JP2023104276A - Ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic inspection system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、超音波検査装置及び超音波検査システムに関する。 The present disclosure relates to an ultrasonic inspection apparatus and an ultrasonic inspection system.
ボイラの伝熱管などの配管に対して、減肉や疲労割れなどの損傷の有無を確認するための検査が行われる。従来の目視点検や定点肉厚測定では配管の代表部位しか検査されないので、配管の健全性を確認するには不十分である。配管を外部から検査する場合には、配管の設置環境、設置態様などに応じて検査環境を整えるための付帯工事が生じ、多大なコストが生じる虞がある。このため、配管の検査装置を配管の内部に挿入し、配管を内部から検査することが行われることがある。配管の検査装置は、ケーブルと、ケーブルの先端に取り付けられたプローブと、を備える。 Boiler heat transfer tubes and other piping are inspected to check for damage such as thinning and fatigue cracks. Conventional visual inspection and fixed-point wall thickness measurement are insufficient for checking the soundness of piping because only representative portions of the piping are inspected. When the piping is inspected from the outside, ancillary work is required to arrange the inspection environment according to the installation environment and installation mode of the piping, which may result in a large cost. For this reason, sometimes a pipe inspection device is inserted into the pipe to inspect the pipe from the inside. A piping inspection device includes a cable and a probe attached to the tip of the cable.
配管における減肉や疲労割れなどの損傷の有無を非破壊で検査する装置として超音波検査装置が知られている。特許文献１には、超音波センサおよび該超音波センサからの超音波を反射させる反射鏡を備える超音波検査装置が開示されている。この超音波検査装置は、超音波センサから照射された超音波を反射鏡で反射して配管の内壁面に照射し、内壁面で反射した超音波が反射鏡で再び反射されて超音波センサに戻るように構成されている。
An ultrasonic inspection apparatus is known as an apparatus for non-destructively inspecting the presence or absence of damage such as thinning and fatigue cracks in piping.
特許文献１に記載の超音波検査装置が有する超音波センサの数は１つであるため、検査可能な項目が限定的であり、配管の状態を詳細に把握するためにより多様な検査を行うことが求められる。
Since the ultrasonic inspection apparatus described in
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、配管の状態について多様な検査を行うことを可能とする超音波検査装置及び超音波検査システムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of at least one embodiment of the present disclosure is to provide an ultrasonic inspection apparatus and an ultrasonic inspection system that enable various inspections of the state of piping.
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る超音波検査装置は、
配管を超音波によって検査するための超音波検査装置であって、
ケーブルと、
複数の超音波センサと、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダと、モータと、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブと、
を備える。
In order to achieve the above object, an ultrasonic inspection apparatus according to at least one embodiment of the present disclosure includes:
An ultrasonic inspection device for ultrasonically inspecting piping,
a cable;
a plurality of ultrasonic sensors, a sensor holder holding the plurality of ultrasonic sensors, a motor, and a rotational force transmission device configured to transmit a rotational force generated by the motor to the sensor holder. a probe attached to the cable;
Prepare.
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る超音波検査システムは、
上記超音波検査装置と、
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部と、
を備える。
To achieve the above object, an ultrasound inspection system according to at least one embodiment of the present disclosure includes:
the ultrasonic inspection device;
A waveform data acquisition unit that acquires waveform data of an ultrasonic waveform from each of the plurality of ultrasonic sensors for each position in the circumferential direction of the pipe at each position in the axial direction of the pipe;
an analysis unit that analyzes the state of the pipe based on the waveform data for each position in the circumferential direction of the pipe at each position in the axial direction of the pipe acquired from each of the plurality of ultrasonic sensors;
Prepare.
本開示の少なくとも一実施形態によれば、配管の状態について多様な検査を行うことを可能とする超音波検査装置及び超音波検査システムが提供される。 According to at least one embodiment of the present disclosure, an ultrasonic inspection apparatus and an ultrasonic inspection system are provided that enable various inspections of the state of piping.
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Several embodiments of the present disclosure will now be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the invention, but are merely illustrative examples. .
