JP2013083640A - Apparatus and method for diagnosing crack of crane - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crane crack diagnosing apparatus and its method capable of remotely and efficiently inspecting cracks existing in a crane in a nondestructive state about a crane such as a ceiling crane including beams (a main beam and a traveling beam) and rails raid on the beams.SOLUTION: In order to diagnose cracks on a traveling beam 1 of a crane, a crane crack diagnosing apparatus 5 includes an ultrasonic vibration generation device 6, an infrared thermography device 11, a reflector 13, and a rail fixing device 19.

Description

本発明は、広くはクレーン走行桁および主桁に発生する亀裂等の異常を診断する診断装置及び方法に関するものであり、特に、部材の亀裂に対して超音波振動を与えた場合に発生する亀裂の温度変動を赤外線サーモグラフィ装置で検出する亀裂診断装置及び方法に関するものである。   The present invention relates generally to a diagnostic apparatus and method for diagnosing abnormalities such as cracks occurring in a crane traveling girder and a main girder, and in particular, cracks occurring when ultrasonic vibration is applied to a crack in a member. The present invention relates to a crack diagnosis apparatus and method for detecting temperature fluctuations of an image using an infrared thermography apparatus.

例えば、製鉄プラントにおける製鋼ラインでは、溶銑鍋を搬送するために大型の天井クレーンが備えられている。これらのクレーンの支持部である走行桁、および搬送部である主桁には、運転中に、クレーン自重及び、溶銑鍋の重量に起因する多大なる荷重がかかり、疲労亀裂が発生する。これらの亀裂は長期間の使用により進展し、桁の破断、さらにクレーン台車の落下を引き起こす。従来、桁中の亀裂を診断する手段として、様々な手法が提案されている。   For example, in a steelmaking line in an ironmaking plant, a large overhead crane is provided to transport hot metal ladle. The traveling girder, which is a supporting part of these cranes, and the main girder, which is a conveying part, are subjected to a great load due to the crane's own weight and the weight of the hot metal ladle during operation, and fatigue cracks are generated. These cracks develop with long-term use, causing breakage of the girder and dropping of the crane carriage. Conventionally, various methods have been proposed as means for diagnosing cracks in girders.

すなわち、天井クレーンをはじめとする大型構造物や荷役機械に発生する亀裂等の異常を検査する方法としては、磁粉探傷、浸透探傷、および赤外線法等が広く用いられている。   That is, as a method for inspecting abnormalities such as cracks occurring in large structures such as overhead cranes and cargo handling machines, magnetic particle flaw detection, penetration flaw detection, and infrared method are widely used.

ここで、磁粉探傷や浸透探傷は、亀裂の位置を磁粉や浸透剤によって可視化することはできるが、亀裂診断精度は高くはなく、また検査に長時間を要する。さらに、これらの検査法は検査対象に近接する必要がある。そのため、高所にあるこれらの装置の検査を行うためには、足場なしでは検査をすることが不可能である。この足場作成には、非常に大きな費用と労力を必要とする。   Here, in the magnetic particle flaw detection and the penetrant flaw detection, the position of the crack can be visualized by the magnetic powder and the penetrant, but the accuracy of the crack diagnosis is not high and the inspection takes a long time. Furthermore, these inspection methods need to be close to the inspection object. Therefore, in order to inspect these devices in high places, it is impossible to inspect without a scaffold. The creation of this scaffold requires very high costs and labor.

赤外線法は、何らかの入力を亀裂に与えた場合に発生する亀裂発熱を、赤外線サーモグラフィ機器で計測する手法であり、クレーン走行時の、クレーン台車自重と吊り荷重量に起因する応力変動を利用し、亀裂に発生する応力集中発熱を赤外線サーモグラフィ機器で計測し、遠隔より亀裂検査を可能とした方法が行われている(例えば、特許文献1)。   Infrared method is a method of measuring the heat generated by cracks when an input is given to a crack with an infrared thermography device.It uses the fluctuation in stress caused by the weight of the crane carriage and the amount of suspension load when the crane is running. A method has been performed in which stress-concentrated heat generated in a crack is measured with an infrared thermography device, and a crack can be inspected remotely (for example, Patent Document 1).

また、被計測物に対してマイクロ波を照射し、表面に現れる温度差より亀裂を検出する方法もある(例えば、特許文献2)。   There is also a method of irradiating a measurement object with microwaves and detecting a crack from a temperature difference appearing on the surface (for example, Patent Document 2).

