JPH068807B2

JPH068807B2 - 超音波探触子ホルダ

Info

Publication number: JPH068807B2
Application number: JP61052041A
Authority: JP
Inventors: 優遠藤; 辰也小田原; 新嘉三浦
Original assignee: JGC Corp
Current assignee: JGC Corp
Priority date: 1986-03-10
Filing date: 1986-03-10
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPS62209355A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は超音波探触子ホルダに関するものであり、詳し
くは一対の送信用探触子と受信用探触子とを用いて管状
被検体を探傷する際に用いる探触子ホルダに関する。

［従来の技術］管に生ずる欠陥、たとえばアンモニア製造装置や水素製
造装置等の反応管に発生するクリープ割れ等を検出する
方法として、管の周面上に発信用と受信用とから成る一
対の超音波探触子を離隔配置し、上記管の肉厚部に超音
波を通過させ、その通過の度合いによって割れの有無や
その程度を検出しようとする超音波探傷法がある。第９
図は上記超音波探傷法を実施する際に、発信用と受信用
の探触子を一体的に保持するための超音波探触子ホルダ
を示したものである。送信用探触子Ａ、受信用探触子
Ａ’共に探触子収容ブロックＢ，Ｂ’に装着されてお
り、該ブロックＢ，Ｂ’の底面ｂ，ｂ’は管の外周面に
沿って湾曲成形されている。これらブロックＢ，Ｂ’は
一対の腕部材Ｃ，Ｃ’に、止めねじＤ，Ｄ’を介して回
動自在かつ固定可能に取り付けられている。また上記一
対の腕部材ＣとＣ’とはピンＥを介して互いに揺動自在
に連結されている。上記送信用探触子Ａと受信用探触子
Ａ’とを図の如く配設した場合、送信用探触子Ａから発
信された超音波は、探触子ブロックＢの開口Ｗに滞留し
ている接触媒質たる水の中を矢印Ｏの如く進行し、次い
で管Ｆの肉厚部を矢印Ｐの如く進行したのち探触子ブロ
ックＢ’の開口Ｗ’に滞留した水の中を矢印Ｑで示す如
く進行して受信用探触子Ａ’に到達する。かくすること
によって管Ｆの肉厚部における超音波の通過範囲Ｇにつ
いての探傷が行なわれる。

上記超音波探触子ホルダにおいて、送信用探触子Ａと受
信用探触子Ａ’との間隔、つまり中心角を変更する場合
には、先ずねじＤ，Ｄ’を緩めたのち管の外周面にその
底面ｂ，ｂ’を密着させつつ上記探触子ブロックＢ，
Ｂ’を探触子Ａ，Ａ’と共に移動させる。両探触子Ａ，
Ａ’が任意の位置に占位したところで上記ねじＤ，Ｄ’
を締めることによって探触子Ａ，Ａ’の設置が完了す
る。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、管の肉厚あるいは外径に起因して、管の肉厚
部への超音波の入射角度等を変更しようとする場合に
は、探触子Ａ，Ａ’を収容ブロックＢ，Ｂ’と共に管の
表面に対して任意の角度傾け、こののち止めねじＤ，
Ｄ’を締め付けて腕部材Ｃ，Ｃ’に上記ブロックＢ，
Ｂ’を固定すればよいのであるが、このとき、上述した
ように上記一対の腕部材Ｃ，Ｃ’はピンＥによって互い
に揺動自在に連結されているのみであり、また収容ブロ
ックＢ，Ｂ’は管表面に対し傾いているため、上記探触
子Ａ，Ａ’を任意の位置に保持することは困難である。
また上記収容ブロックＢ，Ｂ’を管表面に対して傾ける
と、収容ブロックＢ，Ｂ’の底面ｂ，ｂ’と管表面との
間にできる隙間から収容ブロックＢ，Ｂ’の開口Ｗ，
Ｗ’に滞留していた接触媒質が流れ出てしまい、超音波
探傷が不可能となる。

［問題点を解決するための手段］本発明は上記実情に鑑みて、送信用と受信用との一対の
探触子をそれぞれ案内部材に直線移動可能に係合し、ま
たこの一対の案内部材を管状被検体の周面上に位置決め
されるホルダ本体にそれぞれ揺動自在に配設し、さらに
案内部材に対して探触子を任意の位置に保持される位置
決め手段と、ホルダ本体に対して上記案内部材を任意の
位置に保持させる位置決め手段とを設け、かつ少なくと
も上記一対の探触子の探触面を囲うシール部材を設けて
いる。