For example, expressions denoting relative or absolute arrangements such as "in a direction", "along a direction", "parallel", "perpendicular", "center", "concentric" or "coaxial" are strictly not only represents such an arrangement, but also represents a state of relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "identical", "equal", and "homogeneous", which express that things are in the same state, not only express the state of being strictly equal, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
For example, expressions that express shapes such as squares and cylinders do not only represent shapes such as squares and cylinders in a geometrically strict sense, but also include irregularities and chamfers to the extent that the same effect can be obtained. The shape including the part etc. shall also be represented.
On the other hand, the expressions "comprising", "comprising", "having", "including", or "having" one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
（超音波検査システムの概略構成）
図１は、一実施形態に係る超音波検査システム２の概略構成を示す図である。
超音波検査システム２は、超音波検査装置４、制御装置５を備える。
(Schematic configuration of ultrasonic inspection system)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic inspection system 2 according to one embodiment.
The ultrasonic inspection system 2 includes an ultrasonic inspection device 4 and a
超音波検査装置４は、ケーブル８と、ケーブル８の先端に取り付けられたプローブ１０と、ケーブル８を配管３の中に送り込むためのケーブル送り装置１２とを含む。超音波検査装置４は配管３の内部を水等の液体で満たした状態で配管３の内部にプローブ１０及びケーブル８を送り込む水浸式の超音波検査装置である。配管３の種類は特に限定されないが、例えばボイラ等に用いられる熱交換器の伝熱管等であってもよい。
The ultrasonic inspection apparatus 4 includes a
ケーブル８は、ケーブル送り装置１２によって配管３の内部に送り込まれて配管３の内部を配管３の軸方向に沿って移動する。プローブ１０は、複数の超音波センサ１４と、複数の超音波センサ１４を保持するセンサホルダ１６と、センサホルダ１６を回転させるためのモータ１８とを含む。また、プローブ１０は、配管３の内面に当接することでプローブ１０の軸線を配管３の軸線に一致させるように構成された位置決め部２０を含む。以下では、配管３の軸方向すなわちプローブ１０の軸方向を単に「軸方向」と記載し、配管３の周方向すなわちプローブ１０の周方向を単に「周方向」と記載し、配管３の径方向すなわちプローブ１０の径方向を単に「径方向」と記載する。
The
ケーブル送り装置１２は、ケーブル８を送り出すことでケーブル８及びプローブ１０を配管３の内部に送り込み、ケーブル８を巻き戻すことでケーブル８及びプローブ１０を配管３の内部から回収するように構成されている。
The
制御装置５は、制御部６、波形データ取得部２４及び解析部２６を含む。
制御部６は、ケーブル送り装置１２及びモータ１８を制御して、ケーブル８を配管３の内部で移動させるとともにセンサホルダ１６を配管３の軸線の周りに回転させる。制御部６は、ケーブル送り装置１２におけるケーブル８の送り量を制御することにより、軸方向における複数の超音波センサ１４の各々の位置を制御し、モータ１８の回転を制御することにより周方向における複数の超音波センサ１４の各々の位置を制御する。制御部６は、複数の超音波センサ１４の各々を配管３の軸線Ｌの周りに螺旋状の軌道に沿って移動させることにより、複数の超音波センサ１４の各々の検査範囲を軸線Ｌの周りに螺旋状の軌道に沿って移動させる（図２参照）。
The
