JP2006337151A - Ultrasonic inspection device of piping, and inspection method of piping - Google Patents

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雅弘 片山
Hiroichi Karasawa
博一 唐沢
Koji Sato
浩司 佐藤
Shohei Kosuge
祥平 小菅
Takashi Imagawa
隆 今川
Takayuki Hamashima
隆之 濱島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic inspection device for efficiently and continuously inspecting the internal flaws of piping from the three-dimensional ultrasonic image of the ultrasonic inspection target part having an arcuate curved shape of the piping. <P>SOLUTION: The ultrasonic inspection device of the piping is constituted of a support frame 13 installed around the piping 11 to be inspected via a plurality of support legs 12; an ultrasonic probe device 15 attached to the support frame and equipped with an ultrasonic transducer 20; an ultrasonic prove moving device 16 having the ultrasonic probe device 15 provided thereto so as to make it possible to move the same in the peripheral direction around the piping and the axial direction of the piping, while bringing a sound propagating medium into close contact with the surface of the piping; an operation drive means for selectively transmitting a drive signal to the piezoelectric vibrator of the ultrasonic transducer; a signal detecting circuit 30 receiving a reflected echo by the ultrasonic transducer, to selectively detect the electric signal of an ultrasonic echo; a signal processing means 31 for forming the three-dimensional image data of the inspection target part; and a display processor 32 of the three-dimensional image data. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、円筒状の検査対象物である配管の内部欠陥状態や接合部の状態を超音波を用いて非破壊検査する超音波検査技術に係り、特に配管の溶接部に発生した割れ、巣、異物等の内部欠陥を3次元的に可視化して検査する配管の超音波検査装置およびその検査方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic inspection technique for performing nondestructive inspection of an internal defect state of a pipe, which is a cylindrical inspection object, and a state of a joint using ultrasonic waves. The present invention relates to an ultrasonic inspection apparatus for pipes for inspecting and inspecting internal defects such as foreign matters three-dimensionally and an inspection method thereof.

この種の超音波検査技術には、特開2003−149213号公報(特許文献1)および特開2004−53360号公報(特許文献2)に開示された3次元超音波検査装置がある。   As this type of ultrasonic inspection technique, there is a three-dimensional ultrasonic inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-149213 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-53360 (Patent Document 2).

この3次元超音波検査装置は、多数の圧電振動子(圧電変換素子)をマトリクス状あるいはアレイ状(リニア状)に配置した超音波トランスデューサを備え、この超音波トランスデューサの圧電振動子のうち任意のものから超音波を発生させ、発生した超音波を音響伝播媒体を介して平面の境界層を有するプレート状の検査対象物に送受信させ、プレート状検査対象物の内部構造や欠陥、ボイド、酸化膜、剥れ等の内部状態を3次元的に可視化し、プレート状検査対象物を非破壊にて検査することができるようになっている。   This three-dimensional ultrasonic inspection apparatus includes an ultrasonic transducer in which a large number of piezoelectric transducers (piezoelectric transducers) are arranged in a matrix or array (linear), and any of the piezoelectric transducers of the ultrasonic transducer An ultrasonic wave is generated from the object, and the generated ultrasonic wave is transmitted / received to / from a plate-shaped inspection object having a planar boundary layer via an acoustic propagation medium, and the internal structure, defects, voids, oxide film of the plate-shaped inspection object The internal state such as peeling can be visualized three-dimensionally, and the plate-like inspection object can be inspected nondestructively.

従来の3次元超音波検査装置は、プレート状の検査対象物上に超音波トランスデューサをセットし、この超音波トランスデューサを手動操作によって検査対象物に押し当てて超音波による3次元画像データを得、その後、次の検査箇所に移動させて再び超音波トランスデューサを押し当てる手動操作を繰り返して検査対象物の3次元画像データを得るようになっている。このため、従来の3次元超音波検査対象装置では、超音波トランスデューサを手動操作によりプレート状検査対象物の検査箇所に次々に押し当てて移動させるという手動操作を行なって3次元超音波画像を得るようになっているため、3次元検査画像をその都度確認しながらプレート状検査対象物の超音波検査を実施しなければならない。
特開2003−149213号公報 特開2004−53360号公報
A conventional three-dimensional ultrasonic inspection apparatus sets an ultrasonic transducer on a plate-like inspection object, presses the ultrasonic transducer against the inspection object by manual operation, and obtains three-dimensional image data by ultrasonic waves. Thereafter, the manual operation of moving to the next inspection location and pressing the ultrasonic transducer again is repeated to obtain three-dimensional image data of the inspection object. For this reason, in a conventional three-dimensional ultrasonic inspection target device, a three-dimensional ultrasonic image is obtained by performing a manual operation in which the ultrasonic transducer is manually pressed and moved one after another to the inspection location of the plate-shaped inspection target. Therefore, it is necessary to perform ultrasonic inspection of the plate-shaped inspection object while confirming the three-dimensional inspection image each time.
JP 2003-149213 A JP 2004-53360 A

従来の3次元超音波検査装置では、プレート状検査対象物を超音波検査の対象とし、超音波トランスデューサを検査対象物上で平面移動走査させて3次元超音波画像を得るようになっているため、検査対象物がパイプのような円筒形状の配管では、連続的に検査することが困難であった。   In a conventional three-dimensional ultrasonic inspection apparatus, a plate-shaped inspection object is an object of ultrasonic inspection, and an ultrasonic transducer is moved in plane on the inspection object to obtain a three-dimensional ultrasonic image. When the inspection object is a cylindrical pipe such as a pipe, it is difficult to inspect continuously.

また、超音波検査装置の超音波トランスデューサは手動操作により検査対象物に押し当てて移動させているため、超音波トランスデューサの移動走査が安定せず、検査箇所の面積が大きい場合には、手動により超音波トランスデューサを移動させ、移動量を目測で検出しながらその都度プレート状の検査対象物に押し当てているため、超音波検査に個人差によるバラツキが発生し、効率よく能率的に超音波検査を実施することが難しかった。   In addition, since the ultrasonic transducer of the ultrasonic inspection apparatus is moved by being pressed against the object to be inspected by manual operation, the scanning movement of the ultrasonic transducer is not stable and the inspection area is large, it is manually operated. Since the ultrasonic transducer is moved and pressed against the plate-shaped inspection object each time while detecting the amount of movement, there is variation due to individual differences in the ultrasonic inspection, and the ultrasonic inspection is performed efficiently and efficiently. It was difficult to carry out.

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、円筒状の検査対象物である配管の検査対象部を効率よく連続的に3次元超音波検査を実施できる配管の超音波検査装置およびその検査方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an ultrasonic inspection apparatus for piping that can efficiently and continuously perform three-dimensional ultrasonic inspection of an inspection target portion of a pipe that is a cylindrical inspection object, and It aims at providing the inspection method.

本発明の他の目的は、配管の割れ、巣、異物等の欠陥状態や接合状態を全周に亘り能率よく効率的に超音波で非破壊検査を行なうことができる配管の超音波検査装置およびその検査方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection apparatus for pipes capable of efficiently and efficiently performing nondestructive inspections on defects and joints such as cracks, nests, and foreign matters in the pipe over the entire circumference. It is to provide an inspection method.

