請求項１】 管の欠陥を管内より探傷するために、管
内に挿入される本体を軸の周りに回転可能に構成し、該
回転軸を管軸に沿わせて本体を回転軸方向に移動させる
管内挿型超音波探触子モジュールにおいて、前記本体に
複数の超音波探触子を回転方向に角度をずらせ同一円周
に臨ませて配置したことを特徴とする管内挿型超音波探
触子モジュール。 - 【請求項２】 前記複数の超音波探触子として、一つの
超音波探触子を回転軸に対する第一の垂線上に配置し、
この垂線とは回転方向に異なる角度における回転軸に対
する第二の垂線の回転軸方向両側に二つの超音波探触子
を振り分けて該第二の垂線に対して対称に傾斜させて配
置し、前記二つの垂線とは回転方向に異なる角度におけ
る回転軸に対する第三の垂線の回転方向両側に二つの超
音波探触子を振り分けて該第三の垂線に対して対称に傾
斜させて配置したことを特徴とする請求項１記載の管内
挿型超音波探触子モジュール。 - 【請求項３】 前記第一の垂線上の一つの超音波探触子
により管の肉厚の欠陥及び溶接部の位置を検出し、前記
第二の垂線両側の二つの超音波探触子により管周方向の
欠陥を検出し、前記第三の垂線両側の二つの超音波探触
子により管軸方向の欠陥を検出することを特徴とする請
求項２記載の管内挿型超音波探触子モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06194299A JP4161452B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | 管内挿型超音波探触子モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06194299A JP4161452B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | 管内挿型超音波探触子モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000258403A true JP2000258403A (ja) | 2000-09-22 |
| JP4161452B2 JP4161452B2 (ja) | 2008-10-08 |
Family
ID=13185758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06194299A Expired - Fee Related JP4161452B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | 管内挿型超音波探触子モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4161452B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101370438B1 (ko) * | 2012-02-24 | 2014-03-06 | 한국수력원자력 주식회사 | 초음파를 이용한 원전 증기발생기 이물질 검출 장치 및 방법 |
| CN114280144A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-04-05 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 可转角度超声波探头及焊缝缺陷超声波检测方法 |
| CN115753842A (zh) * | 2022-05-31 | 2023-03-07 | 盛安建设集团有限公司 | 一种容器封头焊缝检测的自动化探伤装置及探伤方法 |
| CN116626160A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-08-22 | 醴陵华鑫电瓷科技股份有限公司 | 一种空心复合绝缘子的内部缺陷检测方法 |
-
1999
- 1999-03-09 JP JP06194299A patent/JP4161452B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101370438B1 (ko) * | 2012-02-24 | 2014-03-06 | 한국수력원자력 주식회사 | 초음파를 이용한 원전 증기발생기 이물질 검출 장치 및 방법 |
| CN114280144A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-04-05 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 可转角度超声波探头及焊缝缺陷超声波检测方法 |
| CN114280144B (zh) * | 2021-11-17 | 2023-12-08 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 可转角度超声波探头及焊缝缺陷超声波检测方法 |
| CN115753842A (zh) * | 2022-05-31 | 2023-03-07 | 盛安建设集团有限公司 | 一种容器封头焊缝检测的自动化探伤装置及探伤方法 |
| CN116626160A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-08-22 | 醴陵华鑫电瓷科技股份有限公司 | 一种空心复合绝缘子的内部缺陷检测方法 |
| CN116626160B (zh) * | 2023-05-11 | 2026-03-31 | 醴陵华鑫电瓷科技股份有限公司 | 一种空心复合绝缘子的内部缺陷检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4161452B2 (ja) | 2008-10-08 |
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