The
図３に示すように、波形データ取得部２４は、軸方向の各位置における周方向の各位置について、複数の超音波センサ１４の各々から超音波波形の波形データを取得する。すなわち、波形データ取得部２４は、上記螺旋状の軌道の各位置について、軸方向における所定のピッチｄ１及び周方向における所定のピッチｄ２で、複数の超音波センサ１４の各々から超音波波形の波形データを取得する。ここで、軸方向のピッチｄ１と周方向のピッチｄ２とは異なっていてもよい。波形データ取得部２４は、上記螺旋状の軌道の各位置について、軸方向の位置と周方向の位置とに紐付けられた波形データを取得する。
As shown in FIG. 3 , the waveform
解析部２６は、波形データ取得部２４によって複数の超音波センサ１４の各々から取得した軸方向の各位置における周方向の各位置についての波形データに基づいて、配管３の状態を解析する。解析部２６の機能の詳細については後述する。
The
上記超音波検査装置４によれば、ケーブル８に取り付けられたプローブ１０を配管３の内部で移動させながらセンサホルダ１６をモータ１８で回転させることにより、軸方向の各位置における周方向の各位置について複数の超音波センサ１４の各々からの超音波を用いた検査を行うことができる。このため、複数の超音波センサ１４の各々の配置や特性（例えば焦点距離等）等に応じて配管３の状態について多様な検査を行うことができる。
According to the ultrasonic inspection apparatus 4, by rotating the
（プローブの構成例）
図４は、図１に示した超音波検査装置４に適用可能なプローブ１０の一例を示す概略断面図である。幾つかの実施形態では、上述した配管の検査装置１のプローブ１０は、図４に示されるような、配管３を検査する際に複数の超音波センサ１４をプローブ１０の周方向に沿って回転させるように構成されたヘリカルスキャン式プローブ１０からなる。以下、プローブ１０の軸方向において配管３に先に挿入される側を前方側と定義し、上記前方側とは反対側を後方側と定義する。
(Probe configuration example)
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a
プローブ（ヘリカルスキャン式プローブ）１０は、図４に示されるように、超音波の発信と受信が可能な複数の超音波センサ１４と、複数の超音波センサ１４を保持するセンサホルダ１６と、センサホルダ１６を回転させるためのモータ１８と、モータ１８が発生させた回転力をセンサホルダ１６に伝達するように構成された回転力伝達装置６５と、を含む。
As shown in FIG. 4, the probe (helical scan type probe) 10 includes a plurality of
複数の超音波センサ１４の各々は、水浸超音波法（水浸ＵＴ）に用いられる水浸探触子であり、該水浸探触子は、受信部と発信部が１つになった一振動子探触子であって、圧電振動子を含む一振動子探触子である。超音波検査システム２は、複数の超音波センサ１４の各圧電振動子に送信信号を供給するパルサー（不図示）と、複数の超音波センサ１４の各圧電振動子から受信信号を入力するレシーバ（不図示）と、をさらに含む。
Each of the plurality of
回転力伝達装置６５は、センサホルダ１６とモータ１８との間に設けられたスリップリング６６と、スリップリング６６（具体的には、リング部６６１）を回転可能に収容するスリップリング収容部６７と、を有する。スリップリング６６は、図４に示されるように、少なくとも１つのリング部６６１と、少なくとも１つのブラシ部６６２と、を含み、リング部６６１とブラシ部６６２の間で電力（動力）と電気通信信号を伝達するように構成されている。具体的には、リング部６６１は、回転力伝達装置６５のモータ１８の回転力を伝達するための回転力伝達軸部６５１が挿通した状態で回転力伝達軸部６５１に固定される。リング部６６１は、電源ケーブル６６３及び信号ケーブル６６４を介して制御装置５と電気的に接続されている。ブラシ部６６２は、スリップリング６６を収容するスリップリング収容部６７に固定されている。ブラシ部６６２は、回転するリング部６６１上を滑ることで、リング部６６１が回転しても回転しないようになっている。ブラシ部６６２は、信号ケーブル（不図示）を介して複数の超音波センサ１４の各圧電振動子と電気的に接続されている。
The rotational
幾つかの実施形態では、上述した配管の検査装置１の回転力伝達装置６５は、図４に示されるように、スリップリング６６の前方側に接続された第１のフレキシブルシャフト６８と、スリップリング６６よりも前方側においてスリップリング収容部６７と第１のフレキシブルシャフト６８との間をシールする少なくとも１つのシール部材６９と、をさらに有する。第１のフレキシブルシャフト６８は、可撓性を有する。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, the rotational
