JPH04290950A - 内面螺旋ひれ付管の内面検査用ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ひれ部と谷部とが内面
周方向に所定ピッチで繰り返された異形内面を有し、か
つ、その異形内面が周方向に螺旋状に捩られた内面螺旋
ひれ付管の内面検査に使用されるＴＶカメラを用いた内
面検査用ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エチレンプラント用熱交換管
として、高Ｃｒ−高Ｎｉ鋼よりなる内面螺旋ひれ付管が
用いられている。この管は、図８に示すように、断面円
弧状のひれ部１と谷部２とが内面周方向に例えば４５°
のピッチで繰り返された星形状の異形内面を有し、かつ
、その異形内面が管軸に沿って周方向へ螺旋状に捩られ
ている。この内面螺旋ひれ付管は、熱間押出法またはコ
ールドピルガーミルによる圧延法でストレートな内面ひ
れ付管を製造した後、管全体に捩り加工を加えることに
より製造される。この管は、高Ｃｒ−高Ｎｉ鋼よりなる
ため、極めて加工性が悪く、熱間押出の場合、コールド
ピルガーミルによる圧延の場合とも、マンドレルの摩耗
が激しい。特に、マンドレルの凸部（管の谷部に対応）
の摩耗が著しいため、この部分に焼付が生じることがあ
る。また、マンドレルの摩耗により、特に谷部の内面形
状が変化する。そのため、製造された管の内面に対して
は、厳しい検査が必要になる。

【０００３】この種の管の内面検査には、通常、渦流探
傷が用いられている。しかし、渦流探傷では、疵の位置
、大きさ等は判るが、疵がカブレ疵か割れ疵か焼付疵か
というような疵の種類までは判らず、従って管としての
良否は判定できても、疵の発生原因の確認まではできな
い。疵の種類まで検出しようとすると、現状ではＴＶカ
メラを用いた目視検査が必要になり、実開昭６１−１７
８４３４号公報には、内面螺旋ひれ付管を対象としたも
のではないが、ＴＶカメラを用いた管内面全周目視検査
装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】実開昭６１−１７８４
３４号公報にて提案された検査装置は、図９に示すよう
に、管３の内部に前方を向けて挿入されるＴＶカメラ４
と、ＴＶカメラ４の側を頂点としてその前方に連結され
た錐状ミラー５とを備えている。６はランプ、７は遮光
板である。この検査装置によると、管３が通常管である
場合は、錐状ミラー５のミラー面に管内面全周が映り、
これをＴＶカメラ３で撮像することにより、管３の周方
向全内面が同時に均等条件で目視される。ところが、内
面ひれ付管、とりわけ内面螺旋ひれ付管の場合は、装置
の管内位置によっては、ひれ部の側壁にランプ６に対し
て影となる照明不足部分が生じ、その部分は充分に検査
されないままに終わる。また、ひれ部に対してと谷部に
対してとでは、反射面から管内面までの距離が大きく異
なるので、装置の管内移動に伴いＴＶカメラの焦点が合
ったり外れたりする。更に、図１０に示すように、錐状
ミラー５が円錐状の場合は、管３内面のｃ〜ｄの範囲が
円錐ミラーのａ〜ｂの範囲で反射することになるために
、凸面鏡と同じ作用により、反射像が管周方向に縮小さ
れる問題もあり、特にひれ部の側壁で分解能が低下する
。これらは、管内面の周方向全体を均等条件で目視検査
できないことを意味し、小さい疵を見落とす原因になる
。

【０００５】本発明の目的は、内面螺旋ひれ付管の内面
を全周均等条件で、全長にわたって精度よく目視検査し
得る内面検査ヘッドを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の内面検査用ヘッ
ドは、内面螺旋ひれ付管の内部に前方を向けて挿入され
るＴＶカメラと、該ＴＶカメラ側を頂点としてその前方
に管軸回りに回動自在に設けた角錐ミラーと、角錐ミラ
ーを管軸方向の移動に追従して前記内面螺旋ひれ付管の
捩れに沿って回動させるべく、内面螺旋ひれ付管の谷部
に係合するガイドとを具備している。

【０００７】前記ガイドは、内面螺旋ひれ付管の管軸回
りに等間隔で配設されて谷部に係合する偶数枚のフィン
を有し、各フィンが内面螺旋ひれ付管の捩れに沿って捩
られると共に、相対向するフィンを一組として渦流探傷
用のコイルが巻回された渦流探傷センサーとすることが
できる。

