JP2004279181A - 超音波探傷装置および超音波探傷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原動機が高温にある状態で部品の異常の有無を判定可能にする。
【解決手段】金属シュー２１と超音波探触子２とを一体化した超音波探傷装置１０を、磁石ローラ５の磁力により被検体の一例である蒸気弁１の外表面に吸着させる。そして、超音波探傷装置１０に接続された回転ハンドル６の手動操作により磁石ローラ５を回転駆動させて、超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面上の所望の位置に移動させる。次に、金属シュー下部２１ｂの底面を蒸気弁１の外表面に当接させて、金属シュー下部２１ｂの底面と蒸気弁１の外表面との隙間に接触媒質を供給する。そして、探触子駆動装置８により超音波探触子２から金属シュー２１を介在して蒸気弁１の内部に超音波を発信して、蒸気弁１内部の亀裂などの欠陥の有無を検査する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温状態にある被検体の損傷を検出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】
原動機、例えば蒸気タービンにおいては、材料の経年劣化やエロージョン等に伴う損傷が懸念されるため、定期的に検査を行って、当該蒸気タービンの健全性および性能・効率の維持を図っている。蒸気タービンの主要部である動翼およびロータは、ケーシングに囲われた状態であるため、このケーシングを開放した上での検査が一般的になされている。このケーシングを開放した上での検査は大掛かりな作業となってしまうので、予め定検期間を定めて、可能な限りの検査項目を工程に組み入れて、ケーシングの開放頻度を最小限にしている。そのため、蒸気タービン内の弁や蒸気配管についても同じ定検期間内において検査されるのが一般的である。
【０００３】
蒸気タービンの外表面上に現れる疲労やクリープによる亀裂、エロージョンによる著しい減肉や欠損等の損傷は、ＰＴ（浸透探傷試験）やＭＴ（磁紛探傷試験）等を含む目視試験により比較的精度良く検査することが可能である。このため主要な蒸気弁は、分解した上での検査がなされている。
【０００４】
蒸気タービン内における、目視試験により損傷の判定が出来ない部位の損傷を検査する方法として、超音波探触子を蒸気タービン内の被検体に当接させて、この超音波探触子による超音波を被検体の内部に発信して損傷を検出する超音波探傷試験が用いられる。この超音波探傷試験により、蒸気タービン内のロータの中心孔等の損傷の有無を検査する。
【０００５】
これらの検査結果において発見した損傷については、その損傷を発見した部位ごとの有害度を判定して、それぞれの損傷部位に対する対策が決定される。また、損傷計測による結果は、この結果に基づく被検体の損傷程度について十分な分析を行って、プラントの長期的な保守運用計画を策定するのに用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蒸気タービンの高温部品の検査において、目視試験を実施する場合には、当該蒸気タービンを分解する、または主要部を囲むケーシングを開放して内部を目視するために、蒸気タービンを停止させた上で当該蒸気タービン内の高温状態にある被検査体の部品を常温まで低下させる必要がある。
【０００７】
また、超音波探触子を用いた超音波探傷試験により蒸気タービンの高温部品を検査する際には、超音波探触子の耐熱温度が低いことから、目視試験を実施する場合と同様に、蒸気タービンを停止させた上で当該蒸気タービン内の高温状態にある被検査体の部品を常温まで低下させる必要がある。
【０００８】
そのため、検査に要する運転停止期間が長くなるだけではなく、この検査により損傷が無いとの結果が得られても、ケーシングまたは蒸気タービン自体を再組立するための工程が必要となる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、例えば蒸気タービンなどの原動機を分解せず、且つこの原動機が高温にある状態で当該原動機内の部品の異常の有無を判定可能にする超音波探傷装置および超音波探傷方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係わる超音波探傷装置は、被検体内部を検査する超音波探傷装置において、前記被検体のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する超音波探触子と、前記超音波探触子を前記被検体表面に遠隔位置より当接させる遠隔当接手段と、この遠隔当接手段により当接させた前記超音波探触子と前記被検体との間に前記被検体のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する接触媒質を供給する接触媒質供給手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
