JP2007132726A - Ultrasonic flaw detector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic flaw detector of piping capable of shortening the time required for adjusting the track of the ultrasonic flaw detector in parallel to the center of the welding line in the peripheral direction of the piping. <P>SOLUTION: The ultrasonic flaw detector includes the annular tracks 10a and 10b which surround the piping 50, the fixing bolts for installing the tracks 10a and 10b on the piping 50, a peripheral direction scanning mechanism including the support 58 moving along the tracks 10a and 10b, the axial direction scanning mechanism provided to the support 58 to move a probe holder 72 in the longitudinal direction of the piping 50 and the probe 70 mounted on the probe holder 72 and also includes annular guide rings 20a and 20b arranged so as to surround the piping 50 at the position separated in the longitudinal direction of the piping 50 and integrally attached to the tracks and a pipe 30a1, and other fixing bolts for installing the guide rings 20a and 20b on the piping 50. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、外観が環状の被検査体を、超音波探触子を環状方向とその方向と直交する方向へ走査して、非破壊検査するための超音波探傷装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic flaw detector for performing non-destructive inspection by scanning an object to be inspected with an annular appearance by scanning an ultrasonic probe in an annular direction and a direction perpendicular to the direction.

外観が環状の被検査体としては、例えば、沸騰水型原子力発電プラントの一次再循環系配管等で代表されるような突合せ溶接された各種外径の配管が想定され、検査対象部分としては、その配管の突合せ溶接部が想定される。   As the inspection object having an annular appearance, for example, piping of various outer diameters butt-welded as represented by the primary recirculation piping of the boiling water nuclear power plant is assumed. A butt weld of the pipe is assumed.

配管を非破壊検査する超音波探傷装置の従来技術としては、配管軸方向及び周方向に超音波探触子を走査する走査機構を配管の外周囲に環状に設置した軌道沿いに移動させるものが公知である。この軌道の最外周には、周方向の走査機構を配管周方向に移動させるためのラック(ラック・ピニオン機構に対応するラック)が設けられており、周方向の走査機構に取り付けられたモータで回転駆動される歯車とこのラックとが噛み合うことによって超音波探触子の配管周方向位置を変える構成としている(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional technique of an ultrasonic flaw detection apparatus for nondestructive inspection of piping, there is one in which a scanning mechanism that scans an ultrasonic probe in a pipe axial direction and a circumferential direction is moved along a trajectory installed in an annular shape around the outer periphery of the pipe. It is known. A rack (a rack corresponding to the rack and pinion mechanism) for moving the circumferential scanning mechanism in the circumferential direction of the pipe is provided on the outermost periphery of the track, and is a motor attached to the circumferential scanning mechanism. The position of the ultrasonic probe in the circumferential direction of the pipe is changed by meshing the rotationally driven gear with the rack (see, for example, Patent Document 1).

特開平11−160295号公報の明細書の段落番号0023− 0056及び図1,図2Paragraph Nos. 0023-0056 and FIGS. 1 and 2 in the specification of JP-A-11-160295.

配管溶接部の超音波探傷では、配管周方向溶接線の中心を基準にして、配管軸方向から所定の角度で超音波ビームを配管に入射させながら配管軸方向に超音波探触子を走査して配管溶接部の欠陥の有無を超音波によって検査している。   In ultrasonic flaw detection of pipe welds, the ultrasonic probe is scanned in the pipe axis direction while the ultrasonic beam is incident on the pipe at a predetermined angle from the pipe axis direction with respect to the center of the pipe circumferential weld line. The pipes are inspected for defects by ultrasonic waves.

このような検査を超音波探触子を周方向へ走査しては繰り返し実施し、配管溶接部の周方向の溶接線全周に渡って検査する。従来の配管の超音波探傷装置では、超音波探触子の走査機構を配管の周方向に走査するための軌道を周方向溶接線中心に平行、即ち配管の中心軸に直角に設置することが正確に成されない。その上、正確に設置しようとして配管と軌道との隙間管理を厳格に行うと、軌道の設置に手間取って時間が掛かる。   Such inspection is repeated by scanning the ultrasonic probe in the circumferential direction, and the inspection is performed over the entire circumference of the weld line in the circumferential direction of the pipe weld. In conventional ultrasonic inspection equipment for pipes, the trajectory for scanning the ultrasonic probe scanning mechanism in the circumferential direction of the pipe may be installed parallel to the center of the circumferential weld line, that is, perpendicular to the central axis of the pipe. Not exactly done. In addition, if the gap between the pipe and the track is strictly managed so as to be installed accurately, it takes time to install the track.

また、検査対象である配管は閉じたループとなっているため、2個の半円軌道の一端を機械的に連結した状態又は完全に分離された半円軌道であることが要求される。この半円軌道を検査対象箇所で単一の軌道として機械的に締結する締結作業が伴うこと、及び検査対象とする配管は、外径が約100mmから600mmにもなるため、その配管外周に沿って設置される軌道の重量や大きさが増加して取り扱いにくく、配管に超音波探傷装置の軌道を正確に設置することに手間取る。   In addition, since the piping to be inspected is a closed loop, it is required that the ends of two semicircular tracks are mechanically connected or a semicircular track that is completely separated. Since this semicircular track is mechanically fastened as a single track at the location to be inspected, and the piping to be inspected has an outer diameter of about 100 mm to 600 mm, it follows the outer circumference of the piping. This increases the weight and size of the installed track and makes it difficult to handle, and it takes time to accurately set the track of the ultrasonic flaw detector on the pipe.

このように、配管に超音波探傷装置の軌道を正確に設置することに時間を要すると、その配管が沸騰水型原子力発電プラントの一次再循環系配管のように配管内面に付着した放射性物質からでるガンマ線の線量率が比較的高い場合、放射線被曝低減等の観点から配管への超音波探傷装置を設置するに要する時間の短縮が要望される。   In this way, when it takes time to accurately install the trajectory of the ultrasonic flaw detector in the pipe, the pipe is made of radioactive material adhering to the pipe inner surface like the primary recirculation pipe of the boiling water nuclear power plant. When the dose rate of the emitted gamma rays is relatively high, it is desired to shorten the time required for installing the ultrasonic flaw detector on the pipe from the viewpoint of reducing radiation exposure.