図示される実施形態では、スリップリング収容部６７は、スリップリング６６の前方側に突出して第１のフレキシブルシャフト６８の後方端部の外周側を覆う前方側突出部６７１を有する。上述した少なくとも１つのシール部材６９は、前方側突出部６７１と第１のフレキシブルシャフト６８との間に配置されて、前方側突出部６７１と第１のフレキシブルシャフト６８との間をシールする。図８に示される実施形態では、少なくとも１つのシール部材６９は、少なくとも１つのＯリング６９Ａ、又は少なくとも１つ（図示例では二つ）のオムニシール（登録商標）６９Ｂの少なくとも一方を含む。
In the illustrated embodiment, the slip ring accommodating portion 67 has a forward protrusion 671 that protrudes forward from the
上記の構成によれば、少なくとも１つのシール部材６９により、スリップリング６６よりも前方側においてスリップリング収容部６７と第１のフレキシブルシャフト６８との間をシールすることで、スリップリング６６などに配管２内の水（流体）が悪影響を及ぼすことを抑制できる。
According to the above configuration, the at least one seal member 69 seals between the slip ring accommodating portion 67 and the first
幾つかの実施形態では、上述したプローブ（ヘリカルスキャン式プローブ）１０は、図４に示されるように、センサホルダ１６における複数のセンサ１４よりも前方側においてセンサホルダ１６に対して回転可能に構成された前方側支持部７０と、前方側支持部７０の外周面７０１に設けられた前方側ブラシ部７１と、センサホルダ１６における複数のセンサ１４よりも後方側においてセンサホルダ１６に対して回転可能に構成された後方側支持部７２と、後方側支持部７２の外周面７２１に設けられた後方側ブラシ部７３と、をさらに含む。
In some embodiments, the probe (helical scan probe) 10 described above is configured to be rotatable with respect to the
前方側ブラシ部７１は、前方側支持部７０の外周面７０１に植設されてセンサホルダ１６の軸線ＬＢに対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群７１１を含む。後方側ブラシ部７３は、後方側支持部７２の外周面７２１に植設されてセンサホルダ１６の軸線ＬＢに対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群７３１を含む。
The
図示される実施形態では、センサホルダ１６は、複数のセンサ１４が取り付けられた中央部１６１と、中央部１６１よりも前方側に突出する中央部１６１よりも小径の前方側小径部１６２と、中央部１６１よりも後方側に突出する中央部１６１よりも小径の後方側小径部１６３と、を含む。プローブ１０は、少なくとも１つ（図示例では、二つ）の前方側軸受７０２と、少なくとも１つ（図示例では、二つ）の後方側軸受７２２と、をさらに含む。少なくとも１つの前方側軸受７０２及び少なくとも１つの後方側軸受７２２の各々は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に設けられた複数の転動体と、を有する。
In the illustrated embodiment, the
少なくとも１つの前方側軸受７０２は、前方側支持部７０と前方側小径部１６２との間に設けられて、外輪が前方側支持部７０に支持され、内輪が前方側小径部１６２に支持される。これにより、前方側支持部７０が、前方側小径部１６２（センサホルダ１６）に対して回転自在になっている。少なくとも１つの後方側軸受７２２は、後方側支持部７２と後方側小径部１６３との間に設けられて、外輪が後方側支持部７２に支持され、内輪が後方側小径部１６３に支持される。これにより、後方側支持部７２が、後方側小径部１６３（センサホルダ１６）に対して回転自在になっている。
At least one front side bearing 702 is provided between the front
図５は、図４に示される前方側ブラシ部７１のセンサホルダ１６の軸線ＬＢに対して直交する断面を概略的に示す概略断面図である。複数の毛束群７１１の各々は、図４及び図５に示されるように、センサホルダ１６の軸線方向（プローブ１０の軸方向）及び周方向において互いに離れて配置されている。複数の毛束群７３１の各々は、複数の毛束群７１１の各々と同様に、センサホルダ１６の軸線方向及び周方向において互いに離れて配置されている。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing a cross section orthogonal to the axis LB of the
図示される実施形態では、前方側ブラシ部７１は、前方側支持部７０の外周面７０１に内周面が嵌合する環状部材７１２をさらに含む。後方側ブラシ部７３は、後方側支持部７２の外周面７２１に内周面が嵌合する環状部材７３２をさらに含む。環状部材７１２及び環状部材７３２は、好ましくは金属や強化プラスチックからなる。