本発明に係る配管の超音波検査装置は、上述した課題を解決するために、請求項1に記載したように、検査対象の配管の廻りに複数の支持脚を介して設置されたリング状あるいはトーラス状のサポートフレームと、このサポートフレームに取り付けられ、超音波トランスデューサを備えた超音波プローブ装置と、この超音波プローブ装置を配管周りの周方向および軸方向に移動可能に設けた超音波プローブ移動装置と、前記超音波トランスデューサの圧電振動子に駆動信号を選択的に送信する操作駆動手段と、前記超音波トランスデューサの圧電振動子から発信され、音響伝達媒体を介して前記配管の検査対象部に入射され、検査対象部からの反射エコーを前記超音波トランスデューサで受信し、超音波エコーの電気信号を選択的に検出する信号検出回路と、この信号検出回路で検出された超音波エコーの電気信号を処理し、前記検査対象部の3次元画像データを生成する信号処理手段と、この信号処理手段で処理された3次元画像データを表示する表示装置とを有し、前記超音波プローブ移動装置は、前記超音波トランスデューサに設けられた音響伝播媒体を配管表面に密着させたまま円周方向および軸方向に移動可能に構成したものである。   In order to solve the above-described problems, an ultrasonic inspection apparatus for piping according to the present invention has a ring shape or a plurality of supporting legs installed around a piping to be inspected via a plurality of support legs. A torus-like support frame, an ultrasonic probe device attached to the support frame and provided with an ultrasonic transducer, and an ultrasonic probe movement in which the ultrasonic probe device is provided so as to be movable in the circumferential and axial directions around the pipe An apparatus, operation driving means for selectively transmitting a drive signal to the piezoelectric transducer of the ultrasonic transducer, and the piezoelectric transducer of the ultrasonic transducer, which is transmitted from the piezoelectric transducer to the inspection target portion of the pipe via an acoustic transmission medium The reflected echo from the inspection target part is received by the ultrasonic transducer and the electrical signal of the ultrasonic echo is selectively detected. Signal detection circuit, signal processing means for processing the electrical signal of the ultrasonic echo detected by the signal detection circuit, and generating three-dimensional image data of the inspection object part, and three-dimensional data processed by the signal processing means A display device that displays image data, and the ultrasonic probe moving device is configured to be movable in a circumferential direction and an axial direction while an acoustic propagation medium provided in the ultrasonic transducer is in close contact with a pipe surface It is a thing.

また、本発明に係る配管の超音波検査方法は、上述した課題を解決するために、請求項5に記載したように、超音波プローブ装置を検査対象物の配管に音響伝播媒体を介して密着させ、この音響伝播媒体を配管表面に密着させつつ前記超音波プローブ装置を周方向に連続的に移動させて配管の周方向に沿う帯状検査対象部の3次元画像データを生成し、前記超音波プローブ装置を配管の周方向に移動させた後、配管の軸方向に1ステップ分移動させ、続いて1ステップ分の移動位置で超音波プローブ装置を配管の周方向に移動させて前記帯状検査対象部に隣接する帯状検査対象部の3次元画像データを生成し、以後、前記超音波プローブ装置の周方向移動と軸方向移動を繰り返して配管の検査対象部の3次元画像データを作成する方法である。   In addition, in order to solve the above-described problem, the ultrasonic inspection method for piping according to the present invention closely attaches the ultrasonic probe device to the piping of the inspection object via an acoustic propagation medium. The ultrasonic probe device is continuously moved in the circumferential direction while bringing the acoustic propagation medium into close contact with the pipe surface to generate three-dimensional image data of a strip-shaped inspection target portion along the circumferential direction of the pipe. After moving the probe device in the circumferential direction of the pipe, the probe device is moved by one step in the axial direction of the pipe, and then the ultrasonic probe device is moved in the circumferential direction of the pipe at the moving position for one step, so A method for generating three-dimensional image data of a strip inspection target part adjacent to the part, and thereafter generating three-dimensional image data of the pipe inspection target part by repeating the circumferential movement and the axial movement of the ultrasonic probe device. is there

本発明に係る配管の超音波検査装置およびその検査方法は、円筒状の検査対象物である配管の検査対象部を効率よく連続的に3次元超音波検査を実施でき、円弧状曲面形状の配管における検査対象部の内部欠陥を効率よく能率的に検査することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The ultrasonic inspection apparatus and inspection method for piping according to the present invention can efficiently and continuously perform a three-dimensional ultrasonic inspection on an inspection target portion of a pipe that is a cylindrical inspection object, and have an arcuate curved surface shape. It is possible to efficiently and efficiently inspect the internal defect of the inspection target part.

本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る配管の超音波検査装置の第1実施形態を示す簡略的な全体構成図である。   FIG. 1 is a simplified overall configuration diagram showing a first embodiment of an ultrasonic inspection apparatus for piping according to the present invention.

この超音波検査装置10は、円筒状検査対象物である配管11を全周に亘ってあるいは周方向の所要区間に亘って連続的かつ自動的に移動走査させ、配管11の割れ、巣、異物等の欠陥状態や接合状態を能率よく効率的に超音波で非破壊検査探傷検査を行なうことができる。   This ultrasonic inspection apparatus 10 continuously and automatically moves and scans a pipe 11 that is a cylindrical inspection object over the entire circumference or a required section in the circumferential direction, and cracks, nests, and foreign matters in the pipe 11 are detected. Thus, it is possible to efficiently and efficiently perform nondestructive inspection and flaw detection with ultrasonic waves.

この超音波検査装置10は、配管11に複数の支持脚12を介して設けられたリング状あるいはトーラス状のサポートフレーム13を備え、このサポートフレーム13に超音波プローブ装置15が超音波プローブ移動装置16により配管11の周方向および軸方向に移動自在に設けられる。支持脚12は配管11の廻りに放射状に設置される。支持脚12はサポートフレーム13から半径方向内方に延び、その脚足(先端)が配管11表面に接触し、配管表面を押圧している。   The ultrasonic inspection apparatus 10 includes a ring-shaped or torus-shaped support frame 13 provided on a pipe 11 via a plurality of support legs 12, and an ultrasonic probe apparatus 15 is connected to the support frame 13 with an ultrasonic probe moving apparatus. 16 is provided so as to be movable in the circumferential direction and the axial direction of the pipe 11. The support legs 12 are installed radially around the pipe 11. The support leg 12 extends radially inward from the support frame 13, and its leg foot (tip) contacts the surface of the pipe 11 and presses the pipe surface.

超音波検査装置10は、装置本体18と、その装置本体18に可撓性の信号ケーブル19あるいは無線で接続された超音波プローブ装置15と、この超音波プローブ装置15を配管11廻りの周方向および配管11の軸方向に移動走査させる超音波プローブ移動装置16とを備える。超音波プローブ装置15はサポートフレーム13に超音波プローブ移動装置16を介して取り付けられる。   The ultrasonic inspection apparatus 10 includes an apparatus main body 18, an ultrasonic probe apparatus 15 connected to the apparatus main body 18 by a flexible signal cable 19 or wirelessly, and the ultrasonic probe apparatus 15 in a circumferential direction around a pipe 11. And an ultrasonic probe moving device 16 that moves and scans the pipe 11 in the axial direction. The ultrasonic probe device 15 is attached to the support frame 13 via the ultrasonic probe moving device 16.

