JP2000266735A - 超音波探傷装置および超音波探傷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベローズ部材の探傷技術を確立し、ベローズ
部材を備える部品の交換コストの低減を図るとともに、
ベローズ部材のクラックを原因とする装置の不具合の可
能性を低くする。 【解決手段】 検出部１から発射する超音波によってベ
ローズ部材Ｂａを探傷する超音波探傷装置であって、検
出部１の一部であるとともにベローズ部材Ｂａの凹部Ｂ
ａ１に挿入されてベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２に超音
波を発射する検出ヘッド１ａと、検出ヘッド１ａを凹面
Ｂａ２に沿って相対的に周回させる走査手段３とを備え
るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検出部から発射す
る超音波によって、ベローズ部材を探傷する超音波探傷
装置および超音波探傷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ガスタービン等を備える装置で
の蒸気配管には、配管の熱収縮等を吸収する手段とし
て、蛇腹状のベローズ部材を有する伸縮管継手が用いら
れることがある。こうした伸縮管継手のベローズ部材
は、伸縮時の繰り返し応力による疲労等によって徐々
に、ベローズ部材の一部に傷（クラック）が生じること
が多い。こうしたクラックは、一般には、応力分布の特
性などによりベローズ部材の内側の凹面の中央部に生じ
る。そして、こうしたクラックが一定以上の大きさにな
ると、ベローズ部材が損傷する恐れが増大し、ガスター
ビン等の装置に不具合を生じさせてしまう可能性が大き
くなる。このため、従来、こうした装置では、ベローズ
部材を有する伸縮管継手を、所定の使用期間経過ごと
に、新しいものに交換するといったことを行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、所定の期間経過ごとに伸縮管継手を交換して
いると、ベローズ部材にクラックの生じていない伸縮管
継手、すなわち、まだ継続して使用可能な伸縮管継手ま
で交換する場合が生じるため、交換部品コストに多大な
無駄が生じてしまう。また、これまで、ベローズ部材の
クラックを探傷する技術が確立されていないので、所定
の期間が経過していない伸縮管継手であっても、ベロー
ズ部材のクラックによる損傷の恐れを拭い去ることがで
きず、そのため、ベローズ部材のクラックを原因とする
装置の不具合の可能性を低くすることは困難であった。

【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、ベローズ部材の探傷技術を確立し、ベロー
ズ部材を備える部品の交換コストの低減を図るととも
に、ベローズ部材のクラックを原因とする装置の不具合
の可能性を低くすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係る発明は、検出部から発射する超音波
によってベローズ部材を探傷する超音波探傷装置であっ
て、検出部の一部であるとともにベローズ部材の凹部に
挿入されてベローズ部材の凹面に超音波を発射する検出
ヘッドと、検出ヘッドを凹面に沿って相対的に周回させ
る走査手段とを備える技術が採用される。

【０００６】この超音波探傷装置は、検出ヘッドが、ベ
ローズ部材の凹部に挿入された状態で、ベローズ部材の
凹面に超音波を発射しながら凹面に沿って相対的に周回
する。そのため、ベローズ部材でのクラックの発生場所
である凹面を超音波によって連続的に探傷することが可
能となる。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１の超音波
探傷装置において、ベローズ部材と検出部との間に水を
介在させるための給水手段を備える技術が採用される。
この超音波探傷装置では、給水手段によって、ベローズ
部材と検出部との間に水が介在するようになり、また、
超音波は空気中に比べて水中では減衰しにくいので、検
出部から発射された超音波がベローズ部材に届くまでの
間に減衰されにくくなる。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１または２
の超音波探傷装置において、走査手段は、ベローズ部材
の一端開口部に取り付けられる取付部と、取付部の内方
でベローズ部材の軸心を中心に回転自在に設置される回
転部と、ベローズ部材の軸方向へ移動自在に回転部に設
置されるシャフト部とを備え、検出部は、シャフト部の
一端に設置される技術が採用される。この超音波探傷装
置では、ベローズ部材の開口部の内方で回転する回転部
にシャフト部が設置され、このシャフト部の一端に検出
部が設置されるので、ベローズ部材の内側で検出部が周
回するようになる。また、シャフト部は、ベローズ部材
の軸方向へ移動自在に設置されるので、ベローズの凹部
ごとに検出部を移動させることが可能となる。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項３の超音波
探傷装置において、シャフト部は、ベローズ部材の軸心
から偏心して回転部に設置される技術が採用される。こ
の超音波探傷装置では、シャフト部が偏心して回転部に
設置されているので、シャフト部自身を回転させること
で、シャフト部の一端に取り付けられた検出部の検出ヘ
ッドがベローズ部材の凹部に挿入されたり抜き出された
りするようになる。

