JP2000009699A - 小径管用探査装置 - Google Patents

小径管用探査装置

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JP2000009699A
JP2000009699A JP10177720A JP17772098A JP2000009699A JP 2000009699 A JP2000009699 A JP 2000009699A JP 10177720 A JP10177720 A JP 10177720A JP 17772098 A JP17772098 A JP 17772098A JP 2000009699 A JP2000009699 A JP 2000009699A
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JP
Japan
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ultrasonic probe
flexible thin
small
thin plate
case
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JP10177720A
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English (en)
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Masashi Murakawa
政司 村川
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KOONAN KK
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KOONAN KK
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/269Various geometry objects
    • G01N2291/2695Bottles, containers

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手動又は機械で被検物としてのチューブの外
周に沿わせるだけで、ケース内の可撓性薄膜が小径管の
外周に密着し、超音波プローブと可撓性薄板との間に水
流を設けて管周及び管軸方向の広い範囲で精密に安定し
た超音波計測ができる軽量でコンパクトな小径管用探査
装置を提供する。 【解決手段】 ケース1の底部で長手方向に延びた開口
部の内方に張設したラバーその他の可撓性薄板9と、こ
の可撓性薄板の内方で可撓幅を調節できるよう設けた案
内板10と、前記ケース1内で長手方向及び円周方向に
移動可能に設けたプローブホルダー5と、このプローブ
ホルダーに微調整可能に保持された超音波プローブ6
と、この超音波プローブと前記可撓性薄板との間に水流
部13を形成する給排水手段12と、前記超音波プロー
ブ6から、前記水流部13を介して発信とそのエコーに
よる受信との時間差により、スケールの有無を探査する
超音波計測手段18と、から成る小径管用探査装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は工場施設内のボイラ
ー等の伝熱管その他の配管で、1インチから4インチ程
度の小径管に付着するスケールの有無や管壁状態を、非
破壊的に探査する小径管用探査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から超音波を用いた管の肉厚計とし
て超音波探触子が知られている。これは被測定物と超音
波探触子との間に水又はグリスを介在させ、超音波を入
射し、反射されてきたエコーとの時間差により画像処理
をして、管の肉厚及びスケールの有無や管壁状態を探査
するものである。
【0003】例えば、チューブ内に付着する水蒸気酸化
スケールを計測する場合、周波数15メガヘルツ程度の
広帯域タイプの垂直探触子を用いたものがある。この例
では超音波の発信とそのエコー信号の時間差をD/A変
換器を用いてアナログ変換し信号判別回路に入力して画
像処理し、母材とスケールとの境界部を識別できるよう
にしている。
【0004】また出願人は、水又はグリスを収容し且つ
底面にラバーその他の可撓性薄板を有するタンクを設
け、このタンク内に超音波プローブを設置して、小径管
に当てがってスケールの有無を非破壊検査する小径管用
探査装置を提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来例の
内、超音波探触子を用いる方法では、超音波探触子と管
