JPH06308106A - 配管溶接部探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来使用されていた軌道の設置が省略でき、そ
れにより機器構成の簡易化および部品数の減少が図れる
とともに、配管現場における機器設置工数の減少が図
れ、しかも設置作業自体も従来に比して極めて容易に行
えることを目的とする。 【構成】配管１の検査対象となる溶接部２付近の外周部
に着脱可能に装着される固定ベース４と、この固定ベー
ス４に設けられ配管の周壁外方に同軸的に配置される略
半円弧状の支持部材５と、この支持部材５に同軸的配置
で支持され周方向に沿って移動可能な略半円弧状の第１
移動部材６と、この第１移動部材６に同軸的配置で支持
され周方向に沿って移動可能な略半円弧状の第２移動部
材７と、第１移動部材６を支持部材５に対して配管の周
りに略９０°正逆回動させる第１駆動機構８と、第２移
動部材９を第１移動部材６に対してさらに同一方向に９
０°正逆回動させる第２駆動機構９と、第２移動部材７
に一体移動可能に設けられ配管１の溶接部２の周方向全
体の方形走査による探傷を行う超音波探傷機構１０とを
備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス封入計装配管等の継
手溶接部の配管現場における探傷作業に適用される配管
溶接部探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばガス封入計装配管等の継手部は、
高シール機能を得る目的から、溶接により密封接続され
る。このような配管の継手溶接部では一般に、溶接直後
や定期点検等の際に、溶接欠陥の検査が実施される。

【０００３】ところで、このような配管の継手溶接部の
探傷検査を行う場合には、連続した配管の途中で、溶接
部の周方向全体に渡る探傷走査が必要となる。このよう
な走査を行うためには、探傷装置を周方向全体に亘って
連続的に移動させる案内手段として、閉ループ状の軌道
が必要になるが、配管が無端であるため予め閉ループ状
に構成した軌道は設置することができない。

【０００４】したがって従来、このような配管の継手溶
接部の探傷検査を行う場合には、プラント等の現場にお
いて、検査対象となる配管の溶接部付近に割リング構造
のガイドレール等からなる軌道を設置し、この設置され
たリング状の軌道に超音波探傷機構を搭載して、軌道に
沿う案内移動により超音波探傷走査を行うようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の技術では、軌道の据付けと、その軌道に対する超音
波探傷機構の搭載等が別作業として必要になる。このた
め、据付け機器および据付け工程が多くなり、作業性が
悪くなり易い。特に精密な探傷走査を行うために必要と
される軌道の心出し、また超音波探傷機構の搭載時の調
整等には、非常に多くの手間を要する。また、軌道と超
音波探傷機構とが別構成であると、部品点数が多く構成
が複雑で、かつ取扱いも繁雑である。さらに、小口管径
の計装配管等の場合、ヘッダ配管等に対する接続管径が
小さいために異径接続となり、その継手溶接部はソケッ
ト溶接となるが、この場合には作業が一層面倒で、多く
の手間が必要となる。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、従来使用されていた軌道の設置が省略でき、そ
れにより機器構成の簡易化および部品数の減少が図れる
とともに、配管現場における機器設置工数の減少が図
れ、しかも設置作業自体も従来に比して極めて容易に行
える配管溶接部探傷装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、配管の検査対象となる溶接部
付近の外周部に着脱可能に装着される固定ベースと、こ
の固定ベースに設けられ前記配管の周壁外方に同軸的に
配置される略半円弧状の支持部材と、この支持部材に同
軸的配置で支持され周方向に沿って移動可能な略半円弧
状の第１移動部材と、この第１移動部材に同軸的配置で
支持され周方向に沿って移動可能な略半円弧状の第２移
動部材と、前記第１移動部材を前記支持部材に対して前
記配管の周りに略９０°正逆回動させる第１駆動機構
と、前記第２移動部材を前記第１移動部材に対してさら
に同一方向に９０°正逆回動させる第２駆動機構と、前
記第２移動部材に一体移動可能に設けられ前記配管の溶
接部の周方向全体の方形走査による斜角探傷を行う超音
波探傷機構とを備えたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
において、第１駆動機構と第２駆動機構とが関連するギ
ア列により構成され、第２移動部材は第１移動部材の２
倍の移動角度で常時回動すべく設定されているものであ
る。