【００１０】請求項５に係る発明は、請求項３または４
の超音波探傷装置において、走査手段は、軸方向へのシ
ャフト部の移動先を位置決めするための位置決め手段を
備える技術が採用される。この超音波探傷装置では、位
置決め手段によって、軸方向へのシャフト部の移動先が
位置決めされるので、ベローズ部材の凹部から他の凹部
への検出部の移動を行うことが可能となる。

【００１１】請求項６に係る発明は、超音波によって、
ベローズ部材を探傷する超音波探傷方法であって、ベロ
ーズ部材の凹面に沿って、超音波の発射場所を相対的に
周回させる技術が採用される。この超音波探傷方法は、
ベローズ部材の凹面に沿って超音波の発射場所を相対的
に周回させるので、ベローズ部材でのクラックの発生場
所である凹面を超音波によって連続的に探傷することが
可能となる。

【００１２】請求項７に係る発明は、請求項６の超音波
探傷方法において、水を介してベローズ部材の凹面に超
音波を発射する技術が採用される。この超音波探傷方法
では、水を介してベローズ部材に超音波を発射するの
で、超音波が水を媒体とすることで減衰しにくくなる。

【００１３】請求項８に係る発明は、請求項６の超音波
探傷方法において、軸心を水平にして設置されたベロー
ズの凹部の一部に水を溜めて、この水を介してベローズ
の凹面に超音波を発射するとともに、ベローズを回転さ
せる技術が採用される。この超音波探傷方法では、軸心
を水平にして設置されたベローズ部材の凹部の一部に水
を溜めて、この水を介して凹面に超音波を発射しながら
ベローズ部材を回転させることにより、凹部の一部のみ
に連続的に水を供給しながらベローズ部材を超音波探傷
することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態
の超音波探傷装置を、ベローズ部材を有する伸縮管継手
に取り付けた様子を示している。この図１において、符
号Ｂは伸縮管継手、符号１は検出部、符号２は制御手
段、符号３は走査手段、符号４は水槽をそれぞれ示し、
本実施形態の超音波探傷装置は、検出部１、制御手段
２、走査手段３、水槽４を主体として構成されている。

【００１５】伸縮管継手Ｂが有するベローズ部材Ｂａ
は、本実施形態では、円形（筒状）であり、ベローズ部
材Ｂａの材質にはステンレス鋼が用いられている。伸縮
管継手Ｂは、ベローズ部材Ｂａの中心軸Ｂｍ方向（上下
方向）の両端に連結用のフランジＢｂを備えていて、こ
の両端のフランジＢｂは、フランジＢｂ同士の距離を定
めるように、ボルトナットＢｃで両者の外周面同士が結
ばれている。また、伸縮管継手Ｂは、中心軸Ｂｍを垂直
方向に立てた状態で、超音波探傷装置が備える設置部材
１０に搭載されることにより、水槽４内に設置されてい
る。

【００１６】検出部１は、超音波を発射してベローズ部
材Ｂａ内部で反射された超音波（エコー）を受信するも
のであり、制御手段２に接続されている。また、検出部
１は、略直方体状に形成されていて、その一面から棒状
に突出した検出ヘッド１ａを備えている。この検出ヘッ
ド１ａは、ベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１に挿入され
て、先端部からベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２へ超音波
を発射するようになっている。また、制御手段２は、図
示しない電源部、制御部およびモニタ２ａを備え、検出
部１に受信されたエコーをモニタ２ａ上に表示するよう
になっている。