との間に水又はグリスを介在させて管周及び管軸方向に
超音波探触子を移動させて発信及びエコー信号のデータ
をとることはできる。しかし、4インチ以下の小径管の
場合には、管の外周が平面ではないので水を介在させて
検査することが難しく、直ちにこれを用いることができ
ない。
【0006】工場ではボイラーなどの伝熱管の寿命管理
に、高温酸化や腐食による減肉の管理が必要であり、定
期修理日のようなラインの休止日に、水平又は垂直に配
管設置されたパイプの外側より超音波探触子を用いて熟
練者が直接手作業で操作して計測する必要があった。し
かし小径管では、アールが小さく広い範囲の管内状況の
測定は熟練者による手作業に頼る他仕方がなく、連続し
安定した計測が難しかった。
【0007】また水又はグリスを収容し且つ底面にラバ
ーその他の可撓性薄板を有するタンクを設けた場合、タ
ンク自体の重量が重いので手動操作に手間がかかり、手
軽に携帯して計測ができない難点があった。本発明の目
的は上記のような難点を解消し、手軽に携帯できるよう
軽量でコンパクトにし、ケース内に設置された超音波プ
ローブと可撓性薄板との間にだけ水を介在させて効率よ
く超音波の送受信ができ、スケールの有無を計測できる
小径管用探査装置を提供するものであり、ケースを運び
手動又は機械で被検物としてのチューブの外周に沿わせ
るだけで、可撓性薄膜が小径管の外周に密着して管周及
び管軸方向の広い範囲で精密に安定した超音波計測がで
きる小径管用探査装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1発明では、ケースの底部で長手方向に延びた開
口部の内方に張設したラバーその他の可撓性薄板と、こ
の可撓性薄板の内方で可撓幅を調節できるよう設けた案
内板と、前記ケース内で長手方向及び円周方向に移動可
能に設けたプローブホルダーと、このプローブホルダー
に微調整可能に保持された超音波プローブと、この超音
波プローブと前記可撓性薄板との間に水流部を形成する
給排水手段と、前記超音波プローブから、前記水流部を
介して発信とそのエコーによる受信との時間差により、
スケールの有無を探査する超音波計測手段と、から成る
小径管用探査装置とした。
【0009】第2発明では、給排水手段を用いて水流部
の水を循環させるようにした。第3発明では、音波プロ
ーブと可撓性薄板との間で筒状の水流部を設けた。第4
発明では、ケースの長手方向の両端に、小径管の位置決
め用アダプターを設けた。第5発明では、プローブホル
ダーがアーチ型ガイド及び回転運動を直線運動に変える
機構により、円周方向及び長手方向に沿って間欠又は連
続的に移動可能とした。
【0010】(作用)第1発明では、ケースの底部で長
手方向の開口部があり、小径管の外周に沿わせることが
容易であり、この開口部の内方に張設したラバーその他
の可撓性薄板が被検物としての小径管に密着し易くなっ
ている。ケースには、超音波プローブ、プローブホルダ
ー及びこれらの駆動機構、及び給排水手段があるだけ
で、軽量且つコンパクトであるので、小径管等に沿わせ
ることが容易である。
【0011】可撓性薄板には案内板が設けられ、可撓幅
を調節可能であり、小径管の径が異なる場合も密着し易
くなっている。この案内板は予め小径管の径に合わせて
固定されていてもよく、可撓性薄板の内方に取り付けら
れ、両端縁の一方又は双方で可動としておけば調節が容
易である。プローブホルダーは、前記ケース内で長手方
向及び円周方向に移動可能に取り付けられ、このプロー
ブホルダーに微調整可能に超音波プローブが保持されて
いるので、超音波プローブによる探査範囲がケースいっ
ぱいで広く採れる。
【0012】超音波プローブと可撓性薄板との間にだ
け、水流が形成されるように給排水手段を設けたので、
超音波の発信とエコーの受信が確実にでき、両者の時間
差や振幅差によりスケールの有無を超音波計測手段の上
で確実に捉えることができる。また水の使用量が少なく
軽量でコンパクトに製作でき、周囲への飛散もない。な
お小径管用探査装置は、手動又は機械的に小径管へ押さ
えつけて沿わせればよく、継続して安定した探査が可能
となった。
【0013】第2発明では、給排水手段を設けて水を循
環させることにより、少量の水で超音波の送受信を精度
良く得ることができるようになっている。第3発明で
は、超音波プローブと可撓性薄板との間で筒状の水流部
を設けたので、少量の水により超音波の送受信をより安
定して行なえるようになった。第4発明では、ケースの
長手方向の両端に小径管の位置決め用アダプターを設け
るとケースを小径管に合わせて設定し易くなる。なお、
位置決め用アダプターを着磁した強磁性体で構成した
り、レバーを回すことにより磁石となる手段を付設して