更に、超音波探触子の配管軸方向への走査範囲が大きい場合、配管周方向の最下点位置での探傷における超音波探触子軸方向走査機構の回転モーメントによる軌道固定部ずれの発生の低減ももう一つの課題となっている。   Furthermore, when the scanning range of the ultrasonic probe in the pipe axial direction is large, the track fixed part shift occurs due to the rotational moment of the ultrasonic probe axial scanning mechanism during flaw detection at the lowest point position in the pipe circumferential direction. Reduction is another issue.

本発明の目的は、配管のような外観が円周面を有する長尺な被検査体への超音波探傷装置の正確な装着を達成することにある。   An object of the present invention is to achieve accurate mounting of an ultrasonic flaw detector on a long object to be inspected such as a pipe having a circumferential surface.

上記目的を達成するための基本的な要件は、被検査体を囲う環状の軌道と、前記軌道に装備されて、前記軌道を前記被検査体へ設置する固定手段と、前記軌道に沿って移動する周方向走査機構と、前記軌道に直交するとともに前記被検査体に沿う走査方向に、前記周方向走査機構から探触子ホルダを移動させる軸方向走査機構と、前記探触子ホルダに装備された探触子とを備えた超音波探傷装置において、前記走査方向に隔てられた位置に前記被検査体を囲うように配置され、前記軌道と一体的に取り付けられる環状のガイドリングと、前記ガイドリングに装備されて、前記ガイドリングを被検査体へ設置する他の固定手段とを備えている事にある。   The basic requirements for achieving the above object are: an annular track surrounding the object to be inspected, a fixing means mounted on the track to install the track on the object to be inspected, and moving along the track. A circumferential scanning mechanism, an axial scanning mechanism that moves the probe holder from the circumferential scanning mechanism in a scanning direction perpendicular to the trajectory and along the object to be inspected, and the probe holder. In the ultrasonic flaw detector provided with the probe, an annular guide ring that is disposed so as to surround the object to be inspected at positions separated in the scanning direction and is integrally attached to the track, and the guide It is equipped with a ring and another fixing means for installing the guide ring on the object to be inspected.

本発明によれば、被検査体の外周囲に超音波探傷装置の軌道を傾きが極力少なく正確に設置できる。   According to the present invention, the trajectory of the ultrasonic flaw detector can be accurately set with as little inclination as possible around the outer periphery of the object to be inspected.

外周面にラック16が施された環状の軌道は、半円弧状の上部の軌道10aと半円弧状の下部の軌道10bとにより構成され、上下部の各軌道10a,10bの各端部は接続手段で接続及び接続解除が自在とされる。   An annular track having a rack 16 on its outer peripheral surface is constituted by a semicircular arc upper track 10a and a semicircular lower track 10b, and ends of the upper and lower tracks 10a, 10b are connected to each other. It is possible to freely connect and disconnect by means.

軌道10a,10bと平行且つ軌道の環状と同心状に環状のガイドリングを有する。そのガイドリングは軌道と同様に上下に二分割され、上部のガイドリング20aと下部のガイドリング20bとから構成され、上下部の各ガイドリング20a,20bの各端部は軌道の接続手段と同じ接続手段で接続及び接続解除が自在とされる。   An annular guide ring is provided parallel to the tracks 10a and 10b and concentrically with the ring of the track. The guide ring is divided into upper and lower parts like the track, and is composed of an upper guide ring 20a and a lower guide ring 20b. The ends of the upper and lower guide rings 20a and 20b are the same as the connecting means of the track. The connection means can be freely connected and disconnected.

軌道10aとガイドリング20aとは、接続部材である中空のパイプ30a1〜30a4を軌道10aとガイドリング20aにボルト止めして軌道とガイドリング間の相対的移動が起こらないように軌道とガイドリングとを一体化してある。パイプ30a1〜30a4は、軌道の環状沿いに環状方向に間隔を開けて配置されている。   The track 10a and the guide ring 20a are formed by connecting the hollow pipes 30a1 to 30a4, which are connecting members, to the track 10a and the guide ring 20a so that relative movement between the track and the guide ring does not occur. Is integrated. The pipes 30a1 to 30a4 are arranged at intervals in the annular direction along the ring of the track.

軌道10bとガイドリング20bとは、接続部材である中空のパイプ30b1〜30b4を軌道10bとガイドリング20bにボルト止めして軌道とガイドリング間の相対的移動が起こらないように軌道とガイドリングとを一体化してある。パイプ30b1〜30b4は、軌道の環状沿いに環状方向に間隔を開けて配置されている。   The track 10b and the guide ring 20b are formed by connecting the hollow pipes 30b1 to 30b4, which are connecting members, to the track 10b and the guide ring 20b so that relative movement between the track and the guide ring does not occur. Is integrated. The pipes 30b1 to 30b4 are arranged at intervals in the annular direction along the ring of the track.

各軌道10a,10bや各ガイドリング20a,20bの端部同士を接続する上述の接続手段は、回転ロッド41a1と、回転ロッド41a1の一端に固定接続した回転ロッド操作レバー40a1と、接続する端部同士の一方に固定した勘合金具12と、他方の端部に形成されて勘合金具12を挿入できる穴13とから構成され、回転ロッド操作レバー
40a1を回転させる事で各軌道10a,10bや各ガイドリング20a,20bの端部同士を同時に短時間で接続したり接続解除したり出来る。
The connecting means for connecting the ends of the tracks 10a and 10b and the guide rings 20a and 20b includes the rotating rod 41a1, the rotating rod operating lever 40a1 fixedly connected to one end of the rotating rod 41a1, and the connecting end. Each of the tracks 10a and 10b and each guide is formed by rotating the rotary rod operating lever 40a1. The handle 13 is fixed to one of them and the hole 13 is formed at the other end and into which the handle 12 can be inserted. The ends of the rings 20a and 20b can be connected or disconnected simultaneously in a short time.