つまり、本発明に係わる超音波探傷装置では、遠隔当接手段により、被検体表面に、被検体のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する超音波探触子を当接させ、遠隔当接手段により当接させた前記超音波探触子と前記被検体との間に、接触媒質供給手段により、被検体のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する接触媒質を供給して、超音波探触子により被検体内部を検査することになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面により本発明の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る超音波探傷装置１０を示す図である。
本実施形態に係る超音波探傷装置１０は、超音波ビーム（以下、超音波と称する）の反射を利用して、被検体の一例である蒸気弁１が稼動している状態、つまり蒸気弁１の温度が主に摂氏１００°〜３００°程度の高温にある状態で、当該蒸気弁１を分解せずに、この蒸気弁１内部の亀裂などの異常を検査するためのものである。
【００１３】
この超音波探傷装置１０は、超音波探触子２、探触子保持具３および磁石ローラ５を有する。この超音波探傷装置１０に、操作棒４、回転ハンドル６、コントローラ７、探触子駆動装置８および調整ロッド９を取り付けて当該超音波探傷装置１０を使用する。
超音波探触子２、探触子保持具３、操作棒４、磁石ローラ５および調整ロッド９は、被検体の一例である蒸気弁１のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有している。
操作棒４は、この超音波探傷装置１０の蒸気弁１への当接時および蒸気弁１からの取り外し時に超音波探傷装置１０に装着して作業員が当該超音波探傷装置１０を支持するものである。
【００１４】
超音波探触子２は、超音波を蒸気弁１の外表面を介して当該蒸気弁１の内部に向けて発信する。そして、内部で反射した超音波を受信し、この受信した超音波（以下、受信エコーと称する）の波形を、探触子駆動装置８に表示して、受信エコーの反射時間を計測する。そして、この反射時間および超音波探触子２の位置に基づいて蒸気弁１の内部における亀裂の有無ならびに当該亀裂の場所および深さを検出する。
【００１５】
超音波探触子２は、金属シュー２１を介在して被検体の一例である蒸気弁１の外表面に当接する。金属シュー２１は、その底面が蒸気弁１の外表面に当接される短形平板状の金属シュー下部２１ｂと、この金属シュー下部２１ｂ上に形成した、上記超音波探触子２を取り付ける傾斜面を有する金属シュー上部２１ａとが一体的に形成される。
【００１６】
金属シュー２１および超音波探触子２は、探触子保持具３に囲まれた空間内に取り付ける。この探触子保持具３は、対峙した一対の保持具側板３ａ，３ｂとこれらを連結して断面コ字状とする保持具上板３ｃとにより構成する。また、上記保持具側板３ａ，３ｂの下端部、上記蒸気弁１側の外面に、各２輪、計４輪の永久磁石板の車輪である磁石ローラ５を取り付ける。
【００１７】
磁石ローラ５は、自身が有する磁力により超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面に吸着させる。また、この磁石ローラ５のうち１対２つの車輪のみは、当該磁石ローラ５に接続する回転ハンドル６による遠隔操作により発生する駆動力を機械的に伝達させて回転駆動させる。よって、超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面に吸着した状態で磁石ローラ５を回転駆動させることで、吸着されている当該超音波探傷装置１０が蒸気弁１の外表面上を移動する。
つまり、蒸気弁１が高温にある状態でも、磁石ローラ５の磁力を利用することで超音波探傷装置１０を安定した状態で蒸気弁１の外表面上に当接できるだけでなく、遠隔操作により安全性を確保した上で、蒸気弁１上に当接させた超音波探傷装置１０を当該蒸気弁１の外表面上で移動させることができる。
【００１８】