【０００９】

【作用】請求項１の本発明によれば、支持部材、第１移
動部材および第２移動部材を全て重合させた一側開口状
態で配管に対する側方からの着脱をワンタッチ式に行え
る。

【００１０】したがって、本発明によれば、従来使用さ
れていた配管に対する軌道の設置を全く必要とせず、探
傷装置自体を直接、配管に装着するだけで溶接部の探傷
が行えるので、配管に対する据付け機器が減少できると
ともに、据付け工程も減少でき、作業性の大幅な向上が
図れる。

【００１１】また据付後においては、第１，第２駆動機
構によって各移動部材を正逆方向に回動させ、これによ
り配管の周囲全体に亘る探傷走査が円滑に行える。この
場合、各移動部材の回動範囲は正逆１８０°ずつと最少
限度で済み、極めて能率よい作業が行える。

【００１２】また、本発明の装置は全ての部材が一体に
組立てられた単一機構成となっており、機器構成の簡易
化および部品数の減少が図れるとともに、配管現場にお
ける機器設置工数の減少も図れ、しかも、小口管径の計
装配管等の異径管のソケット溶接部の探傷等について
も、取扱いが容易で、能率よい作業が行えるようにな
る。

【００１３】請求項２の発明によれば、第１駆動機構と
第２駆動機構とがギア列により構成され、第２移動部材
は第１移動部材の２倍の移動角度で常時回動すべく設定
されているので、超音波探傷機構の動作が円滑に、かつ
安定して行われる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る配管溶接部探傷装置の一
実施例を図面を参照して説明する。

【００１５】図１は装置要部の構成図、図２は装置全体
の外観図、図３は要部断面図、図４〜図６は作用説明図
である。

【００１６】本実施例では図１に示すように、検査対象
となる配管１の溶接部２がソケット溶接部とされ、配管
１は縦方向に伸びている。

【００１７】本実施例の配管溶接部探傷装置３は、図１
および図２に示すように、大別して溶接部２上方の小径
配管部１ａの外周部に着脱可能に装着される固定ベース
４と、この固定ベース４に設けられ配管１の周壁外方に
同軸的に配置される略半円弧状の支持部材５と、この支
持部材５に同軸的配置で支持され、それぞれ周方向に沿
って移動可能な略半円弧状の第１移動部材６および第２
移動部材７と、これら第１，第２移動部材６，７を駆動
する第１駆動機構８および第２駆動機構９と、第２移動
部材７に取付けられた超音波探傷機構１０とからなって
いる。

【００１８】固定ベース４は、断面略Ｌ字形をなす基板
１１の上下片部１１ａ，１１ｂに、クランプ機構１２お
よび心出し機構１３をそれぞれ設けた構成とされてい
る。クランプ機構１２は、基板１１の上片部１１ａに沿
って設けた逆ねじ式のボールねじ１４に、互いに対向す
る１対のクランプアーム１５をボールナット１６を介し
て支持させたものである。そして、ボールねじ１４の端
部に設けたノブ１７の回転操作により、ボールねじ１４
の逆ねじ部分に螺合するボールナット１６が互いに接離
し、これによりクランプアーム１５が開閉動作して小径
配管部１ａを把持し得るようになっている。

【００１９】このクランプアーム１５によって小径配管
部１ａを把持させたとき、ボールねじ１４の軸方向（ｘ
方向）において支持部材５の軸心が、小径配管部１ａの
軸心と一致するように設定されている。なお、クランプ
機構１２はマグネット式としてもよい。

【００２０】心出し機構１３は、ボールねじ１４の軸心
と直交する方向（ｙ方向）において支持部材５の軸心を
小径配管部１ａの軸心に一致させるためのものである。
すなわち、この心出し機構１３は、支持部材５の上端部
に一体的に設けた取付け板１７の上面を、基板１１の下
片部１１ｂの下面に、ｙ方向に沿う蟻溝式連結部１７ａ
を介して吊下げ状態で摺接させ、これら基板１１と取付
け板１７とを送りねじ１８によって同方向で接離可能に
構成したものである。そして、送りねじ１８の端部に設
けたノブ１９の回転操作により、取付け板１７を基板１
１に対して進退移動させ、これによりｙ方向において支
持部材５の軸心を小径配管部１ａの軸心に一致させるこ
とができるようになっている。

【００２１】支持部材５は、図３に示すように、小径配
管部１ａの周壁外方に沿って縦長に配置され、略半円弧
状の外周面が周方向ガイド面５ａとされている。この周
方向ガイド面５ａに、略半円弧状の第１移動部材６が周
方向に摺動可能に嵌合され、かつ第１移動部材６の内周
面側が支持部材５の外周面側に蟻溝式連結部２０を介し
て周方向に摺動可能に連結されている。この第１移動部
材６の下端部には、略同一形状の第２移動部材７が、蟻
溝式連結部２１を介して周方向に摺動可能に連結されて
いる。

