JP2009014378A - 渦流探傷用マルチコイルプローブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査体の急変部となる溶接部及びその近傍部分をＥＣＴ検査することができる渦流探傷用マルチコイルプローブ装置を提供する。
【解決手段】被検査体における第１の部材と第２の部材との隅肉溶接部を探傷する複数の渦電流探傷用コイルを有する渦電流探傷用マルチプローブ装置であって、前記溶接部を探傷する第１のマルチコイルプローブユニット２と、前記溶接部近傍の第１の部材を探傷する第２のマルチコイルプローブユニット３と、前記溶接部近傍の第２の部材を探傷する第３のマルチコイルプローブユニット４と、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットを前記被検査体の方向にそれぞれ進退させる手段２０と、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット及びその進退手段を収納するケース２９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、渦電流探傷法に用いられる渦電流探傷用マルチコイルプローブ装置に係り、傾斜角の異なる連続した面の探傷を行うのに好適な渦電流探傷用マルチコイルプローブ装置に関する。

渦電流探傷法（以下ＥＣＴと称す）は、非破壊検査の手法の１つで、主に表面検査として、用いられている。このＥＣＴにより、管状部材の端部近傍の円周溶接部（隅肉溶接部）を検査するために、渦流探傷プローブを円周溶接部に押し付けながら旋回し、円周溶接部内の探傷検査を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１０４２０６号公報

例えば、大径の管状部材とこの大径の管状部材に挿入された小径の管状部材とを固定接合する場合、小径の管状部材の外周部と大径の管状部材の端面との急変部分に、円周溶接部（隅肉溶接部）を施す場合、この円周溶接部（隅肉溶接部）の熱影響を受けて、管状部材における円周溶接部（隅肉溶接部）の周辺部に熱歪みに伴う傷を生じることがある。

特に、原子炉容器においては、当該溶接部分の信頼性を十分に確認しておく必要があるため、管状部材における円周溶接部（隅肉溶接部）及びその周辺部を、探傷検査することが要求されている。

本発明の目的は、被検査体の急変部となる溶接部及びその近傍部分をＥＣＴ検査することができる渦流探傷用マルチコイルプローブ装置を提供する。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、被検査体における第１の部材と第２の部材との隅肉溶接部を探傷する複数の渦電流探傷用コイルを有する渦電流探傷用マルチプローブ装置であって、前記被検査体の方向に進退自在な前記複数の渦流探傷用コイルを有し、前記溶接部を探傷する第１のマルチコイルプローブユニットと、前記被検査体の方向に進退自在な前記複数の渦流探傷用コイルを有し、前記溶接部近傍の第１の部材を探傷する第２のマルチコイルプローブユニットと、前記被検査体の方向に進退自在な前記複数の渦流探傷用コイルを有し、前記溶接部近傍の第２の部材を探傷する第３のマルチコイルプローブユニットと、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットを前記被検査体の方向にそれぞれ進退させる手段と、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット及びその進退手段を収納するケースとを備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記ケースにおける前記被検査体側の端面は、前記第１の部材と前記第２の部材とにそれぞれ当接する第１の案内面と第２の案内面とを備えたことを特徴とする。

更に、第３の発明は、第２の発明において、前記ケースは、透明な材質であることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットを前記被検査体の方向にそれぞれ進退させる手段は、前記ケースに固定したエアシリンダであることを特徴とする。

更に、第５の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットを前記被検査体の方向にそれぞれ進退させる手段は、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットを前記ケースに移動可能及び固定可能に設けたことを特徴とする。

また、第６の発明は、第１乃至第５の発明のいずれかにおいて、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットは、その移動方向に対して反対方向に傾斜させたことを特徴とする。

本発明によれば、被検査体の急変部となる溶接部及びその近傍部分をＥＣＴ検査することができるので、被検査体の検査精度を向上させることができる。

以下、本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１乃至図４は、本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の一実施の形態を示すもので、図１は本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の一実施の形態を分解して示す斜視図、図２は図１のII−II矢視図、図３は図１のIII−III矢視図、図４は図１に示す本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の一実施の形態に用いたブローブ先端部分を示す断面図である。
図２、図３において、１は被検査体で、この被検査体１はこの例では大径の管状部材１Ａと、この大径の管状部材１Ａに一部部分を挿入した小径の管状部材１Ｂとを、大径の管状部材１Ａの上端面と小径の管状部材１Ｂの外周面との隅部に形成した溶接部１Ｃで重ね継手溶接した例を示している。

