JP2000298120A - 超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 母材に対し接合部材をＴ字形に隅肉溶接した
際における隅肉溶接部を自動的に探傷し得るようにした
超音波探傷装置の実用化を図る。 【解決手段】 母材２に対しＴ字形に隅肉溶接された接
合部材１を挟んで別個の走行台車６，７により探傷用探
触子８，１３を夫々支持せしめ且つ該各探傷用探触子
８，１３の相互の位置関係が保持されるよう前記各走行
台車６，７を同調させて走行するようにした超音波探傷
装置を実用化するに際し、前記各走行台車６，７に探傷
用探触子８，１３とは別に走行制御用探触子１８，２２
を夫々装備し、該各走行制御用探触子１８，２２の相互
間で前記接合部材１を介し走行位置情報を超音波により
遣り取りして一方の走行台車６に対し他方の走行台車７
を自動追尾し得るよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波探傷装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりＴＯＦＤ法と呼ばれる超音波探
傷方法が知られており、この超音波探傷方法では、同じ
種類の縦波斜角探触子を試験体の探傷対象部位を挟んで
対向配置し、一方の探触子を送信用とし且つ他方の探触
子を受信用として用い、二つの探触子の間隔を一定距離
に保ちながら一方向に走査し、このときの全波形を採取
して探傷を行うようにしている。

【０００３】即ち、傷がない箇所では、受信される信号
は試験体の表面を伝搬してくる信号Ａと、試験体の底面
での反射波Ｂだけであるが、傷がある場合には、更に傷
の端部で散乱された信号Ｃが得られるので、これら信号
Ａ，Ｂ，Ｃの検出及びその伝搬時間から傷の存在位置や
大きさなどを求めることができる。

【０００４】そして、例えば二つの部材の突合せ溶接部
に対し前述した方法で探傷を行う場合には、門形の走行
台車などにより突合せ溶接部を跨ぐようにして二つの探
触子を支持せしめ、両探触子を相互の位置関係を保持し
ながら前記走行台車を溶接線に沿わせて走行し、これに
より突合せ溶接部を全長に亘って探傷するようにした装
置が既に知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、母材に
対し垂直に高く起立するような接合部材をＴ字形に隅肉
溶接した場合には、この接合部材が邪魔になって二つの
探触子を同じ走行台車で支持させることができないた
め、前記接合部材を挟んだ一方の側と他方の側とで別々
の走行台車に探触子を支持させなければならず、探触子
相互の位置関係が保持されるよう各走行台車を走行させ
ることが困難になるという問題があり、この問題が隅肉
溶接部の探傷作業を自動化する上での大きな障害となっ
ていた。

【０００６】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、母材に対し接合部材をＴ字形に隅肉溶接した際にお
ける隅肉溶接部を自動的に探傷し得るようにした超音波
探傷装置の実用化を図ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、母材に対しＴ
字形に隅肉溶接された接合部材を挟んで別個の走行台車
により探傷用探触子を夫々支持せしめ且つ該各探傷用探
触子の相互の位置関係が保持されるよう前記各走行台車
を同調させて走行するようにした超音波探傷装置であっ
て、前記各走行台車に探傷用探触子とは別に走行制御用
探触子を夫々装備し、該各走行制御用探触子の相互間で
前記接合部材を介し走行位置情報を超音波により遣り取
りして一方の走行台車に対し他方の走行台車を自動追尾
し得るよう構成したことを特徴とするものである。

【０００８】従って、本発明では、各走行制御用探触子
の相互間で走行位置情報が超音波により遣り取りされ、
これに基づいて一方の走行台車に対し他方の走行台車が
自動追尾するように速度制御されるので、母材に対しＴ
字形に隅肉溶接された接合部材を挟んで各々の走行台車
の走行が確実に同調されることになり、これによって、
該各走行台車により支持された各探傷用探触子の相互の
位置関係を確実に保持することが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００１０】図１〜図４は本発明を実施する形態の一例
を示すもので、図１中の１は水平配置された母材２に対
し垂直に高く起立するようＴ字形に隅肉溶接された接合
部材、３は該接合部材１の下端部両側に形成された隅肉
溶接部を示し、前記接合部材１を挟んだ一方の側と他方
の側とには、走行駆動装置４，５により前記隅肉溶接部
３に沿い自走し得るようにした別個の走行台車６，７が
夫々配設されている。

【００１１】尚、図１における図示では、走行駆動装置
４，５が片側の車輪にのみ装備されているが、これは説
明の便宜を図るための模式的な図示でしかなく、実機で
は左右両輪が走行駆動装置４，５で駆動されるように構
成されることは勿論である。

【００１２】そして、一方の走行台車６には、受信側の
探傷用探触子８がホルダ９により下方向きに摺動自在に
保持されてアーム１０を介し装備されており、この探傷
用探触子８は、ホルダ９内で弾撥体１１により付勢され
て隅肉溶接部３近傍の母材２表面に押し付けられるよう
になっている。