超音波プローブ装置15は超音波カメラとして機能する。超音波プローブ装置15は、マトリクス状あるいはリニア状(アレイ状)に配列された圧電振動子(圧電変換素子)を備えた超音波トランスデューサ20と、この超音波トランスデューサ20の配管11側に付設された音響伝播媒体21とを有する。音響伝播媒体21は液状あるいは固体で形成され、固体の音響伝播媒体21を用いた場合、音響伝播媒体21と配管11および超音波トランスデューサ20との間に、ゼリー状(ゲル状)あるいは水等の液体からなるカップラント22が介在される。   The ultrasonic probe device 15 functions as an ultrasonic camera. The ultrasonic probe device 15 is attached to the ultrasonic transducer 20 provided with piezoelectric vibrators (piezoelectric transducers) arranged in a matrix or linear form (array form), and the pipe 11 side of the ultrasonic transducer 20. And an acoustic propagation medium 21. The acoustic propagation medium 21 is formed of liquid or solid, and when the solid acoustic propagation medium 21 is used, a jelly-like (gel-like) or water or the like is interposed between the acoustic propagation medium 21 and the pipe 11 and the ultrasonic transducer 20. A liquid coupling 22 is interposed.

音響伝播媒体21は、配管11あるいは超音波トランスデューサ20の間にカップラント22を介在させることで、超音波プローブ装置15を配管11に音響伝播媒体21を介して密着させ、密着部分に僅かな隙間や空気層が存在しないように音響的結合を図っている。   The acoustic propagation medium 21 has a coupling 22 interposed between the pipe 11 or the ultrasonic transducer 20, thereby bringing the ultrasonic probe device 15 into close contact with the pipe 11 via the acoustic propagation medium 21, and a slight gap in the contact portion. The acoustic coupling is made so that there is no air layer.

超音波検査装置10は、装置本体18に超音波プローブ装置15の超音波トランスデューサ20を駆動させる操作駆動手段25を備える。この操作駆動手段25は、操作指令信号を出力する操作部26と、この操作指令信号を入力して超音波トランスデューサ20を駆動させるパルス状の駆動信号を発生させる信号発生部27と、この信号発生部27からの駆動信号を作用させる圧電振動子を選択し、超音波トランスデューサ20の圧電振動子を選択的に駆動させる駆動素子選択部28とを有し、超音波トランスデューサ20から発振される超音波を検査対象物である配管11の検査対象領域に照射するようになっている。   The ultrasonic inspection apparatus 10 includes an operation driving unit 25 that drives the ultrasonic transducer 20 of the ultrasonic probe apparatus 15 in the apparatus main body 18. The operation driving means 25 includes an operation unit 26 that outputs an operation command signal, a signal generation unit 27 that receives the operation command signal and generates a pulsed drive signal that drives the ultrasonic transducer 20, and the signal generation An ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic transducer 20, having a drive element selection unit 28 that selects a piezoelectric vibrator to which a drive signal from the unit 27 is applied and selectively drives the piezoelectric vibrator of the ultrasonic transducer 20. Is irradiated to the inspection object area of the pipe 11 which is the inspection object.

また、この超音波検査装置10の装置本体18には、配管11の検査対象領域からの反射エコーの電気信号を超音波トランスデューサ20を介して検出する信号検出回路30と、この信号検出回路30で検出された反射エコーの電気信号を並列演算処理して3次元(3D)超音波画像データを生成させる信号処理部31と、この信号処理部31で処理された3次元超音波画像化データを可視化し、3次元的あるいは展開状態で表示する表示装置32とを備える。   Further, the apparatus main body 18 of the ultrasonic inspection apparatus 10 includes a signal detection circuit 30 that detects an electric signal of a reflected echo from the inspection target region of the pipe 11 via the ultrasonic transducer 20, and the signal detection circuit 30. A signal processing unit 31 for generating three-dimensional (3D) ultrasonic image data by performing parallel arithmetic processing on the detected electrical signal of the reflected echo, and visualizing the three-dimensional ultrasonic imaging data processed by the signal processing unit 31 And a display device 32 for displaying in a three-dimensional or expanded state.

また、超音波検査装置10は、検査対象物で配管11の接合状態や内部構造を展開状態で高感度・高解像度の3次元超音波画像として迅速に取り出して、表示させることができる。   In addition, the ultrasonic inspection apparatus 10 can quickly extract and display a joint state and internal structure of the pipe 11 as a high-sensitivity and high-resolution three-dimensional ultrasonic image in an expanded state with an inspection object.

超音波トランスデューサ20の圧電振動子群は圧電変換部を構成しており、この圧電変換部で受信された反射エコーは、圧電変換部により電気信号に変換され、電気エコー信号となって信号検出回路30に送られる。信号検出回路30は、超音波センサとしての超音波トランスデューサ20で発生する反射エコーの電気信号を検出するものである。   The piezoelectric transducer group of the ultrasonic transducer 20 constitutes a piezoelectric conversion unit, and the reflected echo received by the piezoelectric conversion unit is converted into an electric signal by the piezoelectric conversion unit and becomes an electric echo signal to be a signal detection circuit. 30. The signal detection circuit 30 detects an electrical signal of a reflected echo generated by the ultrasonic transducer 20 as an ultrasonic sensor.

信号検出回路30で検出された電気エコー信号のうち、検査に必要な複数の電気エコー信号は、増幅回路を構成するそれぞれの増幅器34に導かれる。   Among the electrical echo signals detected by the signal detection circuit 30, a plurality of electrical echo signals necessary for the inspection are guided to the respective amplifiers 34 constituting the amplifier circuit.

各増幅器34は、導かれた電気エコー信号を増幅して、A/D変換器35にそれぞれ供給するようになっている。A/D変換器35は増幅された電気エコー信号をデジタル信号にA/D変換し、デジタルエコー信号として信号処理部の処理プロセッサ36である並列プロセッサに導くものである。   Each amplifier 34 amplifies the guided electrical echo signal and supplies it to the A / D converter 35. The A / D converter 35 A / D converts the amplified electric echo signal into a digital signal, and guides it to a parallel processor as the processing processor 36 of the signal processing unit as a digital echo signal.

信号処理手段を構成する信号処理部31の処理プロセッサ36は、例えば、複数の並列プロセッサと、並列プロセッサが生成した複数の画像情報を統合する統合プロセッサとを備える。   The processing processor 36 of the signal processing unit 31 constituting the signal processing means includes, for example, a plurality of parallel processors and an integrated processor that integrates a plurality of pieces of image information generated by the parallel processors.

信号処理部31の並列プロセッサは、各A/D変換器35から導かれたデジタルエコー信号を処理し、円弧状曲面を有する配管11の内部状態を展開して可視化する画像情報を生成している。並列プロセッサが生成した複数の画像情報は統合プロセッサで統合して一体化され、表示装置32に導かれる。   The parallel processor of the signal processing unit 31 processes the digital echo signal derived from each A / D converter 35, and generates image information that develops and visualizes the internal state of the pipe 11 having an arcuate curved surface. . A plurality of pieces of image information generated by the parallel processor are integrated by an integrated processor and guided to the display device 32.