接続された各軌道10a,10bを被検査体である配管50に設置するための固定手段を各軌道10a,10bに有する。その固定手段は、各軌道10a,10bに内面から外面にかけて貫通した穴22と、その穴22の内面に形成された雌ネジと、その雌ネジに螺合させて配管50側に突き出した固定ボルト19a1〜19b1とから構成される。接続された各ガイドリング20a,20bにも被検査体である配管50に設置するための他の固定手段を有する。その固定手段は、各ガイドリング20a,20bに内面から外面にかけて貫通した穴22と、その穴22の内面に形成された雌ネジと、その雌ネジに螺合させて配管50側に突き出した固定ボルト18a1〜18b1とから構成される。   Each track 10a, 10b has a fixing means for installing the connected tracks 10a, 10b on a pipe 50 which is an object to be inspected. The fixing means includes a hole 22 penetrating each track 10a, 10b from the inner surface to the outer surface, a female screw formed on the inner surface of the hole 22, and a fixing bolt that is screwed into the female screw and protrudes toward the pipe 50 side. 19a1 to 19b1. Each of the connected guide rings 20a and 20b also has other fixing means for being installed in the pipe 50 that is an object to be inspected. The fixing means includes a hole 22 that penetrates each guide ring 20a, 20b from the inner surface to the outer surface, a female screw formed on the inner surface of the hole 22, and a fixing screw that is screwed into the female screw and protrudes toward the pipe 50 side. It comprises bolts 18a1 to 18b1.

いずれの固定手段でも、固定ボルト19a1〜19b1,18a1〜18b1を回転させることで固定ボルトの突き出し量を加減して出来るだけ配管50に対して環状に接続された軌道やガイドリングとが同心状に配置されるようにして、配管50の外面に固定ボルト19a1〜19b1,18a1〜18b1を等角度間隔の三箇所から押し当てることで、配管50への各軌道10a,10bや各ガイドリング20a,20bの固定設置が達成できる。   In any fixing means, the fixing bolts 19a1 to 19b1 and 18a1 to 18b1 are rotated to adjust the protruding amount of the fixing bolt so that the raceway and the guide ring connected to the pipe 50 as much as possible are concentric. By arranging the fixing bolts 19a1 to 19b1 and 18a1 to 18b1 against the outer surface of the pipe 50 from three equiangular intervals, the tracks 10a and 10b and the guide rings 20a and 20b to the pipe 50 are arranged. Fixed installation can be achieved.

その環状の軌道10a,10bには、周方向走査機構が装備される。周方向走査機構は、軌道10a,10bにボールプランジャ65a,65bで脱落しないで移動自在に設置された支持体58と、その支持体58に固定されたモータ60と、そのモータ60によって回転駆動され且つラック16と噛み合っている歯車61とで構成される。   The annular tracks 10a and 10b are equipped with a circumferential scanning mechanism. The circumferential scanning mechanism is supported by a support 58 that is movably installed on the tracks 10 a and 10 b without being dropped by the ball plungers 65 a and 65 b, a motor 60 fixed to the support 58, and rotationally driven by the motor 60. The gear 61 is engaged with the rack 16.

その支持体58には、軸方向走査機構が装備されている。軸方向走査機構は、支持体
58に固定したモータ62と、そのモータ62で歯車列を介して回転駆動される歯車63と、その歯車63の回転中心に回転中心を合わせて固定され、且つ配管の長さ方向へ突き出されて支持体58に回転自在に装備されたボールスクリュー67と、ボールスクリュー67に配管50の長さ方向、即ち配管の溶接線と直交する方向へネジ送り自在に組み合わされた探触子ホルダ72と、探触子ホルダ72がボールスクリュー67の回転と一緒に共回りしないように探触子ホルダ72に通され且つ支持体58に固定されているガイドロッド68とから構成されている。ガイドロッド68は探触子ホルダ72がガイドロッド68の長手方向へ滑走できるように探触子ホルダ72と取り合っている。
The support 58 is equipped with an axial scanning mechanism. The axial scanning mechanism includes a motor 62 fixed to a support body 58, a gear 63 that is rotationally driven by the motor 62 via a gear train, a rotation center of the gear 63 that is aligned with the rotation center, and a piping. And a ball screw 67 protruding in the length direction of the support body 58 and rotatably mounted on the support body 58, and the ball screw 67 being combined with the ball screw 67 so as to be capable of screw feeding in the length direction of the pipe 50, that is, in the direction perpendicular to the weld line of the pipe. The probe holder 72 and a guide rod 68 that is passed through the probe holder 72 and fixed to the support body 58 so that the probe holder 72 does not rotate together with the rotation of the ball screw 67. Has been. The guide rod 68 is engaged with the probe holder 72 so that the probe holder 72 can slide in the longitudinal direction of the guide rod 68.

その探触子ホルダ72には、超音波を配管50内に送信して伝播させ、その超音波の反射波を受信する探触子70が装備され、その探触子70はバネサスペンション等により配管側に押し付けられて、適切な面圧にて探触子70が配管50に接触している。   The probe holder 72 is equipped with a probe 70 that transmits and propagates ultrasonic waves into the pipe 50 and receives the reflected waves of the ultrasonic waves. The probe 70 is piped by a spring suspension or the like. The probe 70 is in contact with the pipe 50 at an appropriate surface pressure.

モータ60で歯車61を回転させることで周方向走査機構は、軌道に沿って配管50の周方向へ移動し、探触子70を配管50の周方向へ移動させるという周方向の走査が達成できる。又、モータ62で歯車63を回転させてボールスクリュー67を回転駆動すると、ボールスクリュー67は探触子ホルダ72をモータ62の回転の方向に基づいて軌道
10a,10bに接近する方向又は遠ざかる方向へ移動するという軸方向の走査が達成できる。
By rotating the gear 61 with the motor 60, the circumferential scanning mechanism can move in the circumferential direction of the pipe 50 along the trajectory, and can achieve circumferential scanning in which the probe 70 is moved in the circumferential direction of the pipe 50. . Further, when the gear 62 is rotated by the motor 62 and the ball screw 67 is driven to rotate, the ball screw 67 moves the probe holder 72 toward or away from the tracks 10a and 10b based on the direction of rotation of the motor 62. An axial scan of moving can be achieved.

探触子70から超音波を発信させたり、超音波の反射波を受信して得られた受信信号を受けて受信信号を処理する超音波探傷機が探触子70に接続されて検査に用いられる。各モータ60,62にもモータの制御装置が接続されて各走査が可能とされ、且つ走査量から探触子の位置が特定できるようにされている。   An ultrasonic flaw detector that receives a received signal obtained by transmitting an ultrasonic wave from the probe 70 or receiving an ultrasonic reflected wave and processes the received signal is connected to the probe 70 and used for inspection. It is done. A motor controller is also connected to each of the motors 60 and 62 so that each scanning is possible, and the position of the probe can be specified from the scanning amount.

