JPH1062093A - 渦流探傷検査プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲がり半径の小さい曲がり部付き伝熱管の内
部でも正確な探傷検査を行う。 【解決手段】 渦流探傷用検査プローブ４０は、プロー
ブボデー部６０とプローブヘッド部５０と弾性連結部７
０とからなり、プローブボデー部６０は本体ケーシング
６１内に設けられたモータ６３とスリップリング６７と
を有し、プローブヘッド部５０は、前端部及び後端部に
配置された調芯部材５１と、調芯部材５１間に回転自在
に支持された渦流探触子５３と、渦流探触子５３を半径
方向外方に偏倚するばねとを有し、弾性連結部７０は、
弾性ホースと、この弾性ホースの外面に回転自在に且つ
長手方向に並んで嵌装された複数の調芯部材７１と、隣
接する調芯部材７１を順次連結する複数のジンバル機構
継手７３とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、渦流探傷検査を行
う検査装置に関し、特に細い曲り管の渦流探傷検査に使
用される検査プローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】管形熱交換器では、細い管が伝熱管とし
て使用されているが、その伝熱管の損傷、欠陥等を非破
壊的に検査するため各種の探傷装置が使用されている。
そのうち曲り部のある伝熱管には図４に示すような渦流
検査プローブが使用される。この検査プローブ１０は、
先端の検査部１１，基端側の回転駆動部１３，中間の弾
性連結部１５から主として形成されており、曲り部のあ
る伝熱管１の中に挿入されるに適した構造となってい
る。即ち検査部１１の先端部及び後端部に調芯部材１７
が設けられ、その中間には圧縮コイルばね１９により側
方に偏倚された渦流探触子２１が設けられている。この
検査部１１は、後述するように軸回りに回転されて探傷
が行われる。回転駆動部１３は両端の調芯部材２５に支
持された本体ケーシング２７にモータ２９を内蔵し、そ
の出力軸が弾性連結部１５のフレキシブルシャフト３１
に連結している。このフレキシブルシャフト３１はコイ
ル状に巻回した金属線を多層に重ねたもので、長手方向
に等ピッチで配設された多数の支持部材３３により伝熱
管１の内面に支持され、モータ２９の回転を検査部１１
に伝えて探触子２１を回転させる。探触子２１への給電
及び検出信号は、フレキシブルシャフト３１に巻かれた
リード線３５により伝達される。このような検査プロー
ブ１０は、伝熱管１の外に置かれる送り装置により延長
管３を介して伝熱管１の中に挿入され即ち軸方向に送ら
れるから、回転駆動部１３のモータ２９により検査部１
１を同時に回転すれば、探触子２１は螺旋軌跡を描いて
伝熱管１の内面を走査し、探傷検査が行われる。

