JPS5990047A - 超音波試験装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波試験に関するものであり、更に詳しくい
えば、鋼板または鋼管のような金属製品の縁部または本
体あるいは両方の超音波試験に関するものである。異な
る鋼板を互いに溶接することにより、またはらぜん状に
巻かれた鋼板の両縁部を溶接するというような、鋼板の
縁部が互いに溶接される場合には、鋼管の製造中におけ
る溶接の欠陥を最少限に抑えるように、溶接の品質を良
好にするためには向き合う溶接縁部を詳しく倹査するこ
とが必要である。

筐だ、たとえば溶接によシ互いに連結する管およびパイ
プの向き合う端縁部の品質を倹査する必要がある。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

貯水器からの水が試験すべきその種の製品の引き続く部
品に接触するように、貯水器のすぐ近くの移動線に泪っ
て製品を動かすことにより製品を動かすことによシ製品
を試験する装置が提案されている。それと同時に、貯水
器に泊って隔てて複数の超音波トランスデユーサを支持
するビームが貯水器内に設けられる。実際には、製品が
貯水器の近くを動かされるにつれて、ビームは空気ピス
トンまたは油圧ピストンとシリングとの組合わせで軸線
方向に動かされ、水を音響結合媒体として用いてトラン
スデユーサはパルスを製品内へ送シ込み、製品から反射
されたパルスを受けるように動作させられる。

この種の装置は鋼板のような製品に対して有益な検査を
行うことができるが、ビームの往復運動が実際には一定
の速度で行われな−ために、製品が貯水器の近くを通る
時に製品の全領域を常に正確に検査できるわけではない
という問題が生ずる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、金属製品を効果的かつ便禾１に検査で
きる技術を得ることである。

〔発明の概要〕

本発明によれば、超音波トランスデユーサと、試験装置
に対して全体として所定の経路に沿って動く金属製品と
の間の結合媒体として水を利用する、金属製品の縁部ま
たは本体あるいは両方を超音波で試験するための超音波
試験装置において、金属製品がたどる通路を形成する案
内装置と、それを通って水があふれることができるよう
な上部開口部をそれぞれ有し、通路の下に設けられる１
つまたはそれ以上の貯水器と、貯水器の中に１つ筐たは
それ以上の群として配置される複数の超音波トランスデ
ユーサとを備え、前記あふれた水は通路の上の試験すべ
き金属製品の連続する部分に接触し、前記超音波トラン
スデユーサが靜止し、または通路の全部または一部を横
切るために正弦波状に往復運動できるように、および検
査部分の位置を変えるために横方向に調整できるように
、超音波トランスデユーサは試験すべき製品の縁部また
は本体へ向けられる超音波試験装置が得られる。

本発明の一実施例においては、金属製品がたどる所定の
通路を形成する案内装置と、上部開口部を有し、金属製
品の１つの縁部のすぐ下側にくるように通路に関連して
配置させられる７つの貯水器と、上部開口部を有し、金
属製品の向き合う縁部のすぐ下側に位置させることがで
きるように、通路を横切る向きでキャリッジ通路の上に
動くことができるようにして装置される第４の貯水器と
、上部の通路に泪って進む金属製品に接融させる水を貯
水器の上部から使用時にあふれさせるように、２つの貯
水器へ連続して給水するように配置されたλつの貯水器
への給水装置と、各貯水器内に配置さｉする複数の超音
波トランスデユーサとを備え、それらの超箸波トランス
デユーサは、それを横切って進む金）Ａ製品の縁部へ向
けられる、超音波トランスデユーサと、所定の通路に泊
って試験装置に対して動く金属製品との間の結合媒体と
して水を利用する、金属製品の向き合う縁部を超音波で
試験するだめの装置が得られる。本発明の範囲には本発
明の装置を用いて超音波試験する・方法も含まれる。