【００１７】走査手段３は、検出ヘッド１ａを凹面Ｂａ
２に沿って周回させるためのものであり、ベローズ部材
Ｂａの上端開口部のフランジＢｂに締結される取付部１
１と、取付部１１の内方でベローズ部材Ｂａの中心軸Ｂ
ｍを中心に回転自在に設置される回転部１２と、中心軸
Ｂｍ方向（上下方向）へ移動自在に回転部１２に設置さ
れるシャフト部１３とを備えている。

【００１８】このうち、取付部１１は、中央部に凹部を
持つ円盤状に形成され、凹部にはベアリング１４が嵌合
されている。さらに、取付部１１の外側の端面には伸縮
管継手ＢのフランジＢｂに連結されるように所定のピッ
チ径でボルト孔が形成されている。

【００１９】回転部１２は、上部に段差面を有する略円
柱状に形成され、下部がベアリング１４の孔に嵌合され
ている。これにより、回転部１２は、ベローズ部材Ｂａ
の中心軸Ｂｍを中心として回転するようになっている。
回転部１２の上端面には中心軸Ｂｍから偏心した状態
で、回転時の保持手段となる取っ手１５が設置されてい
る。また回転部１２には、中心軸Ｂｍから偏心した位置
に貫通孔１２ａが形成され、この貫通孔１２ａにシャフ
ト部１３が挿入されている。

【００２０】シャフト部１３は、丸棒部材から形成され
ていて、下方の先端に検出部１が接合されている。さら
に、内部には検出部１と制御手段２とを接続するための
導体（図示なし）が配されている。また、シャフト部１
３には、中心軸Ｂｍ方向（上下方向）への移動先を位置
決めするための位置決め手段として、外周面に目盛１３
ａが刻まれている。この目盛１３ａは、ベローズ部材Ｂ
ａの凹部Ｂａ１同士のピッチ距離とほぼ同一ピッチで刻
まれている。また、シャフト部１３には、シャフト部１
３と回転部１２とを固定するための円筒状のソケット１
６が取り付けられている。

【００２１】ソケット１６は、内周面でシャフト部１３
と当接し、下端面で回転部１２の上端面と当接するよう
に配され、目盛１３ａをソケット１６の上端面に合わせ
ることで、検出ヘッド１ａがベローズ部材Ｂａの凹部Ｂ
ａ１とほぼ同じ高さとなるようになっている。また、ソ
ケット１６にはネジ孔が形成されていて、ボルト１７を
ねじ込むことでソケット１６とシャフト部１３とを固定
するようになっている。さらにソケット１６の下端面に
は、ソケット１６の位置決め用の図示しないボールプラ
ンジャが設置されていて、回転部１２に形成される位置
決め用のピン穴（図示なし）にボールプランジャの先端
部が挿入するようになっている。

【００２２】水槽４は、ベローズ部材Ｂａと検出部１と
の間に水を介在させるための給水手段であり、内部に伸
縮管継手Ｂを設置可能な所定の大きさで形成され、ベロ
ーズ部材Ｂａがすべて浸るように内部に水が溜められる
ようになっている。これにより、ベローズ部材Ｂａの凹
部Ｂａ１すべてが水で充たされるようになっている。

【００２３】次に、このように構成された超音波探傷装
置を用いたベローズ部材Ｂａの超音波探傷方法の一例に
ついて、検出部１の動きを中心に図１〜図３を参照して
説明する。

【００２４】超音波探傷を開始するにあたっては、検出
部１のキャリブレーションが前もって行われており、こ
れにより受信されるエコーの判定基準の校正が既に行わ
れているものとする。また、制御手段２の電源は予め投
入されており、検出部１から安定して超音波を発射して
いる状態にある。なお、本実施形態での超音波の波長に
は、１０〜２５ＭＨｚを用いている。