また、超音波探傷装置１０に、磁石ローラ５を回転駆動させるための後述する駆動軸、この駆動軸の先端部に接続されるフレキシブルシャフト６ａを介して手動式の取っ手を設けた回転ハンドル６を接続する。フレキシブルシャフト６ａは、蒸気弁１のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する。
【００１９】
回転ハンドル６の取っ手を作業員が例えば手動で回転させることで、この回転により発生した駆動力がフレキシブルシャフト６ａおよび駆動軸を介して磁石ローラ５に伝達して、この磁石ローラ５が回転駆動する。なお、この回転ハンドル６は、取っ手の代わりに駆動モータを用いて電動で回転させる構成としてもよい。
【００２０】
操作棒４は、その一端を超音波探傷装置１０に対して脱着可能な形態でねじ込んで取り付ける。この取り付けた状態で、当該操作棒４の他端を手に持って超音波探傷装置１０を支持することで、遠隔位置より超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面に対して当接、または取り外すことができる。
【００２１】
これにより、蒸気弁１が高温にある状態でも、超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面に対して安全に当接できる。
【００２２】
操作棒４は、超音波探傷装置１０を支持して蒸気弁１の外表面に当接する時および当接した外表面から取り外す時にのみ当該超音波探傷装置１０に取り付けるものである。
つまり、超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面に当接させる場合には、操作棒４を超音波探傷装置１０に取り付けて当該超音波探傷装置１０を支持し、この支持した超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面に当接させる。そして、超音波探傷装置１０が蒸気弁１の外表面に当接したことを確認した上で、操作棒４を超音波探傷装置１０から取り外す。
また、超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面から取り外す場合には、操作棒４を超音波探傷装置１０に取り付けて支持し、この支持した超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面から取り外す。そして、この取り外した超音波探傷装置１０を、別の当接対象の部材に当接したこと、または当該超音波探傷装置１０の所定の収納場所に収納したことを確認した上で、操作棒４を超音波探傷装置１０から取り外す。
【００２３】
また、探触子保持具３内に後述するヒータを設置する。このヒータを、ケーブル７ａを介して作業員側に設置したコントローラ７と接続する。このコントローラ７は、ケーブル７ａを介してヒータを発熱駆動するもので、このヒータによる発熱量をコントローラ７により制御する。ケーブル７ａは蒸気弁１のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する。
【００２４】
また、探触子保持具３内の超音波探触子２に、ケーブル８ａを介して、この超音波探触子２の駆動つまり蒸気弁１の内部への超音波の発信、内部で反射した超音波の受信ならびに発信および受信した超音波の波形の表示に係る処理を制御する探触子駆動装置８を接続する。この探触子駆動装置８により、超音波の発信を指示する駆動信号を超音波探触子２に出力する。
【００２５】
次に、超音波探傷装置１０の、特に探触子保持具３内部の詳細について説明する。
探触子保持具３内部の全ての部材は、蒸気弁１のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する。
【００２６】
図２は、超音波探傷装置１０内部の構造を側面から示す図である。
図３は、図２に示した超音波探傷装置１０内部の構造を矢印Ａの方向からみた図である。
図４は、図２に示した超音波探傷装置１０内部の構造を矢印Ｂの方向からみた図である。
図５は、超音波探傷装置１０の探触子保持具３内に備えられた超音波探触子２、金属シュー２１（金属シュー上部２１ａおよび金属シュー下部２１ｂ）の構造を示す図である。同図（ａ）は、超音波探触子２および金属シュー２１の構造を上方からみた図であり、同図（ｂ）は、超音波探触子２および金属シュー２１の構造を同図（ａ）に示した矢印Ｃの方向からみた図である。
また、図１に示した磁石ローラ５は、図２〜図４に示した磁石ローラ５ａ〜５ｄを指す。図２および図３に示したフレキシブルシャフト６ａおよびケーブル７ａは、図１に示したように、回転ハンドル６およびコントローラ７とそれぞれ接続される。
【００２７】
