JPS5826259A - 探傷用走査機 - 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】 本発ｇ４は金属製の管体とフランジ体との溶接部の探傷
、主として超音波探傷を行うための走査機に関するもの
である。

送電線の鉄塔５は旧くけ形鋼により製造されるのが一般
的であったが、送電電圧の高圧化に伴って鉄塔が大型化
するにつれ、強度、美観′、風抵抗の面で優れた鋼管が
使用され、鋼管サイズも近時は極めて大径のも、のが使
用される傾向にある。

ところで鉄塔における鋼管同士の結合には７ランジ奪用
い、７ランジ同士をボルト止めする方法が採られること
が多−〇この７ランジとして蝶従来、第６図に示す如く
、鋼板を環状に切り出してなるクランプ部ＦＬ′を鋼管
ｓ、ｐの端末に外嵌し、・同じく鋼板を三角板状に切出
してなる多数のリプＲＢを夫々その稜部が鋼管ｅｐの外
周面とフランジ部裏面とにわたる如くに多数衝合せ溶接
してなる、所謂リブ付板７ランジ構造としたものが一般
的であったが、近時は第１図に示す如く管部ＰＰとその
一端に一体形成されたフランジ部ＦＬとからなる７ラン
ク体ＦＢ、所謂鍛鋼製一体フランジを用い、管部ｐｐの
他端を鋼管ｓｐに衝介せ溶接する方法が多用され始めて
いる。これは■　高い応力集中部が形成されない。

■　固定ポル）Ｈ−列ゲージとなり負担荷重が均等であ
る。

■　円周溶接をセするのみであるので溶接長が短く、そ
ｎだけ信頼性が高く、捷た溶接の自動化が可能である。

■　単純な溶接構造であるため品質管理が行い易い０ など、後者は前者に比して極めて優れた特徴ケ有してい
ることによる。七ころで上記鍛鋼製一体７ランジと鋼管
ｓｐとの溶接部の検査としてはＸ線透過検査及び超音波
探傷が行われている。特に超音波探傷は検査技術者によ
る手動探傷によって行なわれており、信頼性、記録性に
乏しく、作業性も悪いなどの問題があり、このフランジ
体ＦＢが有する上記０項の％徴が十分生かされていない
のが実情であった。

本発明はかかる実情に鑑みなさｎ、たものであって、７
ランク体の７ランク部の外径、肉厚、管部の内、外径、
肉厚、従ってまた鋼管の内、外径、肉厚の如何、更にフ
ランジ部外周面及びその近傍に取り付けられたステップ
等の障害物の有無に拘らず円滑且つ正確な探傷を行うこ
との出来る新規な探傷用走査機を提供することを目的と
するＯ以下本発明をその実施例を示す図面に基いて詳述
する。第２図は本発明に係る探傷用走査機（以下本発明
機という）の使用状態を示す一部破砕略示側面図、第３
図は同じく略示正面図であり、図中ＥＩＩＰｄ鋼管、Ｆ
Ｂ［フランジ体を示し、７ランク体ＦＢｔ’ｊ管部ＰＰ
及びその一端に一体形成された７ラン９部ＰＬからなり
、その管部ＰＰの他端は鋼管ＳＰの端部に溶接部Ｗにお
いて衝合せ溶接されている０そしてこの溶接部Ｗの探傷
を行う探触子（通常は超音波斜角探触子）ＰＢは７ラン
ク体ＦＢの内周面を利用して固定したクランプ部Ｋに回
転部Ｃ１走行駆動部Ｄ１支持部Ｓを用いて浴接部Ｗ近傍
における鋼管ｓｐの外周面に摺接侮持せしめられている
。クランプ部ＫＨクランプフレームＩＩＫ一対の固定具
１２．１２及びこｎ、ら両固定具１２．１２を７ランク
体ＦＢの内周面に接離せしめるべく操作するハンドル１
３ｉ備えてなる。クランプフレームｌｌに断面矩形のチ
ャンネル材を用いて“７ラン９部ＰＬの直径よりも若干
短い長方形状に形成されており、その長手方向の中央部
ＶＣ＃″を長辺側のチャンネル材１１ａ、ｌｌａに渡し
た状態で円形のギヤボックスｌｌｃが固定されている。