In the illustrated embodiment, the
上記の構成によれば、前方側ブラシ部７１の複数の毛束群７１１および後方側ブラシ部７３の複数の毛束群７３１により、プローブ１０を調芯でき、プローブ１０を配管３の中心に保持できる。プローブ１０を配管３の中心に保持することで、プローブ１０と配管３との間の摩擦を低減でき、ケーブル８を送るためにケーブル８に加えられる推力を、ケーブル８の進行方向に進む推進力として効率良く利用できる。これにより、ケーブル８が配管３の内面に引っ掛かることを抑制できるため、プローブ１０の配管３への挿入性を向上できる。
According to the above configuration, the
また、上記の構成によれば、超音波検査装置４は、センサホルダ１６をケーブル８の周方向に回転させるヘリカルスキャン式プローブ１０を備えるものであるが、前方側ブラシ部７１や後方側ブラシ部７３をセンサホルダ１６に対して回転可能とすることで、センサホルダ１６の回転に関わらず前方側ブラシ部７１や後方側ブラシ部７３によるプローブ１０の調芯機能を発揮できる。
Further, according to the above configuration, the ultrasonic inspection apparatus 4 includes the
幾つかの実施形態では、上述したプローブ（ヘリカルスキャン式プローブ）１０は、センサホルダ１６の後方側に接続された第２のフレキシブルシャフト７４と、第２のフレキシブルシャフト７４を回転可能に収容する第２のフレキシブルシャフト収容部７５と、後方側支持部７２と第２のフレキシブルシャフト収容部７５の間に第２のフレキシブルシャフト７４を囲むように配置された引張ばね（引張コイルばね）７６と、をさらに含む。第２のフレキシブルシャフト７４は、可撓性を有する。
In some embodiments, the probe (helical scan probe) 10 described above includes a second
図示される実施形態では、プローブ１０は、第１のフレキシブルシャフト６８の前方側端部と第２のフレキシブルシャフト７４の後方側端部を接続するカップリング７７と、第２のフレキシブルシャフト収容部７５に支持されて、第２のフレキシブルシャフト７４の後方側端部を回転可能に支持する軸受７８と、をさらに含む。引張ばね７６は、後方側支持部７２と第２のフレキシブルシャフト収容部７５との間が広がろうとしたときに、復元力を生じさせる。
In the illustrated embodiment, the
上記の構成によれば、引張ばね７６により、プローブ１０の過度の撓みを抑制でき、これによってプローブ１０が配管３の内面に引っ掛かることを抑制できるため、プローブ１０の配管３への挿入性を向上できる。
According to the above configuration, the
（複数の超音波センサの配置例）
ここで、図１に示した複数の超音波センサ１４の配置の例について図６及び図７を用いて説明する。
(Example of placement of multiple ultrasonic sensors)
Here, an example of arrangement of the plurality of
図６及び図７は、一実施形態における複数の超音波センサ１４の配置を説明するための図である。複数の超音波センサ１４は、図６に示されるように、プローブ１０の周方向において互いに離れて配置された複数の超音波センサ１４Ａ，１４Ｂを含んでいてもよい。超音波検査システム２は、複数の超音波センサ１４Ａ，１４Ｂの各々が、斜角探傷により自ら発信した超音波の反射波を受信することで、配管３の内面３１に形成された配管３の軸方向に沿って延びる内面割れ３１Ａや、配管３の外面３３に形成された配管３の軸方向に沿って延びる外面割れ３３Ａを検知できる。また、超音波センサ１４Ａ，１４Ｂの各々の出力に基づいて、例えば内面欠陥の位置・エコー感度、外面欠陥の位置・エコー感度、水距離、内面３１のエコー感度、溶接部からの信号等を検知してもよい。
6 and 7 are diagrams for explaining the arrangement of the plurality of
また、複数の超音波センサ１４Ａ、１４Ｂは、一方のセンサ１４Ａが発信した超音波の反射波（腐食部分において減衰・散乱した反射波）を他方のセンサ１４Ｂが受信してもよい。超音波検査システム２は、他方のセンサ１４Ｂが受信した受信信号の変化を取得することで、複数の超音波センサ１４における受信信号の感度補正や、超音波ピッチキャッチ法を用いた内面割れ３１Ａや外面割れ３３Ａの割れ深さの測定が可能となる。
Further, with the plurality of
また、複数の超音波センサ１４は、図７に示されるように、プローブ１０の軸方向において互いに離れて配置された複数の超音波センサ１４Ｃ，１４Ｄをさらに含んでいてもよい。超音波検査システム２は、複数の超音波センサ１４Ｃ，１４Ｄの各々が、斜角探傷により自ら発信した超音波の反射波を受信することで、配管３の内面３１に形成された配管３の周方向に沿って延びる内面割れ３１Ｂや、配管３の外面３３に形成された配管３の周方向に沿って延びる外面割れ３３Ｂを検知できる。