また、被計測物に対して、パルス状の電流を付加し、亀裂を回折する電流によって発熱する熱を赤外線サーモグラフィで計測し、高温部として亀裂を検出する手法がある(例えば、特許文献3)。   In addition, there is a method of detecting a crack as a high temperature part by applying a pulsed current to the object to be measured, measuring heat generated by the current diffracting the crack by infrared thermography (for example, Patent Document 3). .

特開2007−163390号公報JP 2007-163390 A 特開2005−249536号公報JP 2005-249536 A 特開平03−154857号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-154857

しかし、特許文献1に記載の方法は、時間あたりの応力変動によって起こる応力発熱を利用しているため、非常に短い時間中に大きな応力変動を与えなければならない。そのため、高速度で測定が可能な赤外線サーモグラフィ機器が必要となる。また、クレーン走行によって有効な応力変動が生じる範囲は、クレーン車輪部直下のみの限定された範囲であるので、広範囲を検査するためには幾度もクレーンを走行させなければならず、検査効率が悪くなるという問題点がある。   However, since the method described in Patent Document 1 uses stress heat generation caused by stress fluctuations per hour, large stress fluctuations must be given in a very short time. Therefore, an infrared thermography device that can measure at a high speed is required. In addition, since the range in which the effective stress fluctuation is caused by traveling the crane is a limited range just below the crane wheel, the crane must be run several times to inspect the wide range, and the inspection efficiency is poor. There is a problem of becoming.

また、特許文献2に記載の方法は、放電が発生するため、金属に対して適用することができない。そのため、鋼構造物に対して使用することが出来ない。また、マイクロ波の周波数は、クレーンなどの大型構造物をコントロールする無線の周波数と近いため、誤作動を引き起こす可能性があるという問題点を持つ。   In addition, the method described in Patent Document 2 cannot be applied to metal because discharge occurs. Therefore, it cannot be used for steel structures. Moreover, since the frequency of the microwave is close to the radio frequency for controlling a large structure such as a crane, there is a problem that it may cause a malfunction.

また、特許文献3に記載の方法は、亀裂が閉じている閉亀裂の場合、亀裂接触面を電流が通過してしまいほとんど熱が発生しないので、亀裂が開いている必要がある。検査対象であるクレーンの亀裂は、主に繰り返し荷重による疲労亀裂であり、これは、閉亀裂であるため本手法を適用することができないという問題点がある。また、電流を流した際、亀裂発熱を発生させる大きさの電流範囲が、非常に狭いため、検査効率が悪いという問題点もある。   Further, in the method described in Patent Document 3, in the case of a closed crack in which the crack is closed, an electric current passes through the crack contact surface and almost no heat is generated. Therefore, the crack needs to be opened. The cracks in the crane to be inspected are mainly fatigue cracks due to repeated loads, and this is a closed crack, and this method cannot be applied. In addition, there is a problem in that the inspection efficiency is poor because the current range of a magnitude that generates crack heat when current is passed is very narrow.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、天井クレーン等のように、桁(主桁、走行桁)とその桁の上に設置されたレールとを備えたクレーンについて、そのクレーンに存在する亀裂を非破壊かつ遠隔で効率良く検査することができるクレーン亀裂診断装置及び方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and a crane including a girder (main girder, traveling girder) and a rail installed on the girder, such as an overhead crane, It is an object of the present invention to provide a crane crack diagnosis apparatus and method capable of non-destructively and remotely inspecting cracks existing in the crane efficiently.

本発明者らは、上述したような従来技術の問題点を解消するために、クレーン表面に超音波振動を与えたときに発生する亀裂部分の温度変動を赤外線サーモグラフィ装置で測定することにより、亀裂を検出することにした。この亀裂検出の原理は、以下の通りである。   In order to solve the problems of the prior art as described above, the present inventors measured the temperature fluctuation of the cracked portion generated when ultrasonic vibration was applied to the crane surface, by using an infrared thermography device. Decided to detect. The principle of this crack detection is as follows.