このギヤボックス１１Ｃとクランプフレーム１１におけ
る短辺側の両チャンネル材１１ｂ、ｌｌｂとにはこれら
に両端部を夫々枢支された状態で一対の外杆１１ｄ、ｌ
ｌｄが長辺側のチャンネル材１１ａ。

ｌｌａ間においてこれらと平行な向きに一直線上に位置
すべく配設され、またギヤボックスｌｌｃには前記両嗟
杆ｌｌｄ、ｌｉｄと直交する向きに操作杆工１ｅが枢支
されている０ギヤボツクスＩＩｃ内に位置する外杆１１
ｄ、１１（ｌの端末には夫々相対向せしめ次状態でベベ
ルギヤｌｌｆ、ｌｌｆが、またギヤボックスｌｌｃ内に
位置する操作杆ｌｉｅの一端末には前記両ペペルギ〒ｌ
ｌｆ、　ｌｌｆと噛合するベベルギヤｌ１ｇが設けられ
ている。前記各外杆ｌｉｄ、１ｉｄＫはその中間部に固
定具１２．１２が、また操作杆ｌｉｅの他端末にはハン
ドル１３が設けられており、該ハンドル１３の正、逆回
転によって前記両外杆ｌｉｄ、　ｌｉｄを正、逆回転さ
せ、固定具１２．１２をフランジ体ＦＢの内周面に対し
径方向に遠近移動せしめうるようＫしである。各固定具
１２，１２Ｈ第４図に示す如く前記各外杆ｌｉｄ、　ｌ
ｉｄに螺合貫通させるナツト部及びクランプフレーム１
１のチャンネル材１１ｍ、　ｌｌａにおける前面と相対
向面との２面Ｋｉｌ接する溝部（いずれも図示せず）を
備えた移動ブロック１２亀、１２ａＫ、７ランク部ＦＬ
の内周面に接離する半円板状の突部１２ｂ、　１２ｂを
設けて構成されており、前記ノ・ンドル１３の操作によ
って外杆ｌｉｄ、　ｌｉｄが正、逆回転せしめられると
両固定具１２．１２が７ラン９ｇＦＬの内周面Ｋｔｉし
て遠近移動し、突部１２ｂ、　１２ｂが７ランク部ＦＬ
の内周面にその周方向の異なる位置でこれに圧接してク
ランプ部Ｋを７ランデ体ＦＢに固定し、またこれから離
反してクランプ部Ｋを７ランデ体ＦＢから取り外せるよ
う如しである。

回転部Ｃは、ギヤボックスｌｌｃに回動自在に外嵌され
ており、クランプフレーム１１に対シて回転自在に嵌合
されたリング２１及びリング２１から半径方向に延・設
されたフレーム２２からなっている。フレーム２２はリ
ング２１の外周面にその一端を固着されて鋼管ＳＰの半
径方向に延出された一対の短寸部２２Ｂ、２２ａ、短寸
部２２Ｂ、　２２ａの夫々の他端から鋼管ＳＰと離隔す
る方向へ屈曲延出された一対の接続部２２ｂ、　２２ｂ
、さらに接続部２２ｂ、　２２ｂの夫々の他端から鋼管
ＳＰの径方向に延出された一対の長寸部２２ｃ、　２２
ｃ及び夫々の長寸部他端（先噛）間にｆｆされた連結部
２３　ｔｃより枠組されている。長寸部２２ｃ、　２２
ｃの両端寄りの位置には補強材２４．２５が跨設されて
おり、この両袖強材２４．２５間には一対の案内杆２７
．２７が平行に設けられていて、後述すゐ走行駆蛎部り
を取付けたブロック２６をこれらに押通させて保持して
いる。ブロック２６は案内杆２７，２７の長手方向に移
動が可能で、ノ・ンドル２６ａ　Ｋて固定されるように
なっている。