上述した被検査体１の溶接部１Ｃ及びその近傍部分を探傷検査するために、本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の一実施の形態は、図１及び図３に示すように、被検体１の溶接部１Ｃを探傷検査する第１のマルチコイルプローブユニット２と、図１及び図２に示すように、被検査体１の溶接部１Ｃ上方の小径の管状部材１Ｂ部分を探傷検査する第２のマルチコイルプローブユニット３と、被検査体１の溶接部１Ｃ下方の大径の管状部材１Ａ部分を探傷検査する第３のマルチコイルプローブユニット４とを備えている。

上述した第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４は、図４に示すように、渦流探傷用コイル５と、この渦流探傷用コイル５を先端部に保持するコイルホルダ６と、このコイルホルダ６の後端側を案内する案内筒７と、この案内筒７内に設けられ、コイルホルダ６を先端側に押圧するばね８と、案内筒７内に設けられたコイルホルダ６のストッパ９と、案内筒７内に設けられたばね８のストッパ１０とで構成されている。渦流探傷用コイル５は、励磁コイルと検出コイルとからなり、これらのコイルは電源、処理装置に結線されている。

各第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４は、図１乃至図３に示すように、ユニット保持板１１，１２，１３にそれぞれ固定されている。各ユニット保持板１１，１２，１３は、連結ロッド１４，１５，１６を介して移動板１７，１８，１９にそれぞれ連結されている。各移動板１７，１８，１９は、それぞれエアシリンダ２０，２１，２２のピストンロッド２３，２４，２５の先端に固定されている。エアシリンダ２０，２１，２２と移動板１７，１８，１９との各間には、各移動板１７，１８，１９を被検査体１側に押圧するためにばね２６，２７，２８がそれぞれ設けられている。エアシリンダ２０，２１，２２には、空気圧を加えるためのエアチューブ接続されている。

第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４、ユニット保持板１１，１２，１３、連結ロッド１４，１５，１６、移動板１７，１８，１９、及びエアシリンダ２０，２１，２２は、図１乃至図３に示すように、ケース２９内に収納されている。ケース２９は、第１の側板２９Ａと、第２の側板２９Ｂと、第１の側板２９Ａと第２の側板２９Ｂとの間に位置する仕切板２９Ｃと、上板２９Ｄ、下板２９Ｅ、及び背面板２９Ｆとで構成されている。

第１の側板２９Ａの内側には、図１及び図２に示すように、第２のマルチコイルプローブユニット３における渦流探傷用コイル５が溶接部１Ｃの上側の近傍部分に該当する小径の管状部材１Ｂの外周面に当接するように、エアシリンダ２０がボルト等で固定されている。また、第１の側板２９Ａの内側には、第３のマルチコイルプローブユニット４における渦流探傷用コイル５が溶接部１Ｃの下側の近傍部分に該当する大径の管状部材１Ａの外周面に当接するように、エアシリンダ２１がボルト等で固定されている。

第２の側板２９Ｂの内側には、図１及び図３に示すように、第１のマルチコイルプローブユニット２における渦流探傷用コイル５が溶接部１Ｃに当接するように、エアシリンダ１９がボルト等で固定されている。

ケース２９を構成する第１の側板２９Ａと、第２の側板２９Ｂと、仕切板２９Ｃとにおける被検査体１側の端面には、上方から下方に向かって被検査体１の小径の管状部材１Ｂの外周面に対接する第１の案内面２９Ｇ、被検査体１の溶接部１Ｃに対向する傾斜面２９Ｈ、及び被検査体１の大径の管状部材１Ａの外周面に対接する第２の案内面２９Ｉが、それぞれ形成されている。

前述した連結ロッド１４，１５，１６は、撓みや歪みが生じない程度の剛性をもち、非磁性の材質でなくてはならないが、ステンレス鋼等を用いるのが好ましい。また、ケース２９、ユニット保持板１１，１２，１３は、軽く硬い合成樹脂で構成することが好ましい。更に、ケース２９は、第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４の動作を監視するために、透明な材質が適しているが、透明なアクリル樹脂板等を用いるのが好ましい。

図５は、図１に示す本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の一実施の形態に用いたブローブ先端部分の他の例を示す断面図である。この図において、図４と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。この例は、図４に示すブローブ先端部分におけるばね８を、ポリウレタン系スポンジ３０によって構成したものである。ポリウレタン系スポンジの代わりにゴム等の弾性体を用いてもよい。

次に、上述した本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の一実施の形態の動作を図１乃至図４を用いて説明する。
初期段階では、第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４における渦流探傷用コイル５は、ケース２９内に収納された状態になっている。即ち、第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４の内部構造を、エアシリンダ２０，２１，２２とばね８とによって２つの位置調整可能としたため、検査時以外には、エアシリンダ２０，２１，２２を縮めることで、探傷用コイル５をケース２９内に収納して保護できる構造としている。この状態で、図２及び図３に示すように、ケース２９における第１の案内面２９Ｇを被検査体１の小径の管状部材１Ｂの外周面に対接させ、傾斜面２９Ｈを被検査体１の溶接部１Ｃに対向させ、更にする、及び第２の案内面２９Ｉを被検査体１の大径の管状部材１Ａの外周面に対接させたのち、各エアシリンダ２０，２１，２２に圧気を供給して、その各ピストンロッド２３，２４，２５を伸長させる。