また、上記図２〜図４に示したように、保持具側板３ａ（図２、図３参照）の左部下方および右部下方に磁石ローラ５ａ，５ｂを取り付ける。また、保持具側板３ａに対して平行に位置する保持具側板３ｂ（図３参照）の右部下方および左部下方に対して磁石ローラ５ｃ，５ｄを取り付ける。
【００２８】
これら取り付けた磁石ローラ５ａ〜５ｄのうち、一対の磁石ローラ５ａ，５ｃを、探触子保持具３の保持具側板３ａ，３ｂ間を貫通する磁石ローラ連結シャフト３１を介して互いに連結する（図３、図４参照）。この磁石ローラ連結シャフト３１に、探触子保持具３の保持具上板３ｃ（図２、図３参照）より当該磁石ローラ連結シャフト３１に向かって直交する駆動軸３２（図２、図３参照）に固定した一対の傘歯車３３と、磁石ローラ連結シャフト３１に固定した傘歯車３３ｂとが歯合する。また、磁石ローラ５ｂ，５ｄを、磁石ローラ連結シャフト３１を介して互いに連結する（図４参照）。
【００２９】
つまり、フレキシブルシャフト６ａ（図１参照）を介して駆動軸３２に接続した回転ハンドル６を操作すると、この操作により発生した駆動力がフレキシブルシャフト６ａ，駆動軸３２および傘歯車３３ａを介して磁石ローラ連結シャフト３１側の傘歯車３３ｂに伝達して、磁石ローラ連結シャフト３１の両端に固定した磁石ローラ５ａ，５ｃが回転駆動する。
【００３０】
つまり、回転ハンドル６の操作により発生した駆動力がフレキシブルシャフト６ａを介して駆動軸３２に伝達して、この駆動力の伝達により駆動軸３２が回転すると、この駆動軸３２に固定される傘歯車３３ａが回転し、この傘歯車３３ａと歯合する傘歯車３３ｂも回転する。そしてこの傘歯車３３ｂに固定される磁石ローラ連結シャフト３１が回転して、この磁石ローラ連結シャフト３１の両端に固定される磁石ローラ５ａ，５ｃが回転駆動する。そして、磁石ローラ５ａ，５ｃの回転駆動に伴って、磁石ローラ５ｂ，５ｄも回転する。
【００３１】
これにより超音波探傷装置１０を、遠隔操作により、当該超音波探傷装置１０の接触面である蒸気弁１の外表面上において移動させるので、蒸気弁１が高温にある状態でも超音波探傷装置１０を当該蒸気弁１の外表面上における所望の位置に移動させることができる。
【００３２】
上記超音波探触子２および金属シュー２１は、箱状のハウジング２２に一体化させる。このハウジング２２は、探触子保持具３内部の空間に収納し、底面および対峙する一対の側面を開放した断面コ字状の筐体である。このハウジング２２の内部空間に、図５に示した超音波探触子２および金属シュー上部２１ａを収納することで、平板状の金属シュー下部２１ｂが底面となる。
【００３３】
また、図１に示した操作棒４は、ハウジング２２の上面に取り付ける操作棒取り付け軸３ｄに取り付ける。この操作棒４により超音波探傷装置１０を支持することで、超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面に対して当接、または取り外しをする。
このハウジング２２は、後述する微動調整板および調整ネジにより探触子保持具３に保持され、これらの微動調整板および調整ネジにより超音波探傷装置１０内における金属シュー下部２１ｂの底面を下部とした場合の上下位置を調整できる。つまり、超音波探触子２および金属シュー上部２１ａを後述する接触媒質供給手段とともにハウジング２２に収納し、金属シュー下部２１ｂをハウジング２２の底面として一体化することで、金属シュー下部２１ｂの底面と蒸気弁１の外表面との接触状態を調整することができる。
このハウジング２２において、超音波探触子２および金属シュー２１の上面の対峙する２辺に垂直に設置する２つの部材をとくにハウジング側板２２ａ，２２ｂと呼ぶものとする。
【００３４】
また、金属シュー下部２１ｂの上面の複数の箇所、例えば４箇所に、後述する接触媒質供給溝２３を介して当該金属シュー下部２１ｂの底面に貫通した締付用孔２１ｃ（図５参照）を穿設する。また、ハウジング側板２２ａ，２２ｂの底面に、締付用孔２１ｃに連なる図示しない螺子孔を穿設する。これらの締付用孔２１ｃおよび螺子孔にボルト２４（図４参照）を締結し、ハウジング側板２２ａ，２２ｂに対して金属シュー下部２１ｂを固定する。これにより、金属シュー下部２１ｂの底面が蒸気弁１の外表面との接触面となる。
【００３５】
金属シュー下部２１ｂの底面を蒸気弁１の外表面に当接させたときに両者に隙間が生じると、金属シュー２１に取り付けられる超音波探触子２により発信した超音波の蒸気弁１内部に対する伝達効率が大幅に低下する。
そのため、金属シュー下部２１ｂの底面を蒸気弁１の外表面に当接させたときに生じた隙間に、超音波探触子２から発信した超音波を蒸気弁１内部に対して確実に伝達させるための接触媒質を供給する必要がある。そこで、金属シュー下部２１ｂの底面と蒸気弁１の外表面との間に接触媒質を供給するための手段（以下、供給手段と称する）をハウジング２２内に内蔵する。