【０００３】以上のものは、弾性連結部にフレキシブル
シャフトを使用しているので、回転伝達力が小さいとい
う難があるから、図５に示すような高伝達トルクの屈曲
連結構造も提案されている。これは案内短筒３７に回転
自在に支持された軸をジンバル機構継手３９で順次連結
しているものである。ジンバル機構継手３９は、所定の
屈曲を許容するが捩り剛性が相対的に大きく、このため
回転角をロスなく伝達し、高トルクを伝達できるのであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、弾性連
結部にフレキシブルシャフトを使用する検査プローブで
は、フレキシブルシャフトの弾性を利用して伝熱管の曲
り部に追従して挿入できるのであるが、その捩じり剛性
が相対的に小さい。このため挿入される管の曲り部の半
径が小さくなって連結部の抵抗が大きくなると、スティ
ックスリップを起こして検査部に回転むらが生じ、適正
な検査が困難になる。又、連結部にジンバル機構継手を
使用する検査プローブにおいては、屈曲して高トルクを
ロス無く伝達できるのであるが、長手軸に対する屈曲に
対し抵抗が小さい。このため図５に示すような挿入案内
管３と伝熱管１の接続部のように、挿入通路の内面に段
差があると、案内短筒が引っ掛かるという問題を生ず
る。前述の内面の段差は、検査プローブの先端の検査部
を伝熱管に効率良く整列、案内するために挿入案内管の
出口内面を拡大することにより生じたもので、これがな
いと検査プローブを被検査管に円滑に挿入するのが難し
い。従って、本発明は、曲げ半径が小さい伝熱管の内部
でも回転むらを生ぜずに検査部に回転を伝えて適正な検
査ができ、更に伝熱管の入口近傍に内面の不連続部が生
じても引っ掛かったりせずに円滑に挿入できる渦流探傷
検査プローブを提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、渦流探傷検査プローブは、回転駆
動部と検査部と前記回転駆動部からの回転駆動力を前記
検査部に伝達する弾性連結部とからなり、その回転駆動
部は本体ケーシング内に設けられたモータとスリップリ
ングとを有し、前記検査部は、前端部及び後端部に配置
された第１調芯部材と、この第１調芯部材間に回転自在
に支持された渦流探触子と、この渦流探触子を半径方向
外方に偏倚するばねとを有し、更に前記弾性連結部は、
弾性中空管と、この弾性中空管の外面に回転自在に且つ
長手方向に並んで嵌装された複数の第２調芯部材と、隣
接する前記第２調芯部材を順次連結する複数の自在継手
とを有する。そして、前記弾性中空管としては、復元力
のある弾性ホース又は螺旋ばね管を用いると、内部に給
電及び出力信号用導線を挿通するのに好適であるが、弾
性中空管の代わりに超弾性体棒を使用しても、本発明の
大部分の特徴的作用効果が得られる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。先ず図１を参照するに、曲り部
を有する伝熱管１を探傷検査する探傷装置の検査プロー
ブ４０は、先端の検査部即ちプローブヘッド部５０、基
端側の回転駆動部即ちプローブボデー部６０及び中間の
弾性連結部７０から構成され、プローブボデー部６０
は、可撓チューブ４１を介して伝熱管１の外に置かれる
送り装置（図示しない）に連絡している。プローブヘッ
ド部５０は、前端部及び後端部に調芯部材５１を有し、
更に中央部に渦流探触子５３を有するが、それらの詳細
構造は図２に示されている。図２を参照するに、例えば
弾性針状体を環状に植設してなる調芯部材５１に軸受５
５を介してケーシング５７が支持され、そのケーシング
５７内に圧縮コイルばね５９に偏倚されて渦流探触子５
３が支持されている。そして更にケーシング５７の先端
には弾頭状の案内体５８が取り付けられている。このた
め、伝熱管１の入口部において、案内体５８がプローブ
ヘッド部５０の進入を容易化し、渦流探触子５３が半径
方向外側にある伝熱管１の内面に押し付けられつつ回転
が可能になっている。尚、渦流探触子５３から延びたリ
ード線５４は、後述するように外部の探傷器に連絡して
いる。

【０００７】再び図１を参照するに、プローブボデー部
６０の本体ケーシング６１には、モータ６３が設けら
れ、そこから延びた給電線及び制御線はリード線６５と
なって可撓チューブ４１の中を延び、伝熱管１の外側に
置かれる図示しない制御盤に連絡している。モータ６３
の出力軸にはスリップリング６７が取付けられ、前述の
リード線５４の接続を行い、そのリード線５４はリード
線６５に纏められている。モータ６３の出力軸に連絡
し、その回転力をプローブヘッド部５０に伝達する弾性
連結部７０は、複数の調芯部材７１とジンバル機構継手
７３を有しているが、その詳細構造は図３に示されてい
る。図３において、両端がジンバル機構継手７３に連結
された中空軸７５には、軸受７７を介して調芯部材７１
が嵌装されている。この調芯部材７１は、軸受７７に嵌
合する内筒部７１ａと軸方向の切れ目７１ｂで周方向に
分割された外筒フィンガ部７１ｃを有し、全体として弾
性材料から形成されている。このため山形の外面形状を
持つ外筒フィンガ部７１ｃは、中心連結部７１ｄを支持
端とした片持ち梁のように弾性変形し、調芯作用を行
う。そして、中空軸７５及びジンバル機構継手７３を貫
いて弾性ホース７９が延びていて、その中を渦流探触子
５３からのリード線５４が通っている。そして、図１に
示すように、プローブボデー部６０側の端部のジンバル
機構継手７３は、モータ６３の出力軸に連結されてい
る。尚、弾性ホース７９の代わりに螺旋ピッチの小さ
い、例えば線径にほぼ等しい管状のコイルばねを使用し
ても良い。この場合でも、リード線５４は、コイルばね
の中に通される。

