JPH09229919A - ２方向探傷走査距離計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波探傷時における超音波センサの２方向
の走査距離の正確かつスムースな計測が可能な装置を実
現する。 【解決手段】 走査距離検出用タイヤ１，１' の両側部
位全周に転動（摺動）用ガイドボール２，２' を挿設
し、前記タイヤ１，１' 部位回転支承の保持フレーム
５，５' とそれを揺動可能に支承した管曲面追動フレー
ム８，８' との間を４組のスプリング９，９' により復
元可能に係合させ、前記追動フレーム８，８'を４組の
スプリング１０１，１０１' で押付可能に支持フレーム
１１１，１１１' に支承してそれぞれが形成された管軸
方向用と管周方向用の探傷走査距離検出機構部を備え、
これらを超音波センサ１７中心部へ直交配設して２方向
探傷走査距離計を形成したことによって、従来の装置の
場合に不可能であった曲管部における超音波センサ１７
の走査距離の正確な計測が可能になるとともに、走査方
向と直交したタイヤ１，１’の摩耗防止と摺動抵抗の軽
減が可能になり、スムースな計測が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波探傷検査装
置に適用される２方向探傷走査距離計に関する。

【０００２】

【従来の技術】配管の溶接部の欠陥検出は、図６（ａ）
に示すように配管０１の壁面を超音波センサ０２で走査
し、これが管肉内に発信した超音波０３の溶接部０４に
よる反射波を受信し、その大きさと位置を検出すること
により行われる。

【０００３】上記超音波センサ０２は、その走査が図６
（ｂ），（ｃ）に示すように配管０１の管軸方向（Ｙ方
向）に行われる場合と、管周方向（Ｘ方向）に行われる
場合とがあり、欠陥の位置検出に必要な超音波センサ０
２のＸ方向及びＹ方向の移動距離、即ち、２方向探傷走
査距離を計測するための距離計が取付けられている。

【０００４】従来の超音波センサのＸＹ方向の移動距離
を計測する距離計は、トラックボール型距離計（パソコ
ンの操作に使用されるマウスと類似したもの）であり，
これが超音波センサ０２のＸ方向又はＹ方向の位置に取
付けられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の距離計は、前記
のように、その間に一定間隔を設けて超音波センサのＸ
方向又はＹ方向に取付けられるものであり、超音波セン
サの移動距離は、距離計が計測したその移動距離より求
められていたため、曲管部での超音波探傷検査時には、
正確な距離計測が行えなかった。

【０００６】例えば、図７（ａ）に示すように超音波セ
ンサ０２の管軸方向へ距離計０５を配設した場合は、周
方向探傷走査時に距離計０５が楕円軌道を描くために誤
差を生じていた。

【０００７】また、図７（ｂ）に示すように超音波セン
サ０２の管周方向へ距離計０５を配設した場合には、管
軸方向探傷捜査時に超音波センサ０２と距離計０５が異
なる軌道を移動するため、誤差を生じていた。本発明は
上記の課題を解決しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
係る２方向探傷走査距離計は、それぞれの中心線の延長
線がその中心で直交するように超音波センサにそれぞれ
配設された管軸方向用と管周方向用の探傷走査距離検出
機構部により形成され、それぞれの探傷走査距離検出機
構部が、その両側部位全周に転動可能にガイドボールを
挿設した走査距離検出用タイヤ、同タイヤを回転可能に
支承した保持フレーム、同保持フレームを揺動可能に支
承し同保持フレームとの間に４組の引張コイルバネを復
元可能に係合した追動フレーム、および同追動フレーム
を４組の圧縮コイルバネを介して押付可能に支承し上記
超音波センサに接合された支持フレームを備えたことを
特徴としている。

【０００９】本発明に係る２方向探傷走査距離計が設け
られた超音波センサを用いて配管の超音波探傷を行う場
合、配管壁面に超音波センサをセットすると、それぞれ
の探傷走査距離検出機構部の追動フレームが４組の圧縮
コイルバネにより押圧され、それぞれのタイヤが配管壁
面に接触する。

【００１０】この状態で超音波センサの走査を開始する
と、走査方向を向いた探傷走査距離検出機構部のタイヤ
は回転するが、走査方向と直交する方向に位置する探傷
走査距離検出機構部のタイヤは、配管壁面との摺動抵抗
により傾斜し、走査方向側のガイドボールが配管壁面に
接触して転動（又は摺動）し、走査を停止すると、引張
コイルバネによりタイヤの傾きは復元される。