Moreover, the plurality of
また、複数の超音波センサ１４Ｃ、１４Ｄは、一方のセンサ１４Ｃが発信した超音波の反射波（腐食部分において減衰・散乱した反射波）を他方のセンサ１４Ｄが受信してもよい。超音波検査システム２は、他方のセンサ１４Ｄが受信した受信信号の変化を取得することで、配管３の外面減肉の検知や、超音波ピッチキャッチ法を用いた内面割れ３１Ｂや外面割れ３３Ｂの割れ深さの測定が可能となる。
Further, the
複数の超音波センサ１４は、図７に示されるように、垂直探傷法により自ら発信した超音波の反射波を受信する超音波センサ１４Ｅをさらに含んでいてもよい。超音波検査システム２は、超音波センサ１４Ｅによって配管３の内面３１に対して垂直な方向に沿って超音波を発信して配管３の肉厚を測定することで、配管３の内面減肉（内面に凹部等が形成されることにより肉厚が小さくなった部分）の検知が可能となる。また、超音波センサ１４Ｅの出力に基づいて、例えば肉厚、水距離、内面３１の凹み量、内面３１のエコー感度、外面３３のエコー感度、エコーの減衰量等を検知してもよい。
The plurality of
（ライフル管を超音波検査装置で検査する場合に生じる課題）
ここで、配管３としてのライフル管３Ａを水浸式の超音波検査装置で検査する場合に生じる課題について図８～図１０を用いて説明する。
図８は、ライフル管３Ａの内面３１の段差Ｓ１２が超音波検査に与える影響を説明するための図であり、ライフル管３Ａにおける軸方向と直交する断面の一部を周方向に展開して示している。図９は、図８の周方向における位置（ａ）での超音波センサの出力信号（超音波波形）を示す図である。図１０は、図８の周方向における位置（ｃ）での超音波センサの出力信号（超音波波形）を示す図である。
(Problems that occur when inspecting rifle tubes with an ultrasonic inspection device)
Here, problems that occur when inspecting the
FIG. 8 is a diagram for explaining the effect of the step S12 on the
図８に示すように、ライフル管３Ａは、ライフル管３Ａの内面３１から突出して軸方向に向かうにつれて周方向に捻じれる少なくとも１つ（図示例では、複数）の螺旋リブ３１１を有する。ライフル管３Ａの内面３１は、谷部Ｓ１と、谷部Ｓ１よりも径方向における内側に突出する山部Ｓ２（螺旋リブ３１１）とを周方向に交互に含んでおり、谷部Ｓ１と山部Ｓ２との境界には段差Ｓ１２が形成されている。
As shown in FIG. 8, the
このようなライフル管３Ａの内面３１に超音波センサ１４から超音波を照射する場合、図８の位置（ａ）では超音波センサ１４による超音波の照射範囲Ｅに谷部Ｓ１のみが含まれるのに対し、図８の位置（ｂ）～（ｄ）の各々では超音波センサ１４による超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれる。
When ultrasonic waves are irradiated from the
図８の位置（ａ）の場合のように超音波の照射範囲Ｅに谷部Ｓ１のみが含まれて段差Ｓ１２が含まれない場合には、図９に示すように、超音波センサ１４から出力される超音波波形から、谷部Ｓ１から反射された超音波であるＳ１波とライフル管３Ａの外面３３から反射された超音波であるＢ１波を適切に検出することができる。このため、位置（ａ）では、超音波センサ１４から谷部Ｓ１までの水距離を、超音波センサ１４が超音波を出してからＳ１波が検出されるまでの時間ｔＳ１に基づいて適切に算出することができ、ライフル管３Ａの肉厚を、Ｓ１波が検出されてからＢ１波が検出されるまでの時間ｔＢ１に基づいて適切に算出することができる。なお、上記時間ｔＳ１は、例えば超音波センサ１４が超音波を出してから超音波センサ１４によって検出される超音波のエコー高さが閾値Ｈ１を超えるまでの時間であってもよい。また、上記時間ｔＢ１は、例えば超音波センサ１４によって検出される超音波のエコー高さが閾値Ｈ１を超えてから閾値Ｈ２を超えるまでの時間であってもよい。
When the irradiation range E of ultrasonic waves includes only the trough S1 and does not include the step S12 as in the case of position (a) in FIG. 8, as shown in FIG. The S1 wave, which is the ultrasonic wave reflected from the trough S1, and the B1 wave, which is the ultrasonic wave reflected from the
図８の位置（ｂ）～位置（ｄ）の場合のように超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれる場合には、例えば図１０に示すように、超音波センサ１４から出力される超音波波形には、Ｓ１波、Ｂ１波及び山部Ｓ２から反射された超音波であるＳ２波が含まれる。この場合、ライフル管３Ａの肉厚を、誤ってＳ１波とＳ２波との時間差に基づいて算出してしまう可能性がある。したがって、超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれる場合には、肉厚の計測データとして誤データが出力されることがある。