以下に、本発明の一層具体的な実施例を説明する。   In the following, more specific examples of the present invention will be described.

図1は本発明に係る超音波探傷装置の全体構成図、図2はそのガイドリング側から見た軌道及びガイドリングのみの側面図、図3は図1に示す超音波探触子走査機構の正面及び側面の拡大図、図4は図2の実施例で示す配管超音波探傷装置で、A−A矢視方向から見た断面図、図5は図1実施例での半円状軌道及びガイドリングの連結機構を示す図、図6は図4における勘合金具と回転ロッドとの関係を示す図、図7は本願による配管超音波探傷装置の他の実施例である。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic flaw detector according to the present invention, FIG. 2 is a side view of only a track and a guide ring as viewed from the guide ring side, and FIG. 3 is a diagram of the ultrasonic probe scanning mechanism shown in FIG. 4 is an enlarged view of the front and side surfaces, FIG. 4 is a cross-sectional view of the pipe ultrasonic flaw detector shown in the embodiment of FIG. 2, viewed from the direction of arrows AA, and FIG. 5 is a semicircular orbit in the embodiment of FIG. FIG. 6 is a diagram showing a guide ring coupling mechanism, FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the gripper tool and the rotating rod in FIG. 4, and FIG. 7 is another embodiment of the pipe ultrasonic flaw detector according to the present application.

図1の本願による実施例では、被検査体である検査対象の配管50の溶接線52を超音波探傷するための配管超音波探傷装置の設置状況を示している。配管周方向及び軸方向の走査機構を搭載し、各走査機構で探触子を配管50の周方向と軸方向(配管の長手方向)に移動させることができる。   The embodiment according to the present application in FIG. 1 shows an installation state of a pipe ultrasonic flaw detector for ultrasonic flaw detection of a weld line 52 of a pipe 50 to be inspected, which is an inspection object. A scanning mechanism in the pipe circumferential direction and the axial direction is mounted, and the probe can be moved in the circumferential direction and the axial direction (longitudinal direction of the pipe) of the pipe 50 by each scanning mechanism.

その移動のために必要な環状の軌道は、半円状の2個の軌道10a,10b及びガイドリング20a,20bを機械的に連結する複数のパイプ30a1〜30a4,30b1〜30b4,回転ロッド41a1及び回転ロッド41a1に固定した回転ロッド操作レバー40a1等で構成している。   An annular orbit required for the movement includes a plurality of pipes 30a1 to 30a4, 30b1 to 30b4, a rotating rod 41a1 and two semicircular orbits 10a and 10b and guide rings 20a and 20b. The rotating rod operating lever 40a1 is fixed to the rotating rod 41a1.

半円状の軌道10aとガイドリング20aとは、同心状に配置されて、複数のパイプ
30a1〜30a4で、及び軌道10bとガイドリング20bとは、同心状に配置されて、複数のパイプ30b1〜30b4でそれぞれ機械的に連結固定されている。軌道10a及び10bの外周面には、ラック16を固定して取り付けており、周方向走査機構に設けられた配管周方向移動用の歯車61が噛み合って周方向走査機構を移動できるように構成している。
The semicircular track 10a and the guide ring 20a are arranged concentrically, and a plurality of pipes 30a1 to 30a4, and the track 10b and the guide ring 20b are arranged concentrically, and a plurality of pipes 30b1 to 30b1 are arranged. Each of them is mechanically connected and fixed at 30b4. A rack 16 is fixedly attached to the outer peripheral surfaces of the tracks 10a and 10b, and is configured so that a pipe circumferential movement gear 61 provided in the circumferential scanning mechanism meshes to move the circumferential scanning mechanism. ing.

回転ロッド41a1及び回転ロッド操作レバー40a1は、上下に2分割された半円状の軌道10aと軌道10b及びガイドリング20aとガイドリング20bとの各端部をワンタッチで連結して各軌道10a,10bを環状に一連に接続、及びガイドリング20aとガイドリング20bを環状に一連に接続するものである。なお、機械的に一体化された軌道10a,10b及びガイドリング20a,20bは、軌道及びガイドリングそれぞれに設けられた固定用ボルト操作用の穴22に操作用冶具を挿入して配管に固定する。詳細については、図4の説明の箇所で説明する。   The rotating rod 41a1 and the rotating rod operation lever 40a1 are formed by connecting the ends of the semicircular track 10a and the track 10b and the guide ring 20a and the guide ring 20b, which are divided into two vertically, with one touch. The guide ring 20a and the guide ring 20b are connected in series in a ring. The tracks 10a and 10b and the guide rings 20a and 20b that are mechanically integrated are fixed to the pipe by inserting an operation jig into a fixing bolt operating hole 22 provided in each of the track and the guide ring. . Details will be described in the description of FIG.

探触子走査機構は、探触子を配管周方向に走査するモータ60,探触子を配管軸方向に走査するモータ62,配管周方向の探触子位置を検出するエンコーダ64,探触子70,探触子ホルダ72及び探触子70を配管軸方向に走査するボールスクリュー67とガイドロッド68、等で構成する。   The probe scanning mechanism includes a motor 60 that scans the probe in the pipe circumferential direction, a motor 62 that scans the probe in the pipe axial direction, an encoder 64 that detects the probe position in the pipe circumferential direction, and a probe. 70, the probe holder 72, and the probe 70 are constituted by a ball screw 67 and a guide rod 68 that scan the pipe 70 in the pipe axis direction.

図2は、図1における探触子走査機構を除いた軌道10a,10b及びガイドリング
20a,20bをガイドリング側から見たものである。この実施例では、半円状の軌道
10aとガイドリング20a及び軌道10bとガイドリング20bは、それぞれパイプ
30a1,30a2,30a3,30a4及びパイプ30b1,30b2,30b3,
30b4で機械的に連結しているが、このパイプ30a1,30a2,30a3,30a4,30b1,30b2,30b3,30b4の本数は機械的な剛性が保たれる範囲で、少なくしても多くしても良い。
FIG. 2 is a view of the tracks 10a and 10b and the guide rings 20a and 20b excluding the probe scanning mechanism in FIG. 1 as viewed from the guide ring side. In this embodiment, the semicircular track 10a and the guide ring 20a, and the track 10b and the guide ring 20b are pipes 30a1, 30a2, 30a3, 30a4 and pipes 30b1, 30b2, 30b3, respectively.
The pipes 30a1, 30a2, 30a3, 30a4, 30b1, 30b2, 30b3, and 30b4 are within the range where the mechanical rigidity is maintained. good.