【００１１】上記走査方向を向いた探傷走査距離検出機
構部のタイヤは、その回転角度が検出され、この回転角
度が距離に換算され、超音波センサの走査時における走
査距離が計測される。

【００１２】本発明においては、管軸方向と管周方向の
走査距離は超音波センサの中心でそれぞれの中心線の延
長線が直交する管軸方向用と管周方向用の探傷走査距離
検出機構部によりそれぞれ計測されるため、従来の装置
において生じていた曲管部での計測誤差を防止すること
が可能となる。

【００１３】また、超音波センサの走査方向と直交する
タイヤは傾斜させ、ガイドボールを配管壁面と接触させ
るため、タイヤの摩耗防止と摺動抵抗の軽減が可能とな
り、スムースな計測が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る２方
向探傷走査距離計について、図１乃至図５により説明す
る。なお、図１は本実施形態に係る距離計を反転させた
状態の矢視図である。

【００１５】図１乃至図５に示す本実施形態に係る距離
計は、管軸方向用探傷走査距離検出機構部と、管周方向
用探傷走査距離検出機構部とにより形成されており、両
者はそれぞれの中心線の延長線が超音波センサ部の中心
で直交するように超音波センサ部に結合されている。

【００１６】上記管軸方向用と管周方向用の探傷走査距
離検出機構部は、図１乃至図４に示すようにそれぞれ走
査距離検出用ゴムタイヤ１，１’、ガイドボール２，
２’、回転リムフレーム３，３' 、軸部材４，４' 、保
持フレーム５，５' 、ヒンジ５１，５１' 、増速機６，
６' 、回転角度検出器７，７' 、追動フレーム８，
８'、カラー８１，８１' 、引張コイルバネ９，９' 、
押付ガイドロッド１０，１０' 、及び圧縮コイルバネ１
０１，１０１' により形成されている。

【００１７】また、超音波センサ部は、図１、図３乃至
図５に示すように、センサ保持フレーム１１、管軸方向
用支持フレーム１１１、管周方向用支持フレーム１１
１' 、ガイドボール１２、シンバル機構フレーム１３、
センサ保持部材１４、センサ押付ロッド１５、圧縮コイ
ルバネ１６、超音波センサ１７、及びガスシリンダロッ
ド１８により形成されている。

【００１８】上記部材によりそれぞれ形成された管軸方
向用探傷走査距離検出機構部と管周方向用探傷走査距離
検出機構部の詳細について、以下に図１乃至図４を用い
て説明する。

【００１９】走査距離検出用ゴムタイヤ１，１' は、両
側部位全周に直交方向走査時のタイヤ１，１' 摩耗防止
と摺動抵抗軽減化を目的とした転動（摺動）用ガイドボ
ール２，２' が複数個自在挿設されており、回転リムフ
レーム３，３' により固持され、ベアリング等を介して
軸部材４，４' 及び保持フレーム５，５' に回転自在に
支承されている。

【００２０】上記軸部材４，４' 内には、前記回転リム
フレーム３，３' へ軸芯部が連結された増速機６，６'
と回転角度検出器７，７' が挿設され、軸部材４，４'
は、保持フレーム５，５' へ挿設固定されている。

【００２１】上記保持フレーム５，５' は、管壁面側へ
押付時に復元力が働くように配管壁面側へ偏芯させて摺
動（回転）可能に追動フレーム８，８' へ支承され、保
持フレーム５，５' の両側へ突出した４組のヒンジ５
１，５１' と追動フレーム８，８' のカラー８１，８
１' 間を４組の引張コイルバネ９，９' で復元可能に係
合している。

【００２２】上記追動フレーム８，８' は、カラー８
１，８１' 部分に挿設固定された４組の押付ガイドロッ
ド１０，１０' 、圧縮コイルバネ１０１，１０１' を介
して超音波センサ部のセンサ保持フレーム１１の支持フ
レーム１１１，１１１' へ押圧、追動可能に支承され
る。

【００２３】上記部材により形成されそれぞれの探傷走
査距離検出機構部に結合された超音波センサ部の詳細に
ついて、以下に図１，図３乃至図５を用いて説明する。
超音波センサ１７は、４組のガイドボール１２を四角へ
配設し、管法線方向へ調芯可能としたセンサ保持フレー
ム１１の中心部位へ配置され、センサ保持フレーム１１
の管周方向に摺動可能としたシンバル機構フレーム１３
と直交揺動可能としたセンサ保持部材１４へ４組のセン
サ押付ロッド１５、圧縮コイルバネ１６を介して配管壁
面側へ押圧可能に装設されている。