まず、被計測物表面に超音波振動を与え、被計測物に亀裂があると、その亀裂の界面(亀裂面の界面)が超音波振動により擦れて熱が発生する。この被計測物の温度分布を赤外線カメラで計測し、発熱部分を亀裂として計測するのである。また、超音波振動で亀裂部分から発生した熱は、反射板で反射することが可能である。そこで、構造物、障害物の死角など、直接赤外線カメラで温度を測定することが困難な部分の亀裂についても、超音波振動を与えて発熱させ、その熱を測定可能な角度より取り出して、赤外線カメラの方向に反射板を用いて反射させ、赤外線カメラで検出することができる。   First, when ultrasonic vibration is applied to the surface of the object to be measured and the object to be measured has a crack, the interface of the crack (the interface of the crack surface) is rubbed by the ultrasonic vibration to generate heat. The temperature distribution of the object to be measured is measured with an infrared camera, and the heat generation part is measured as a crack. Further, the heat generated from the crack portion by the ultrasonic vibration can be reflected by the reflector. Therefore, even for cracks in parts where it is difficult to measure the temperature directly with an infrared camera, such as blind spots of structures and obstacles, heat is generated by applying ultrasonic vibration, and the heat is taken out from a measurable angle, and infrared It can be reflected using a reflector in the direction of the camera and detected by an infrared camera.

また、この方法は、亀裂界面の摩擦発熱を利用しているため、閉亀裂である疲労亀裂を見つけるのに非常に適している。しかしながら、閉亀裂以外の開亀裂においても、亀裂先端は必ず閉じているため超音波振動により、亀裂先端を発熱させ、亀裂検出することは可能である。   In addition, since this method utilizes frictional heat generation at the crack interface, it is very suitable for finding a fatigue crack that is a closed crack. However, even in an open crack other than a closed crack, since the crack tip is always closed, the crack tip can be heated by ultrasonic vibration to detect the crack.

上記の基本的な考え方に基づいて、本発明は以下の特徴を有している。   Based on the above basic concept, the present invention has the following features.

[1]桁と該桁の上に設置されたレールとを備えたクレーンに存在する亀裂を非破壊かつ遠隔で検査する亀裂診断装置であって、クレーンの表面に接触させることにより超音波振動を与える超音波振動発生装置と、クレーンの表面に発生した温度変化を赤外線サーモグラフィで計測する表面温度検出手段とを備え、前記超音波振動発生装置は、超音波を発生させる超音波振動子と、超音波振幅を増幅する金属製の超音波ホーンと、当該超音波振動発生装置をレールにクランプ固定するレール固定装置とを備え、前記レール固定装置は、前記超音波振動発生装置が前記レール固定装置を中心に回転するのを防止する固定爪と、前記超音波ホーンを任意の荷重でクレーン表面に接触させる加圧装置とを備え、前記超音波ホーンをクレーン表面に接触させることにより超音波振動を与えることを特徴とするクレーン亀裂診断装置。   [1] A crack diagnostic apparatus for nondestructively and remotely inspecting a crack that is present in a crane having a girder and a rail installed on the girder, wherein ultrasonic vibration is generated by contacting the surface of the crane. An ultrasonic vibration generator for applying the ultrasonic wave, and a surface temperature detecting means for measuring a temperature change generated on the surface of the crane by infrared thermography. The ultrasonic vibration generator includes an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic waves, A metal ultrasonic horn for amplifying the sound wave amplitude, and a rail fixing device for clamping the ultrasonic vibration generating device to the rail, the rail fixing device, wherein the ultrasonic vibration generating device includes the rail fixing device. A fixed claw for preventing rotation to the center and a pressurizing device for bringing the ultrasonic horn into contact with the crane surface with an arbitrary load, and contacting the ultrasonic horn with the crane surface. Crane crack diagnostic apparatus characterized by applying ultrasonic vibrations by.

[2]前記レール固定装置は、油圧式、もしくは、空圧式、もしくはネジ式のいずれか1つを使用することで、開口幅を任意に設定でき、任意の幅を持つレールに対して任意の押し付け荷重で前記超音波振動発生装置をクランプ固定することができることを特徴とする前記[1]に記載のクレーン亀裂診断装置。   [2] The rail fixing device can use any one of a hydraulic type, a pneumatic type, and a screw type, so that the opening width can be arbitrarily set. The crane crack diagnosis apparatus according to [1], wherein the ultrasonic vibration generator can be clamped and fixed with a pressing load.

[3]前記加圧装置は、油圧、もしくは、空圧、もしくは加圧用ネジのいずれか1つを使用し、前記超音波ホーンとクレーン表面の接触圧を任意の値とすることを特徴とする前記[1]または[2]に記載のクレーン亀裂診断装置。   [3] The pressurizing device uses any one of hydraulic pressure, pneumatic pressure, or a pressurizing screw, and the contact pressure between the ultrasonic horn and the crane surface is set to an arbitrary value. The crane crack diagnosis apparatus according to [1] or [2].