【０００８】

【作用】角錐ミラーは、円錐ミラーのような凸面鏡作用
がなく、反射像が管周方向に縮小されない。この角錐ミ
ラーは、ガイドの作用により、内面螺旋ひれ付管の捩れ
に沿って回動しながら管内を前進するので、管内面形状
に対して位置関係が変わらず、周方向同一焦点および均
一照明で内面を検査し得る。ヘッドが渦流探傷センサー
の場合は、フィンの数と同数の谷部が目視検査に並行し
て渦流探傷される。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明を実施した内面検査用ヘッドの一例
についてその全体構造を示す側面図、図２は図１の内面
検査用ヘッドの主要部を示す横断平面図、図３は管内面
と角錐ミラーとの位置関係を示す模式図、図４は図１の
内面検査用ヘッドを用いた検査装置の全容を示す模式図
である。

【００１０】検査装置１０は、図４に示すように、ドラ
ム１１に巻かれた信号ケーブル１２をピンチロール型式
の送り機構１３により徐々に送出して、信号ケーブル１
２の先端に接続された内面検査用ヘッド２０を内面螺旋
ひれ付管３０の内部へ挿入する。内面検査用ヘッド２０
で撮影された内面螺旋ひれ付管３０の内面画像は、モニ
ター１４に映し出される。内面検査用ヘッド２０の挿入
制御およびカメラ制御は、モニター１４に組合された制
御部１５の操作により行われる。

【００１１】内面検査用ヘッド２０は、図１に示すよう
に、信号ケーブル１２の側、すなわち後端側から第１支
持チューブ２１、連結金具２２、第２支持チューブ２３
およびガイド２４が順に連結された構造となっている。 第１支持チューブ２１の前部には、ＴＶカメラ２５が前
方を向けて内挿されている。第２支持チューブ２３の後
方には、四角錐ミラー２６がその頂点を後方に向けて支
持され、更に、四角錐ミラー２６の頂部には、図２に示
すように、内面螺旋ひれ付管３０の内面全周を照明する
ランプ２７と、その照明光がＴＶカメラ２５に侵入する
のを防ぐための遮光板２８とが取付けられている。内面
螺旋ひれ付管３０は、図３に示すように、断面円弧状を
したひれ部１と谷部２とが、４５°のピッチで内面周方
向に繰り返された８枚ひれの異形内面を有し、かつ、そ
の異形内面は管軸に沿って周方向へ、例えば４００ｍｍ
ピッチで螺旋状に捩られている。

【００１２】第１支持チューブ２１および第２支持チュ
ーブ２３は、内面螺旋ひれ付管３０のひれ部１に案内さ
れて管内を非回転で前進し、第１支持チューブ２１内に
固定されたＴＶカメラ２５も非回転で管内を前進する。 これに対し、ガイド２４は、管内の前進に伴い内面螺旋
ひれ付管３０の捩れに沿って回動するよう、対向する谷
部２，２に係合する一対のガイドピン２４ａ，２４ａを
有し、且つ、第２支持チューブ２３に対して回動自在に
連結されている。ガイド２４の回動は、軸２４ｂを介し
て四角錐ミラー２６、ランプ２７および遮光板２８に伝
達される。ガイドピン２４ａ，２４ａと四角錐ミラー２
６とは、ボルト２４ｃにて相対捩り角が調節される。ラ
ンプ２７への給電は、スリップリング２９を介して行わ
れる。

【００１３】このような内面検査用ヘッド２０によると
、内面螺旋ひれ付管３０の内面が次のようにして目視検
査される。

【００１４】まず、図３に示すように、四角錐ミラー２
６の各ミラー面による検査領域のほぼ中央が、内面螺旋
ひれ付管３０の谷部の底に正対するように、ガイド２４
と四角錐ミラー２６との相対捩り角を調節する。検査が
可能なのはミラー面のＸからＹまであり、１つのミラー
面で１つの谷部２からその両側の山部１，１のほぼ頂点
までが検査される。従って、４つのミラー面で谷部２が
１つおきに同時検査される。また、ミラー面は平面であ
るので、円錐ミラーを用いたときのような反射像の周方
向の縮小（図１０）はない。更に、図３の状態では、検
査領域に影も生じない。

【００１５】ガイド２４と四角錐ミラー２６との相対捩
り角が調節されると、内面検査用ヘッド２０が内面螺旋
ひれ付管３０内に挿入され、その内面をランプ２７で照
明しながら、管内を内面検査用ヘッド２０が前進し、四
角錐ミラー２６に映る内面像がＴＶカメラ２５で撮影さ
れてモニターに映し出される。内面検査用ヘッド２０の
管内移動に伴い、四角錐ミラー２６が内面螺旋ひれ付管
３０の捩れに沿って管軸回りに回動するので、管内位置
が変わっても各ミラー面と谷部２との位置関係は変わら
ない。従って、一方管端から他方管端まで内面検査用ヘ
ッド２０が移動することより、４つの谷部２が影になる
ことなく、同一焦点で分解能よく同時に目視検査される
。残り４つの谷部２は復路で目視検査される。