【００３６】
接触媒質は、例えば、シリコンオイル、シリコングリス、フッ素グリスおよび水ガラスなどのいずれかである。これらの接触媒質は、被検体の一例である蒸気弁１のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有している。これらの接触媒質は、種類ごとにそれぞれ耐熱温度と扱いやすさが異なるので、使用する接触媒質の種類を温度環境に合わせて選択する。
【００３７】
供給手段は、超音波探傷装置１０の外部から接触媒質を注入するための注入筒２５、この注入筒２５から注入した接触媒質を貯蔵する接触媒質容器２６および接触媒質供給溝２３を有する。また、それぞれのハウジング側板２２ａ，２２ｂの各２箇所、計４箇所において上下方向に貫通した連結孔２７を穿設する。そして、ハウジング側板２２ａ，２２ｂ内に穿設したそれぞれの連結孔２７の上端口と連結する孔を底面に穿設した接触媒質容器２６を、ハウジング２２の上部に設ける。さらに、接触媒質容器２６の上面の一箇所に、注入筒２５と連結する孔を穿設する。
【００３８】
接触媒質供給溝２３は、上記図４および図５に示したように、金属シュー下部２１ｂの底面の４辺に沿って穿設する。この接触媒質供給溝２３の四隅に、当該接触媒質供給溝２３と、ハウジング側板２２ａ，２２ｂ内に穿設された連結孔２７とを連結する連結孔２７ａを穿設する。この連結孔２７ａは、金属シュー下部２１ｂの上面および底面間を貫通する。
【００３９】
つまり、接触媒質を注入筒２５の注入口２５ａから注入すると、当該接触媒質が接触媒質容器２６に充填され、この充填された接触媒質が連結孔２７およびこの連結孔２７と連結される連結孔２７ａを介して接触媒質供給溝２３内に充填されると共に、金属シュー下部２１ｂの底面を蒸気弁１の外表面に当接させたときに両者に隙間が存在する場合には、その隙間に当該接触媒質が供給される。
【００４０】
超音波探触子２は、圧電振動子として、キューリー温度の高いニオブ酸リチウム圧電単結晶もしくはＰＺＴ、チタン酸鉛等の圧電セラミックス振動子を用いるもので、この圧電振動子を超音波探触子２上の特定の位置に固定し、この圧電振動子を用いた定点測定をする。
【００４１】
金属シュー２１は、被検体の一例である蒸気弁１と同一の材料もしくはＳＵＳ（ステンレス鋼）材などで構成する。ここで、金属シュー２１の材質を蒸気弁１の材質と同一とすることで、超音波探触子２より発信した超音波の蒸気弁１内部に対する伝達効率を向上させる。
接触媒質容器２６の上面に、ヒータ２８を設置する。このヒータ２８は、上記図１に示したようにケーブル７ａを介してコントローラ７と接続する。コントローラ７からの制御によりヒータ２８が発熱駆動すると、このヒータ２８が設置される接触媒質容器２６内に充填された接触媒質が蒸気弁１の外表面の温度程度に予熱される。この予熱された接触媒質を連結孔２７および連結孔２７ａを介して金属シュー下部２１ｂの底面と蒸気弁１の外表面との間に供給すると、蒸気弁１による熱衝撃を緩和できるだけでなく、金属シュー２１に取り付けられる超音波探触子２と蒸気弁１の外表面との温度差を最小限にすることができる。
【００４２】
また、探触子保持具３の保持具側板３ａおよび保持具側板３ｂの中央下部（図２〜図５参照）に、金属シュー下部２１ｂのガイド溝３４に遊嵌させるためのガイドピン３５をそれぞれ内側に突起する形で設ける。
これらのガイドピン３５は、金属シュー下部２１ｂの、保持具側板３ａ，３ｂにそれぞれ近接する面の中央部（図２〜図５参照）に設けたガイド溝３４に遊嵌する。
【００４３】
探触子保持具３内のハウジング２２には、このハウジング２２の位置を上下に微調整する微動調整板４１（図２、図４参照）が取り付けられる。この微動調整板４１に、探触子保持具３上部から直交する形態で調整ネジ４２を螺合する。この調整ネジ４２の上端部に、脱着可能な調整ロッド９（図１参照）を取り付けて、この調整ロッド９を例えば手動により回転させると、調整ネジ４２を介して微動調整板４１が稼動してハウジング２２の探触子保持具３内における上下位置を、ガイド溝３４に遊嵌されるガイドピン３５の稼動範囲において調整することができる。
【００４４】
つまり、金属シュー２１、超音波探触子２ならびに、金属シュー下部２１ｂの底面と蒸気弁１の外表面との間に接触媒質を供給する供給手段を全てハウジング２２と一体化することで、このハウジング２２を遠隔操作で上下に移動させるだけで、当該ハウジング２２に一体化される金属シュー下部２１ｂの底面と被検体の一例である蒸気弁１の外表面との接触状態を微調整することができる。