【００２４】上記センサ保持フレーム１１は、図１乃至
図３に一部図示の２組のガスシリンダロッド１８の先端
部へ取付けられ、このガスシリンダロッド１８により配
管壁面へ押圧追動走査される。

【００２５】次に、本実施形態に係る２方向探傷走査距
離計を用いて行う超音波センサ１７の探傷走査距離の計
測について、管軸方向走査の場合と管周方向走査の場合
を以下に説明する。

【００２６】超音波センサ１７を管軸方向（Ｙ方向）に
走査する場合は、管軸方向に配設したタイヤ１が配管壁
面と直角に接地し、これを押圧した状態で管軸方向へ追
動回転（図１乃至図３における矢印ａ）されると、その
回転が回転リムフレーム３を介して増速機６へ伝達さ
れ、回転角度検出器７で回転角度が計測され、距離に換
算される。

【００２７】このとき、管周方向に配設されたタイヤ
１' は、走査方向と直交状態に配管壁面と接地押圧され
ているため、配管壁面との摺動抵抗により走査方向と反
対の側へ首振り揺動（図１乃至図３における矢印ｂ）し
て傾き、走査方向側のガイドボール２' のみが配管壁面
に接地して転動（又は摺動）し、タイヤ１' の摺動抵抗
が軽減される。管軸方向への走査移動が停止すると、走
査方向側の引張コイルバネ９' によりタイヤ１' の傾き
が復元され、配管壁面に対して直角に接地押圧される。

【００２８】超音波センサ１７を管周方向（Ｘ方向）に
走査する場合は、管軸方向に配設したタイヤ１と管周方
向に配設したタイヤ１' がそれぞれ上記の場合と逆の作
用を行い、管周方向の探傷走査距離の計測が行われる。

【００２９】本実施形態においては、上記のようにその
中心線の延長線が超音波センサ１７の中心で直交する管
軸方向用と管周方向用の探傷走査距離検出機構部により
形成されたため、それぞれの方向についての探傷走査距
離を正確に計測することが可能となった。

【００３０】

【発明の効果】本発明の２方向探傷走査距離計は、走査
距離検出用タイヤの両側部位全周に転動（摺動）用ガイ
ドボールを挿設し、前記タイヤ部位回転支承の保持フレ
ームとそれを揺動可能に支承した管曲面追動フレームと
の間を４組のスプリングにより復元可能に係合させ、前
記追動フレームを４組のスプリングで押付可能に支持フ
レームに支承してそれぞれが形成された管軸方向用と管
周方向用の探傷走査距離検出機構部を備え、これらを超
音波センサ中心部へ直交配設して２方向探傷走査距離計
を形成したことによって、従来の装置の場合に不可能で
あった曲管部における超音波センサの走査距離の正確な
計測が可能になるとともに、走査方向と直交したタイヤ
の摩耗防止と摺動抵抗の軽減が可能になり、スムースな
計測が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る２方向探傷走査距
離計の反転状態の斜視図である。

【図２】上記一実施形態に係る探傷走査距離検出機構部
の平面断面図である。

【図３】上記一実施形態に係る距離計の側面断面図であ
る。

【図４】上記一実施形態に係る距離計の正面図である。

【図５】上記一実施形態に係る距離計の平面図である。

【図６】超音波センサの走査の説明図である。

【図７】従来の装置による配管の探傷走査距離計測の説
明図である。

【符号の説明】 １，１' タイヤ ２，２' ガイドボール ３，３' 回転リムフレーム ４，４' 軸部材 ５，５' 保持フレーム ５１，５１' ヒンジ ６，６' 増速機 ７，７' 回転角度検出器 ８，８' 追動フレーム ８１，８１' カラー ９，９' 引張コイルバネ １０，１０' 押付ガイドロッド １０１，１０１' 圧縮コイルバネ １１ センサ保持フレーム １１１，１１１' 支持フレーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれの中心線の延長線がその中心で
   直交するように超音波センサにそれぞれ配設された管軸
   方向用と管周方向用の探傷走査距離検出機構部により形
   成され、それぞれの探傷走査距離検出機構部が、その両
   側部位全周に転動可能にガイドボールを挿設した走査距
   離検出用タイヤ、同タイヤを回転可能に支承した保持フ
   レーム、同保持フレームを揺動可能に支承し同保持フレ
   ームとの間に４組の引張コイルバネを復元可能に係合し
   た追動フレーム、および同追動フレームを４組の圧縮コ
   イルバネを介して押付可能に支承し上記超音波センサに
   接合された支持フレームを備えたことを特徴とする２方
   向探傷走査距離計。