【００１６】なお、この場合、８角錐ミラーでの全周同
時検査が考えられるが、図５に示すように、８角錐ミラ
ー５０では、横線で示す範囲が死角となり、全周同時検
査は不可能である。一般的には、ひれ数がｎの内面螺旋
ひれ付管に対してはｎ／２角錐のミラーを用いる。また
、１〜２枚の傾斜平板ミラーでは、全面検査を行うとす
ると、検査回数が多くなり、検査能率の低下を招く。

【００１７】図６は、本発明の内面検査用ヘッド２０に
使用される他のガイドの斜視図である。

【００１８】このガイド４０は、渦流探傷センサーであ
って、軸心回りに９０°の間隔でフィン４１が設けられ
たコイル保持部材を有する。コイル保持部材は合成樹脂
等の非磁性体よりなる。各フィン４１は、内面螺旋ひれ
付管の谷部に係合するように、その捩れに対応して変形
し、その外縁には連続する凹溝４２が設けられている。 コイル保持部材には、相対向するフィン４１，４１を一
組として２つのコイルが、凹溝４２内に収まるように巻
回されている。図７に示すように、コイル４３，４３に
は発信器より出力された所定周波数の電流がブリッジ回
路４４を通じて通電されており、疵等のためコイル４３
，４３のインピーダンスに差が生じるとブリッジ回路４
４のバランスが崩れ、その信号は増幅器で増幅され、同
期検波器で移相器を介して発信器から出力される同期信
号に基づいて検波されて出力される。

【００１９】このような渦流探傷センサーを兼ねるガイ
ド４０を使用すれば、４つの谷部に対して渦流探傷が目
視検査と同時に行われる。従って、渦流探傷で検出した
疵の種類を直ちに目視検査で確認するようなこともでき
る。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の内面螺旋ひれ付管の内面検査用ヘッドは、管内を前進
するのに伴い、管内面の捩れに沿って角錐ミラーが軸回
りに回動するので、ミラー面と管内面形状との位置関係
が変わらず、管内面の周方向全域を均等で且つ高い精度
でもって目視検査し得る。従って、谷底面や側壁面等に
ある小さな疵も見落とすおそれがない。また、ガイドが
渦流探傷センサーである場合は、目視検査と合わせて谷
底面を集中的に探傷でき、検査精度が更に改善されると
共に、渦流探傷を併用することによるヘッドの大型化も
避けられ、小型で高性能なヘッドが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した内面検査用ヘッドの一例につ
いてその全体構造を示す側面図である。

【図２】図１の内面検査用ヘッドの主要部を示す横断平
面図である。

【図３】管内面と角錐ミラーとの位置関係を示す模式図
である。

【図４】図１の内面検査用ヘッドを用いた検査装置の全
容を示す模式図である。

【図５】八角錐ミラーを用いた場合の検査領域を示す模
式図である。

【図６】本発明の内面検査用ヘッドに使用される他のガ
イドの側面図である。

【図７】図６のガイドに組合される探傷回路のブロック
図である。

【図８】内面螺旋ひれ付管の断面図である。

【図９】従来の内面検査装置を示す模式図である。

【図１０】円錐ミラーを用いた場合の検査状況を示す模
式図である。

【符号の説明】

２０　　内面検査用ヘッド ２４　　ガイド ２５　　ＴＶカメラ ２６　　角錐ミラー ３０　　内面螺旋ひれ付管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内面螺旋ひれ付管の内部に前方を向け
   て挿入されるＴＶカメラと、該ＴＶカメラ側を頂点とし
   てその前方に管軸回りに回動自在に設けた角錐ミラーと
   、角錐ミラーを管軸方向の移動に追従して前記内面螺旋
   ひれ付管の捩れに沿って回動させるべく、内面螺旋ひれ
   付管の谷部に係合するガイドとを具備することを特徴と
   する内面螺旋ひれ付管の内面検査用ヘッド。
2. 【請求項２】　　前記ガイドが、内面螺旋ひれ付管の管
   軸回りに等間隔で配設されて谷部に係合する偶数枚のフ
   ィンを有し、各フィンが内面螺旋ひれ付管の捩れに沿っ
   て捩られると共に、相対向するフィンを一組として渦流
   探傷用のコイルが巻回された渦流探傷センサーであるこ
   とを特徴とする請求項１の内面螺旋ひれ付管の内面検査
   用ヘッド。