本発明の別の実施例によυ、装置の動作中にビームを正
弦波状に往復運動させるための装置を含む超音波試験装
置が得られる。

ビームを正弦波状に駆動する装置はクランクｔｌｌｔ＋
　　　、を備えることができる。

好適な実施例においては、貯水器は動作時に水をあふれ
させる小さい上部開口部を有する。そのような構成にお
いては、製品の移動通路が貯水器の上部開口部を横切る
ように製品は配置され、それによシ製品が貯水器の上部
を横切る時に、貯水器から出てきた水の中に製品は浸さ
れる。

たとえば、往復動ビームを駆動するために空気シリンダ
を用いる従来の装置は、各超音波トランスデユーサが試
験中の製品の長手方向に泪って鋸歯状の検査パターンを
描くように、一定の速度で動くビームを理論的に含む。

しかし、実際にはそのようなシリングは一定速度を生ぜ
ず、しかも各駆動ストロークの始−１υと終りにビーム
が一時的に停止することが避けられｌ工いことが本発明
の発明者よす見出されている。その結果として、製品の
かなりの部分が検査されないことになり、トランステー
−サにより描かれる鋸歯状波パターンかがかンエり歪む
ことになる。

本発明の駆動装置により、ビーム上の各トランスチ−サ
は製品の表面に泪って正弦波状の検査路を描き、製品を
横切る真の一様な試験パターンを得ることができる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図〜第３図において、貯水器／、２の人口３にはパ
イプｌから水が連続して供給される。各貯水器の上部に
は開口部ｊが設けられる。その開Ｌ１部ｊから水があふ
れ、そのあふれた水は貯水器の外面を伝って落下する前
に鋼板製品ｔに接触して音響結合媒体として機能する。

貯水器の外面を伝って落下した水は集められ、必要があ
れば沢過されてから給水パイプｌに再び入れられる。開
口部から一様な量の水があふれるように人口３は弁によ
り制御される。

ローラ一台の一組のローラー♂、りの間に一つの貯水器
が設けられる。ローラ一台に清って鋼板ｔを移動させる
ことができる。

鋼板がそれらλつのローラーの動を動いている様子が示
されている。貯水器の頂部が移動している鋼板の下側表
面の真下にあシ、貯水器の上部開口部からあふれた水が
、連続して補給される水たま勺の中で鋼板に接融するよ
うに、貯水器の上部は鋼板の下側表面に十分近接する。

１つの貯水器ｌが鋼板乙の一方の側縁部１０の下側に配
置され、他の貯水器−がキャリッジ／／の上にとりつけ
られる。このキャリッジ／／を鋼板ｔの他方の側縁部／
３の下側に位置させることができるように、キャリッジ
ｌ／は鋼板の移動方向に直角な方向にモータＪにより動
かすことができる。

各貯水器の内部には複数の超音波トランスデユーサ／’
ｌが設けられる。それらのトランスデユーサは超音波パ
ルスを送り出し、鋼板から反射された超音波パルスを受
けるために、絶縁゛電線／３により制御器／ｌに接続さ
れる。このｆｆ１Ｕ御器は銅版のそれぞれの縁部に存在
する欠陥を検出する。

第ｔ、！図に示されている本発明の第２の実施例は、管
／７の縁部を試験するために、第１の実施例で用いた原
理と同じ原理を用いる。

この実施例においては、管／７はローラー／どの上で回
転させられる。！／７の縁部が超音波トランスデユーサ
、２３によシ試験されるように、管／７のλつの縁部、
Ｚ／、２Ｚの下に貯水器／９，２．０がそれぞれ配置さ
７′しる。

第Ａ、７．　ｌｒ図において、タンク／１００’）　３
　つノ人口／／／にバイブ／／２から水が連続して供給
される。タンクＩ１０の頂部に長手方向のスロッ）　／
／Ｊが設けられる。このスロッ）／／ｊから水があふ江
あふれた水はタンクの外面を伝わって流れ落ち、必要が
あればＦ　：ｉＭされてから、給水パイプ／ノコに集め
られる。入口／／／は互いにタンク／１０に涜つて隔て
られ、スロッ）／／３の長手方向に７ａってほぼ一様に
水があふれるように人口／／／は個々の弁／／Ａによ多
制御される。