［作用］上記構成の超音波探触子ホルダによれば、管状被検体の
周面上に位置決めされたホルダ本体を基準とすることに
よって探触子を正確に任意の位置に固定保持することが
できる。また上記探触子が管状被検体表面に対して傾い
て配置されても、上記シール部材によって探触子底面と
管状被検体表面との間には常に接触媒質が滞留すること
となる。

［実施例］以下本発明の具体的構成を、一実施例を示す図面に基づ
いて詳細に説明する。

第１図ないし第８図は本発明に係わる超音波探触子ホル
ダ１を、管をその全周に亘って連続的に探傷する装置に
おける探触子ホルダとして用いた例を示したものであ
る。該ホルダ１はホルダ本体１０、探触子案内部材５
０，５０’およびシール部材１００等から構成されてお
り、上記ホルダ本体１０は相対向する２枚の側壁１１と
１２と、両側壁１１と１２とを連結する支柱１３とを有
している。また上記側壁１１，１２において被検体たる
管２００（第１図、第４図参照）の表面と対向する下方
縁部１１ａ，１２ａは管２００の周面２０１に沿うよう
に湾曲形成されている。さらに上記側壁１１，１２の左
右両端部にはローラ１４，１４，１５，１５がそれぞれ
回転自在に支承されており、上記各ローラ１４，１４，
１５，１５は上記側壁１１，１２の下方縁部１１ａ，１
２ａから一部が突出するようそれぞれ配設されている。
また上記側壁１１には、そのほぼ中央部に設けられた接
触媒質供給口１６から延び、かつ下方縁部１１ａに開口
する接触媒質供給路１７が形成されている。一方、上述
したように上記ホルダ本体１０には探触子案内部材５０
が配設されている。該探触子案内部材５０は相対向する
案内側板５１と５２、および底板５３等から成ってお
り、上記案内側板５１，５２，および底板５３から画成
された空間には発信用に供される探触子３００が摺動自
在に嵌め込まれている。この探触子３００における探触
面３０１と、上記底板５３の内表面との間には、接触媒
質としてグリセリンが介在している。また、上記ホルダ
本体１０は探傷作業にあたって第１図に示すように管２
００の周方向に沿って配置されるので上記探触子３００
は、上記管２００の軸方向とほぼ直交する方向に移動自
在に配設されることとなる。また上記探触子３００には
移動部材５４が嵌着しており、該移動部材５４には上記
案内側板５１に遊転自在に支承された調整ねじ５５が螺
合している。該調整ねじ５５を適宜回動させることによ
って探触子３００を任意の位置に移動させることができ
る。また上記移動部材５４には指針５６が画かれてお
り、一方上記案内側板５２には目盛５７が刻まれてい
る。上記移動部材５４、調整ねじ５５、指針５６、およ
び目盛５７等から位置決め手段５００が構成されてい
る。また上記底板５３の一方端部には支軸２０が貫通し
ており、これによって上記探触子案内部材５０は支軸２
０を中心として揺動自在に上記ホルダ本体１０に支承さ
れている。一方上記ホルダ本体１０の側壁１１には図中
上下方向（第２図参照）に延びかつ湾曲した長穴１８が
形成されており、該長穴１８には止めねじ６０が遊嵌し
ている。該止めねじ６０は上記探触子案内部材５０にお
ける支軸２０が貫通していると反対側の下方端部に螺着
しており、上記止めねじ６０を長穴１８内を移動させる
ことによって、上記探触子案内部材５０が支軸２０を中
心として揺動する。また上記長穴１８には、止めねじ６
０と共に長穴１８内を摺動する支針６１が配設されてお
り、一方上記ホルダ本体１の側壁１１表面には、上記支
軸２０を中心とした角度目盛６２が刻まれている。上記
長穴１８、止めねじ６０、指針６１、および角度目盛６
２によって位置決め手段６００が構成されている。一
方、上記ホルダ本体１０には、上述した送信用の探触子
３００を保持する探触子案内部材５０と共に受信用の探
触子３００’を保持する探触子案内部材５０’が配設さ
れている。この探触子案内部材５０’は各図面からも明
らかなように、ホルダ本体１０内部において上述した探
触子案内部材５０と対象に形成および配設されている。
そこで探触子案内部材５０’に関連する各要素において
上述した探触子案内部材５０と同一形状あるいは同一の
動作態様を示す要素については上述した探触子案内部材
５０と同番号を記すとともにその番号に′（ダッシュ）
を附して詳細な説明は省略する。また第４図および第８
図に示すようにホルダ本体１０の下部にはシール部材１
００が配設されている。該シール部材１００は上記一対
の探触子３００，３００’の周囲を覆うようにかつ該探
触子３００，３００’における探触面３０１，３０１’
を囲うように上記ホルダ本体１０、および探触子案内部
材５０，５０’に充填されており、該シール部材１００
はナイロンスポンジから構成されている。また第８図か
らも明らかなようにシール部材１００における上記接触
媒質供給路１７と対応する部位には切り欠き１０１が設
けられている。