【００２５】まず、水槽４内に検査対象の伸縮管継手Ｂ
を設置して水を溜める。このときの水の量は、伸縮管継
手Ｂのベローズ部材Ｂａが水に十分に浸る量である。そ
して、ベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１に気泡が残留して
いる場合は、伸縮管継手Ｂを動かすなどして凹部Ｂａ１
に気泡が残らないようにする。なお、ここで超音波探傷
に水を用いるのは、ある大きさの波長以上の超音波は空
気中で著しく減衰してしまうので、媒体として水を用い
ることで超音波が減衰されにくくするためである。

【００２６】次に、取付部１１、回転部１２、シャフト
部１３、およびベアリング１４等によって組み立てられ
た走査手段３を、伸縮管継手Ｂにボルトナットで締結す
る。このとき、シャフト部１３は、回転部１２のベロー
ズ部材Ｂａ側から挿入され、ソケット１６のボルト１７
によって仮止めされる。またこのとき、シャフト部１３
の下端に接合されている検出部１は、ベローズ部材Ｂａ
と干渉しないように、図１の２点鎖線で示す検出ヘッド
１ａを内方へ向けた状態で、ベローズ部材Ｂａ内へ投入
される。

【００２７】続いて、シャフト１３に刻まれている目盛
１３ａのうち所定の目盛１３ａを、ソケット１６の上端
面に合わせ、ボルト１７でその位置を固定する。所定の
目盛１３ａをソケット１６の上端面に合わせることで、
検出ヘッド１ａが所定の凹部Ｂａ１と同じ高さに配され
る。そして、シャフト部１３自身を回転させて、内方に
向いている検出ヘッド１ａを外方、すなわちベローズ部
材Ｂａ側へ向ける。これにより、検出ヘッド１ａがベロ
ーズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１に挿入された状態となる。ま
たこのとき、検出ヘッド１ａが正しく凹部Ｂａ１へ挿入
されると、図示しないボールプランジャによってシャフ
ト部１３が係止されて位置決めされるようになってい
る。

【００２８】検出ヘッド１ａを凹部Ｂａ１に挿入した
後、取っ手１５を動かして回転部１２を回転させる。こ
れにより、シャフト部１３およびシャフト部１３の下端
に接合されている検出部１が、ベローズ部材Ｂａの中心
軸Ｂｍを中心として周回する。

【００２９】ここで図２は、図１に示すＡ−Ａ断面図で
ある。シャフト部１３は中心軸Ｂｍに偏心して設置され
ており、図２に示すように、検出部１は、中心軸Ｂｍを
中心に所定のピッチ円周Ｐ１上を周回し、これにともな
って超音波を発射する検出ヘッド１ａがベローズ部材Ｂ
ａの凹面Ｂａ２に沿って周回する。

【００３０】そして、図３は検出ヘッド１ａから発射さ
れた超音波（Ｕｗ）の様子を示す模式図である。図３に
示すように、検出ヘッド１ａ内に備えられた素子１ｂか
ら発射された超音波（Ｕｗ）は、検出部１（検出ヘッド
１ａ）とベローズ部材Ｂａとの間の水（Ｗ）を介して、
ベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２で屈折し、そして、ベロ
ーズ部材Ｂａ内部を反射しながら進んでいく。ベローズ
部材Ｂａ内部を進んだ超音波（Ｕｗ）の一部は、ベロー
ズ部材Ｂａ内部のいずれかの部分で反射され、反射され
た超音波の一部は、再び素子１ｂへ戻ることになる。ま
た、超音波（Ｕｗ）の経路上に傷（クラックＣＲ）があ
ると、クラックＣＲによって超音波の一部が反射され
て、進んできた経路を逆に戻り、その超音波（エコー）
が素子１ｂに受信される。

【００３１】ところで、ベローズ部材Ｂａでは、一般
に、応力分布の特性などによりほぼ凹面Ｂａ２の中央部
にクラックＣＲが生じることが分かっている。そこで、
本実施形態では、クラックＣＲが生じる凹面Ｂａ２の中
央部に超音波が当たるように、超音波の進路計算を元に
素子１ｂの角度などが設定されている。そして、超音波
の進路を元に、発射された超音波がクラックＣＲで反射
され、再び素子１ｂで受信されるまでの時間差（受信時
間差）が予め算出されている。すなわち、この受信時間
差で受信されたエコーは、クラックＣＲで反射されたも
のである可能性が極めて高いことになる。