信号検出回路30あるいは信号処理部31にマルチブレクサ(図示せず)を搭載した場合、複数台の並列プロセッサや統合プロセッサは不要となり、1台の並列プロセッサにて統合画像情報を作成することができる。   When a multiplexer (not shown) is mounted on the signal detection circuit 30 or the signal processing unit 31, a plurality of parallel processors and integrated processors are unnecessary, and integrated image information can be created by one parallel processor.

信号処理部31でデジタル化された超音波エコー信号を処理して生成された3次元の超音波画像情報は表示装置32に送られて、この表示装置32に画像表示される。   The three-dimensional ultrasonic image information generated by processing the digitized ultrasonic echo signal by the signal processing unit 31 is sent to the display device 32 and displayed on the display device 32.

一方、超音波プローブ装置15は、超音波プローブ移動装置16により配管11廻りの周方向および配管11の軸方向に沿って移動自在に設けられる。   On the other hand, the ultrasonic probe device 15 is provided by the ultrasonic probe moving device 16 so as to be movable along the circumferential direction around the pipe 11 and the axial direction of the pipe 11.

超音波プローブ移動装置16は、サポートフレーム13に設けられた周方向移動機構38と、軸方向移動機構39と、両移動機構38,39を駆動させる超音波プローブ駆動操作系40とを有する。超音波プローブ駆動操作系40は両移動機構38,39の駆動を制御する駆動コントローラ41を備える。   The ultrasonic probe moving device 16 includes a circumferential moving mechanism 38 provided on the support frame 13, an axial moving mechanism 39, and an ultrasonic probe driving operation system 40 that drives both moving mechanisms 38 and 39. The ultrasonic probe drive operation system 40 includes a drive controller 41 that controls the drive of both moving mechanisms 38 and 39.

超音波プローブ移動装置16は、超音波プローブ駆動操作系40の駆動コントローラ41から駆動制御信号を周方向移動機構38に出力することにより、周方向移動機構38をサポートフレーム13に沿って移動させ、超音波プローブ装置15を配管11廻りの周方向に、かつ超音波トランスデューサ20をパイプ表面に密着させつつ移動走査させるようになっている。周方向移動機構38はサポートフレーム13に沿って周方向に移動される一方、その周方向移動量および移動位置は位置検出手段としての、例えば図2に示すエンコーダ装置44により検出される。   The ultrasonic probe moving device 16 moves the circumferential movement mechanism 38 along the support frame 13 by outputting a drive control signal from the drive controller 41 of the ultrasonic probe driving operation system 40 to the circumferential movement mechanism 38. The ultrasonic probe device 15 is moved and scanned in the circumferential direction around the pipe 11 and the ultrasonic transducer 20 is brought into close contact with the pipe surface. The circumferential movement mechanism 38 is moved in the circumferential direction along the support frame 13, while the circumferential movement amount and the movement position thereof are detected by, for example, an encoder device 44 shown in FIG.

周方向移動機構38は、例えばモータ駆動のギア機構(図示せず)で構成され、サポートフレーム13のサンギアにモータ駆動のピニオンが噛合することにより、周方向移動機構38はサポートフレーム13に沿って周方向移動され、モータ軸の回転量がエンコーダ装置44で検出されるようになっている。エンコーダ装置44に代えて光学位置検出手段を設けてもよい。   The circumferential movement mechanism 38 is constituted by, for example, a motor-driven gear mechanism (not shown), and the circumferential movement mechanism 38 is moved along the support frame 13 by meshing the sun gear of the support frame 13 with the motor-driven pinion. It is moved in the circumferential direction, and the rotation amount of the motor shaft is detected by the encoder device 44. An optical position detection unit may be provided instead of the encoder device 44.

図2に示すエンコーダ装置44にて超音波トランスデューサ20の検査位置を検出するとともに、操作駆動手段25により超音波トランスデューサ20からの発受信のタイミングを制御することで、配管11は周方向全面ではなく、任意の指定場所を3次元画像化することができる。   By detecting the inspection position of the ultrasonic transducer 20 with the encoder device 44 shown in FIG. 2 and controlling the timing of transmission and reception from the ultrasonic transducer 20 by the operation driving means 25, the pipe 11 is not the entire surface in the circumferential direction. An arbitrary designated place can be made into a three-dimensional image.

また、超音波プローブ移動装置16は、駆動コントローラ41から駆動制御信号を軸方向移動機構39に出力することにより、軸方向移動機構39を駆動させ、超音波プローブ装置15を配管11の軸方向に沿って1ステップ分だけ移動させる。このときも、超音波プローブ装置15は超音波トランスデューサ20を配管表面に密着させた状態で移動させる。1ステップ分の幅は、超音波プローブ装置15の超音波トランスデューサ20から発振される超音波の(配管軸方向の)有効幅に対応する。軸方向移動機構39は、例えば多段式の流体シリンダ装置で構成され、超音波プローブ装置15を配管11の軸方向に沿って1ステップ分ずつ多段に間欠移動させるようになっている。   In addition, the ultrasonic probe moving device 16 outputs a drive control signal from the drive controller 41 to the axial direction moving mechanism 39 to drive the axial direction moving mechanism 39, thereby moving the ultrasonic probe device 15 in the axial direction of the pipe 11. Move one step along. Also at this time, the ultrasonic probe device 15 moves the ultrasonic transducer 20 in a state of being in close contact with the pipe surface. The width for one step corresponds to the effective width (in the pipe axis direction) of the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic transducer 20 of the ultrasonic probe device 15. The axial movement mechanism 39 is constituted by, for example, a multistage fluid cylinder device, and intermittently moves the ultrasonic probe device 15 in multiple stages by one step along the axial direction of the pipe 11.

超音波プローブ移動装置16は、周方向移動機構38を駆動させて超音波プローブ装置15をパイプ廻りの周方向に移動させた後、軸方向移動機構39を駆動させて配管11の軸方向に沿って1ステップ分移動させる。以後、超音波プローブ装置15は周方向移動と軸方向移動が繰り返される。配管廻りの周方向に移動する間に、超音波プローブ装置15は超音波カメラとして機能し、配管11の帯状検査対象領域を周方向に形成し、この配管11の検査対象領域を周方向に移動しながら非破壊にて3次元超音波検査するようになっている。   The ultrasonic probe moving device 16 drives the circumferential movement mechanism 38 to move the ultrasonic probe device 15 in the circumferential direction around the pipe, and then drives the axial movement mechanism 39 to move along the axial direction of the pipe 11. Move one step. Thereafter, the ultrasonic probe device 15 repeats circumferential movement and axial movement. While moving in the circumferential direction around the pipe, the ultrasonic probe device 15 functions as an ultrasonic camera, forms a strip-shaped inspection target area of the pipe 11 in the circumferential direction, and moves the inspection target area of the pipe 11 in the circumferential direction. However, non-destructive three-dimensional ultrasonic inspection is performed.

