JPS62153743A

JPS62153743A - 探触子回転型超音波探傷装置

Info

Publication number: JPS62153743A
Application number: JP60295990A
Authority: JP
Inventors: Koji Sekiguchi; 関口　宏治; Hiromitsu Watanabe; 広光渡辺
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd; Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Current assignee: Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp; Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1987-07-08
Also published as: JPH0515223B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、探触子を探触子ホルダにて保持し。

該探触子ホルダの中心部に被検材を挿通搬送し。

該被検材の回りに探触子ホルダを高速回転させて探傷を
行なう形式の探触子回転型超音波探傷装置に関する。

［従来の技術］一般に、金属管の中でも、高品質および品枯度を要求さ
れるもの、例えば、原子力関係で使用されるような極小
径管にあっては、管の傷や材質中の欠陥等についての散
布な超音波探傷のみならず、その内外径・肉厚等の寸法
測定（以下・を測という、）についても、散布な超音波
１測が行なわれる。

従来１．ｔｆｌＵ波深傷装探傷しては、複数個の探触子
を探触子ホルダに保持させると共に、水室を形成して、
該ホルタを回転させることにより、探触子を被検材の回
りに回転させ、同時に、被検材を長さ方向に搬送するこ
とにより、該被検材の外周表面に螺旋状の走査軌跡を画
いて探傷を高密度で行なうものがあった。

〜・方、超音波呼側装置としては、従来、適当なシール
を施した挿通孔を側壁に備えた水槽内に、呼側用探触子
を配置し、被検材を回転させつつ。

上記挿通孔を挿通して水槽内を搬送して、呼側を行なう
ものがあった。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、これら従来の装置は、互いに独立の装置であっ
て、探傷と呼側とを別途性なう必要がある。そのため、
それぞれについて作業の段取りを行なう必要があり、作
業量が増えると共に、煩雑となり、しかも、検査に要す
る時間も長くなるという欠点がある。

また、従来の１測装置にあっては、水槽を使用する形式
であるため、被検材を回転させる必要があり、従って、
回転数を大きくすることができず、検査に時間がかかる
欠点がある。

さらに、上記従来の各装置は、被検材の中心と回転中心
とを一致させる位差合わせが容易でなかった・本発明は、このような欠点を解決すべくなされたもので
、探傷と呼側とを同時に行なうことができて、作業の段
取りが１回で済み、作業量を減少すると共に、作業を容
易にし、しかも、検査に時間がかからず、かつ、被検材
と探触子ホルダの回転中心との位置合わせをも自動的に
行ない得る、探触子回転型超音波探傷装置を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明は、探触子を探触子ホルダにて保持し、該探触子
ホルダの中心部に被検材を挿通搬送し、該被検材の回り
に探触子ホルダを高速回転させて探傷を行なう形式の探
触子回転型超音波探傷装置において、上記問題点を解決
する手段として、上記探触子ホルダの両端部および中央
部の各々に隔壁を設けて、探傷用水室および１測用水室
を形成して、前者には探傷用探触子を、一方、後者には
呼側用探触子を配設し、かつ、上記各隔壁の中心部に、被検材を、該被検材中心
と回転中心とをほぼ一致させて案内するガイド孔を設け
て構成されることを特徴とする。

［作　用］本発明は、上記問題点解決手段に示すように、探触子ホ
ルダに、探傷用水室および１測用水室を形成して、前者
には探傷用探触子を、一方、後者には呼側用探触子を配
設しているので、探傷と同時に呼側を行なうことができ
る。この場合、両者の水室が隔壁にて分離されており、
それぞれに適した水距離を設定できる。しかも、１測用
水室を小さく設定することができる。

また、本発明は、上記各隔壁の中心部に、被検材を、該
被検材中心と回転中心とをほぼ一致させて案内するガイ
ド孔を設けているので、被検材と、探触子ホルダの回転
中心との位置合わせを行なうことなく、被検材がガイド
孔により位置決めされる。そのため、極小径管であ−っ
ても、精密に探傷および呼側を行ない得る。