走行駆動部ＤＦｉ、モータ３１、ギヤ３２，３３゜・・
・、コグドベルト６０等よシなる。ブロック２６の鋼管
ＳＰ側には支持板３８が、案内杆２７，２７と平行に、
従ってフランジ体ＦＢの端面とは平行に固着されておシ
、また支持板３Ｂの鋼管ＳＰの外側方向端面には支持テ
ーブル４２が固着されている。支持テーブル４２は後述
する支持部Ｓ、の一部をなすものであシ、鋼管ｓｐの外
側方向面（第２図の位置では上面、以下同様に表わす）
Ｋは、鋼管ＳＰの軸長方向と平行な向きに所要寸法を隔
てて一対の支持ブロック４３ａ、　４３ｍを、また両支
持ブロック４３ｇ　、　４３ａ闇には固定具４３ｂを配
設して形成され各ブロック４３ａ　、　４３ｇ　、固定
共４３ｂは一対のスライド杆４４．４４を挿通保持して
いる。

そして、支持ブロック４３ａ、　４３ａ　Ｋは、鋼管Ｓ
Ｐの径方向に移動可能に前後各一対の支持杆３４，３４
゜・・・が支持テーブル４２を貫通して、摺訣されてお
り、その鋼管ＳＰ側先端には走行駆動部支持板３５が固
着されている。支持杆３４，３４．・・・には、支持テ
ーブル４２と走行駆動部支持板３５０間でコイルスプリ
ング３６，３６．・・・が夫々嵌挿されており、これに
よって走行駆動部支持板３５、従って走行駆動部りを７
２ンジ部ＦＬ外周面側に向けて付勢せしめている。

走行駆動部支持板３５の下面には、走査用駆動源たるモ
ータ３１を、その出力軸３１ａを鋼管ＳＰの軸長方向と
平行するように固着したモータ収付板３７が取付けられ
ている。また支持板３５の下面の両側寄りの位置には一
対の脚板３９．３９が、鋼管ＳＰの中心方向に延在せし
められて固着されている。脚板３９，３９間は７ラン９
部ＦＬの幅寸法より若干大きい寸法だけ隔てられており
、その略々中央の位置には、前記モータ３１の出力軸３
１ｍが両脚板３９．３９を挿通していて、この出力軸３
１ｍの両脚板３９．３９の間の部分には、ギヤ３２が出
力軸３１ａと一体回転するように外嵌されている。ギヤ
３２の周囲に＃−ｉ、第５図に示すように、このギヤ３
２と噛合し、ギヤ３２よシ稍々大径をした３つのギヤ３
３．３３．３３が、夫々の中心位置が正三角形の頂点と
なり、またその−辺がフランジ部ＦＬの外周接線と平行
するように、両脚板３９゜３９の間に渡された軸３３ａ
、　３３ａ、　３３ａにて回転自在に軸支されている。

ギヤ３３．３３．３３　　Ｋはコグドベル）６０が掛は
回されており、ギヤ３３゜３３．３３と対向する而、即
ちコグドベル）６０の内周面には、ギヤ３３，３３．３
３の回転を確実に伝達するための突条が形成されており
・、ギヤ３３゜３３．３３の各歯と噛合してギヤ３３．
３３．３３　　を包絡している。コグドベルト６０は、
７ランデ部ＦＬ外周面を転接するものであり、コグドベ
ルト６０の外周にはスリップ防止用の突条か、鋼管ＳＰ
の軸長方向に一定のピッチにて平行に形成されている。

即ち、モータ３１の回転はギヤ３２を介してギヤ３３．
３３．３３　　に伝達され、ギヤ３３，３３．３３と付
き回りするコグドベルト６０はギヤ３３．３３３３の周
囲を回転して、７ラン９部ＦＬの外周面を転接移動して
ゆく。