【００１３】ここで、前記ホルダ９内には、走行台車６
に搭載した接触媒質供給装置１２から水やグリセリンな
どの接触媒質が供給されるようになっており、この接触
媒質により全体が濡れた探傷用探触子８が母材２の表面
と接触するようにしてある。

【００１４】また、他方の走行台車７には、送信側の探
傷用探触子１３がホルダ１４により水平方向へ摺動自在
に保持されてアーム１５を介し装備されており、この探
傷用探触子１３は、ホルダ１４内で弾撥体１６により付
勢されて接合部材１の側面に押し付けられるようになっ
ている。

【００１５】尚、前記ホルダ１４内にも、走行台車７に
搭載した接触媒質供給装置１７から水やグリセリンなど
の接触媒質が供給されるようになっており、この接触媒
質により全体が濡れた探傷用探触子１３が接合部材１の
側面と接触するようにしてある。

【００１６】そして、他方の走行台車７に装備した探傷
用探触子１３から送信した超音波を、接合部材１及び母
材２の内部を通して一方の走行台車６に装備した探傷用
探触子８で受信することにより、図１中の左側の隅肉溶
接部３の探傷を行い得るようにしてある（図１中の右側
の隅肉溶接部３の探傷を行うに際しては走行台車６，７
の配置を逆にすれば良い）。

【００１７】更に、一方の走行台車６には、前述した探
傷用探触子８とは別に送受信兼用の走行制御用探触子１
８がホルダ１９により水平方向へ摺動自在に保持されて
アーム２０を介し装備され、この走行制御用探触子１８
は、ホルダ１９内で弾撥体２１により付勢されて接合部
材１の側面に押し付けられるようになっており、前記ホ
ルダ１９内には、前記接触媒質供給装置１２から接触媒
質が供給されるようになっている。

【００１８】また、他方の走行台車７には、前述した探
傷用探触子１３とは別に送受信兼用の走行制御用探触子
２２がホルダ２３により水平方向へ摺動自在に保持され
てアーム２４を介し装備され、この走行制御用探触子２
２は、ホルダ２３内で弾撥体２５により付勢されて先の
走行制御用探触子１８と対峙する位置の接合部材１の側
面に押し付けられるようになっており、前記ホルダ２３
内には、前記接触媒質供給装置１７から接触媒質が供給
されるようになっている。

【００１９】特に、本形態例においては、図２に模式的
に示すように、他方の走行台車７に装備した走行制御用
探触子２２が走行方向に対し前後一対で装備されてお
り、一方の走行台車６に装備された走行制御用探触子１
８側から走行方向に山形を成すような超音波パルスを走
行位置情報として送信されて、該超音波パルスを各走行
制御用探触子２２の夫々が受信し得るようにしてあり、
更には、前記各走行制御用探触子２２からの検出信号が
引算器２６などに入力されて一方をプラスの信号とし且
つ他方をマイナスの信号として双方の偏差が出力するよ
うにしてある。

【００２０】即ち、走行制御用探触子１８側から走行方
向に山形を成すような超音波パルスを送信すると、図３
にグラフで示すように、一方の走行制御用探触子２２側
において、プラス側に曲線ｘで示す超音波パルスが検出
され、他方の走行制御用探触子２２側においては、マイ
ナス側に曲線ｙで示す超音波パルスが検出されることに
なるが、両走行制御用探触子２２により検出される超音
波パルスは走行方向に位置ずれしているので、その合成
波は図３中に二点鎖線の曲線ｚで示すようなものとな
り、この曲線ｚの合成波が前述した引算器２６から偏差
信号として出力されることになる。

【００２１】そして、この偏差信号が零になる走行位置
が、送信側に対する受信側の相対的な位置を表し、この
受信側の走行位置と送信側のイニシャル位置（図３のグ
ラフの原点位置）とのずれ量αが、一方の走行台車６側
に対する他方の走行台車７側の相対的な走行位置のずれ
量を表すものとなり、例えば図示の如く、走行方向に対
し反対側にプラスの信号としてずれ量αが検出された場
合には、一方の走行台車６に対し他方の走行台車７が、
ずれ量αだけ遅れて走行していることを意味し、これと
は逆に、走行方向にマイナスの信号としてずれ量αが検
出された場合には、一方の走行台車６に対し他方の走行
台車７が、ずれ量αだけ先行して走行していることを意
味するものとなる。

【００２２】更に、前記各走行制御用探触子２２から引
算器２６を介し出力されたずれ量αを表す偏差信号は、
走行台車７に搭載された自動追尾走行制御装置２７に入
力されるようになっており、該自動追尾走行制御装置２
７にて前記ずれ量αが零になるように走行速度の増減指
令が算出されて走行駆動装置５へ向け出力されるように
なっている。