【００４５】
図６は、上記第１実施形態に係る超音波探傷装置１０による蒸気弁１の超音波探傷方法を説明する図である。
まず、回転ハンドル６、コントローラ７、探触子駆動装置８および調整ロッド９（いずれも図１参照）を超音波探傷装置１０に取り付ける。そして操作棒４（図１参照）を超音波探傷装置１０に取り付けて、当該超音波探傷装置１０を支持する。
そして図６に示したようにこの超音波探傷装置１０が有する探触子保持具３を、当該探触子保持具３に取り付けられる磁石ローラ５ａ〜５ｄの吸着作用により蒸気弁１の外表面に吸着させる。次に、ハウジング２２に取り付けられる微動調整板４１と螺合する調整ネジ４２を、当該調整ネジ４２に取り付けられる調整ロッド９により回転させて、探触子保持具３が保持するハウジング２２に一体化される金属シュー２１を介在して超音波探触子２を蒸気弁１の外表面に当接させる。
【００４６】
この当接させた状態で、回転ハンドル６を手動操作して、超音波探傷装置１０を蒸気弁１の外表面上の所望の位置に移動させる。次に、探触子駆動装置８により、この探触子駆動装置８に接続される超音波探触子２から検査用の超音波を、金属シュー２１を介して蒸気弁１内部に向けて発信する。
【００４７】
蒸気弁１内部に欠陥が無い場合には、発信した超音波に対する受信エコーの波形は一定である。この性質を利用して、予め異常が無い蒸気弁１の内部に発信した超音波に対する受信エコーの波形を探触子駆動装置８に表示して計測した上で、被検体の一例、すなわち内部に異常があるかどうか未知である蒸気弁１の内部に超音波を発信し、この発信した超音波に対する受信エコーの波形を探触子駆動装置８に表示して計測する。そして、両者の波形を比較して、それぞれが異なる波形であるならば、蒸気弁１の内部に異常の疑いがあることになる。
【００４８】
したがって、蒸気弁１を分解せずに、かつ、この蒸気弁１が高温にある状態でも、当該蒸気弁１の内部における異常、例えば欠陥４３の箇所およびその欠陥４３の程度すなわち深さを知ることができる。
【００４９】
ここで、超音波探触子２を設けた金属シュー下部２１ｂの底面を被検体の一例である蒸気弁１の外表面に当接させた時に金属シュー下部２１ｂの底面と蒸気弁１の外表面とに隙間が生じる場合には、注入筒２５の注入口２５ａから適量の接触媒質を注入する。そして、この注入した接触媒質を、供給手段を介して当該隙間に接触媒質を供給した上で、金属シュー２１に取り付けられる超音波探触子２から蒸気弁１の内部に向けて超音波を発信する。
【００５０】
なお、本実施形態は、超音波探触子２を２つ用いて検査をする斜角二分割探傷法を用いた形態としたが、これに限らず、一探触子法または垂直探傷法を用いて検査をする構成としてもよい。
【００５１】
また、本実施形態は、超音波探触子２を斜めに配置する斜角探傷法を用いたが、この他の探傷方法である直接探傷法および表面波法などを用いた超音波探傷装置１０に対しても応用が可能である。
【００５２】
また、本実施形態は、接触媒質を作業員により注入筒２５から適量を注入する構成としたが、この注入筒２５に対して接触媒質供給用のポンプを接続して、このポンプを操作することで、超音波探傷装置１０内の接触媒質容器２６に注入する接触媒質の注入量を調節する構成としても良い。これにより被検体が高温にある状態でも接触媒質を安全に供給することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、本実施形態に係る超音波探傷装置の構成は、上記図１〜図４に示したものと基本的にほぼ同様であるので、同一部分には同一符号を付して、その図示および説明は省略するものとする。
図７は、本発明の第２実施形態に係る超音波探傷装置１０に備えられる超音波探触子２および金属シュー２１−１の構造を示す図である。
同図（ａ）は、超音波探触子２および金属シュー２１−１を上方からみた図であり、同図（ｂ）は、超音波探触子２および金属シュー２１−１を同図（ａ）に示した矢印Ｄの方向からみた図である。
図７に示した金属シュー上部２１ａ−１の、超音波探触子２，２が取り付けられる傾斜面は、上記図５に示したように同一平面上にあるのではなく互いに角度を持って形成される。これにより２つの超音波探触子２，２が発信する超音波のビーム軸が前方で交差するようになり、被検体の一例である蒸気弁１内の欠陥検出精度をより高めることができる。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
なお、本実施形態に係る超音波探傷装置の構成は、上記図１〜図４に示したものと基本的にほぼ同様であるので、同一部分には同一符号を付して、その図示および説明は省略するものとする。