［実施例］本発明の実施例について図面を参照して説明する。

〈実施例の構成〉第１図は本実施例が適用される探触子回転型超音波探傷
装置の外観を示す斜視図、第２図は本実施例の主要部で
ある探触子ホルダを示す断面図、第３図は本実施例の各
探触子の配置を示す説明図である。

先ず、第１図に示す探触子回転型超音波探傷装置につい
て説明する。

同図において、本実施例装置は、各部分が架台１０上面
に、−直線上に配置され、中央部に、回転駆動および信
号の電気的接続を行なう装置本体１２が設置され、該本
体１２の一端部に探触子ホルダ部１３が連結され、かつ
、架台ｌＯの長手方向両端側に、被検材Ｐを搬送する搬
送装置１６および１８が設に搬送できるように中心軸を
一致させて配置しである。

探触子ホルダ部１３内部の探触トホルタ１４は、第２図
に示すように、取付部２０．１測部２２、探傷部２４お
よび媒質導入部２６からなり、全体として複数の異径円
筒を回心に干ねた構成となっている。そして、各円筒の
境界部分には、隔壁２８．３０および３２か設けである
。なお、同図に示す部分は、高速回転する部分であって
、この外側に、回転しない外カバー３４（第１図参照）
′＄の非回転部分が設けられている。

隔壁２８．３０および３２により、１測用水室３８およ
び探傷用水室３８が設けられている。また、隔壁２８．
３０および３２の各中心部には、貫通孔４０．４２およ
び４４が同心に設けである。これら貫通孔４０．４２お
よび４４には、各々中心が探触子ホルダ１４の中心と一
致すると共に、内径が被検材Ｐの外径にほぼ等しくなる
ように精密に加工した位置決め用のブッシング４６．４
８および５０が嵌着しである。このブッシング４６．４
８および５０に設けられた孔が、被検材Ｐを探触子ホル
タ１４の回転中心と軸心を合わせて案内するガイド孔と
なる。

呼側部２２には、１測用探触子−５２，５４と、温度補
償用探触子５６（第３図参照）および反射板５８とが、
端部を・１測用水室３６に臨ませて配ｔされている。探
触子５２．５４．５８は、適当な保持部材により保持さ
れて取付けられる。例えば、探触子−５２，５４につい
ては、第２図に示すような保持部材６０により、水距離
の調整を行なうと１（に、その位置で保持固定される。

探傷部２４には、探傷用探触子６２．８４．８８および
６８が各端部を探傷用水室３８に臨ませて配置されてい
る。なお、探傷用探触子６８は、切断面のｆ、市にあっ
て、断面図である第２図には本来は表れないはずである
が、位置を示すため同図に示しである。

これらの探傷用探触子８２．８４．６６および６８は、
被検材Ｐに斜めに超音波を入射させるため、回転中心に
対して斜めに設定されている。この探触子も、適当な保
持部材により、水距離および角度の：ＪＪ節を可能とし
である０例えば、探傷用探触子６２、８４は、保持部材
７０．７２により、水距離調部および角度調節を可能と
して保持されている。

取付部２０は、上記隔壁２日の外側にフランジ状に形成
され、本体１２側においてフランジ状に形成される取付
部７４に、複数本のボルト７８により固着される。この
取付部２ｏには、探触子５２等に通じる信号線を接続す
るコネクタのプラグ７８が探触子対応に設けられている
。

これに対し、本体１２側には、上記プラグ７８に対応し
て、レセプタクル８０が取付部７４に設けである。この
レセプタクル８０から接続される信号線８２は、固定側
と回転側との電気酷接続を行なうコンデンサカプリング
等の信号授受部（図示せず）に接続される。また、取付
部７４は、その中心部がロータ８４に連結されている。