超音波プローブ装置15は配管11の周方向に沿う帯状検査対象領域を超音波検査した後、軸方向移動機構39により配管11の軸方向に1ステップ分移動させて停止させる。この停止位置で周方向移動機構38を駆動させ、配管周方向に移動させつつ周方向に沿う配管11の帯状検査対象領域を3次元超音波検査するようになっている。このように、超音波プローブ装置15は周方向に沿う配管11の帯状検査対象領域を超音波検査しつつ、パイプ軸方向に1ステップ分移動させることで、配管11の帯状検査対象領域を順次パイプ軸方向に展開でき、必要に応じ配管11の全表面を超音波検査することができる。   The ultrasonic probe device 15 ultrasonically inspects the belt-shaped inspection target region along the circumferential direction of the pipe 11, and then moves the axial direction of the pipe 11 by one step by the axial movement mechanism 39 and stops it. The circumferential movement mechanism 38 is driven at this stop position, and a three-dimensional ultrasonic inspection is performed on the strip-shaped inspection target region of the pipe 11 along the circumferential direction while moving in the pipe circumferential direction. In this manner, the ultrasonic probe device 15 ultrasonically inspects the strip-shaped inspection target region of the pipe 11 along the circumferential direction, and moves the strip-shaped inspection target region of the pipe 11 sequentially by moving one step in the pipe axial direction. It can be developed in the axial direction, and the entire surface of the pipe 11 can be ultrasonically inspected as necessary.

ところで、超音波プローブ装置15は、図3に示すように構成され、超音波トランスデューサ20はマトリクス状あるいはリニア状(アレイ状)に配列された多数の圧電振動子(圧電変換素子)45を有し、超音波トランスデューサ20の圧電振動子45側に音響伝播媒体21がシュー部材として設けられる。シュー部材21が固体の音響伝播媒体で構成されているとき、シュー部材21と超音波トランスデューサ20および配管表面との間に音響的結合用のカップラント22が介装される。   By the way, the ultrasonic probe apparatus 15 is configured as shown in FIG. 3, and the ultrasonic transducer 20 has a large number of piezoelectric vibrators (piezoelectric transducers) 45 arranged in a matrix or linear form (array form). The acoustic propagation medium 21 is provided as a shoe member on the piezoelectric transducer 45 side of the ultrasonic transducer 20. When the shoe member 21 is made of a solid acoustic propagation medium, a coupling 22 for acoustic coupling is interposed between the shoe member 21, the ultrasonic transducer 20, and the pipe surface.

シュー部材21は、図2に示すように、配管軸方向に沿う断面が三角形状をなし、配管外表面に接する面が円弧状曲面をなす斜角用音響伝播媒体を用いて構成される。超音波トランスデューサ20は配管11に対して斜めに傾斜して設けられる。   As shown in FIG. 2, the shoe member 21 is configured using an oblique acoustic propagation medium in which a cross section along the pipe axis direction has a triangular shape and a surface in contact with the outer surface of the pipe forms an arcuate curved surface. The ultrasonic transducer 20 is provided obliquely with respect to the pipe 11.

この超音波プローブ装置15は、操作駆動手段25の信号発生部27から出力されたパルス状の電気信号を駆動素子選択部28で選択して超音波トランスデューサ20のマトリクス状あるいはアレイ状多数の圧電振動子45の1つ1つに順次印加することにより、超音波が発生し、発生した超音波は、斜角用音響伝播媒体21を介して配管11内に図2に示すように送信される。   The ultrasonic probe device 15 selects a pulse-like electric signal output from the signal generation unit 27 of the operation driving means 25 by the drive element selection unit 28 and performs a large number of piezoelectric vibrations of the ultrasonic transducer 20 in a matrix or array form. By sequentially applying each of the sub-elements 45 to each other, an ultrasonic wave is generated, and the generated ultrasonic wave is transmitted into the pipe 11 through the oblique angle acoustic propagation medium 21 as shown in FIG.

配管11内に入射された超音波は、溶接部11aの欠陥46に照射されると、密度差から反射が生じる。配管11の溶接欠陥46で反射した超音波のエコーは超音波トランスデューサ20の多数の圧電振動子45に順次受信される。多数の圧電振動子45からなる圧電振動子群は圧電変換部を構成し、超音波センサを形成している。   When the ultrasonic wave incident on the pipe 11 is irradiated to the defect 46 of the welded portion 11a, reflection occurs due to the density difference. The echoes of the ultrasonic waves reflected by the welding defect 46 of the pipe 11 are sequentially received by the multiple piezoelectric vibrators 45 of the ultrasonic transducer 20. A group of piezoelectric vibrators composed of a large number of piezoelectric vibrators 45 constitutes a piezoelectric conversion unit and forms an ultrasonic sensor.

超音波トランスデューサ20の各圧電振動子45で受信した超音波エコーは電気信号に変換されて信号検出回路30に送られ、配管溶接部11bの内部欠陥46を画像化することができる。   The ultrasonic echoes received by the respective piezoelectric vibrators 45 of the ultrasonic transducer 20 are converted into electric signals and sent to the signal detection circuit 30, and the internal defects 46 of the pipe welded portion 11b can be imaged.

次に、配管11の超音波検査装置10の作用を説明する。   Next, the effect | action of the ultrasonic inspection apparatus 10 of the piping 11 is demonstrated.

この超音波検査装置10を用いて円弧状曲面を有する配管11の内部欠陥や内部損傷を超音波検査するために、円筒状検査対象物である配管11に支持脚12を介してサポートフレーム13を固定させる。このサポートフレーム13に超音波プローブ移動装置16を設け、この超音波プローブ移動装置16に超音波プローブ装置15を取り付ける。超音波プローブ装置15は超音波プローブ移動装置16の軸方向移動機構39に取付フレーム47により取り付けられ、この取付状態で超音波プローブ装置15の超音波トランスデューサ20を音響伝播媒体21およびカップラント22を介してパイプ表面に密着させる。   In order to ultrasonically inspect the internal defect and internal damage of the pipe 11 having an arcuate curved surface using the ultrasonic inspection apparatus 10, a support frame 13 is attached to the pipe 11, which is a cylindrical inspection object, via a support leg 12. Fix it. An ultrasonic probe moving device 16 is provided on the support frame 13, and the ultrasonic probe device 15 is attached to the ultrasonic probe moving device 16. The ultrasonic probe device 15 is attached to the axial movement mechanism 39 of the ultrasonic probe moving device 16 by an attachment frame 47, and in this attached state, the ultrasonic transducer 20 of the ultrasonic probe device 15 is connected to the acoustic propagation medium 21 and the coupling 22. Through the pipe surface.

続いて、超音波プローブ移動装置16を超音波プローブ起動操作系40にケーブル接続するとともに、超音波プローブ装置15を装置本体18に信号ケーブルを用いて接続する。超音波プローブ駆動操作系40は装置本体18に組み込んでもよい。超音波プローブ移動装置16と超音波プローブ装置15を組み立てて、装置本体18側に接続することにより、超音波検査のための準備が完了し、続いて超音波検査作業に入る。   Subsequently, the ultrasonic probe moving device 16 is connected to the ultrasonic probe activation operation system 40 via a cable, and the ultrasonic probe device 15 is connected to the apparatus main body 18 using a signal cable. The ultrasonic probe driving operation system 40 may be incorporated in the apparatus main body 18. By assembling the ultrasonic probe moving device 16 and the ultrasonic probe device 15 and connecting them to the apparatus main body 18 side, preparation for ultrasonic inspection is completed, and then ultrasonic inspection work is started.