図８は、本発明の第３実施形態に係る超音波探傷装置１０に備えられる超音波探触子２および金属シュー２１−２の構造を示す図である
図８に示した金属シュー下部２１ｂ−２は、その底面の形状を、蒸気弁１の外表面の形状に合致した形状となるよう加工している。これにより、超音波探触子２が、金属シュー２１−２を介在して蒸気弁１の外表面と隙間無く当接するので、超音波探触子２から発信した超音波を蒸気弁１内部に対して安定かつ確実に伝達させることができる。
【００５５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
なお、本実施形態に係る超音波探傷装置の構成は、上記図１〜図４に示したものと基本的にほぼ同様であるので、同一部分には同一符号を付して、その図示および説明は省略するものとする。
図９は、本発明の第４実施形態に係る超音波探傷装置１０に備えられる超音波探触子２および金属シュー２１−３の構造を示す図である。
同図（ａ）は、超音波探触子２および金属シュー２１−３を上方からみた図であり、同図（ｂ）は、超音波探触子２および金属シュー２１−３を同図（ａ）に示した矢印Ｅの方向からみた図である。
図９に示した３つの超音波探触子２，２，２は、金属シュー上部２１ａ−３の互いに角度をもった傾斜面上に取り付けた構造となっている。すなわち、これら３つの超音波探触子２，２，２は、上記各傾斜面が内側に向けた角度をつけられているために自身がそれぞれ発信する超音波のビーム軸が前方で交差するようになっている。
【００５６】
これら３つの超音波探触子２，２，２の組み合わせにより、蒸気弁１の内部に超音波を発信し、内部での反射により得られる超音波の受信エコーの波形および超音波探触子２の位置に基づいて三角測量の原理で超音波の反射源位置を求めることで欠陥位置を検出できる。つまり被検体の一例である蒸気弁１内の欠陥検出精度をより高めることができる。
【００５７】
以上、詳述した上記各実施形態において説明した超音波探傷装置１０によれば、蒸気弁１が高温にある状態でも、これを分解せず、かつその稼動を停止させずに内部の亀裂などの異常の有無を検査することができる。
【００５８】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宣な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態で示される構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、また、組み合わされても、「発明が解決しようとする課題」で述べた課題が解決でき、「発明の効果」の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されまたは組み合わされた構成が発明として抽出され得る。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係わる超音波探傷装置によれば、遠隔当接手段により、被検体表面に、被検体のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する超音波探触子を当接させ、遠隔当接手段により当接させた前記超音波探触子と前記被検体との間に、接触媒質供給手段により、被検体のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する接触媒質を供給して、超音波探触子により被検体内部を検査するので、被検体が高温にある状態でも、当該被検体の異常の有無を検査することができるようになる。
【００６０】
したがって、本発明は、原動機が高温にある状態で部品の異常の有無を判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波探傷装置を示す図。
【図２】上記第１実施形態に係る超音波探傷装置内部の構造を側面から示す図。
【図３】超音波探傷装置内部の構造を図２に示した矢印Ａの方向からみた図。
【図４】超音波探傷装置内部の構造を図２に示した矢印Ｂの方向からみた図。
【図５】超音波探傷装置の探触子保持具内に備えられた超音波探触子および金属シューの構造を示す図。
【図６】上記第１実施形態に係る超音波探傷装置による蒸気弁の超音波探傷方法を説明する図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る超音波探傷装置に備えられる超音波探触子および金属シューの構造を示す図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る超音波探傷装置に備えられる超音波探触子および金属シューの構造を示す図。