もよい。ケースの設定は吸着によって簡単にできる。
【0014】第5発明では、プローブホルダーをアーチ
型ガイド及び回転運動を直線運動に変える機構を用い
て、ケース内を自由に且つ隈なく移動できるようにした
ので、小径管の円周方向及び長手方向に沿って間欠又は
連続的に隈なく探査でき、又特定点に絞ることもでき
る。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明は、ケースを持って被検物
としての小径管に沿うよう当接すれば、可撓性薄板が小
径管の外周に密着するように変形し、水流部を介して超
音波プローブによる探査が可能になる。ケースの前後両
端に着磁した強磁性体からなる位置決め用アダプターを
設けて、磁性体の小径管に沿わせ易くした。また超音波
プローブに別の着磁した強磁性体の補助手段を付設して
もよい。
【0016】可撓性薄板はケースの長さいっぱいで小径
管に沿い、又案内板で密着幅を規制することにより小径
管外周の一定角度の範囲を探査できる。例えば、120
度の範囲を一度で探査できるようにしておけば、3回で
全周が終わる。1インチから4インチ程度の範囲の小径
管に合致するよう案内板を摺動可能にしている。ケース
内では、プローブホルダーがアーチ型ガイド及び回転運
動を直線運動に変換する機構を介して円周方向又は長手
方向へ間欠的又は連続的に移動でき、このプローブホル
ダーに保持された超音波プローブが広範囲な探査を可能
とし、場合によればスケールの付着し易い特定点のみを
重点的に探査することもできる。
【0017】超音波プローブと可撓性薄板との間にだけ
水流が形成される給排水手段を設けたので、少量の水で
超音波を効率的に利用できる。超音波プローブと可撓性
薄板との間に筒状部を設けてこの部分に水を供給し循環
するようにすれば、よりコンパクトになる。ケース内で
の給排水であるので、水のたれ流しがなく、飛散するこ
ともない。
【0018】超音波プローブからの送受信の時間差及び
振幅差等により、非破壊検査方法でCRT等を含む超音
波計測手段によって画像変換してスケールの有無が容易
に判断できる。
【0019】
【実施例】図1は本発明装置の一実施例であり、被検物
としての小径管にケースを沿わせた状態を示す斜視図で
ある。1は小径管用探査装置のケース、2は小径管の位
置決め用アダプターで、ケース1の長さ方向の両端に設
けた。着磁した強磁性体で構成されていると、磁性体の
小径管に吸着させることにより容易に沿わせ易い。また
別個に着磁した強磁性体の補助手段を付設してもよい。
さらに、レバーを回すと磁石になる構成を用いることも
できる。この位置決め用アダプター2は小径管の大きさ
により取り替えることもできる。3は小径管を示す。
【0020】図2、図3において、4はアーチ型ガイ
ド、 5はプローブホルダーである。6は超音波プロー
ブで、プローブホルダー5に取り付けられ、ケース内で
プローブホルダー5を介して円周方向及び長手方向に間
欠的又は連続的に移動可能になっている。7は長手方向
への移動機構の一例を示すスクリューシャフト、モータ
その他からなる回転運動を直線運動に変換する機構の例
を示したものである。スプロケットやモータから成る駆
動機構8は、ケース内に設ける場合こともできるが外部
に取り付けることもある。
【0021】図3、図4、図5において、9はラバーそ
の他の可撓性薄板で、ケース1の底部で小径管を挿入可
能な長手方向の開口部内方に張設した。小径管3にケー
ス1を沿わせると可撓性薄板9は内方へ撓み、小径管の
外周に密着する。10は案内板で、小径管3の径に応じ
て可撓性薄板が小径管に密着するよう調節できる。11
は案内板のガイドで、自動又は手動で案内板を移動させ
るガイドである。
【0022】12は給排水手段で、ポンプや循環路、給
排水部からなり、ケース内に水を供給し、底部に溜まっ
た水を再度循環できるようにしている。13は筒状の水
流部で、超音波プローブ6の下方に取り付けられ、給水
時に水流14を形成できるようになっている。水流14
は超音波プローブ6と可撓性薄板9との間に形成され超
音波の送受信がより確実に行われる。
【0023】なお詳細図は省略したが、ケース内では水
が外部へ流出しないように、可撓性薄板を張設し、機構
部を設定することにより、給排水手段により水の循環が
容易にでき、周囲へ水が飛散したりすることが防げる。
図6に示したのは、ケース1を小径管3に沿わせる場
合、ケースの長手方向の両端で小径管の位置決め用アダ
プターに、着磁した強磁性体の補助手段15を設けたも
ので、ケースの設定が容易になる。
【0024】図7はケースの外周に設けた引掛部16に
バンド又はその他の機械的手段17を取付け、小径管用
探査装置の安定を図ったものである。超音波プローブ6
による管壁状態やスケールの有無の探査には、図8に示