また、半円状の上下に分割された軌道10a,10b及びガイドリング20a,20bは、軌道10a及びガイドリング20aの両端に回転自在に取り付けた回転ロッド41a1,41a2及び回転ロッド操作レバー40a1,40a2を同時に操作して固定するよう構成している。さらに、ガイドリング20a,20bは、固定用ボルト18a1,18a2,18a3を用いて検査用配管へ固定される。   Also, the raceways 10a and 10b and the guide rings 20a and 20b divided into a semicircular shape are divided into rotary rods 41a1 and 41a2 and rotary rod operation levers 40a1 and 40a2 that are rotatably attached to both ends of the raceway 10a and the guide ring 20a. Are configured to be operated and fixed simultaneously. Further, the guide rings 20a, 20b are fixed to the inspection pipe using fixing bolts 18a1, 18a2, 18a3.

図3は、図1に示した配管超音波探傷装置の探触子走査機構を拡大表示したものであり、(a)が側面図、(b)が正面図を示している。図3(a)及び(b)において、探触子走査機構は、探触子を周方向に走査する歯車61と軌道10a,10bの側面に加工された三角形の溝11に噛み合わされたボールプランジャ65a,65bの3点で支持された形で軌道に取り付けられている。ここで、歯車61は軌道10a,10bに設けられたラック16に噛み合わされており、この歯車に連結されたモータ60によって駆動される。   FIG. 3 is an enlarged view of the probe scanning mechanism of the pipe ultrasonic flaw detector shown in FIG. 1, wherein (a) shows a side view and (b) shows a front view. 3A and 3B, the probe scanning mechanism includes a gear 61 that scans the probe in the circumferential direction and a ball plunger meshed with a triangular groove 11 formed on the side surfaces of the tracks 10a and 10b. It is attached to the track in a form supported by three points 65a and 65b. Here, the gear 61 is meshed with a rack 16 provided on the tracks 10a and 10b, and is driven by a motor 60 connected to the gear.

また、図3(b)に示したボールプランジャ65bは、間隔調節ねじ66によってボールプランジャ65aとの間隔を変えられるように構成しており、周方向走査機構を軌道
10a,10bから取り外す際は、間隔調節ねじ66を回転させて各ボールプランジャ
65a,65bとの間隔を広げればよい。
Further, the ball plunger 65b shown in FIG. 3B is configured such that the interval with the ball plunger 65a can be changed by the interval adjusting screw 66, and when removing the circumferential scanning mechanism from the tracks 10a and 10b, The interval adjustment screw 66 may be rotated to increase the interval between the ball plungers 65a and 65b.

なお、探触子70の配管軸方向の走査は、支持体58に取り付けられたボールスクリュー67、このボールスクリュー67の回転軸に取り付けられた歯車63、歯車63に連結されたモータ62によって実現される。なお、ガイドロッド68は、探触子ホルダ72を配管軸方向に円滑に移動させるためのものである。   The scanning of the probe 70 in the direction of the pipe axis is realized by a ball screw 67 attached to the support 58, a gear 63 attached to the rotation shaft of the ball screw 67, and a motor 62 connected to the gear 63. The The guide rod 68 is for smoothly moving the probe holder 72 in the pipe axis direction.

図4は、図2のA−A矢視断面をしたものである。軌道10a,10bに示す3角形の溝11が図3に示したボールプランジャ65a,65bが走行するガイド溝である。軌道
10a,10b及びガイドリング20a,20bを配管50に固定する固定ボルト18a1,19a1には雄ねじが切ってあり、その上端にはボルト回転用のスリット(図示せず)が加工されている。一方、固定ボルト回転用の穴22には固定ボルトに適合した雌ねじが切ってあり、この穴22からマイナスドライバ等の治具を挿入して回転操作することにより固定ボルトの位置を調節できるようにしている。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. Triangular grooves 11 shown on the tracks 10a and 10b are guide grooves on which the ball plungers 65a and 65b shown in FIG. 3 travel. The fixing bolts 18a1 and 19a1 for fixing the raceways 10a and 10b and the guide rings 20a and 20b to the pipe 50 are threaded, and a bolt rotation slit (not shown) is machined at the upper end thereof. On the other hand, the fixing bolt rotating hole 22 is cut with a female screw suitable for the fixing bolt, and a jig such as a flathead screwdriver is inserted into the hole 22 and rotated so that the position of the fixing bolt can be adjusted. ing.

図5は、上下2個の半円状の軌道10a,10bとガイドリング20a,20bが環状に一体化に連結する機構の具体的な実施例を示している。下側の半円状の軌道10b及びガイドリング20b端部には、凸型の勘合金具12が止め金具14で固定している。一方、上側の半円状の軌道10a及びガイドリング20a端部には、円筒形状の穴13が設けられており、この穴13を貫通する形で回転ロッド14a1が取り付けられている。   FIG. 5 shows a specific embodiment of a mechanism in which two upper and lower semicircular tracks 10a and 10b and guide rings 20a and 20b are integrally connected in an annular shape. Convex alloy members 12 are fixed to the ends of the lower semicircular track 10b and the guide ring 20b by fasteners 14. On the other hand, a cylindrical hole 13 is provided at the end of the upper semicircular track 10a and the guide ring 20a, and a rotating rod 14a1 is attached so as to penetrate the hole 13.

この回転ロッド14a1のガイドリング側の端部には、操作レバー40a1が固定されており、この操作レバー40a1の回転に連動する回転ロッド41a1の回転により、上側と下側の軌道及びガイドリングが機械的に連結される。ここで説明した勘合金具12と回転ロッド41a1の関係を示すのが図6である。   An operation lever 40a1 is fixed to the end of the rotating rod 14a1 on the guide ring side, and the upper and lower tracks and the guide ring are moved by the rotation of the rotating rod 41a1 interlocked with the rotation of the operating lever 40a1. Connected. FIG. 6 shows the relationship between the metal alloy tool 12 and the rotating rod 41a1 described here.