上述した構成の超音波探触子ホルダ１を用いて管２００
の探傷を行なう場合の探触子３００，３００’の位置決
め操作を以下に述べる。先ず探傷しようとする管の外径
および肉厚に基づいて、作図および計算を行ない、送信
用の探触子３００と受信用の探触子３００’との間隔お
よび探触面３０１，３０１’の上記管周面２０１に対す
る傾斜角を導き出す。なお上記作図法、および計算法は
既によく知られていることなので説明は省略する。次い
で位置決め手段５００，５００’における調整ねじ５
５，５５’を適宜回動させて探触子３００および３０
０’をそれぞれ探触子案内部材５０，５０’における所
定位置に占位させる。このとき指針５６と目盛５７とを
活用することにより、探触子３００，３００’間の距離
を正確に設定することができる。また上記探触子３００
と３００’とは互いに支軸２０から等距離、対象的に位
置決めされることは勿論である。次いで、位置決め手段
６００，６００’における止めねじ６０，６０’を緩
め、探触子案内部材５０，５０’を、上記探触子３０
０，３００’の探触面３０１，３０１’が所定の傾斜と
なるように揺動させる。こののち止めねじ６０，６０’
を締め付け、上記探触子案内部材５０，５０’をホルダ
本体１０に固定する。このとき指針６１と角度目盛６２
とを活用することにより探触子３００，３００’の設置
角度を正確に設定することができる。また上記探触子３
００，３００’が、支軸２０を中心として管周面２０１
に対し同じ傾斜角に位置決めされることは勿論である。
探触子３００と３００’とのホルダ本体１０に対する位
置決めが終ったのち超音波探触子ホルダ１を第１図に示
す如く、被検体たる管２００の周面２０１上にセットす
る。このとき、図示するように側壁１１，１２を管２０
０の軸に対してほほ直交する方向に沿わせて配置するこ
とにより、上記探触子３００と３００’とが管２００に
おける同一円周上に並んで配置されることとなる。また
上記超音波探触子ホルダ１を図示していない探触子走査
装置に取り付けられている。該装置は管状被検体の軸を
中心として該被検体の外周部を移動する走査部を備えて
おり、上記超音波探触子ホルダ１は上記走査部にばねを
介して取り付けられている。上記ばねの付勢力によりホ
ルダ本体１０に設けられた各ローラ１４，１４，１５，
１５が管周面２０１に当接することによって管２００に
対するホルダ本体１０の位置決めが成される。また上記
ばねの付勢力によってシール部材１００が管周面２０１
に押し付けられる。上記シール部材１００を構成するナ
イロンスポンジは、充分な可撓性を有しているので、第
１図に示したように超音波探触子ホルダ１を溶接の肉盛
部に沿って配置した場合でもシール部材１００は管周面
２０１に密接する。次いで接触媒質供給口１６へ接触媒
質たる水を流入すると、この水は接触媒質供給口１７を
通って、上記シール部材１００と、探触子案内部材５
０，５０’における底板５３，５３’および管周面２０
１とによって囲まれた空間４００（第４図、第８図参
照）に滞留する。なお、過剰に供給された水は空間４０
０の上方開放部から排出される。この状態において送信
用の探触子３００から超音波を発信すると、該超音波液
は空間４００内の水を通過して管２００に入射し、該管
の内周面で反射したのち再び空間４００内の水を通過し
て受信用の探触子３００’によって受信される。かくし
て管２００における周の一部が探傷される。なお上述の
如く、超音波を管２００の内周面で反射させることによ
って、管２００の肉厚部はもとより、該管２００の内周
面に生じた割れをも確実に検出することができ、もって
特に反応管等において有益な検査結果を得ることができ
る。また、上述した走査装置によって超音波探触子ホル
ダ１を、管２００の周方向に移動させつつ上記探傷操作
を行なうことにより、管２００の全周に亘って連続的に
探傷することができる。