【００２２】そして、支持部材５の周方向略中央位置に
正逆転可能な駆動源、例えばＤＣサーボモータ２２が設
けられ、このモータ２２の出力軸２３に取付けた駆動ギ
ア２４が、第１移動部材６の第１従動ギア２５に噛合し
ている。これにより、第１移動部材６を支持部材５に対
して配管周りに略９０°正逆回動させる第１駆動機構８
が構成されている。

【００２３】また、第１移動部材６の周方向略中央位置
の外周面側には、ブラケット２６を介して上下１対の一
体回転するアイドラギア２７ａ，２７ｂが設けられてい
る。上部アイドラギア２７ａは、支持部材５に設けた固
定ギア２８に噛合し、第１移動部材６の回動時にこの固
定ギア２８との噛合により駆動ギア２４と反対方向に回
転するようになっている。この上部アイドラギア２７ａ
と一体回転する下部アイドラギア２７ｂが、これらと平
行にブラケット２６に取付けた連動ギア２９に噛合し
て、この連動ギア２９をアイドラギア２７ａ，２７ｂと
逆方向（駆動ギア２４と同一方向）に回転させるように
なっている。この連動ギア２９が、第２移動部材７に一
体に設けた第２従動ギア３０に噛合して、第２移動部材
７を第１移動部材と同一方向にさらに回転させるように
なっている。すなわち、以上のギア列により、第２移動
部材７を第１移動部材５に対して同一移動方向に同時に
正逆回動させる第２駆動機構９が構成されている。本実
施例では、第２移動部材７の移動が第１移動部材５の２
倍となるギア数に設定されている。

【００２４】さらに、第２移動部材７には超音波探傷機
構１０が一体移動可能に設けられている。この超音波探
傷機構１０は図１に示すように、第２移動部材７の下方
に垂下してこれと一体回動する縦長なフレーム３１に、
斜角探触子である超音波プローブ３２をベルトドライブ
式駆動部３３によって上下方向（ｚ方向）に往復動可能
に設けたものである。超音波プローブ３２は、スプリン
グ付きプローブホルダ３４およびジンバル機構を介し
て、大径配管部１ｂの溶接部２近傍の外周面に圧接さ
れ、第２移動部材７の回動に伴い、一定ピッチの方形走
査を行い、溶接部２の周方向全体の斜角探傷を行う。な
お、図１中、３５は超音波プローブ３２の回動角度検出
用エンコーダ、３６は超音波プローブ３２の昇降用駆動
モータ、３７は昇降位置検出用エンコーダである。ま
た、図２中、３８は固定ベース３のカバー、３９は搬送
用ハンドル、４０は制御ケーブルである。

【００２５】次に図４〜図６によって作用を説明する
（なお、これら図４〜図６は、装置回動状態を示す模式
的平面図で、動作状態を平易に表すために、図１〜図３
で示したものとはギアの向き等を異ならせている）。

【００２６】図４は装置着脱時（Ｔ１）および探傷途中
（Ｔ３）の状態を示し、図５は探傷スタート時（Ｔ２）
の状態、図６は探傷終了時（Ｔ４）の状態をそれぞれ示
している。

【００２７】図４に示すように、装置装着時においては
第１，第２移動部材６，７が支持部材５に重合する配置
とされ、装置は一側が開口した状態にある。この状態
で、配管１の側方から装置を嵌込み、クランプアーム１
５で配管１を把持して装置固定を行う。この図４の状態
では、超音波プローブ３２が真下（Ｔ１位置）にある。

【００２８】探傷走査の際には、まず図４の状態から駆
動ギア２４を周方向の一方（図４の時計方向ａ（逆方
向））に回転させる。この場合、駆動ギア２４に噛合す
る第１従動ギア２５が回動し、これにより第１移動部材
６が同方向に回動する。また、第１移動部材６の回動に
より、上部アイドルギア２７ａ（図４では図示省略）が
支持部材５の固定ギア２８に噛合して反時計方向に回転
し、これと一体回転する下部アイドルギア２７ｂの回転
により、これに噛合する連動ギア２９が時計方向（逆方
向）に回転して第２移動部材７も同方向ａに回動する。
本実施例では前記の回動角度設定により、第２移動部材
７の回動角度は、第１移動部材６の２倍となる。

【００２９】そして、本実施例では図５に示すように、
第１移動部材６が９０°回動した状態、すなわち第２移
動部材７が１８０°回動した状態で一旦停止する。この
状態における超音波プローブ３２の位置が探傷開始位置
（Ｔ２）である。