【０００８】以上の構成の検査プローブ４０を使用して
探傷検査を行うには、伝熱管１の端部からプローブヘッ
ド部５０を先頭にして検査プローブ４０を押込む。この
際案内体５８が芯合わせ作用を行う。可撓チューブ４１
等を掴持し、或いは送り装置により伝熱管１の中に検査
プローブ４０を送り込んでいくと、プローブヘッド部５
０は調芯部材５１により伝熱管１の中で同軸に保持され
る。伝熱管１に図１に示すような曲り部があれば、その
曲りに倣って弾性連結部７０が変形していく。検査すべ
き伝熱管１の形状寸法は、製作図等の設計資料により既
知であるから弾性連結部７０の長さは予めこれを見込ん
でおけば良い。プローブヘッド部５０の伝熱管１内位置
は、可撓チューブ４１等の送り量で分かるから、検査領
域に達すれば、送り装置による送りとモータ６３の回転
駆動を組み合わせる。このようにして、モータ６３の回
転変位は弾性連結部７０によりプローブヘッド部５０の
ケーシング５７に伝えられ、その軸回りの回転となる。
即ち、渦流探触子５３は、螺旋軌跡を描いて伝熱管１の
内面を走査している。このような走査に際し渦流探触子
５３にリード線５４を介して励磁電流を送り、他方渦流
信号を検出して探傷器に送る。このようにして探傷検査
が行われる。弾性連結部７０の変形追従に際しては、調
芯部材７１の外筒フィンガ部７１ｃが両端部でバランス
よく変形するので、中空軸７５及び内部の弾性ホース７
９を伝熱管１の中心に保持する。調芯部材７１に軸受７
７を介して支持された中空軸７５は、自在継手であるジ
ンバル機構継手７３により相互に連結されているので、
モータ６７の回転は損失無くプローブヘッド部５０のケ
ーシング５７に伝達される。尚、前述の実施形態の弾性
ホース７９やコイルばね管に代えて超弾性棒を使用して
も良いが、その場合はリード線５４は、外面に沿わせて
適宜保持することになる。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば先
端の検査部と基端側の回転駆動部とを繋ぐ弾性連結部に
自在継手としてジンバル機構継手を使用し、その中心に
弾性中空管を通したので、回転駆動部の回転がロス無く
検査部に伝達され、渦流探触子が所定の軌跡で伝熱管の
内面を走査し、適切な探傷検査が行うことができる。更
に弾性中空管の変形復元力により自在継手に屈曲復元機
能が付与されたので、移動通路内面に不連続部があって
も引っ掛かることはなく、伝熱管内で検査ぷローブを円
滑に移動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の全体構造図である。

【図２】図１の部分拡大断面図である。

【図３】図１の別の部分の拡大断面図である。

【図４】従来のものの一例を示す全体側面図である。

【図５】別の従来装置の概念説明図である。

【符号の説明】

４０ 検査プローブ ４１ 可撓チューブ ５０ プローブヘッド部 ５１ 調芯部材 ５３ 渦流探触子 ５４ リード線 ５５ 軸受 ５７ ケーシング ５８ 案内体 ５９ 圧縮コイルばね ６０ プローブボデー部 ６１ 本体ケーシング ６３ モータ ６５ リード線 ７０ 弾性連結部 ７１ 調芯部材 ７３ ジンバル機構継手 ７５ 中空軸 ７７ 軸受 ７９ 弾性ホース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動部と検査部と前記回転駆動部か
   らの回転駆動力を前記検査部に伝達する弾性連結部とか
   らなり、 前記回転駆動部は本体ケーシング内に設けられたモータ
   とスリップリングとを有し、 前記検査部は、前端部及び後端部に配置された第１調芯
   部材と、同第１調芯部材間に回転自在に支持された渦流
   探触子と、同渦流探触子を半径方向外方に偏倚するばね
   とを有し、 前記弾性連結部は、弾性中空管と、同弾性中空管の外面
   に回転自在に且つ長手方向に並んで嵌装された複数の第
   ２調芯部材と、隣接する前記第２調芯部材を順次連結す
   る複数の自在継手とを有することを特徴とする渦流探傷
   検査プローブ。
2. 【請求項２】 前記弾性中空管が弾性ホース又は螺旋ば
   ね管であることを特徴とする請求項１の渦流探傷検査プ
   ローブ。
3. 【請求項３】 前記弾性中空管に代えて超弾性体棒を使
   用することを特徴とする請求項１の渦流探傷検査プロー
   ブ。