この超音波検査作業では、操作駆動手段25の操作部26を操作して指令信号を出力し、信号発生部27に入力される。信号発生部27は、指令信号を入力させて電気パルス状の駆動信号を発生させる。信号発生部27で発生した駆動信号から所要の圧電振動子を駆動させる選択部28により選択駆動させて、超音波トランスデューサ20の所要の圧電振動子45に駆動パルス電圧を印加させる。このパルス電圧印加により圧電振動子45は圧電変換され、圧電振動子45から超音波が発信される。   In this ultrasonic inspection work, the operation unit 26 of the operation driving means 25 is operated to output a command signal and input to the signal generation unit 27. The signal generator 27 receives the command signal and generates an electric pulse-like drive signal. The selection unit 28 that drives a required piezoelectric vibrator from the drive signal generated by the signal generation unit 27 is selectively driven to apply a drive pulse voltage to the required piezoelectric vibrator 45 of the ultrasonic transducer 20. By applying the pulse voltage, the piezoelectric vibrator 45 is subjected to piezoelectric conversion, and ultrasonic waves are transmitted from the piezoelectric vibrator 45.

発信された超音波は配管11に密着配置された斜角用音響伝播媒体21を介して配管11内に入射され、配管11の内部欠陥46で反射せしめられる。超音波の反射エコーは、斜角用音響伝播媒体21を通して圧電変換部として多数の圧電振動子45に受信され、ここで超音波エコーの電気信号に変換される。   The transmitted ultrasonic waves are incident on the pipe 11 through the oblique angle acoustic propagation medium 21 disposed in close contact with the pipe 11 and reflected by the internal defect 46 of the pipe 11. The reflected echoes of the ultrasonic waves are received by a large number of piezoelectric vibrators 45 as piezoelectric transducers through the acoustic transmission medium 21 for oblique angles, where they are converted into electrical signals of ultrasonic echoes.

超音波エコーの電気信号は続いて超音波トランスデューサ20から図1に示す信号検出回路30に送信され、この信号検出回路30に選択的に受信される。   The electrical signal of the ultrasonic echo is subsequently transmitted from the ultrasonic transducer 20 to the signal detection circuit 30 shown in FIG. 1 and selectively received by the signal detection circuit 30.

信号検出回路30に受信された超音波エコーの電気信号は信号処理部31に送られ、この信号処理部31で増幅され、さらにA/D変換され、デジタルエコー電気信号となる。このデジタルエコー電気信号は、パソコンとしての処理プロセッサ36により信号処理(開口合成処理)され、3次元画像データを生成する。この3次元画像データは、配管11の検査対象内部に設定された3次元画像化領域内のメッシュ(処理プロセッサ36内に予め設定される3次元画像化領域の目盛り)に対応ざせて3次元画像データを、3次元画像として、また、図4(A),(B)および(C)に示すように、配管11の検査対象領域を配管展開状態で可視化し、表示する。   The electrical signal of the ultrasonic echo received by the signal detection circuit 30 is sent to the signal processing unit 31, amplified by the signal processing unit 31, further A / D converted, and becomes a digital echo electrical signal. This digital echo electric signal is subjected to signal processing (aperture synthesis processing) by a processing processor 36 as a personal computer to generate three-dimensional image data. The three-dimensional image data corresponds to the mesh in the three-dimensional imaging region set inside the inspection target of the pipe 11 (the scale of the three-dimensional imaging region set in advance in the processing processor 36). As shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, the inspection target area of the pipe 11 is visualized and displayed in a pipe developed state as data as a three-dimensional image.

この超音波検査装置10は、超音波プローブ装置15を超音波プローブ移動装置16により配管11廻りの周方向にかつ配管11の軸方向に沿うように移動させて超音波検査を行なう。   The ultrasonic inspection apparatus 10 performs ultrasonic inspection by moving the ultrasonic probe apparatus 15 along the circumferential direction around the pipe 11 and along the axial direction of the pipe 11 by the ultrasonic probe moving apparatus 16.

この超音波検査装置10は、超音波プローブ装置15を超音波プローブ移動装置16により配管11の周方向かつ軸方向に移動させて超音波検査を行なう。   The ultrasonic inspection apparatus 10 performs ultrasonic inspection by moving the ultrasonic probe apparatus 15 in the circumferential direction and the axial direction of the pipe 11 by the ultrasonic probe moving apparatus 16.

この超音波検査装置10は、始めに、超音波プローブ移動装置16の周方向移動機構38を駆動させ、周方向移動機構38をサポートフレーム13に沿って移動させ、超音波プローブ装置15の超音波トランスデューサ20を配管表面に密着させた状態で周方向に自動的に移動させる。配管11の周方向に超音波プローブ装置15を移動させる間に、超音波プローブ装置15を駆動させて配管11周方向の3次元超音波検査を行なう。超音波プローブ装置15が配管11の周方向に移動している間に超音波検査を行なう。   In this ultrasonic inspection apparatus 10, first, the circumferential movement mechanism 38 of the ultrasonic probe moving device 16 is driven, the circumferential movement mechanism 38 is moved along the support frame 13, and the ultrasonic wave of the ultrasonic probe apparatus 15 is moved. The transducer 20 is automatically moved in the circumferential direction while being in close contact with the pipe surface. While moving the ultrasonic probe device 15 in the circumferential direction of the pipe 11, the ultrasonic probe device 15 is driven to perform a three-dimensional ultrasonic inspection in the circumferential direction of the pipe 11. Ultrasonic inspection is performed while the ultrasonic probe device 15 is moving in the circumferential direction of the pipe 11.

超音波プローブ装置15を配管11の周方向に移動させつつ配管周方向の帯状検査対象領域50(図4参照)を超音波検査した後、周方向移動機構38の駆動を停止させ、軸方向移動機構39を駆動させる。この駆動により、超音波プローブ装置15は配管11の軸方向に沿って1ステップ(ステップ幅は図4に示される符号dである。)分だけ移動せしめられる。   The ultrasonic probe apparatus 15 is moved in the circumferential direction of the pipe 11 and ultrasonically inspected in the circumferential direction of the belt-shaped inspection area 50 (see FIG. 4), and then the driving of the circumferential movement mechanism 38 is stopped to move in the axial direction. The mechanism 39 is driven. By this driving, the ultrasonic probe device 15 is moved by one step along the axial direction of the pipe 11 (the step width is the symbol d shown in FIG. 4).

超音波プローブ装置15がパイプ軸方向に1ステップ移動させた後、軸方向移動機構39の駆動を停止させ、周方向移動機構38を再び駆動させ、配管11の周方向に沿う超音波検査を行なう。   After the ultrasonic probe device 15 has moved one step in the pipe axial direction, the driving of the axial movement mechanism 39 is stopped, the circumferential movement mechanism 38 is driven again, and an ultrasonic inspection along the circumferential direction of the pipe 11 is performed. .

超音波プローブ移動装置16により超音波プローブ装置15の周方向移動と軸方向移動を繰り返すことにより、超音波プローブ装置15は配管表面の略全面にあるいは任意の円弧状表面に亘って移動走査を実施することができる。超音波プローブ装置15がパイプ周方向に移動している間に超音波検査を実施することができ、必要に応じ配管11の全面に亘り3次元の超音波検査を行なうことができる。   By repeating the circumferential movement and the axial movement of the ultrasonic probe device 15 by the ultrasonic probe moving device 16, the ultrasonic probe device 15 performs a moving scan over substantially the entire surface of the pipe or over an arbitrary arcuate surface. can do. Ultrasonic inspection can be performed while the ultrasonic probe device 15 is moving in the pipe circumferential direction, and three-dimensional ultrasonic inspection can be performed over the entire surface of the pipe 11 as necessary.