これにより、図２に示すように、第２のマルチコイルプローブユニット３における渦流探傷用コイル５は、溶接部１Ｃの上側の近傍部分に該当する小径の管状部材１Ｂの外周面に当接し、第３のマルチコイルプローブユニット４における渦流探傷用コイル５は、溶接部１Ｃの下側の近傍部分に該当する大径の管状部材１Ａの外周面に当接し、また、図３に示すように、第１のマルチコイルプローブユニット２における渦流探傷用コイル５は、溶接部１Ｃに当接する。この際、各渦流探傷用コイル５は、図４に示すばね８の押圧によって、当該部分の凹凸に追従して密接する。

上記の第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４における渦流探傷用コイル５の当該箇所への密接により、溶接部１Ｃ、この溶接部１Ｃの上側の近傍部分に該当する小径の管状部材１Ｂの部分、及び溶接部１Ｃの下側の近傍部分に該当する大径の管状部材１Ａの部分を、探傷検査することができる。

探傷検査終了後は、各エアシリンダ２０，２１，２２に供給した圧気を排出すれば、その各ピストンロッド２３，２４，２５が、縮小するので、第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４における渦流探傷用コイル５は、ケース２９内に収納される。

また、本発明では、ケース２９を透明な材質にすることで、検査時およびプローブ設置や取外しにおいて、探傷用コイル５の位置が目視できるため、探傷用コイル５の接触状態の確認が容易である。

また、ケース２９の端面側を、被検査体１の外形形状に対接しえる形状としたので、ケース２９を被検査体１の検査対象箇所に合わせるだけで、各渦流探傷用コイル５を、当該箇所に位置決めすることができる。このため、その位置決め段取り作業が容易となる。

なお、上述の実施の形態においては、第２及び第３のマルチコイルプローブユニット３，４を被検査体１に進退させる手段である各エアシリンダ２１，２２を、第１の側板２９Ａの内面側に固定したが、長孔によって上下方向に移動調整可能にしても良い。

図６及び図７は、本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置を備えた検査装置の一実施の形態を示すもので、図６は、本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置を備えた検査装置の一実施の形態を一部断面にて示す正面図、図７は図６の左側面図である。これらの図において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
被検査体１の小径の管状部材１Ｂの上端には、筒状体６０が固定されている。この筒状体６０の上部には、軌道レール６１が固定されている。この軌道レール６１の外周には、外歯車６２が設けられている。軌道レール６１には、その上下面を覆うように旋回体６３が旋回可能に設けられている。この旋回体６３には、外歯車６２の噛み合うピニオン（図示せず）及びその駆動モータ６４が設けられている。また、旋回体６３には、例えば、シリンダの如き上下方向の駆動装置６５が設けられている。この駆動装置６５の下部にはケース２９が固定されている。

この検査装置によれば、駆動装置６５の上下方向動によって、ケース２９の位置を調整しながら、ケース２９を被検査体１の検査対象箇所に合わせる。その後、前述した実施の形態と同様に、第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４における渦流探傷用コイル５を当該箇所に密接させる。渦流探傷用コイル５の当該箇所への密接状態を確認したのち、駆動モータ６４を駆動すれば、旋回体６３が旋回し、これに伴い、第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４を備えたケース２９が、被検査体１の検査対象箇所に沿って周回動作する。これにより、円周状の溶接部１Ｃとその上下近傍部分とをＥＣＴ検査することができる。

図８は、本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の他の実施の形態を示す正面図で、この図８において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、第２及び第３のマルチコイルプローブユニット３，４を保持するユニット保持板１２，１３の上下側部に固定ねじを有するピン軸８０をそれぞれ設け、このピン軸８０を、ケース２９における第１の側板２９Ａに設けた２条の長孔８１に移動可能及び固定可能にしたものである。

なお、作図の都合上、省略しているが、第１のマルチコイルプローブユニット２を保持するユニット保持板１１も同様に構成されている。

この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に、ＥＣＴ検査が可能である。また、前述した実施の形態におけるエアシリンダが不要になるので、ケース２９の軽量化を図ることができる。これに伴い、検査装置に適用した場合にも、その軽量化を図ることができる。