[4]前記加圧用ネジは、締結トルクを測定することにより、前記超音波ホーンとクレーン表面の接触圧を導出できることを特徴とする前記[3]に記載のクレーン亀裂診断装置。   [4] The crane crack diagnosis apparatus according to [3], wherein the pressurizing screw can derive a contact pressure between the ultrasonic horn and the crane surface by measuring a fastening torque.

[5]前記超音波振動発生装置は、装置移動時に、前記レール上を走行する機能を有することを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれかに記載のクレーン亀裂診断装置。   [5] The crane crack diagnostic apparatus according to any one of [1] to [4], wherein the ultrasonic vibration generator has a function of traveling on the rail when the apparatus is moved.

[6]前記超音波振動発生装置の発振信号を参照信号として、前記赤外線サーモグラフィ装置で測定された変動する温度分布データを取り出し、ロックイン処理を行うことを特徴とする前記[1]〜[5]のいずれかに記載のクレーン亀裂診断装置。   [6] The above-mentioned [1] to [5], wherein the fluctuation temperature distribution data measured by the infrared thermography device is extracted using the oscillation signal of the ultrasonic vibration generator as a reference signal, and lock-in processing is performed. ] The crane crack diagnostic apparatus in any one of.

[7]桁と該桁の上に設置されたレールとを備えたクレーンに存在する亀裂を非破壊かつ遠隔で検査する亀裂診断方法であって、クレーン表面に超音波振動発生装置を所定の接触圧で接触させた後、当該クレーン表面に前記超音波振動発生装置により超音波振動を与え、その振動により亀裂界面の摩擦熱を励起する工程と、桁表面に発生する温度変化を赤外線サーモグラフィで計測し、加振周期と同位相の温度特異部を亀裂として検出する工程とを有することを特徴とするクレーン亀裂診断方法。   [7] A crack diagnosis method for non-destructively and remotely inspecting cracks existing in a crane having a girder and a rail installed on the girder, wherein the ultrasonic vibration generator is brought into contact with the crane surface with a predetermined contact After contact with pressure, ultrasonic vibration is applied to the crane surface by the ultrasonic vibration generator and the frictional heat at the crack interface is excited by the vibration, and the temperature change generated on the girder surface is measured by infrared thermography. And detecting a temperature singular part having the same phase as the excitation cycle as a crack.

本発明においては、天井クレーン等のように、桁(主桁、走行桁)とその桁の上に設置されたレールとを備えたクレーンについて、そのクレーンに存在する亀裂を非破壊かつ遠隔で効率良く検査することができる。   In the present invention, for a crane having a girder (main girder, traveling girder) and a rail installed on the girder, such as an overhead crane, the cracks existing in the crane are non-destructively and remotely efficient. It can be inspected well.

すなわち、本発明においては、磁粉探傷や浸透探傷では不可能な足場を組まない状態での遠隔亀裂検査が可能である。また、超音波振動は広範囲を伝播するため、超音波振動発生装置を移動させることなく、限定的な範囲しか亀裂を発熱させることのできない赤外線熱弾性法と比較しても広範囲の亀裂発熱を励起することが可能であり、検査効率が高い。   That is, in the present invention, it is possible to perform a remote crack inspection in a state where a scaffold that is impossible with magnetic particle inspection or penetration inspection is not assembled. Also, since ultrasonic vibration propagates over a wide range, it excites a wide range of crack heat generation compared to the infrared thermoelastic method, which can generate heat only within a limited range without moving the ultrasonic vibration generator. The inspection efficiency is high.

本発明の一実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における要部拡大図である。It is a principal part enlarged view in one Embodiment of this invention.

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態においては、天井クレーンの走行桁のクレーン台車走行用レールに亀裂診断装置を取り付け、走行桁の亀裂診断を行う場合を例にして述べる。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where a crack diagnosis device is attached to a crane carriage traveling rail of a traveling girder of an overhead crane and a traveling girder is diagnosed will be described as an example.

図1は、本発明の一実施形態を示す側面図であり、図2は、その要部を拡大した正面図である。   FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged front view of a main part thereof.