図6において、(a−1),(a−2),(a−3)が上下の半円状軌道及びガイドリングが連結される前の状態、(b−1),(b−2),(b−3)が連結後の状態を示している。なお、(a−1),(b−1)が側面図、(a−2),(b−2)が正面図、
(a−3),(b−3)が平面図を示している。勘合金具41は、側面図(a−1),
(b−1)に示すように、上部右半分を削り取った形状とし、(a−3),(b−3)の平面図で確認できる回転ロッド41の部分的に削り取った部分が機械的に干渉しないように考慮されている。このような構造とすることにより、操作レバー40を回転するだけで半円状の上下軌道及びガイドリングは、強固に連結することができる。
6, (a-1), (a-2), (a-3) are the states before the upper and lower semicircular tracks and the guide ring are connected, (b-1), (b-2) , (B-3) shows the state after connection. (A-1) and (b-1) are side views, (a-2) and (b-2) are front views,
(A-3) and (b-3) are plan views. The metal alloy tool 41 is a side view (a-1),
As shown in (b-1), the upper right half is cut off, and the part of the rotating rod 41 that can be confirmed in the plan views of (a-3) and (b-3) is mechanically removed. Considered not to interfere. With such a structure, the semicircular vertical track and the guide ring can be firmly connected by simply rotating the operation lever 40.

図7は、本願による配管超音波探傷装置が従来技術による単一軌道を用いた装置に比べて、軌道を溶接線中心53に平行に設置するための調整が容易になることを説明するものである。図7(a)は、従来術における、配管の直径D,固定ボルト19の直径d,固定ボルト先端と配管表面とのギャップδの各条件と軌道の最大傾き角θとの関係を説明する図、図7(b)は、本願での実施例における、配管の直径D,固定ボルト19(固定ボルト19a1に相当する)の直径d,軌道中心とガイドリング中心との間隔W,固定ボルト先端と配管表面とのギャップδ、の各条件と軌道の最大傾き角θとの関係を説明する図である。なお、図1から図4では軌道及びガイドリングの配管への固定ボルトは、周方向に120度ずつの間隔で配置した例を示したが、ここでは、説明を分かり易くするため周方向に90度ずつの間隔で配置した例について説明する。   FIG. 7 illustrates that the pipe ultrasonic flaw detector according to the present application can be easily adjusted to install the trajectory parallel to the weld line center 53, as compared with a conventional apparatus using a single trajectory. is there. FIG. 7A is a diagram for explaining the relationship between the diameter D of the pipe, the diameter d of the fixing bolt 19, the gap δ between the fixing bolt tip and the pipe surface, and the maximum inclination angle θ of the track in the conventional technique. FIG. 7B shows the diameter D of the pipe, the diameter d of the fixing bolt 19 (corresponding to the fixing bolt 19a1), the distance W between the center of the track and the center of the guide ring, and the tip of the fixing bolt in the embodiment of the present application. It is a figure explaining the relationship between each condition of gap (delta) with the piping surface, and the maximum inclination angle (theta) of a track | orbit. 1 to 4 show an example in which the fixing bolts to the raceway and the guide ring pipe are arranged at intervals of 120 degrees in the circumferential direction, but here, in order to make the explanation easy to understand, 90 bolts in the circumferential direction are used. An example of arrangement at intervals of degrees will be described.

図7(a)において、上側の固定ボルト19の右側先端部の位置A及び下側の固定ボルト19の左側先端部の位置Eで固定ボルト19の一部が配管50に接触しており、位置Aからの垂線が配管50の底面と交差する位置をF、位置Aと下側固定ボルト19の右側面を結ぶ線が配管50の底面と交差する位置をC、下側固定ボルトの右側先端位置をE、軌道の垂直方向に対する傾きをθ、とする。軌道を配管50に設置する場合、理想的には、上記の軌道の傾きθをゼロにすることが理想的であるが、実際にはゼロにすることは不可能であるため、実際的にはB−C間の距離Δが1mm程度以下になるように調整している。上記の条件では、幾何学的な関係から、式(1),(2)が導かれる。   In FIG. 7A, a part of the fixing bolt 19 is in contact with the pipe 50 at the position A of the right end portion of the upper fixing bolt 19 and the position E of the left end portion of the lower fixing bolt 19. F is the position where the perpendicular from A intersects the bottom surface of the pipe 50, C is the position where the line connecting the position A and the right side surface of the lower fixing bolt 19 intersects the bottom surface of the pipe 50, and the right end position of the lower fixing bolt Is E, and the inclination of the trajectory with respect to the vertical direction is θ. When the track is installed in the pipe 50, ideally, it is ideal to set the inclination θ of the track to zero, but in practice it is impossible to make it zero. The distance Δ between B and C is adjusted to be about 1 mm or less. Under the above conditions, equations (1) and (2) are derived from the geometric relationship.

D×tanθ=Δ (1)
{(D+δ)−tanθ×d}×cosθ=D (2)
ここで、例えば、D=300mm,d=8mm,Δ=1mm、とした場合、式(1)からθ=0.19°が算出される。また、軌道の傾きθを0.19°以下とするためには、固定ボルト19の先端と配管50の表面とのギャップδを約28μm以下にする必要があり、微小なギャップの発生も許されないこととなり、従来技術では軌道を溶接線中心に平行に調整することが非常に難しいことが想像できる。
D × tanθ = Δ (1)
{(D + δ) −tan θ × d} × cos θ = D (2)
Here, for example, when D = 300 mm, d = 8 mm, and Δ = 1 mm, θ = 0.19 ° is calculated from Equation (1). Further, in order to set the inclination θ of the track to 0.19 ° or less, the gap δ between the tip of the fixing bolt 19 and the surface of the pipe 50 needs to be about 28 μm or less, and generation of a minute gap is not allowed. In other words, it can be imagined that it is very difficult to adjust the track parallel to the center of the weld line in the prior art.

一方、本発明の実施例による配管超音波探傷装置によれば、図7(b)に示す幾何学的な条件となるので、式(2)に対応する条件式として、式(3)が導かれる。   On the other hand, according to the pipe ultrasonic flaw detector according to the embodiment of the present invention, the geometrical conditions shown in FIG. 7B are satisfied, so that the expression (3) is derived as a conditional expression corresponding to the expression (2). It is burned.