【００３０】この図５の状態から、駆動ギア２４を周方
向の他方（図５の反時計方向ｂ（正方向））に回転させ
る。これにより、ギア回転が全て前記と逆になり、超音
波プローブ３２は図４の位置（Ｔ３）を経た後、図６に
示す３６０°回動した位置（Ｔ４）まで進んで停止す
る。この間に、超音波プローブ３２による探傷走査が行
われ（例：周方向１°（０．５mm）ピッチ）、その位置
情報を併せた探傷データにより、欠陥平面マップ、断面
マップ等が得られ、各種処理が行われる。

【００３１】探傷終了後は、前記と逆の動作を行わせ、
図４の状態に復帰させた後、装置の取外し等を行えばよ
い。

【００３２】以上の本実施例によれば、従来使用されて
いた配管に対する軌道の設置を全く必要とせず、探傷装
置自体を直接、配管に装着するだけで溶接部の探傷が行
える。したがって、配管に対する据付け機器が減少でき
るとともに、据付け工程も減少でき、作業性の大幅な向
上が図れる。特に本実施例によれば、支持部材５、第１
移動部材６および第２移動部材７を全て重合させた一側
開口状態（図４の状態）で配管１に対する着脱が行える
ので、着脱作業が極めて容易である。

【００３３】また、配管１の周方向全体に亘って超音波
探傷機構１０を移動させる手段を、支持部材５、第１移
動部材６および第２移動部材７、ならびに１つのモータ
３５とそれに付随するギア列により、コンパクトな構成
で実現でき、部品数の減少も図れる。

【００３４】しかも、クランプ機構１２による一方向
（ｘ方向）の心出しは容易に設定できるうえ、これと直
交する方向（ｙ方向）の心出し機構１３によって、支持
部材５、第１移動部材６および第２移動部材７の正確な
心出しが行え、これにより超音波探傷機構１０の移動も
正確に行えるので、高い探傷精度が得られるものであ
る。

【００３５】さらに、本実施例の装置は全ての部材が一
体に組立てられた単一機構成となっているので、小口管
径の計装配管等の異径管のソケット溶接部の探傷等につ
いても、取扱いが容易で、能率よい作業が行える。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る配管溶接部
探傷装置によれば、従来使用されていた軌道の設置が省
略でき、それにより機器構成の簡易化および部品数の減
少が図れるとともに、配管現場における機器設置工数の
減少が図れ、しかも設置作業自体も従来に比して極めて
容易に行える等の優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一実施例を示す装置要部の構成
図。

【図２】同実施例による装置全体の外観図。

【図３】同実施例による装置要部の断面図。

【図４】同実施例による作用説明図で、着脱時の状態を
示す図。

【図５】同実施例による作用説明図で、走査初期状態を
示す図。

【図６】同実施例による作用説明図で、走査終了状態を
示す図。

【符号の説明】 １ 配管 ２ 溶接部 ４ 固定ベース ５ 支持部材 ６ 第１移動部材 ７ 第２移動部材 ８ 第１駆動機構 ９ 第２駆動機構 １０ 超音波探傷機構

フロントページの続き (72)発明者 芝 彰男 千葉県市川市香取２−１−10−102 (72)発明者 菅沢 光彦 東京都千代田区神田神保町二丁目２番30号 東京電力株式会社原子力研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管の検査対象となる溶接部付近の外周
   部に着脱可能に装着される固定ベースと、この固定ベー
   スに設けられ前記配管の周壁外方に同軸的に配置される
   略半円弧状の支持部材と、この支持部材に同軸的配置で
   支持され周方向に沿って移動可能な略半円弧状の第１移
   動部材と、この第１移動部材に同軸的配置で支持され周
   方向に沿って移動可能な略半円弧状の第２移動部材と、
   前記第１移動部材を前記支持部材に対して前記配管の周
   りに略９０°正逆回動させる第１駆動機構と、前記第２
   移動部材を前記第１移動部材に対してさらに同一方向に
   ９０°正逆回動させる第２駆動機構と、前記第２移動部
   材に一体移動可能に設けられ前記配管の溶接部の周方向
   全体の方形走査による探傷を行う超音波探傷機構とを備
   えたことを特徴とする配管溶接部探傷装置。
2. 【請求項２】 第１駆動機構と第２駆動機構とは関連す
   るギア列により構成され、第２移動部材は第１移動部材
   の２倍の移動角度で常時回動すべく設定されている請求
   項１に記載の配管溶接部探傷装置。