また、モータ３１の出力軸３１ｍ先端には、出力軸３１
ａと連動するポテンショメータ等にて構成された周方向
移動量検出器６１が連結されており、７ラング部ＦＬの
外周に沿って移動する走行駆動部りがスタート位置から
移動した距離を検出するようになっている。またモータ
取付板３７には、モータ３１への給電線、その他移＃貴
検出器６１及び後述する探触子ＦＢに対する信号送受の
ための信号線を連結するフネクタ６２が設けられている
。

支持部Ｓは探触子ＰＢを鋼管ＳＰの径方向に移動調節す
る支持部Ｓ、、Ｓ３と、探触子ＰＢを鋼管ｓｐの軸長方
向に移動調節する支持部Ｓ、及び探触子ＰＢを鋼管ＳＰ
の表面に摺接すべく追従させる支持部Ｓ４からなってい
る。支持部Ｓ！は前記一対の案内杆２７．２７にて挿通
保持されたブロック２６に走行駆動部り及び支持テーブ
ル４２を取付け、また支持テーブル４２には、前述した
ように鋼管ＳＰの軸長方向と平行な向きに所要寸法を隔
てて一対の支持ブロック４３ｍ、　４３ｍを、また面支
持ブロック４３ｍ、　４３ｇ間に固定具４３ｂを配設し
て形成されており、両寮内杆２７，２７に対してグロッ
ク２６を移動し、固定ハンドル２６ａにて任意位置に固
定し得るよう圧しである０支持部５ｔＦｉ前記支持テー
ブル４２の支持ブロック４３ａ、　４３ａ及び固定具４
３ｂに鋼管ＳＰの軸長方向と平行な向きに挿通保持させ
た一対のスライド杆４４．４４の先端部に支持ブロック
４５を固定して構成されており、支持チーグル４２に対
しスライド杆４４．４４を進退＄動させて溶接部Ｗと鋼
管ｓｐ表面に対す・る探触子ＰＢの摺接位置を調節し、
固定ハンドル４３ｃの操作で任意位置に固定し得るよう
にしである。

支持部Ｓｓ＃−ｉ前記支持ブロック４５に鋼管ＳＰの径
方向に挿通保持された一対のスライド杆４６，４６の先
端部にガイドブロック４７を固定して構成されており、
支持ブロック４５に対してスライド杆４６．４６を鋼管
ＳＰの径方向に移動させ、鋼管ｓｐ表面に対する探触子
ＰＢの進出調節域を設定し、固定ハンドル４５ａの操作
で任意位置に固定し得るようにしである。そして支持部
ｓ４は前記ガイドブロック４７に鋼管ＳＰの径方向に移
動可能に摺嵌せしめたガイド杆４８の先端部に第６図に
示す如きコ字形をした取付具４９を、その両アーム部が
鋼管ＳＰ表面側に向く状態で固定し、アーム部の先端に
ビン４９ａを用いて支承リング５０をピン４９ａ回りに
回転可能に枢支すると共に、この支承リング５０ＫＷ触
子ＰＢを固定したホルダＨが直径方向の２箇所でビン５
０ａを用いて枢支されており、ホルダＨはビン４９ａ、
　５０ａによって互いに直交する２方向に傾動自在に枢
支されている。

ガイド杆４８にはガイドブロック４７と取付具４９との
間でガイド杆４８にコイルスプリング５１が嵌挿されて
おり、これによって探触子ＦＢを鋼管ＳＰの表面側に向
けて付勢せしめである。なお探触子ＰＢとしては超音波
斜角探触子を用いる場合について述べたが、渦電流探触
子等を用いてもよいことは勿論である。

また上記支持部Ｓ、におけるスライド杆４４には被検対
象たる溶接部Ｗ１鋼管ＳＰの肉厚の寸法仕様毎に、溶接
部Ｗと探触子ＰＢを摺接せしめるぺき鋼管ＳＰの局面と
の離隔寸法が予め目盛られており、寸法仕様が異なる場
合、あるいはスキップ距離の調整を行う場合には、夫々
の目盛に合せて支持ブーロック４３ｍからのスライド杆
４４の突出長を調節することにより、探触子ＰＢは溶接
部Ｗから所要寸法を隔てた鋼管ＳＰ裏表面対向位置せし
められるようＫしである。