このロータ８４は、架台１０内に格納された電動機と動
力伝達ｆ段（いずれも図示せず）とにより回転駆動され
、取付部７４を介して探触子ホルダ１４を高速回転させ
る。さらに、このロータ８４の中心部には、被検材Ｐを
回転中心に位置させるガイド部材８６が貫装しである。

探触子ホルダ１４の端部に設けられた媒質導入部２Ｇは
、上記隔壁３２にポルト８８により固着しである。この
媒質導入部２６の外周には、溝３０が設けてあり、この
溝９０の適所から探傷用水室３８に連通する導水部９２
が設けである。また、探傷用水室３８と１測用水室３６
とを連通ずるように、隔壁３０にも導水孔９３が設けで
ある。そして、上記溝９０は、回転しないケース９４に
密閉され、該ケース９４に設けられた媒質導入口９６か
ら媒質（通常は水）が加圧注入される構成となっている
。

なお、上記構成では、１側用水室３６が探触子ホルダ１
４の取付部側に設けられているか、これは。

探触子ホルダ１４が取付部２０にて片持状に支持される
構造となっているので、大きな遠心力の加わる径の大き
い部分を基部側として、回転を安定化させるためである
。

また、上記実施例では、；ｆ　Ｊｌｌｌ　！　２２およ
び探傷部２４の外周に、各々、円筒状のカバー９８．１
００が装管されている。これは、探触子ホルタ１４から
排出された水が過度に飛散しないよう、また、探触子の
引出線を保護するためである。

〈実施例の作用〉上記のように構成される本実施例の作用について、上記
各図を参照して説明する。

先ず、図示しない電動機によりロータ８４を回転させて
、探触子ホルダ１４を高速回転させる。また、該探触子
ホルダ１４に、媒質として水を媒質導入口９６から注入
する。この注入は、媒質導入口９６にバイブを連結して
行なう。注入された水は、溝９０の適所から導水部９２
を経て探傷用水室３８および呼側用水室３６に達して、
これらを満たし、溢れた水は、図示していないドレイン
から探触子ホルダ１４外部に排出される。

一方、被検材Ｐは、搬送装置１６により先端からロータ
８４内のガイド部材８６に挿通し、さらに、探触子ホル
ダ１４の隔壁２８．３０および３２に設けであるブッシ
ング４６．４８および５０に順次挿通し、搬送装置１８
に達して、第１図矢視Ａ方向に一定の速度で搬送される
。

呼側および探傷は、各々図示しないリミットスイッチ等
の近接センサにより、被検材Ｐの先端の接近が検出され
ると開始される。

呼側は、呼側用探触子５２．５４からａ音波を被検材Ｐ
に垂直に放射し、そのエコーが帰るまでの時間を計測し
て、該被検材Ｐの外径寸法、内径寸法、肉厚等を計測す
る。

なお、このｔ測は、媒質の温度変化による音速変化によ
り、誤差を生じ易い。そのため１本実施例では、温度補
償を行なっている。

この温度補償は、温度補償用探触子５６と、これに対し
て一定間隔を持って対向する反射板５８とにより行なわ
れる。即ち、温度補償用探触子５６から発射される超音
波が反射板５８にて反射され、再び、温度補償用探触子
５６にて検出されるまでに要する時間の音速による変化
を検出し、これにより呼側用探触子からの信号を補正し
て、温度変化の影響を除去する。

このような考え方の温度補償は、従来の水槽にて呼側を
行なう場合にも取入れられていた。しかし、この従来の
温度補償は、水槽が大きいため。

水の温度分布が不均一となり、正確な補正ができなかっ
た。

本実施例では、温度補償を行なう寸測用水室の容積が小
さく、しかも、高速回転により水が攪拌されるので、温
度分布が均一となって、精度良く補正を行なうことがで
きる。