図1に示すように、一般的に、鉄鋼製品の搬送ラインでは、クレーン台車3が、走行桁支柱2に支持された走行桁1上に設置されている走行レール4上を走行し、荷物を移動させる。   As shown in FIG. 1, generally, in a steel product transport line, a crane carriage 3 travels on a traveling rail 4 installed on a traveling beam 1 supported by a traveling beam column 2 and loads a load. Move.

そして、本発明の一実施形態においては、その走行桁1の亀裂を診断するために、クレーン亀裂診断装置5は、超音波振動発生装置6と、赤外線サーモグラフィ装置11と、反射板13と、レール固定装置19とを備えている。   And in one Embodiment of this invention, in order to diagnose the crack of the traveling girder 1, the crane crack diagnostic apparatus 5 is the ultrasonic vibration generator 6, the infrared thermography apparatus 11, the reflecting plate 13, and a rail. And a fixing device 19.

そして、クレーン走行桁1上の走行レール4には、超音波振動発生装置6がレール固定装置19を介して設置されている。超音波振動発生装置6は、超音波振動子6aと超音波ホーン6bから構成されている。超音波振動は、超音波振動子6aに電気信号が送られることにより発生し、超音波ホーン6bを介して増幅される。そして、超音波ホーン6bをクレーン走行桁1表面と接触させることにより、クレーン走行桁1に超音波振動を入射することができる。超音波振動発生装置6はレール固定装置19を介して、クレーン走行桁1上の走行レール4に固定することにより、平面方向と垂直方向の安定を保つ機構を有している。   An ultrasonic vibration generating device 6 is installed on the traveling rail 4 on the crane traveling beam 1 via a rail fixing device 19. The ultrasonic vibration generator 6 includes an ultrasonic transducer 6a and an ultrasonic horn 6b. The ultrasonic vibration is generated when an electrical signal is sent to the ultrasonic transducer 6a and is amplified via the ultrasonic horn 6b. Then, ultrasonic vibration can be incident on the crane traveling beam 1 by bringing the ultrasonic horn 6b into contact with the surface of the crane traveling beam 1. The ultrasonic vibration generating device 6 has a mechanism for maintaining stability in the plane direction and the vertical direction by fixing the ultrasonic vibration generating device 6 to the traveling rail 4 on the crane traveling beam 1 via the rail fixing device 19.

また、赤外線サーモグラフィ装置11は、赤外線カメラ7と、パソコン8と、表示部9と、Lock−in Processor10とを備えている。その赤外線カメラ7は、検査対象であるクレーン走行桁1までの距離が10〜30mとなるよう設置されている。超音波振動発生装置6を起動させた場合、亀裂12には亀裂面の界面の摩擦により熱が発生する。赤外線カメラ7は、この際のクレーン走行桁1の温度分布を測定し、その情報をパソコン8に送信する。また、超音波振動発生装置6より、アウトプットされた発振信号はLock−in Processor10に入力される。Lock−in Processor10では、超音波振動発生装置6よりアウトプットされた発振信号を、参照信号として、赤外線カメラ7で計測された亀裂12の温度変動に対して、ロックイン処理を行い、その情報を表示部9により表示する。このロックイン処理を使うことにより、超音波振動発生装置6の発振とは異なる位相で変化する温度変動を除くことができるので、検査精度が向上する。   The infrared thermography apparatus 11 includes an infrared camera 7, a personal computer 8, a display unit 9, and a lock-in processor 10. The infrared camera 7 is installed so that the distance to the crane traveling beam 1 to be inspected is 10 to 30 m. When the ultrasonic vibration generator 6 is activated, heat is generated in the crack 12 due to friction at the interface of the crack surface. The infrared camera 7 measures the temperature distribution of the crane traveling beam 1 at this time and transmits the information to the personal computer 8. Further, the output oscillation signal from the ultrasonic vibration generator 6 is input to the Lock-in Processor 10. In the lock-in processor 10, the oscillation signal output from the ultrasonic vibration generator 6 is used as a reference signal, and the lock-in process is performed on the temperature fluctuation of the crack 12 measured by the infrared camera 7. Displayed on the display unit 9. By using this lock-in process, temperature fluctuations that change in a phase different from that of the oscillation of the ultrasonic vibration generator 6 can be removed, so that inspection accuracy is improved.