この配管の超音波検査装置10によれば、信号処理部31で合成された画像情報を位置検出手段であるエンコーダ装置44(図2参照)の円周方向位置信号θを用いて連結させ、組み合わせることで、図4(A),(B)および(C)に示すように、配管11の円筒形状を周方向に切り開いた展開図にして、周方向の平面画面(θ−X図)と、半径方向断面(X−R図,θ−R図)を可視化して画像表示することができる。   According to the ultrasonic inspection apparatus 10 of this pipe, the image information synthesized by the signal processing unit 31 is connected and combined using the circumferential position signal θ of the encoder device 44 (see FIG. 2) which is a position detection means. As shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, the cylindrical shape of the pipe 11 is developed in a circumferential direction, a plane screen in the circumferential direction (θ-X diagram), The cross section in the radial direction (XR diagram, θ-R diagram) can be visualized and displayed as an image.

この配管11の超音波検査装置10によれば、配管11の内部欠陥検査を、検査対象領域の全面に亘って自動的に行なうことができ、検査結果を3次元画像または図4(A),(B)および(C)に示すように展開された展開画像で表示することが可能となる。   According to the ultrasonic inspection apparatus 10 for the pipe 11, the internal defect inspection of the pipe 11 can be automatically performed over the entire area to be inspected, and the inspection result is displayed as a three-dimensional image or FIG. As shown in (B) and (C), it is possible to display with a developed image developed.

図5は、本発明に係る配管の超音波検査装置の第2実施形態を示すものである。   FIG. 5 shows a second embodiment of an ultrasonic inspection apparatus for piping according to the present invention.

この実施形態に示された超音波検査装置10Aは、種々の径の配管の内部欠陥を3次元超音波検査できるようにしたものであり、支持脚の構成を除いて第1実施形態に示された超音波検査装置10と構成および作用を同じくするので、同じ構成には同一符号を付してその説明を省略する。   The ultrasonic inspection apparatus 10A shown in this embodiment is capable of three-dimensional ultrasonic inspection of internal defects of pipes of various diameters, and is shown in the first embodiment except for the configuration of support legs. Since the configuration and operation are the same as those of the ultrasonic inspection apparatus 10, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図5に示された配管の超音波検査装置10Aは、サポートフレーム13に設けられる支持脚51が、伸縮機構52により伸縮自在に設けられる。支持脚51は、常時、ばね力あるいは流体圧力により支持脚51の脚先(足)が配管11側に押圧される。   In the ultrasonic inspection apparatus 10A for piping shown in FIG. In the support leg 51, the leg tip (foot) of the support leg 51 is always pressed toward the pipe 11 by spring force or fluid pressure.

伸縮機構52はテレスコピック構造で、スライド脚53を固定脚54に対しスライド自在とし、押圧ばね55のばね力により配管表面側にばね付勢するようにしたものである。   The telescopic mechanism 52 has a telescopic structure in which the slide leg 53 is slidable with respect to the fixed leg 54 and is urged toward the pipe surface by the spring force of the pressing spring 55.

支持脚51をばね付勢する伸縮機構に代えて流体シリンダ装置の伸縮機構を採用し、流体シリンダ装置のピストンロッドをスライド脚として配管表面に押圧させるものであってもよい。   An expansion / contraction mechanism of a fluid cylinder device may be employed instead of the expansion / contraction mechanism that biases the support leg 51 in a spring, and the piston rod of the fluid cylinder device may be pressed against the pipe surface as a slide leg.

この配管の超音波検査装置10Aにおいても、種々の配管径を有する配管の3次元超音波検査を非破壊で行なうことができる他、第1実施形態に示された超音波検査装置10と同様の作用効果を奏することができる。   Also in this pipe ultrasonic inspection apparatus 10A, it is possible to perform non-destructive three-dimensional ultrasonic inspection of pipes having various pipe diameters, and the same as the ultrasonic inspection apparatus 10 shown in the first embodiment. An effect can be produced.

本発明の実施形態の説明においては、配管廻りの周方向および軸方向に超音波プローブ装置を移動自在に設けた例を示したが、超音波プローブ装置を周方向および軸方向に移動させる代りに、配管を回転自在に支持させる構成としてもよい。この場合には、超音波プローブ装置を配管の軸方向にのみ移動させればよい。   In the description of the embodiment of the present invention, the example in which the ultrasonic probe device is provided so as to be movable in the circumferential direction and the axial direction around the pipe has been shown, but instead of moving the ultrasonic probe device in the circumferential direction and the axial direction. The pipe may be configured to be rotatably supported. In this case, the ultrasonic probe device may be moved only in the axial direction of the pipe.

また、超音波プローブ装置は、超音波トランスデューサを斜角用超音波伝播媒体に設けた例を示したが、超音波を配管外表面に対して斜めに入射させる斜角探傷法を用いなくても、垂直に入射させる垂直探傷法を採用してもよい。いずれの場合にも、超音波トランスデューサに付属させた音響伝播媒体を、配管の検査対象部に超音波入射できるように、音響伝播媒体と配管とを密着させたまま円周方向および軸方向に移動させる超音波プローブ移動装置が備えられる。   In the ultrasonic probe apparatus, an ultrasonic transducer is provided in the ultrasonic propagation medium for oblique angles. However, the oblique probe method in which ultrasonic waves are obliquely incident on the outer surface of the pipe is not used. Alternatively, a vertical flaw detection method in which the light is incident vertically may be employed. In either case, the acoustic propagation medium attached to the ultrasonic transducer moves in the circumferential direction and the axial direction while keeping the acoustic propagation medium and the pipe in close contact so that the ultrasonic wave can be incident on the inspection target part of the pipe. An ultrasonic probe moving device is provided.