{(D+δ)−tanθ×(W+2×d)}×cosθ=D (3)
式(3)において、一例として、W=70mm、とした場合、BC間の距離Δが1mm程度以下になるようにするためには、固定ボルト19の先端と配管50の表面とのギャップδを約280μm以下にすれば良いこととなり、固定ボルト19の先端と配管50の表面とのギャップδを厳しく管理しなくても軌道中心の溶接線中心との平行度の調整が容易に行えることを示している。また、式(3)の関係式を用いれば、固定ボルトと配管表面とのギャップδが与えられれば、距離Δが1mm程度以下になるようにするための軌道10a,10bの固定ボルト19の中心とガイドリング20a,20bの固定ボルト18の中心の間隔Wを決定できることになる。
{(D + δ) −tan θ × (W + 2 × d)} × cos θ = D (3)
As an example, in Formula (3), when W = 70 mm, the gap δ between the tip of the fixing bolt 19 and the surface of the pipe 50 is set to reduce the distance Δ between BCs to about 1 mm or less. This means that the parallelism between the center of the track and the weld line center can be easily adjusted without strictly managing the gap δ between the tip of the fixing bolt 19 and the surface of the pipe 50. ing. Further, if the relational expression of the expression (3) is used, if a gap δ between the fixing bolt and the pipe surface is given, the center of the fixing bolt 19 of the tracks 10a and 10b for making the distance Δ be about 1 mm or less. The distance W between the centers of the fixing bolts 18 of the guide rings 20a and 20b can be determined.

図8は、本発明による配管超音波探傷装置の他の実施例を示す。この実施例では、図1に示す実施例おける支持体58にローラ80がガイドリング20aの外周面に接触して回転するように取り付けてある。その他の構成は前例の通りである。このような構成にすることにより、走査機構が周方向に移動して支持体58が配管50の最下部に移動した場合、探触子70や探触子ホルダ72及び探触子を配管軸方向に走査するためのボールスクリュー67やガイドロッド68の重量による回転モーメントが発生して探触子70と配管
50との接触面圧が低下ないしは無くなろうとするが、この場合にはローラ80が下部のガイドリング20bの外周面に強く接触して前述の回転モーメントによる回転を支えて反力を受け止めることができる。
FIG. 8 shows another embodiment of the pipe ultrasonic flaw detector according to the present invention. In this embodiment, a roller 80 is attached to the support 58 in the embodiment shown in FIG. 1 so as to rotate in contact with the outer peripheral surface of the guide ring 20a. Other configurations are as described above. With this configuration, when the scanning mechanism moves in the circumferential direction and the support 58 moves to the lowermost part of the pipe 50, the probe 70, the probe holder 72, and the probe are moved in the pipe axial direction. Rotation moment due to the weight of the ball screw 67 and the guide rod 68 for scanning is generated and the contact surface pressure between the probe 70 and the pipe 50 tends to decrease or disappear. The guide ring 20b can be brought into strong contact with the outer peripheral surface of the guide ring 20b to support the rotation caused by the aforementioned rotational moment and receive the reaction force.

そのため、探触子70が配管から離れる方向に動くことがない。また、軌道やガイドリングを配管軸方向にずらすような力が働かないので、軌道及びガイドリングを配管に固定する固定ボルトの締め付け力を大きくする必要がなくなり、軌道やガイドリングの重量を低減することができる。   Therefore, the probe 70 does not move in a direction away from the pipe. In addition, there is no force to shift the track and guide ring in the pipe axis direction, so there is no need to increase the tightening force of the fixing bolt that fixes the track and guide ring to the pipe, reducing the weight of the track and guide ring. be able to.

本発明の各実施例によれば、配管軸方向に相互に離れた位置に配置した軌道とガイドリングの双方を配管表面に固定ボルトで固定するので、従来装置での溶接線中心と軌道中心との平行度の調整に時間が掛かる原因となっていた軌道の垂直方向又は水平方向傾きの発生が抑えられるため、溶接線中心と軌道中心と平行度の調整に時間がかからなくなる。   According to each embodiment of the present invention, since both the track and the guide ring arranged at positions separated from each other in the pipe axis direction are fixed to the pipe surface with the fixing bolt, the weld line center and the track center in the conventional apparatus are Since the occurrence of the vertical or horizontal inclination of the trajectory, which has taken time to adjust the parallelism, is suppressed, it takes time to adjust the parallelism between the weld line center and the trajectory center.

また、軌道及びガイドリング双方での配管表面と軌道及びガイドリングの固定ボルトとの間隙を考慮して軌道及びガイドリング中心間の間隔を設定するため、周方向溶接線中心との平行度の調整をしなくても、所定の平行度が保たれる。   In addition, in order to set the distance between the center of the track and the guide ring in consideration of the gap between the pipe surface on both the track and the guide ring and the fixing bolt of the track and the guide ring, the parallelism with the circumferential weld line center is adjusted. The predetermined parallelism can be maintained without performing the operation.

また、2対の半円状の軌道とガイドリングのそれぞれの周方向に間隔を開けて配置したパイプ等の複数の軽量連結金具で機械的に連結するため、軌道及びガイドリングを含む機構の質量を小さくでき、かつ検査対象配管に設けられているガンマプラグ等の障害物を回避することが可能である。   In addition, since the two pairs of semicircular tracks and the guide ring are mechanically connected by a plurality of lightweight connection fittings such as pipes arranged at intervals in the circumferential direction, the mass of the mechanism including the track and the guide ring And obstructions such as gamma plugs provided in the piping to be inspected can be avoided.

また、本発明の他の実施例によれば、更に、ガイドリングの最外周を探触子の軸方向走査機構の回転モーメント反力受けとして利用できるため、探触子の走査機構の配管周方向移動に伴う探触子の配管半径方向の位置変化を補正するサスペンション機構の簡素化が図れる。その回転モーメントを受け止める際に探触子を過剰に強く配管へ押し付けないように、軌道の環状中心と同心状にガイドリングの外周面が位置するようにしている。   Further, according to another embodiment of the present invention, the outermost periphery of the guide ring can be used as a rotational moment reaction force receiver of the probe axial scanning mechanism, so that the pipe circumferential direction of the probe scanning mechanism can be used. It is possible to simplify the suspension mechanism that corrects the positional change of the probe in the radial direction of the pipe accompanying the movement. The outer surface of the guide ring is positioned concentrically with the annular center of the track so that the probe is not pressed too strongly against the pipe when receiving the rotational moment.