探傷は、探傷用の探触子６２．６４．６８および６８か
ら、被検材Ｐに対して斜めに超音波を放射し、被検材Ｐ
内部にある傷や欠陥の界面で反射されて戻ってくる１ｔ
ｆｌ盲波エコーを検出することにより行なう。この探傷
は、探触）ホルダ１４が高速回転しているため、４個の
探触子８２，８４．６６および６８による４条の螺旋状
走査軌跡により探傷が行なわれる。

このように、未実施例では、呼側と探傷とが、被検材を
１回の搬送だけで、同時に行なわれるので、作業時間の
大幅な減少が可能である。

また、呼側および探傷に際し、被検材Ｐは、３グ４８．
４８および５０により拘束されるため、その中心軸が探
触子ホルダ１４の回転中心とほぼ一致した状態で、呼側
および探傷が行なわれる。従って、極小径管等の径が小
さい被検材についても、精度よく呼側および探傷を行な
い得る。なお、本実施例では、これらのブッシング４Ｂ
、４８および５０に、その開口部にテーパが設けである
ので、被検材の先端を挿通する際に、先端部との衝突が
なく、容易に挿通することができる。

〈実施例の変形〉上記実施例では、探触子ホルダの隔壁中心部に貫通孔を
設け、これに位置決め用のブッシングを嵌着しているが
、貫通孔自体を精密加工して、ガイド孔とし、ブッシン
グを省略してもよい。

また、本実施例では、探傷用探触子を４個使用している
が、これに限らないこと勿論である。

［発明の効果］以上説明したように本発明は、探傷と呼側とを同時に行
なうことができて２作業の段取りが１回し、しかも、検
査に時間がかからず、かつ、被検材と探触子ホルタの回
転中心との位置合わせをも自動的に１１ない得る効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例か適用される探触子回転型超）”１波
深傷装置の外観を示す斜視図、第２図は本実施例の１要
部である探触子ホルタを示す断面図、：ｐ”Ｓ　３図は
（実施例の各探触子−の配置を示す説明図である。Ｐ・・・被検材　　　　　　１０・・・架台１２・・・
装置本体　　　　　１４・・・探触子ホルダ１６．１８
・・・搬送装置　　　２０・・・取付部２２・・・す３
１４部　　　　　　　２４・・・探傷部２６・・・媒質
導入部　　　　２８．３０．３２・・・隔壁３４・・・
外カバー　　　　　３６・・・１測用水室３８・・・探
傷用水室　　　　４０．４２．４４・・・貫通孔４６．
４８．５０・・・ブッシング５２．５４・・・・Ｊ−測用探触７−５６・・・温度補
償用探触子５８・・・反射板　　　　　　６０・・・保
持部６２．６４．６６．６８・・・探傷用探触子７０．
７２・・・保持部材　　　７４・・・取付部７６．８８
・・・ボルト７８・・・プラグ８０・・・レセプタクル
　　　８２・・・信号線８４・・・ロータ　　　　　　
８６・・・ガイド部材９０・・・溝　　　　　　　　９
２・・・導水部９４・・・ケース９６・・・媒質導入［
１９８，１００・・・カバー

Claims

【特許請求の範囲】

（１）探触子を探触子ホルダにて保持し、該探触子ホル
ダの中心部に被検材を挿通搬送し、該被検材の回りに探
触子ホルダを高速回転させて探傷を行なう形式の探触子
回転型超音波探傷装置において、上記探触子ホルダの両端部および中央部の各々に隔壁を設けて、探傷用水室および寸測用水室を形
成して、前者には探傷用探触子を、一方、後者には寸測
用探触子を配設し、かつ、上記各隔壁の中心部に、被検材を、該被検材中心
と回転中心とをほぼ一致させて案内するガイド孔を設け
て構成されることを特徴とする探触子回転型超音波探傷
装置。
（２）上記探触子ホルダの探傷用水室および寸測用水室
を設けるに際し、前者を探触子ホルダの先端側に、後者
を該探触子ホルダの基端側に配置し、該探触子ホルダの
基端を回転駆動部に取付けてなる特許請求の範囲第１項
記載の探触子回転型超音波探傷装置。