また、反射板13は、検査対象であるクレーン走行桁1中の亀裂12が、クレーン台車3や走行桁支柱2の死角となり、亀裂12から放射された赤外線が赤外線カメラ7で計測ができない場合、赤外線カメラ7の方向に赤外線を反射させるため、クレーン走行桁1上に設置されている。この反射板13はアルミ製で、赤外線を高効率に反射させるために表面が鏡面加工されていることが望ましい。   Further, in the reflector 13, when the crack 12 in the crane traveling girder 1 to be inspected becomes a blind spot of the crane carriage 3 and the traveling girder support 2 and the infrared rays emitted from the crack 12 cannot be measured by the infrared camera 7, In order to reflect infrared rays in the direction of the infrared camera 7, it is installed on the crane traveling beam 1. The reflecting plate 13 is made of aluminum, and it is desirable that the surface is mirror-finished in order to reflect infrared rays with high efficiency.

また、図2に示すように、レール固定装置19は、クランプ装置14と、クランプ力調整用機構15と、固定用爪16と、スライダー17と、加圧用ネジ18から構成され、クランプ力調整用機構15を操作することにより、クランプ装置14を任意の力でレール4にクランプ固定することが出来る。クランプ力調整用ネジ15を調整することにより、レール固定装置19の開口幅を任意に調整することができるので、レール幅が異なる部位にも装置を固定可能である。また、加圧用ネジ18を締めることにより、スライダー17が押し出され、超音波振動発生装置6をクレーン走行桁1表面に押し付けることが出来る。クランプ装置14をレール4に締結する際に、加圧用ネジ18のトルクを測定することにより(例えばトルクレンチで測定可能)、予め求めていた締結トルクと押し付け力の関係から押し付け力を算定し、その押し付け力を任意の値に調整することが出来る。さらに、超音波ホーン6bをクレーン走行桁1に任意の力で押し付ける際の反力で、レール4を中心にして、レール固定装置19が回転しないように、固定用爪16をレール4の下面に接触させ回転を防止する機構を有している。   As shown in FIG. 2, the rail fixing device 19 includes a clamping device 14, a clamping force adjusting mechanism 15, a fixing claw 16, a slider 17, and a pressurizing screw 18. By operating the mechanism 15, the clamp device 14 can be clamped and fixed to the rail 4 with an arbitrary force. By adjusting the clamping force adjusting screw 15, the opening width of the rail fixing device 19 can be arbitrarily adjusted, so that the device can be fixed to a portion having a different rail width. Further, by tightening the pressurizing screw 18, the slider 17 is pushed out, and the ultrasonic vibration generator 6 can be pressed against the surface of the crane traveling beam 1. When the clamping device 14 is fastened to the rail 4, by measuring the torque of the pressurizing screw 18 (for example, it can be measured with a torque wrench), the pressing force is calculated from the relationship between the previously determined fastening torque and the pressing force, The pressing force can be adjusted to an arbitrary value. Further, the fixing claw 16 is placed on the lower surface of the rail 4 so that the rail fixing device 19 does not rotate around the rail 4 by a reaction force when the ultrasonic horn 6b is pressed against the crane traveling beam 1 with an arbitrary force. It has a mechanism that prevents contact and rotation.

ここで、上記のように、超音波振動発生装置6(超音波振動子6a、超音波ホーン6b)をクレーン走行桁1表面に押し付ける際に、その押し付け力を調整できるようにしているのは次のような理由に基づいている。   Here, as described above, when the ultrasonic vibration generator 6 (ultrasonic transducer 6a, ultrasonic horn 6b) is pressed against the surface of the crane traveling beam 1, the pressing force can be adjusted as follows. Based on reasons like that.

すなわち、検査対象物に応じて、超音波振動発生装置6の超音波振動子6aと超音波ホーン6bを別のものと交換して、入射する超音波の周波数を適切な値にするとともに、超音波振動子6aと超音波ホーン6bをクレーン走行桁1表面に押し付ける際の押し付け力を大きくする程、クレーン走行桁1に大きな発熱を生じさせるが、超音波振動子6aと超音波ホーン6bの機械的強度を考慮して、適切な押し付け力とすることが適切であるからである。   That is, according to the inspection object, the ultrasonic transducer 6a and the ultrasonic horn 6b of the ultrasonic vibration generator 6 are replaced with different ones, and the frequency of the incident ultrasonic wave is set to an appropriate value. The larger the pressing force when pressing the ultrasonic vibrator 6a and the ultrasonic horn 6b against the surface of the crane traveling beam 1, the more heat is generated in the crane traveling beam 1, but the machine of the ultrasonic vibrator 6a and the ultrasonic horn 6b is increased. This is because it is appropriate to set an appropriate pressing force in consideration of the mechanical strength.