【００３２】また、超音波は、クラックＣＲが大きいほ
どクラックＣＲで反射される超音波が多くなり、モニタ
２ａに強く現れるようになる。よって、モニタ２ａに表
示される所定の受信時間差範囲内のエコーの大きさで、
ベローズ部材ＢａのクラックＣＲの大きさを相対的に推
定できることになる。

【００３３】そして、検出ヘッド１ａをベローズ部材Ｂ
ａの凹面Ｂａ２に沿って周回させながら、制御手段２の
モニタ２ａによって受信されるエコーの状態を確認し、
所定の受信時間差範囲内に所定の判断基準以上のエコー
が現れるか否かを連続的に検査する。このとき、所定の
判断基準以上のエコーが現れた場合は、そのときのエコ
ーの大きさを記録するとともに、エコーが現れた探傷場
所を記録する。そして、検出ヘッド１ａを一周させるこ
とで、一つの凹部Ｂａ１の探傷が終了する。

【００３４】一つの凹部Ｂａ１の探傷が終了すると、次
の凹部Ｂａ１の探傷を行う。まず、シャフト部１３を回
転させて検出ヘッド１ａを再び内方に向けた後、シャフ
ト部１３を中心軸Ｂｍ方向（上下方向）に移動させる。
目盛１３ａピッチは、凹部Ｂａ１同士のピッチとほぼ同
じ距離で刻まれているので、次の目盛１３ａをソケット
１６の上端面に合わせることで、検出ヘッド１ａが次の
凹部Ｂａ１と同じ高さになる。そして、上述した動作と
同様に、検出ヘッド１ａを凹面Ｂａ２に沿って回転させ
て超音波探傷を行う。こうした一連の動作を各凹部Ｂａ
１ごとに繰り返して行うことによって、ベローズ部材Ｂ
ａの凹部Ｂａ１のすべてを探傷する。

【００３５】図４は、ベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２の
中央部に人工的に形成した３種類のクラックＣＲを、上
述した実施形態の超音波探傷装置および方法によって探
傷し、そのときのモニタ２ａでの出力表示を示してい
る。そして、図４において、 （ａ）：クラックＣＲの形成されていない健全部 （ｂ）：長さ１．０ｍｍ，深さ０．３ｍｍ，幅０．０７
ｍｍのクラックＣＲ１ （ｃ）：長さ１．５ｍｍ，深さ０．５ｍｍ，幅０．０７
ｍｍのクラックＣＲ２ （ｄ）：長さ２．０ｍｍ，深さ０．７ｍｍ，幅０．０７
ｍｍのクラックＣＲ３ を探傷した結果をそれぞれ示している。また、探傷時の
周波数は１５ＭＨｚであり、横軸は受信時間差を距離に
換算したもの（単位：ｍｍ）、縦軸はエコーの大きさ
（単位：％）を示している。

【００３６】この図４を見ると、横軸２４〜２６（ｍ
ｍ）の領域において、（ａ）では検出されていなかった
エコーが、（ｂ）（ｃ）（ｄ）に進むに従って大きく検
出されていることが分かる。すなわち、この領域で検出
されているエコーがベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２に形
成されたクラックＣＲであると推定され、そして、クラ
ックＣＲ１からクラックＣＲ２、そしてクラックＣＲ３
へと、クラックＣＲが大きくなるに従い、前述したよう
にモニタ２ａに強くエコーが現れている。これにより、
本実施形態で示した装置および方法によって、ベローズ
部材ＢａのクラックＣＲを探傷可能であることが分か
る。