かく構成した本発明機にあっては、当初クランプ部ＫＫ
おけるハンドル１３を手動回転させてペペルギ〒ｌ１ｇ
、　ｌｌｆ、　ｌｌｆを介して外杆１１ｄ、ｌｌｄを回
転させ、移動ブロック１２ａ、　１２２を７ラング体Ｆ
Ｂの内径よりも小さ−い寸法に相近接せしめておき、こ
の状態で全体をクレーン等で吊り上げクランプ部にの両
移動ブロック１２ａ、　１２ｇを７ラング体ＦＢの内側
に位置せしめ、クランプフレーム１１を７ラング部ＦＬ
の端面に衝き当てた状態でハンドル１３を正回転し、両
＄動ブロック１２ａ。

１２ｍを離反移動せしめ、各突部１２ｂ、　１２ｂを７
ラング部ＰＬの内周面に圧接せしめる。

これによってクランプ部には、７ランジ体ＦＢに一体的
に固定される。

次いで、ブロック２６の／１ンドル２６ａを緩めて案内
杆２７．２７に対するブロック２６の位置を調節するこ
とにより、フランジ部ＦＬの外径に応じた走行駆動部り
の位置調節、具体的には゛コグドベルト６０がフランジ
部ＦＬの外周面に圧接するように調節して、ハンドル２
６ａを締め付けでブロック２６を固定する。

続いて、支持テーブル４２上の固定ノ）ンドル４３ｃを
緩め、支持テーブル４２に対するスライド杆４４の位置
を、例えばまず溶接部Ｗに対し、０．５スキツプの探傷
を行うように定めて調節し、固定ハンドル４３ｃを締め
付けてスライド杆４４を固定する。このときスライド杆
４４上の目盛が使用される。

その後、固定ハンドル４５ａを緩めて支持ブロック４５
に対するスライド杆４６の位置を調節し、探触子ＰＢが
溶接部Ｗから所要寸法離隔した鋼管ＳＰの外周面に適圧
で当接せしめた後、固定ノ・ンドル４５ａを締め付け、
スライド杆４６を固定する。

この状態では探触子ＰＢはコイルスプリング５１の拡圧
力によって鋼管ＳＰ表面に弾圧保持せしめられ、また鋼
管ＳＰ表戸に凹凸が存在する場合にも、支承リング５０
がピン４９ａ回りに、またホルダＨがピン５０ａ回りに
床々−転して探触子ＰＢを鋼管ＳＰ表面に正しく当接保
持する。

このような状態にて探触子ＰＢ、移動量検出器６１及び
モータ３１に対する電源をオンすると、モー１３１はギ
ヤ３２を回転させて、ギヤ３２と噛合しているギヤ３３
．３３．３３　　を（ロ）転させ、さらにギヤ３３，３
３．３３と付き回りするコグドペル）６Ｑが回転される
。この場合、モータ３１．コグドベルト６０等の走行駆
動部ＤＶｉ、回転部Ｃに装着されており、また回転部Ｃ
は、フランジ体ＦＢの中心を回転の中心として、フラン
ジ体ＦＢに回転自在となっているので、コグドベルト６
０はフランジ部ＦＬ外周面を転接移動してゆき、またこ
れに従って探触子ＰＢも鋼管ＳＰの外周面に摺接移動せ
しめられてゆく。探触子ＰＢから発せられた超音波は鋼
管ＳＰ表面に大きな入射角度で入射され、溶接部Ｗ側に
向けて伝播される。疵が有る場合はこれから反射される
疵エコーを捉え、これを走行駆動部りに付設されている
移動量検出器６１から出力される探傷開始位置から周方
向への移動距離に応じた距離信号と共に図示しない探傷
装置本体に入力され有疵部分の周方向における位ｉｔが
検出されるようにしである。