なお、加圧用ネジ18に替えて、油圧ジャッキや空圧ジャッキなどを用い、それによる押し付け力をロードセルで測定して、押し付け力を調整するようにしてもよい。ただし、上記のように加圧用ネジ18を用いる方が簡便に設備化することができるので、好ましい。   Instead of the pressurizing screw 18, a hydraulic jack, a pneumatic jack, or the like may be used, and the pressing force thereby measured may be measured with a load cell to adjust the pressing force. However, it is preferable to use the pressurizing screw 18 as described above because it can be easily installed.

また、超音波振動発生装置6は、装置移動時に、レール4上を走行する機能を有するようにすると、検査を一層効率的に行うことができるようになる。   Further, when the ultrasonic vibration generating device 6 has a function of traveling on the rail 4 when the device is moved, the inspection can be performed more efficiently.

そして、上記のように構成されたクレーン亀裂診断装置5を用いて走行桁1の亀裂を診断する際には、クレーン走行桁1表面に超音波振動発生装置6を所定の接触圧で接触させた後、そのクレーン走行桁1表面に超音波振動発生装置6により超音波振動を与え、その振動により亀裂界面の摩擦熱を励起する工程と、クレーン走行桁1表面に発生する温度変化を赤外線サーモグラフィ7で計測し、加振周期と同位相の温度特異部を亀裂として検出する工程とによって行う。   And when diagnosing the crack of the traveling beam 1 using the crane crack diagnostic device 5 configured as described above, the ultrasonic vibration generator 6 is brought into contact with the surface of the crane traveling beam 1 with a predetermined contact pressure. Thereafter, an ultrasonic vibration is applied to the surface of the crane traveling beam 1 by the ultrasonic vibration generator 6 and the frictional heat at the crack interface is excited by the vibration, and the temperature change generated on the surface of the crane traveling beam 1 is analyzed by the infrared thermography 7. And a step of detecting a temperature singular part having the same phase as the excitation cycle as a crack.

このようにして、この実施形態においては、天井クレーンの走行桁に存在する亀裂を非破壊かつ遠隔で効率良く検査することができる。   In this way, in this embodiment, it is possible to inspect cracks existing in the traveling beam of the overhead crane non-destructively and efficiently remotely.

なお、この実施形態では、天井クレーンの走行桁を対象にしたが、本発明は、それに限定されるものではなく、桁と該桁の上に設置されたレールとを備えたクレーンに対して適用することができる。   In this embodiment, the traveling girder of the overhead crane is targeted. However, the present invention is not limited thereto, and is applied to a crane including a girder and a rail installed on the girder. can do.

1 走行桁
2 走行桁支柱
3 クレーン台車
4 レール(走行レール)
5 クレーン亀裂診断装置
6 超音波振動発生装置
6a 超音波振動子
6b 超音波ホーン
7 赤外線カメラ
8 パソコン
9 表示部
10 Lock−in Processor
11 赤外線サーモグラフィ装置
12 亀裂
13 反射板
14 クランプ装置
15 クランプ力調整用機構
16 固定用爪
17 スライダー
18 加圧用ネジ
19 レール固定装置
1 Traveling girder 2 Traveling girder support 3 Crane truck 4 Rail (traveling rail)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Crane crack diagnostic apparatus 6 Ultrasonic vibration generator 6a Ultrasonic vibrator 6b Ultrasonic horn 7 Infrared camera 8 Personal computer 9 Display part 10 Lock-in Processor
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Infrared thermography apparatus 12 Crack 13 Reflector 14 Clamp apparatus 15 Clamping force adjustment mechanism 16 Fixing claw 17 Slider 18 Pressure screw 19 Rail fixing apparatus

Claims (7)