【００３７】このように本実施形態では、ベローズ部材
Ｂａの取付部１１の内方で回転する回転部１２にシャフ
ト部１３が設置され、このシャフト部１３の下端に検出
ヘッド１ａを有する検出部１が設置されるので、ベロー
ズ部材Ｂａの内側で検出部１が周回するとともに、検出
ヘッド１ａがベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２に挿入され
た状態で、凹面Ｂａ２に超音波を発射しながら凹面Ｂａ
２に沿って周回することになり、ベローズ部材Ｂａでの
クラックの発生場所である凹面Ｂａ２を超音波によって
連続的に探傷することができる。さらに、ベローズ部材
Ｂａの内側で検出部１による探傷動作が行われるので、
ベローズ部材Ｂａの周囲の状態に制約されることなく小
さなスペースで容易にベローズ部材Ｂａを超音波探傷す
ることができる。

【００３８】よって、ベローズ部材Ｂａの探傷技術を実
現できるとともに、ベローズ部材ＢａのクラックＣＲの
様子を探ることが容易となるので、ベローズ部材Ｂａの
クラックＣＲを原因とする装置の不具合の可能性を低く
することができる。また、クラックの生じている伸縮管
継手Ｂのみを新しいものと交換するといったことが可能
となるので、交換部品コストを大幅に低減することがで
きる。

【００３９】また、本実施形態では、水槽４に水を溜め
ることによって、ベローズ部材Ｂａと検出部１との間に
水を介在させているので、ベローズ部材Ｂａと検出部１
との間で超音波が減衰しにくくなり、確実に安定してベ
ローズ部材Ｂａを探傷することができる。

【００４０】さらに、シャフト部１３が偏心して回転部
１２に設置されているので、シャフト部１３自身を回転
させることで、シャフト部１３の下端に接合された検出
部１の検出ヘッド１ａがベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１
に挿入されたり抜き出されたりするようになる。そのた
め、複雑な機構を必要とすることなく、シンプルな構造
で検出ヘッド１ａを凹部Ｂａ１から抜き出して他の凹部
Ｂａ１へ挿入するといったことを実現できる。

【００４１】また、本実施形態では、目盛１３ａによっ
てシャフト部１３の移動先が位置決めされるので、ベロ
ーズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１から他の凹部Ｂａ１への検出
ヘッド１ａの移動を確実に行うことができる。このた
め、ベローズ部材Ｂａ内側の検出部１の動きが目視にて
確認できない場合でも、確実に、検出部１をベローズ部
材Ｂａの凹部Ｂａ１へ移動させることができる。

【００４２】なお、本実施形態では、円形のベローズ部
材Ｂａに対して超音波探傷を行っているが、ベローズ部
材は円形に限るものではなく、矩形であってもよい。ベ
ローズ部材が矩形の場合は、走査手段を、例えば検出部
を矩形に周回させるような矩形の走査溝を備える構成と
することで適用可能となる。また、ベローズ部材の材質
も本実施形態で示したステンレス鋼に限るものではな
く、ベローズ部材に用いられる材質に応じて制御手段を
調節することにより、軟鋼やゴム材質といった材質にも
対応することが可能である。そのため、超音波探傷に用
いられる波長も本実施形態で示した１０〜２５Ｈｚに限
られるものではない。

【００４３】また、本実施形態では、一つの検出部１を
用いてベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１を順に探傷してい
るが、複数の検出部を用いてもよい。検出部を複数とす
ることで、探傷作業に要する時間を低減するといったこ
とが可能となる。

【００４４】さらに、本実施形態では、回転部１２を人
が回転させて検出部１を周回させていたが、これはもち
ろん、例えば電動モータ等の駆動手段を用いて、自動的
に検出部１を回転させたり、あるいは、ベローズ部材Ｂ
ａの軸方向（上下方向）へ移動させるといったことを行
ってもよい。これにより、より正確に検出部１の位置決
めが行えるようにすることが可能となるととともに、探
傷に要する労力を大幅に低減することが可能となる。

【００４５】また、本実施形態のように、ベローズ部材
Ｂａ内部側から探傷するのではなく、外側から探傷する
といった構成でも本発明は適用可能である。この場合、
一般には、探傷するためのスペースが大きくなったり、
探傷装置が大きくなったりする。しかしながら、ベロー
ズ部材Ｂａを装置の配管部から取り外すことなく、超音
波探傷可能な構成とすることで、伸縮管継手Ｂの脱着・
取付のための労力を低減させることが可能となる。