なお本例では管の全周を連続的に探傷する装置の超音波
探触子ホルダに、本発明を適用した例を示したが、勿論
管周面上の指定された一部のみの探傷を行なうための超
音波探触子ホルダに本発明を適用することは可能であ
る。また探触子案内部材に対する探触子の位置決め、お
よびホルダ本体に対する探触子案内部材の位置決めを、
それぞれねじを利用した位置決め手段によって行なって
いるが、探触子案内部材と探触子との係合、および探触
子案内部材のホルダ本体による支持を、きつくすること
によって上記ねじ等を省くことも可能である。

［発明の効果］以上詳述した如く、本発明に係わる超音波探触子ホルダ
によれば、管状被検体に位置決めされるホルダ本体を基
準として、一対の探触子の位置決めを行なっているの
で、正確かつ確実に探触子を管状被検体上に配置するこ
とが可能となった。また、シール部材によって探触子底
面と管状被検体表面との間に常に接触媒質を滞留させて
おくようにしたので、管状被検体に対する探触子の設置
角度を適宜に設定することが可能になった。また、上記
シール部材の上部に切欠きを設け、探触子底面と管状被
検体表面との間に滞留している接触媒質を上記切欠きを
介して上方へ溢れ出させることにより、水中に発生した
気泡を積極的に外部へ排除するよう構成したので、接触
媒質中の気泡に起因する探傷感度の低下を未然に防止す
ることができる。また、これにより一つの超音波探触子
ホルダによって各種外径の管状被検体を探傷することが
容易にできるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる超音波探触子ホルダの使用態様
を示す全体斜視図であり、第２図はシール部材を省略し
て示した側面図、第３図は同じくシール部材を省略して
示した断面側面図、第４図はシール部材の取り付け部状
態を示す断面側面図、第５図はシール部材を省略して示
した端面図、第６図および第７図は同じくシール部材を
省略して示した上面図および底面図であり、第８図はシ
ール部材の形状を示す超音波探触子ホルダの底面図、第
９図は従来構造の超音波探触子ホルダおよびその使用態
様を示した側面図である。１…超音波探触子ホルダ、１０…ホルダ本体、１１，１
２…側壁、１４，１５…ローラ、１７…触媒媒質供給
路、１８，１８’…長穴、２０…支軸、５０，５０’…
探触子案内部材、５１，５１’，５２，５２’…案内側
板、５４，５４’…移動部材、５４，５５’…調整ね
じ、５６，５６’…指針、５７，５７’…目盛、６０，
６０’…止めねじ、６１，６１’…指針、６２，６２’
…角度目盛、１００…シール部材、１０１…切り欠き、
３００，３００’…探触子、５００，５００’…位置決
め手段、６００，６００’…位置決め手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の探触子を管状被検体の周面上に配置
し、一方の探触子から発信された超音波が、上記管状被
検体の肉厚部を通過したのち他方の探触子に受信される
よう上記一対の探触子を保持する超音波探触子ホルダに
おいて、上記管状被検体の周面上に位置決めされるホル
ダ本体に、一対の探触子案内部材をそれぞれ揺動自在に
配設するとともに、上記一対の探触子案内部材をそれぞ
れ任意の揺動位置に保持する位置決め手段を設け、か
つ、上記一対の探触子案内部材にそれぞれ探触子を上記
管状被検体の軸と直交する方向へ移動可能に配設させる
とともに、上記一対の探触子をそれぞれ任意の位置に保
持する位置決め手段を設け、さらに少なくとも上記一対
の探触子の探触面を囲うシール部材を設け、該シール部
材によって上記一対の探触子と上記管状被検体との間に
接触媒質を滞留させるとともに、上記シール部材の上部
に設けた切欠きを介して、上記一対の探触子と上記管状
被検体との間に滞留した接触媒質を溢出させるようにし
たことを特徴とする超音波探触子ホルダ。