タンクｌｌＯはローラ一台の２個のローラー７．２０の
聞に配置される。そのローラ一台に泊って鋼板を駆動で
きる。図には鋼板／、２０がそれら２個のローラーを横
切って移動している状況が示されている。スロッ）　／
／Ｊが設けられているタンクの頂ｇ＋＋は移動する鋼板
の下側表面の真下に、鋼板の全幅にわたって、水が連続
して補給される水たまり／−２２の中で、あふれた水が
鋼板に接触するように鋼板の下側表面に対して十分に狭
い間隔をおいて配置される。

スロット／／Ｊ′の真下にはスロット／／Ｊ′に平行な
ビームがタンク／１０により支持されて配置される。

このビームはステンレス鋼管／２ｊで構成される。

このステンレス鋼管すなわちビーム７．２夕はタンク／
１０の両端部に設けられている水シール７．２ｔを貫通
して延びる。この水シール／ムによシビーム／コ！はそ
れの軸線方向に滑動できる。クランクホイール／２７と
リンクレバー／３３とで構成されたクランク軸駆動機構
がビーム／２ｊの一端に連結され、ビームノコｊをタン
ク／１０の中で往復運動させる。

ビームｉｓｒの頂部に泊って外部グク）　／、２！Ｐが
とシつけられる。このダク）−／、２りはスロッ）　／
／ｊに同けられた超音トランスデユーサ／３０のアレイ
を支持する。ビーム／、２ｊが往復運動中にビーム／、
２！の最も端の位置において、鋼板の−ずれの縁部もト
ランスデユーサアレイのいずれかの端部よυはみ出るこ
とがないようにするのに十分な長さだけ、トランステユ
ーザアレイは鋼板／、２／の１１脅よシ長い。

トランスデユーサ／３０と、スロット／／！と、鋼板／
２／との相対的な位置と向きは、各トランスデユーサに
より送られた超音波パルスが、鋼板から同じトランスデ
ユーサへ向って反射されるよ’＞ＶＣ。

定められる。

トランスデユーサ／３０は絶縁導線／３／により制御ｇ
＝　／Ｊｊへ個々に接続される。その制ｍ器／、？、２
　ハトランスデューサ／３０を作動さぜ、銅板／、２／
がら反射された超音波エネルギーに対するそれらのトラ
ンスデユーサの応答を監視する。制御器７３．２は鋼板
中の欠陥の存在を検出する。

本発明は、第Ａ　−１図を参照して説明し１このとは異
なる態様で使用できる。すなわち、管をスロットの上に
長手方向に整列さぜ、それからその管の全外周面がスロ
ットの上を通るようにその管を回転させることにより管
を検査することが可能である。

この装置の動作時には、超音波トランスデユーサ／３０
のアレイが製品の表面上に等間隔の一連の正弦波状検査
路を描き、製品の全部分を良好に検査する。

第１〜ｊ図に示す実施例においては、貯水器／と２は、
たとえば鋼板の移動中における（Ａ板の両級部の振れを
吸収できるように、鋼板の移動方向とは直角の向きに動
くように構成できる。各貯水器が関連する鋼板の縁部を
追従できるように、縁部検出スイッチのような装置を設
けることができる。