本発明は、原子力発電プラントにおける各種配管の溶接部等を超音波を用いて検査する配管超音波探傷装置に用途がある。   The present invention has application to a pipe ultrasonic flaw detector that inspects welds and the like of various pipes in a nuclear power plant using ultrasonic waves.

本発明の実施例による配管超音波探傷装置の全体図である。1 is an overall view of a pipe ultrasonic flaw detector according to an embodiment of the present invention. 図1の右側面から見た軌道及びガイドリングと配管との同心状配置の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship of the concentric arrangement | positioning of the track | orbit and guide ring, and piping which were seen from the right side surface of FIG. 図1の支持体部分の拡大図にして、(a)図は支持体の側面図であり、(b)図は(a)図の左側面図である。FIG. 1 is an enlarged view of the support portion of FIG. 1, (a) is a side view of the support, and (b) is a left side view of (a). 図2のA−A矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of FIG. 本発明の実施例による半円状軌道及びガイドリングの連結機構を示す図である。It is a figure which shows the connection mechanism of the semicircle track | orbit and guide ring by the Example of this invention. 図5の連結機構の連結及び連結解除の状態における機構状態図である。It is a mechanism state figure in the state of connection of a connection mechanism of Drawing 5, and a connection release. 従来技術及び本発明の実施例による軌道等の形状での軌道中心と溶接線中心との平行度との関係を説明する図にして、(a)図は従来例の場合を、(b)図は本発明の実施例の場合を示す図である。It is a figure explaining the relationship between the parallelism of the center of a track | orbit and the center of a weld line in shapes, such as a track | orbit, by a prior art and the Example of this invention, (a) A figure shows the case of a prior art example, (b) FIG. These are figures which show the case of the Example of this invention. 本発明の他の実施例による配管超音波探傷装置の全体図である。It is a general view of a pipe ultrasonic flaw detector according to another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10a,10b…軌道、12…勘合金具、16…ラック、18a1,18a2,18a3,19a1,19a2,19a3…固定ボルト、20a,20b…ガイドリング、22…穴、30a1,30a2,30a3,30a4,30b1,30b2,30b3,30b4…パイプ、40a1,40a2…回転ロッド操作レバー、41a1,41a2…回転ロッド、50…配管、52…溶接線、58…支持体、60,62…モータ、65a,65b…ボールプランジャ、66…間隔調節ねじ、67…ボールスクリュー、68…ガイドロッド、70…探触子、72…探触子ホルダ、80…ローラ。
10a, 10b ... raceway, 12 ... ingot alloy tool, 16 ... rack, 18a1, 18a2, 18a3, 19a1, 19a2, 19a3 ... fixing bolt, 20a, 20b ... guide ring, 22 ... hole, 30a1, 30a2, 30a3, 30a4, 30b1 , 30b2, 30b3, 30b4 ... pipe, 40a1, 40a2 ... rotating rod operation lever, 41a1, 41a2 ... rotating rod, 50 ... piping, 52 ... welding wire, 58 ... support, 60, 62 ... motor, 65a, 65b ... ball Plunger, 66 ... spacing adjustment screw, 67 ... ball screw, 68 ... guide rod, 70 ... probe, 72 ... probe holder, 80 ... roller.

Claims (4)

被検査体を囲う環状の軌道と、
前記軌道に装備されて、前記軌道を前記被検査体へ設置する固定手段と、
前記軌道に沿って移動する周方向走査機構と、
前記軌道に直交するとともに前記被検査体に沿う走査方向に、前記周方向走査機構から探触子ホルダを移動させる軸方向走査機構と、
前記探触子ホルダに装備された探触子とを備えた超音波探傷装置において、
前記走査方向に隔てられた位置に前記被検査体を囲うように配置され、前記軌道と一体的に取り付けられる環状のガイドリングと、
前記ガイドリングに装備されて、前記ガイドリングを被検査体へ設置する他の固定手段と、
を備えた超音波探傷装置。
An annular orbit surrounding the object,
A fixing means mounted on the track and installing the track on the object to be inspected;
A circumferential scanning mechanism that moves along the trajectory;
An axial scanning mechanism that moves the probe holder from the circumferential scanning mechanism in a scanning direction perpendicular to the trajectory and along the inspection object;
In an ultrasonic flaw detector provided with a probe equipped in the probe holder,
An annular guide ring that is disposed so as to surround the object to be inspected at positions separated in the scanning direction and is integrally attached to the track;
Other fixing means mounted on the guide ring and installing the guide ring on the object to be inspected;
Ultrasonic flaw detector equipped with.
請求項1において、前記軌道と前記ガイドリングとは同心状に配置され、前記軌道と前記ガイドリングとは前記環状の方向に沿って間隔を開けて配置した複数の接続部材で接続されて一体化してある超音波探傷装置。   2. The track and the guide ring according to claim 1, wherein the track and the guide ring are concentrically arranged, and the track and the guide ring are connected and integrated by a plurality of connecting members arranged at intervals along the annular direction. Ultrasonic flaw detector. 請求項1又は請求項2において、前記軌道と前記ガイドリングは、いずれもが環状方向に少なくとも二分割され、前記軌道と前記ガイドリングの分割端部には、分割端部を接続及び分割自在とする接続手段が備わる超音波探傷装置。   3. The track and the guide ring according to claim 1 or 2, wherein each of the track and the guide ring is divided into at least two parts in an annular direction, and a split end portion can be connected and split between the track and the split end portion of the guide ring. Ultrasonic flaw detector equipped with a connecting means. 請求項1又は請求項2又は請求項3において、前記ガイドリングの最外周面は前記軌道と同心状にされ、前記ガイドリングの最外周面に接触回転できるようにガイド車輪が前記周方向走査機構に装備されている超音波探傷装置。
4. The circumferential scanning mechanism according to claim 1, wherein an outermost circumferential surface of the guide ring is concentric with the track, and a guide wheel is rotated in contact with the outermost circumferential surface of the guide ring. Equipped with ultrasonic flaw detector.
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