図９は、本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の更に他の実施の形態を示す正面図で、この図９において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、第２及び第３のマルチコイルプローブユニット３，４を保持するユニット保持板１２，１３の上下面を案内する案内体９０を、ケース２９における第１の側板２９Ａと仕切板２９Ｃとに設け、ユニット保持板１２，１３の一方の側部に固定ねじを有するピン軸９１をそれぞれ設け、このピン軸９１を、ケース２９における第１の側板２９Ａに設けた長孔９２に移動可能及び固定可能にしたものである。

なお、作図の都合上、省略しているが、第１のマルチコイルプローブユニット２を保持するユニット保持板１１も同様に構成されている。

この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に、ＥＣＴ検査が可能である。また、前述した実施の形態におけるエアシリンダが不要になるので、ケース２９の軽量化を図ることができる。これに伴い、検査装置に適用した場合にも、その軽量化を図ることができる。

図１０は、本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の他の実施の形態を示す平面図で、この図１０において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、検査時に渦流探傷用コイル５が被検査体１の表面の凹凸に引っかからずに、円滑な走査を可能とするために、渦流探傷用コイル５を有する第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット２，３，４を、ケース２９の移動方向Ｘに対して、反対側に傾斜するように、各ユニット保持板１１，１２，１３にそれぞれ配置構成したものである。

なお、図９及び図１０に示す実施の形態において、長孔８１，９２の上面又は下面に、波状または鋸歯状の突起を設け、この突起間にピン軸８０，９１をそれぞれ係止させるようにすることも可能である。

図１は本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の一実施の形態を分解して示す斜視図である。 図２は図１のII−II矢視図である。 図３は図１のIII−III矢視図である。 図４は図１に示す本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の一実施の形態に用いたブローブ先端部分を示す断面図である。 図１に示す本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の一実施の形態に用いたブローブ先端部分の他の例を示す断面図である。 本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置を備えた検査装置の一実施の形態を一部断面にて示す正面図である。 図７は図６の左側面図である。 本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の他の実施の形態を示す正面図である。 本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の更に他の実施の形態を示す正面図である。 本発明の渦流探傷用マルチコイルプローブ装置の他の実施の形態を示す平面図である。

符号の説明

１ 被検査体
１Ａ 大径の管状部材
１Ｂ 小径の管状部材
１Ｃ 溶接部
２ 第１のマルチコイルプローブユニット
３ 第２のマルチコイルプローブユニット
４ 第３のマルチコイルプローブユニット
５ 渦流探傷用コイル
６ コイルホルダ
７ 案内筒
１１，１２，１３ ユニット保持板
１４，１５，１６ 連結ロッド
１７，１８，１９ 移動板
２０，２１，２２ エアシリンダ

Claims (6)

1. 被検査体における第１の部材と第２の部材との隅肉溶接部を探傷する複数の渦電流探傷用コイルを有する渦電流探傷用マルチプローブ装置であって、
   前記被検査体の方向に進退自在な前記複数の渦流探傷用コイルを有し、前記溶接部を探傷する第１のマルチコイルプローブユニットと、
   前記被検査体の方向に進退自在な前記複数の渦流探傷用コイルを有し、前記溶接部近傍の第１の部材を探傷する第２のマルチコイルプローブユニットと、
   前記被検査体の方向に進退自在な前記複数の渦流探傷用コイルを有し、前記溶接部近傍の第２の部材を探傷する第３のマルチコイルプローブユニットと、
   前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットを前記被検査体の方向にそれぞれ進退させる手段と、
   前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニット及びその進退手段を収納するケースとを備えたことを特徴とする渦電流探傷用マルチプローブ装置。
2. 請求項１に記載の渦電流探傷用マルチプローブ装置において、前記ケースにおける前記被検査体側の端面は、前記第１の部材と前記第２の部材とにそれぞれ当接する第１の案内面と第２の案内面とを備えたことを特徴とする渦電流探傷用マルチプローブ装置。
3. 請求項２に記載の渦電流探傷用マルチプローブ装置において、前記ケースは、透明な材質であることを特徴とする渦電流探傷用マルチプローブ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の渦電流探傷用マルチプローブ装置において、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットを前記被検査体の方向にそれぞれ進退させる手段は、前記ケースに固定したエアシリンダであることを特徴とする渦電流探傷用マルチプローブ装置。
5. 請求項１乃至３のいずれかに記載の渦電流探傷用マルチプローブ装置において、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットを前記被検査体の方向にそれぞれ進退させる手段は、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットを前記ケースに移動可能及び固定可能に設けたことを特徴とする渦電流探傷用マルチプローブ装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の渦電流探傷用マルチプローブ装置において、前記第１乃至第３のマルチコイルプローブユニットは、その移動方向に対して反対方向に傾斜させたことを特徴とする渦電流探傷用マルチプローブ装置。

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