本発明によシ、幅や長さの異なる板や管のような金属製
品を検査するための効果的で、便利かつ簡単な装置が得
られた。

【図面の簡単な説明】 第１図は第３図に示す鋼板の縁部を超音波で試験する装
置のＡＡ線に泪う断面図、 第一図は第１図のＢＢ線に清う断面図、第３図は第１図
に示す装置の概略平面図、第１図は鋼管の縁部を試験す
る超音波装置の概略正面図、 第５図は第７図に示す装置の概略平面図、な５４図は第
７図のＩ−Ｉ線に泪う、圧延鋼板を超音波試験する装置
の断面図、 第７蘭は第を図のＩＩ　−ＩＩ線に泪う断面図、第２図
は第７図のｎｉ　−ｉｎ線に泪う断面図である。 ／、コ、／り、ユ０．　／１０・・・貯水器（タンク）
、！・・・上部開口部、　　？、り、　ｉ、ｚｏ・・・
ローラー、／ｌ・・・キャリッジ、／％、　−２Ｊ　、
　／３０・・・超音波トランスデユーサ１．２４”モー
タ、　／／ｊ・・・スロット、／ｄＳ・・・ビーム、　
／コア・・・クランクホイール、／３３・・・リンクレ
バー。 出願人代理人　　猪　股　　　清 図面のｉＴＩ書（内７１に変更な１−）Ｆ／Ｇ、５゜ 手続補正書（方式） １１１１和５８４ｔ１２月／３［１ ４、ｌ？　Ｋ’＋庁長官　　若　杉　和　夫　殿１　事
ｒ１−の表示 昭和５８年ｑ′、１　詐願第１４９７２８号２、発明の
名称 超音波試験装置 ３、補正をする者 小作との関係　４．．１．ｆ／ｒ出願人プリティッシュ
、ステイール、コーポレーション図　　　面 ８、補正の内容 図面の浄宵（内容に変更なし） ２９５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／、超音波トランスデユーサと、試験装置に対して全体
   として所定の経路に漕りて動く金属製品との開の結合媒
   体として水を利用する、金属製品の縁部捷たは本体ある
   いは両方を超音波で試験するための超音波試験装置にお
   いて、 金属製品がたどる通路を形成する案内装置と、それを通
   って水があふれることができるような上部開口部をそれ
   ぞれ有し、通路の下に設けられる１つ葦たはそれ以上の
   貯水器と、貯水器の中に１つまたｒまそれ以上の群とし
   て配置される複数の超音波トランスデユーサと、を備え
   、 前記あふれた水は通路の上の試験すべき金属製品の連続
   する部分に接融し、前記超音波トランスデユーサが静止
   し、または通路の全部筐たは一部を横切るために正弦波
   状に往復運動できるように、および検査部分の位置を変
   えるために横方向に調整できるように、超音波トランス
   デユーサは試験すべき製品の縁部または本体へ向けられ
   ることを特徴とする超音波試験装置。 コ、特許請求の範囲の第１項に記載の超音波試験装置で
   あって、金属製品がたどる所定の通路を形成する案内装
   置と、上部開口部を有し、金Ｍ’ＪＪ品の１つの縁部の
   すぐ下側にくるように通路に関連して配置させられる７
   つの貯水器と、上部開口部を有し、金属製品の向き合う
   縁部のすぐ下側に位置させることができるように、通路
   を横切る向きでキャリッジ通路の上に動くことができる
   ようにして装置される第２の貯水器と、上部の通路に沿
   って進む金属製品に接触させる水を貯水器の上部から使
   用時にあふれさせるように、λつの貯水器へ連続して給
   水するように配置されたλつの貯水器への給水装置と、
   各貯水器内に配置される複数の超音波トランスデユーサ
   と、を備え、それらの超音波トランスデユーサは、それ
   を横切って進む金属製品の縁部へ向けられることを特徴
   とする、超音波トランスジューサと、所定の通路に泪っ
   て試験装置に対して動く金属製品との間の結合媒体とし
   て水を利用する、金属製品の向き合う縁部を超音波で試
   験するための装置。 ３、特許請求の範囲の第１項または第一項に記載の装置
   であって、装置の動作中にビームを正弦波状に往復運動
   させるための装置を含むことを特徴とする装置。 グ、＃！許請求の範囲の第３項に記載の装置であって、
   ビームを正弦波状に駆動するための装置はクランク軸駆
   動機構を備えることを特徴とする装置。 ｊ、特許請求の範囲の第２項に記載の装置であって、第
   ２の貯水器は制御モータによりキャリッジ通路上を動か
   されることを特徴とする装置。 乙、特許請求の範囲の第１〜ｊ項のいずれかに記載の装
   置であって、鋼板を試験するように構成されたことを特
   徴とする装置。 ７、特許請求の範囲第１〜ｊ項のいずれかに記載の装置
   であって、銅管な試験するように構成されたことを特徴
   とする装置。