【００４６】さらには、本実施形態のように、検出ヘッ
ド１ａを周回させるのではなく、ベローズ部材Ｂａを回
転させることによって、検出ヘッド１ａを凹面Ｂａ２に
沿って相対的に周回させてもよい。この場合、例えば、
走査手段３をベローズ部材Ｂａに取り付けるのではなく
ベローズ部材Ｂａと独立した構成とすることで、一つの
走査手段３で大きさの異なる複数種類のベローズ部材Ｂ
ａの超音波探傷を行うことが可能となる。

【００４７】また、本発明の超音波探傷装置の他の実施
形態として、軸心を水平にして設置されたベローズ部材
の凹部の一部、すなわち下側に配される凹部に水を溜め
て、この水を介してベローズ部材の凹面に超音波を発射
するともに、このベローズ部材を回転させるような構成
としてもよい。この実施形態では、軸心を水平にしてベ
ローズ部材が設置されることで、ベローズ部材の凹部の
一部にのみ水が溜まるようになり、そして、この水を介
して凹面に超音波を発射しながらベローズ部材を回転さ
せることにより、凹部の一部のみに連続的に水を供給し
ながらベローズ部材を超音波探傷できるようになる。こ
のため、前述した実施形態のように、水槽を用いてベロ
ーズ部材を水中に浸水させるといった必要がなく、小さ
なスペースでベローズ部材を超音波探傷することができ
る。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
以下の効果を得ることができる。請求項１に係る超音波
探傷装置は、検出ヘッドが、ベローズ部材の凹部に挿入
された状態で、ベローズ部材の凹面に超音波を発射しな
がら凹面に沿って相対的に周回するので、ベローズ部材
でのクラックの発生場所である凹面を超音波によって連
続的に探傷することができる。このため、ベローズ部材
の探傷技術を実現できるとともに、ベローズ部材のクラ
ックＣＲの様子を探ることが容易となるので、ベローズ
部材のクラックを原因とする装置の不具合の可能性を低
くすることができる。また、クラックの生じている伸縮
管継手のみを新しいものと交換するといったことが可能
となるので、交換部品コストを大幅に低減することがで
きる。

【００４９】請求項２に係る超音波探傷装置では、給水
手段によって、ベローズ部材と検出部との間に水が介在
するようになり、ベローズ部材と検出部との間で超音波
が減衰されにくくなるので、確実に安定してベローズ部
材を探傷することができる。

【００５０】請求項３に係る超音波探傷装置では、ベロ
ーズ部材の開口部の内方で回転する回転部にシャフト部
が設置され、このシャフト部の一端に検出部が設置さ
れ、また、シャフト部がベローズ部材の軸方向へ移動自
在に設置されるので、ベローズ部材の内側で検出部が周
回するとともに、ベローズの凹部ごとに検出部を移動さ
せることができるようになり、ベローズ部材の超音波探
傷を実現することができる。また、ベローズ部材の内側
で検出部による探傷動作が行われるので、ベローズ部材
の外側の状態に制約されることなく小さなスペースで容
易にベローズ部材を超音波探傷することができる。

【００５１】請求項４に係る超音波探傷装置では、シャ
フト部が偏心して回転部に設置されているので、シャフ
ト部自身を回転させることで、シャフト部の一端に取り
付けられた検出部の検出ヘッドがベローズ部材の凹部に
挿入されたり抜き出されたりするようになり、検出ヘッ
ドを凹部へ挿入する動作を容易に行える。そのため、複
雑な機構を必要とすることなく、シンプルな構造で検出
ヘッドを凹部から他の凹部へ移動させることができる。

【００５２】請求項５に係る超音波探傷装置では、位置
決め手段によって、軸方向へのシャフト部の移動先が位
置決めされるので、ベローズ部材の凹部から他の凹部へ
の検出部の移動を確実に行うことができる。このため、
ベローズ部材内側の検出部の動くが目視にて確認できな
い場合でも、確実に、検出部を所定の位置に移動させる
ことができる。