本発明に係る配管の超音波検査装置の第1実施形態を示す全体構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The whole block diagram which shows 1st Embodiment of the ultrasonic inspection apparatus of piping which concerns on this invention. 図1のII−II線に沿う側面図。The side view which follows the II-II line | wire of FIG. 図2のA部を拡大して示す部分的な断面図。The fragmentary sectional view which expands and shows the A section of FIG. 本発明に係る配管の超音波検査装置を用いて超音波検査した検査結果の画像化例を示す図、ならびに(A),(B)および(C)は展開状態で示す図。The figure which shows the example of imaging of the test result which ultrasonically inspected using the ultrasonic inspection apparatus of piping which concerns on this invention, and (A), (B) and (C) is a figure which shows in an unfolded state. 本発明に係る配管の超音波検査装置の第2実施形態を示す全体構成図。The whole block diagram which shows 2nd Embodiment of the ultrasonic inspection apparatus of piping which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10,10A 超音波検査装置
11 配管
12 支持脚
13 サポートフレーム
15 超音波プローブ装置
16 超音波プローブ移動装置
18 装置本体
20 超音波トランスデューサ
21 音響伝播媒体(シュー部材)
22 カップラント
25 操作駆動手段
26 操作部
27 信号発生部
28 駆動素子選択部
30 信号検出回路
31 信号処理部
32 表示装置
34 増幅回路
35 A/D変換器
36 処理プロセッサ
38 周方向移動機構
39 軸方向移動機構
40 超音波プローブ駆動操作系
41 駆動コントローラ
44 エンコーダ装置(位置検出手段)
45 圧電振動子(圧電変換素子)
46 内部欠陥
47 取付フレーム
50 帯状検査対象領域
51 支持脚
52 伸縮機構
53 スライド脚
54 固定脚
55 押圧ばね
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,10A Ultrasonic inspection apparatus 11 Piping 12 Support leg 13 Support frame 15 Ultrasonic probe apparatus 16 Ultrasonic probe moving apparatus 18 Apparatus main body 20 Ultrasonic transducer 21 Acoustic propagation medium (shoe member)
22 coupling 25 operation drive means 26 operation unit 27 signal generation unit 28 drive element selection unit 30 signal detection circuit 31 signal processing unit 32 display device 34 amplification circuit 35 A / D converter 36 processing processor 38 circumferential movement mechanism 39 axial direction Moving mechanism 40 Ultrasonic probe drive operation system 41 Drive controller 44 Encoder device (position detection means)
45 Piezoelectric vibrator (piezoelectric transducer)
46 Internal defect 47 Mounting frame 50 Band-shaped inspection target area 51 Support leg 52 Telescopic mechanism 53 Slide leg 54 Fixed leg 55 Pressing spring

Claims (5)

検査対象の配管の廻りに複数の支持脚を介して設置されたリング状あるいはトーラス状のサポートフレームと、
このサポートフレームに取り付けられ、超音波トランスデューサを備えた超音波プローブ装置と、
この超音波プローブ装置を配管周りの周方向および軸方向に移動可能に設けた超音波プローブ移動装置と、
前記超音波トランスデューサの圧電振動子に駆動信号を選択的に送信する操作駆動手段と、
前記超音波トランスデューサの圧電振動子から発信され、音響伝達媒体を介して前記配管の検査対象部に入射され、検査対象部からの反射エコーを前記超音波トランスデューサで受信し、超音波エコーの電気信号を選択的に検出する信号検出回路と、
この信号検出回路で検出された超音波エコーの電気信号を処理し、前記検査対象部の3次元画像データを生成する信号処理手段と、
この信号処理手段で処理された3次元画像データを表示する表示装置とを有し、
前記超音波プローブ移動装置は、前記超音波トランスデューサに設けられた音響伝播媒体を配管表面に密着させたまま円周方向および軸方向に移動可能に構成したことを特徴とする配管の超音波検査装置。
A ring-shaped or torus-shaped support frame installed through a plurality of support legs around the pipe to be inspected;
An ultrasonic probe device attached to the support frame and provided with an ultrasonic transducer;
An ultrasonic probe moving device provided such that the ultrasonic probe device is movable in the circumferential direction and the axial direction around the pipe;
Operation driving means for selectively transmitting a driving signal to the piezoelectric vibrator of the ultrasonic transducer;
It is transmitted from the piezoelectric vibrator of the ultrasonic transducer, is incident on the inspection target portion of the pipe via an acoustic transmission medium, receives the reflected echo from the inspection target portion by the ultrasonic transducer, and is an electrical signal of the ultrasonic echo A signal detection circuit for selectively detecting
A signal processing means for processing an electrical signal of the ultrasonic echo detected by the signal detection circuit and generating three-dimensional image data of the inspection object part;
A display device for displaying the three-dimensional image data processed by the signal processing means,
The ultrasonic probe moving apparatus is configured to be movable in a circumferential direction and an axial direction while an acoustic propagation medium provided in the ultrasonic transducer is closely attached to a pipe surface. .
前記超音波プローブ移動装置は、超音波プローブ装置を配管周りの周方向に移動させる周方向移動機構と、超音波プローブ装置を配管の軸方向に移動させる軸方向移動機構と、両移動機構の移動をコントロールする駆動コントローラとを有し、前記超音波プローブ移動装置には、超音波プローブ装置の移動位置を検出する位置検出手段が設けられた請求項1記載の配管の超音波検査装置。 The ultrasonic probe moving device includes a circumferential moving mechanism that moves the ultrasonic probe device in the circumferential direction around the pipe, an axial moving mechanism that moves the ultrasonic probe device in the axial direction of the pipe, and movement of both moving mechanisms. The pipe ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a drive controller that controls the position of the ultrasonic probe apparatus. 前記超音波プローブ装置は、超音波カメラを構成しており、前記超音波プローブ装置は、超音波トランスデューサの配管側に断面三角形状の斜角用音響伝播媒体が付設され、
前記超音波トランスデューサは、配管表面にその軸方向に対して斜めに設けられた請求項1記載の配管の超音波検査装置。
The ultrasonic probe device constitutes an ultrasonic camera, and the ultrasonic probe device is provided with an acoustic propagation medium for oblique angles having a triangular cross section on the piping side of the ultrasonic transducer,
The ultrasonic inspection apparatus for pipes according to claim 1, wherein the ultrasonic transducer is provided on the pipe surface obliquely with respect to the axial direction thereof.
前記サポートフレームを配管廻りに支持する複数の支持脚は放射状に配設され、
前記支持脚は、脚足が配管表面を押圧するように伸縮機構により伸縮自在に設けられた請求項1記載の配管の超音波検査装置。
A plurality of support legs that support the support frame around the pipe are arranged radially,
2. The pipe ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the support leg is provided so as to be extendable and contractable by an extension mechanism so that the leg foot presses the pipe surface.
超音波プローブ装置を検査対象物の配管に音響伝播媒体を介して密着させ、
この音響伝播媒体を配管表面に密着させつつ前記超音波プローブ装置を周方向に連続的に移動させて配管の周方向に沿う帯状検査対象部の3次元画像データを生成し、
前記超音波プローブ装置を配管の周方向に移動させた後、配管の軸方向に1ステップ分移動させ、
続いて1ステップ分の移動位置で超音波プローブ装置を配管の周方向に移動させて前記帯状検査対象部に隣接する帯状検査対象部の3次元画像データを生成し、
以後、前記超音波プローブ装置の周方向移動と軸方向移動を繰り返して配管の検査対象部の3次元画像データを作成することを特徴とする配管の超音波検査方法。
The ultrasonic probe device is brought into close contact with the piping of the inspection object via an acoustic propagation medium,
The ultrasonic probe device is continuously moved in the circumferential direction while closely adhering the acoustic propagation medium to the pipe surface to generate three-dimensional image data of the belt-shaped inspection target portion along the circumferential direction of the pipe,
After the ultrasonic probe device is moved in the circumferential direction of the pipe, it is moved by one step in the axial direction of the pipe,
Subsequently, the ultrasonic probe apparatus is moved in the circumferential direction of the pipe at the movement position for one step to generate the three-dimensional image data of the band inspection object part adjacent to the band inspection object part,
Thereafter, the ultrasonic inspection method for piping is characterized in that three-dimensional image data of the inspection target portion of piping is created by repeating circumferential movement and axial movement of the ultrasonic probe device.
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