【図９】本発明の第４実施形態に係る超音波探傷装置に備えられる超音波探触子および金属シューの構造を示す図。
【符号の説明】
１・・・蒸気弁
２・・・超音波探触子
３・・・探触子保持具
３ａ・・・保持具側板
３ｂ・・・保持具側板
３ｃ・・・保持具上板
３ｄ・・・操作棒取り付け軸
４・・・操作棒
５ａ〜５ｄ・・・磁石ローラ
６・・・回転ハンドル
６ａ・・・フレキシブルシャフト
７・・・コントローラ
７ａ・・・ケーブル
８・・・探触子駆動装置
８ａ・・・ケーブル
９・・・調整ロッド
１０・・・超音波探傷装置
２１，２１−１，２１−２，２１−３・・・金属シュー
２１ａ，２１ａ−１，２１ａ−３・・・金属シュー上部
２１ｂ，２１ｂ−２・・・金属シュー下部
２１ｃ・・・締付用孔
２２・・・ハウジング
２２ａ，２２ｂ・・・ハウジング側板
２３・・・接触媒質供給溝
２４・・・ボルト
２５・・・注入筒
２５ａ・・・注入口
２６・・・接触媒質容器
２７・・・連結孔
２７ａ・・・連結孔
２８・・・ヒータ
３１・・・磁石ローラ連結シャフト
３２・・・駆動軸
３３ａ，３３ｂ・・・傘歯車
３４・・・ガイド溝
３５・・・ガイドピン
４１・・・微動調整板
４２・・・調整ネジ
４３・・・欠陥
４４・・・超音波ビーム
４５・・・超音波ビームの反射方向

Claims (11)

1. 被検体内部を検査する超音波探傷装置において、
   前記被検体のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する超音波探触子と、
   前記超音波探触子を前記被検体表面に遠隔位置より当接させる遠隔当接手段と、
   この遠隔当接手段により当接させた前記超音波探触子と前記被検体との間に前記被検体のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する接触媒質を供給する接触媒質供給手段とを備えたことを特徴とする超音波探傷装置。
2. 前記接触媒質として、シリコンオイル、シリコングリス、フッ素グリスおよび水ガラスのいずれかを用いたことを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷装置。
3. 前記接触媒質を予熱する予熱手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波探傷装置。
4. 前記超音波探触子を３個以上備えたことを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷装置。
5. 前記超音波探触子は、前記被検体表面と合致した形状の接触面を有する金属シューに取り付けた構造とし、この金属シューを介在して前記遠隔当接手段により前記超音波探触子を前記被検体表面に当接させることを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷装置。
6. 前記金属シューの材質を前記被検体の材質と同一としたことを特徴とする請求項５に記載の超音波探傷装置。
7. 前記超音波探触子、前記接触媒質供給手段、および金属シューを同一のハウジングに一体化したことを特徴とする請求項５に記載の超音波探傷装置。
8. 前記遠隔当接手段は、
   前記ハウジングを保持する保持手段と、
   この保持手段を、遠隔位置より支持する支持手段と、
   この支持手段により支持された前記保持手段を前記被検体表面に吸着させる吸着手段とを備えたことを特徴とする請求項７に記載の超音波探傷装置。
9. 前記吸着手段は、
   前記保持手段に回転自在に取り付けられた磁石ローラと、
   この磁石ローラを遠隔位置より回転させる回転伝達機構とを備えたことを特徴とする請求項８に記載の超音波探傷装置。
10. 前記保持手段により保持された前記ハウジングの前記被検体への当接方向の位置を微調整する微調整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載の超音波探傷装置。
11. 被検体内部を検査する超音波探傷方法において、
    前記被検体のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する超音波探触子を前記被検体表面に遠隔位置より当接させ、この当接させた前記超音波探触子と前記被検体との間に前記被検体のとり得る温度範囲に対する充分な耐熱性を有する接触媒質を供給して、前記超音波探触子により前記被検体に対する超音波の送受信を行うことを特徴とする超音波探傷方法。

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