【００５３】請求項６に係る超音波探傷方法は、ベロー
ズ部材の凹面に沿って超音波の発射場所を相対的に周回
させるので、ベローズ部材でのクラックの発生場所であ
る凹面を連続的に探傷することができる。

【００５４】請求項７に係る超音波探傷方法では、水を
介してベローズ部材の凹面に超音波を発射する技術が採
用される。この超音波探傷方法では、水を介してベロー
ズ部材に超音波を発射するので、超音波が水を媒体とす
ることで減衰しにくくなり、確実に安定してベローズ部
材を探傷することができる。

【００５５】請求項８に係る超音波探傷方法では、水平
に設置されたベローズ部材の凹部の一部に水を溜めて、
この水を介して凹面に超音波を発射しながらベローズ部
材を回転させることにより、凹部の一部のみに連続的に
水を供給させながらベローズ部材を超音波探傷すること
ができる。このため、水槽等を用いてベローズ部材を水
中に浸水させるといった必要がなく、小さなスペースで
ベローズ部材を超音波探傷することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を伸縮管継手に取り付け
た様子を示す側面図である。

【図２】 図１に示すＡ−Ａ断面図である。

【図３】 本発明の一実施形態の検出ヘッドから発射さ
れた超音波の様子を示す模式図である。

【図４】 本発明の一実施形態による探傷結果を示す説
明図である。

【符号の説明】

Ｂ 伸縮管継手 Ｂａ ベローズ部材 Ｂａ１ 凹部 Ｂａ２ 凹面 Ｂｍ 中心軸 １ 検出部 １ａ 検出ヘッド ３ 走査手段 ４ 水槽（給水手段） １１ 取付部 １２ 回転部 １３ シャフト部 １３ａ 目盛（位置決め手段）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出部から発射する超音波によってベロ
   ーズ部材を探傷する超音波探傷装置であって、 前記検出部の一部であるとともに前記ベローズ部材の凹
   部に挿入されて該ベローズ部材の凹面に超音波を発射す
   る検出ヘッドと、 該検出ヘッドを前記凹面に沿って相対的に周回させる走
   査手段とを備えることを特徴とする超音波探傷装置。
2. 【請求項２】 前記ベローズ部材と前記検出部との間に
   水を介在させるための給水手段を備えることを特徴とす
   る請求項１記載の超音波探傷装置。
3. 【請求項３】 前記走査手段は、前記ベローズ部材の一
   端開口部に取り付けられる取付部と、該取付部の内方で
   該ベローズ部材の軸心を中心に回転自在に設置される回
   転部と、該ベローズ部材の軸方向へ移動自在に該回転部
   に設置されるシャフト部とを備え、 前記検出部は、該シャフト部の一端に設置されることを
   特徴とする請求項１または２記載の超音波探傷装置。
4. 【請求項４】 前記シャフト部は、前記軸心から偏心し
   て前記回転部に設置されることを特徴とする請求項３記
   載の超音波探傷装置。
5. 【請求項５】 前記走査手段は、前記軸方向への前記シ
   ャフト部の移動先を位置決めするための位置決め手段を
   備えることを特徴とする請求項３または４記載の超音波
   探傷装置。
6. 【請求項６】 超音波によって、ベローズ部材を探傷す
   る超音波探傷方法であって、 前記ベローズ部材の凹面に沿って、超音波の発射場所を
   相対的に周回させることを特徴とする超音波探傷方法。
7. 【請求項７】 水を介して前記ベローズ部材の凹面に超
   音波を発射することを特徴とする請求項６記載の超音波
   探傷方法。
8. 【請求項８】 軸心を水平にして設置された前記ベロー
   ズ部材の凹部の一部に水を溜めて、該水を介して該ベロ
   ーズ部材の凹面に超音波を発射するとともに、該ベロー
   ズ部材を回転させることを特徴とする請求項６記載の超
   音波探傷方法。