桁と該桁の上に設置されたレールとを備えたクレーンに存在する亀裂を非破壊かつ遠隔で検査する亀裂診断装置であって、クレーンの表面に接触させることにより超音波振動を与える超音波振動発生装置と、クレーンの表面に発生した温度変化を赤外線サーモグラフィで計測する表面温度検出手段とを備え、前記超音波振動発生装置は、超音波を発生させる超音波振動子と、超音波振幅を増幅する金属製の超音波ホーンと、当該超音波振動発生装置をレールにクランプ固定するレール固定装置とを備え、前記レール固定装置は、前記超音波振動発生装置が前記レール固定装置を中心に回転するのを防止する固定爪と、前記超音波ホーンを任意の荷重でクレーン表面に接触させる加圧装置とを備え、前記超音波ホーンをクレーン表面に接触させることにより超音波振動を与えることを特徴とするクレーン亀裂診断装置。   A crack diagnosis apparatus for non-destructively and remotely inspecting a crack existing in a crane having a girder and a rail installed on the girder, and for applying ultrasonic vibration by contacting the surface of the crane A vibration generator, and a surface temperature detecting means for measuring a temperature change generated on the surface of the crane by infrared thermography. The ultrasonic vibration generator includes an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic waves, and an ultrasonic amplitude. A metal ultrasonic horn for amplifying and a rail fixing device that clamps and fixes the ultrasonic vibration generating device to a rail. The rail fixing device rotates the ultrasonic vibration generating device around the rail fixing device. A fixed claw that prevents the ultrasonic horn from contacting with the crane surface with an arbitrary load, and the ultrasonic horn is brought into contact with the crane surface. Crane crack diagnostic apparatus characterized by applying ultrasonic vibration by. 前記レール固定装置は、油圧式、もしくは、空圧式、もしくはネジ式のいずれか1つを使用することで、開口幅を任意に設定でき、任意の幅を持つレールに対して任意の押し付け荷重で前記超音波振動発生装置をクランプ固定することができることを特徴とする請求項1に記載のクレーン亀裂診断装置。   The rail fixing device can be set to an arbitrary opening width by using any one of hydraulic, pneumatic, or screw type, and with an arbitrary pressing load against a rail having an arbitrary width. The crane crack diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic vibration generator can be clamped and fixed. 前記加圧装置は、油圧、もしくは、空圧、もしくは加圧用ネジのいずれか1つを使用し、前記超音波ホーンとクレーン表面の接触圧を任意の値とすることを特徴とする請求項1または2に記載のクレーン亀裂診断装置。   The pressurizing device uses any one of hydraulic pressure, pneumatic pressure, or a pressurizing screw, and the contact pressure between the ultrasonic horn and the crane surface is set to an arbitrary value. Or the crane crack diagnostic apparatus of 2. 前記加圧用ネジは、締結トルクを測定することにより、前記超音波ホーンとクレーン表面の接触圧を導出できることを特徴とする請求項3に記載のクレーン亀裂診断装置。   The crane crack diagnosis apparatus according to claim 3, wherein the pressurizing screw can derive a contact pressure between the ultrasonic horn and the crane surface by measuring a fastening torque. 前記超音波振動発生装置は、装置移動時に、前記レール上を走行する機能を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のクレーン亀裂診断装置。   The crane crack diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the ultrasonic vibration generator has a function of traveling on the rail when the apparatus is moved. 前記超音波振動発生装置の発振信号を参照信号として、前記赤外線サーモグラフィ装置で測定された変動する温度分布データを取り出し、ロックイン処理を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のクレーン亀裂診断装置。   6. The lock-in process is performed by taking out fluctuating temperature distribution data measured by the infrared thermography device using an oscillation signal of the ultrasonic vibration generator as a reference signal, and performing lock-in processing. Crane crack diagnostic equipment. 桁と該桁の上に設置されたレールとを備えたクレーンに存在する亀裂を非破壊かつ遠隔で検査する亀裂診断方法であって、クレーン表面に超音波振動発生装置を所定の接触圧で接触させた後、当該クレーン表面に前記超音波振動発生装置により超音波振動を与え、その振動により亀裂界面の摩擦熱を励起する工程と、桁表面に発生する温度変化を赤外線サーモグラフィで計測し、加振周期と同位相の温度特異部を亀裂として検出する工程とを有することを特徴とするクレーン亀裂診断方法。   A crack diagnosis method for non-destructively and remotely inspecting a crack provided in a crane having a girder and a rail installed on the girder, and contacting the ultrasonic vibration generator with a predetermined contact pressure on the crane surface After that, the ultrasonic vibration is applied to the crane surface by the ultrasonic vibration generator, the frictional heat at the crack interface is excited by the vibration, and the temperature change generated on the girder surface is measured by infrared thermography. And detecting a temperature singular part having the same phase as the oscillation cycle as a crack.
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