すように超音波プローブ6からの発信とそのエコーによ
る受信との時間差や振幅により、撮像管やコンピュータ
を用いて画像処理をし、表示できる超音波計測手段18
を用いている。スコープに出現したデータを小径管17
のA、B、C点で比較すると管壁状態やスケールの有無
が明白になる。
【0025】
【発明の効果】本発明ではラバーその他の可撓性薄膜を
被検物の小径管の外周に密着させるので、水流を介在し
て超音波プローブにより計測することができ、入射に乱
れがなく、精密な計測が可能となった。また超音波プロ
ーブによる発信と受信との時間差や振幅差により画像処
理をして被検物の管壁状態やスケールの有無を明確に計
測することができる。
【0026】超音波プローブと前記可撓性薄板との間に
だけ水流部を形成するよう給排水手段を設けたので、水
の使用量が少なく全体的に軽量に構成でき、水の循環も
可能であり、周辺への飛散もなくなった。しかも、超音
波プローブによる探査に必要な部分に確実に水流を構成
できるので、計測に支障がなく、軽量で携帯もでき、ま
た小径管に沿わせる作業も容易になった。
【0027】またプローブホルダーに設けた移動手段に
より、超音波プローブの探査位置を調節することがで
き、また管周方向や管軸方向への移動もできるので、チ
ューブの全体に亘つて隈なく計測することができ、場合
によれば特定の場所だけを計測することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明装置の一実施例を示す斜視図
【図2】 同内部機構を示す斜視図
【図3】 超音波プローブ及び水流部の説明図
【図4】 可撓性薄板及び案内板の断面図
【図5】 案内板の移動状態を示す断面図
【図6】 位置決め用アダプター及び補助手段の正面図
【図7】 ケースを小径管に機械的手段により取り付け
た正面図
【図8】 超音波計測手段の説明図
【符号の説明】
1 ケース 2 位置決め用アダプター 3 小径管 4 アーチ型ガイド 5 プローブホルダー 6 超音波プローブ 7 長手方向への移動機構 9 可撓性薄板 10 案内板 12 給排水手段 13 水流部 14 水流 15 着磁した強磁性体 18 超音波計測手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケースの底部で長手方向に延びた開口部
    の内方に張設したラバーその他の可撓性薄板と、この可
    撓性薄板の内方で可撓幅を調節できるよう設けた案内板
    と、前記ケース内で長手方向及び円周方向に移動可能に
    設けたプローブホルダーと、このプローブホルダーに微
    調整可能に保持された超音波プローブと、この超音波プ
    ローブと前記可撓性薄板との間に水流部を形成する給排
    水手段と、前記超音波プローブから、前記水流部を介し
    て発信とそのエコーによる受信との時間差により、スケ
    ールの有無を探査する超音波計測手段と、から成る小径
    管用探査装置。
  2. 【請求項2】 給排水手段を用いて水流部の水を循環さ
    せるようにした請求項1記載の小径管用探査装置。
  3. 【請求項3】 超音波プローブと可撓性薄板との間で筒
    状の水流部を設けた請求項1記載の小径管用探査装置。
  4. 【請求項4】 ケースの長手方向の両端に小径管の位置
    決め用アダプターを設けた請求項1記載の小径管用探査
    装置。
  5. 【請求項5】 プローブホルダーがアーチ型ガイド及び
    回転運動を直線運動に変える機構により、円周方向及び
    長手方向に沿って間欠又は連続的に移動可能とした請求
    項1記載の小径管用探査装置。
JP10177720A 1998-06-24 1998-06-24 小径管用探査装置 Pending JP2000009699A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008232666A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 電磁超音波探触子
JP2010230539A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Takashima Giken Kk 手探傷用超音波探傷器

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JP2008232666A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 電磁超音波探触子
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