走行駆動部りが７２ンジ部ＦＬ外周１ｆｌｉＫ沿って−
回りし、従ってまた探触子ＰＲが鋼管Ｓ？の外周面に沿
って−回りし終え九時は、溶接部Ｗに対する探触子位置
を変えた後、例えば０．７５スキツプで探傷を行う位置
に変更して、モータ３１を逆回転させて逆向きに超音波
斜角探傷を行ってゆく。

これを数回反復して溶接部Ｗをその周方向及び肉厚方向
の全域にわたって探傷する。

第７図（イ）、（ロ）は走行駆動部りの走行状態を略示
したものであり、本発明機にあってはフランジ部ＦＬの
外周面ばステップ７０等の障害物が取り付けられている
場合も、−コグドベルト６０がギヤ３３、３３．３３　
　を包絡しているために簡単にの抄越えることができて
、何り支障なく探傷を行うことができる。ま九クランプ
部Ｋにおける移動ブロック１２ａ、　１２ｍを径方向に
＄動せしめてフランジ部ＦＬの内周面に接離せしめるこ
ととしているから、フランジ部ＦＬの内径の如何にかか
わらず、適用することが出来、また７ランジｓＦＬの幅
寸法等の寸法諸元の異なる各種被検物に対しても各支持
部Ｓ、〜Ｓ４におけるスライド杆４４，４６、及びブロ
ック２６の調節によって簡単に適用することが可能とな
って適用範囲が極めて広く、シかも走行駆動部りはフラ
ンジ部ＦＬ外周に沿って周回移動するから、探触子ＰＢ
の描く探傷軌跡も正確で探傷精度のばらつきも少ない。

以上の如く本発明機にあっては肉厚、内径等の寸法の種
々異なる被検物に対する適用範囲が極めて広く、また探
傷精度、作業性、作業能率の大幅な向上が図れるなど本
発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明機の適用対象となる鍛鋼製一体７ランジ
の外形図、第２図は本発明機の装着状態を示す一部破砕
略本側面図、第３図は同じく略本正面図、第４図は第３
図のＩＶ−ＩＶ線による横断面図、＠５図は第２図のｖ
−ｖ線による断面図、第６図は探触子の支持部を示す部
分斜視図、第７図（イ）、（ロ）は走行駆動部の走行状
態を示す略本図、第８図はリプ付板７ランジの外形図で
ある。 Ｋ・・・クランプ部　Ｃ・・・回転部　Ｄ・・・走行駆
動部Ｓ、　Ｓｌ、　Ｓｔ、　Ｓｓ、　Ｓｓ・・・支持部
　ＰＢ・・・探触子１１・・・クランプフレーム　１２
・・・ｂＬｉ［２１・・・リング　３１・・・モータ　
３２，３３・・・ギヤ　３４・・・支持杆　４２・・・
支持テーブル　４４．４６・・・スライド杆　４５・・
・支持ブロック　４７・・・ガイドブロック　４９・・
・取付具　５０・・・支承リング　６０・・・コグドベ
ルト　６１・・・周方向移動量検出器　６２・・・コネ
クタ 特　許　出　願　人　　　住友金属工業株式会社代理人
　弁理士　　河　野　登　夫 オ■図 算　８　目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 】、管体とこ−ｒＬＶＣ溶接されたフランジ体の管部と
   の溶接部に対する探傷用走査機であって、クランプ体内
   周面の局方向の異なる位置に接離せしめられる少なくと
   も２個の固定具を備えるクランプ部と、該クランプ部に
   対しては回転自在となっている回転部と、該回転部に装
   着され、クランプ体に対する接触位置の径方向への調節
   が可能であって、駆動手段によりフランジ体外周面に沿
   って移動する走行駆動部と、該走行駆動部に装着され、
   接触子を前記溶接部に臨ませるべく探触子を管体及び／
   又Ｉ／ｉ管部の軸長方向及び径方向に移！ｌＥＩ＋−節
   可能であって且っ探触子を溶接部又はその近傍に弾接せ
   しめる支持部とを具備し、前記走行駆動部＃′ｉ複数の
   回転体を包絡する無端帯を備え、該無端帯がフランジ体
   外周面に接するように構成した仁と１に特徴とする探傷
   用走査機。