【００２３】また、走行台車６に搭載された自動走行制
御装置２８には、作業員の遠隔操作による走行指令Ｄ
（図４参照）が入力されるようになっており、この走行
指令Ｄに基づき前記自動走行制御装置２８にて走行指令
が算出されて走行駆動装置４へ向け出力されるようにな
っている。

【００２４】尚、図中２９は一方の走行台車６に搭載さ
れて探傷用探触子８が受信した超音波に基づき隅肉溶接
部３における傷の存在位置や大きさなどを判断する超音
波解析装置を示している。

【００２５】而して、図４にブロック図として示すよう
に、一方の走行台車６の自動走行制御装置２８に対し遠
隔操作で走行指令Ｄを入力し、これにより自動走行制御
装置２８で走行駆動装置４を駆動して走行台車６を走行
させると、該走行台車６の走行制御用探触子１８から送
信された超音波パルスを走行台車７の各走行制御用探触
子２２の夫々が受信して自動追尾走行制御装置２７によ
り走行駆動装置５が速度制御され、一方の走行台車６に
対し他方の走行台車７が自動追尾されて双方が同調して
走行されることになる。

【００２６】このとき、一方の走行台車６に装備した走
行制御用探触子１８からは、前述した如き超音波パルス
だけでなく、走行指令Ｄに基づく走行台車６側の走行開
始と停止を、超音波を変調してコード化した信号として
出力し、基本的に両走行台車６，７が走行開始と停止を
連動して行い得るように制御を行い、そのように制御を
行っても生じてしまう双方の相対的なずれを、前述した
自動追尾の制御で補完的に行うようにすると良い。

【００２７】そして、このように両走行台車６，７が同
調して走行している間に、走行台車７の探傷用探触子１
３から探傷用の超音波を送信し、これを走行台車６の探
傷用探触子８により受信させて、図１中左側の隅肉溶接
部３における傷の存在位置や大きさなどを超音波解析装
置２９により判断させる。

【００２８】また、このとき、前記走行制御用探触子１
８から探傷の開始と停止を走行台車７側に指令する信号
を、前記と同様に超音波を変調してコード化した信号と
して出力させて探傷作業を行うようにしても良い。

【００２９】尚、各走行制御用探触子１８，２２の相互
間で、走行異常や接触媒質切れなどの走行状態を同様の
信号として遣り取りさせることも可能である。

【００３０】従って、上記形態例によれば、接合部材１
を挟んで配置した各走行台車６，７の走行を確実に同調
させることができ、これによって、各探傷用探触子８，
１３の相互の位置関係を確実に保持し得るようにして隅
肉溶接部３を正確に探傷することができるので、該隅肉
溶接部３を自動的に探傷し得るようにした超音波探傷装
置の実用化を図ることができる。

【００３１】尚、本発明の超音波探傷装置は、上述の形
態例にのみ限定されるものではなく、各走行制御用探触
子の相互間で走行位置情報を超音波により遣り取りして
一方の走行台車に対し他方の走行台車を自動追尾させる
具体的な制御に関しては、形態例中に説明したもの以外
にも各種の方式を採用し得ること、その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること
は勿論である。

【００３２】

【発明の効果】上記した本発明の超音波探傷装置によれ
ば、母材に対しＴ字形に隅肉溶接された接合部材を挟ん
で配置した各走行台車の走行を確実に同調させることが
でき、これにより各探傷用探触子の相互の位置関係を確
実に保持し得るようにして前記母材と接合部材との隅肉
溶接部を正確に探傷することができるので、該隅肉溶接
部を自動的に探傷し得るようにした超音波探傷装置の実
用化を図ることができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す正面図であ
る。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視で見た走行制御用探触子
の配置状態を示す模式図である。

【図３】走行位置情報を示す超音波パルスについて説明
するためのグラフである。

【図４】両走行台車の制御系統を説明するためのブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 接合部材 ２ 母材 ６ 走行台車 ７ 走行台車 ８ 探傷用探触子 １３ 探傷用探触子 １８ 走行制御用探触子 ２２ 走行制御用探触子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 母材に対しＴ字形に隅肉溶接された接合
   部材を挟んで別個の走行台車により探傷用探触子を夫々
   支持せしめ且つ該各探傷用探触子の相互の位置関係が保
   持されるよう前記各走行台車を同調させて走行するよう
   にした超音波探傷装置であって、前記各走行台車に探傷
   用探触子とは別に走行制御用探触子を夫々装備し、該各
   走行制御用探触子の相互間で前記接合部材を介し走行位
   置情報を超音波により遣り取りして一方の走行台車に対
   し他方の走行台車を自動追尾し得るよう構成したことを
   特徴とする超音波探傷装置。