When the ultrasonic irradiation range E includes a step S12 as in the case of positions (b) to (d) in FIG. 8, for example, as shown in FIG. The sound wave waveform includes an S1 wave, a B1 wave, and an S2 wave which is an ultrasonic wave reflected from the peak S2. In this case, there is a possibility that the wall thickness of the
以下では、上述した誤データの出力に係る課題を解決するための構成及び検査方法について説明する。 In the following, a configuration and an inspection method for solving the problem of outputting erroneous data described above will be described.
（複数の超音波センサの構成例）
幾つかの実施形態では、例えば図１等に示した超音波検査装置４の複数の超音波センサ１４は、焦点距離（焦点深度）が互いに異なる複数の超音波センサ１４を含む。具体的には、例えば図１１～図１３に示すように、超音波検査装置４の複数の超音波センサ１４は、内面用超音波センサ１４１、中間超音波センサ１４２及び外面用超音波センサ１４３を含む。
(Configuration example of multiple ultrasonic sensors)
In some embodiments, for example, the
図１１に示すように、内面用超音波センサ１４１は、ライフル管３Ａの内面３１側（例えばライフル管３Ａの厚さ方向における谷部Ｓ１と外面３３との中央位置Ｐ１よりも内面３１側）の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ１（焦点深度）を有する。内面用超音波センサ１４１は、好ましくは、ライフル管３Ａの内面３１の位置（例えばライフル管３Ａの内面３１における谷部Ｓ１の位置）に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ１を有する。
As shown in FIG. 11, the inner surface
図１２に示すように、中間超音波センサ１４２は、内面用超音波センサ１４１の焦点距離Ｆ１と外面用超音波センサ１４３の焦点距離Ｆ３の間の焦点距離Ｆ２を有する。中間超音波センサ１４２は、ライフル管３Ａの厚さ方向においてライフル管３Ａの内面３１と外面３３との間の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ２を有する。
As shown in FIG. 12 , the intermediate
図１３に示すように、外面用超音波センサ１４３は、ライフル管３Ａの外面３３側（例えばライフル管３Ａの厚さ方向における谷部Ｓ１と外面３３との中央位置Ｐ１よりも外面３３側）の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離（焦点深度）を有する。外面用超音波センサ１４３は、好ましくは、ライフル管３Ａの外面３３の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ３を有する。
As shown in FIG. 13, the outer surface
（各超音波センサから得られる超音波波形の例）
図１４は、内面用超音波センサ１４１の出力信号（超音波波形）の一例を示す図であり、図１１において超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれるような位置に内面用超音波センサ１４１があるときの内面用超音波センサ１４１の出力信号を示している。
(Example of ultrasonic waveform obtained from each ultrasonic sensor)
FIG. 14 is a diagram showing an example of the output signal (ultrasonic waveform) of the inner surface
図１４に示すように、内面用超音波センサ１４１の超音波波形では、超音波の照射範囲Ｅ（図１１参照）に段差Ｓ１２が含まれていても、Ｓ１波及びＳ２波のうち一方（図示する例ではＳ２波）のエコー高さは他方（図示する例ではＳ１波）のエコー高さ及びＢ１波のエコー高さの各々よりも十分に小さくなる。これは、内面用超音波センサ１４１から照射された超音波が内面３１の位置において焦点を結ぶように絞られており、段差Ｓ１２の影響を受けにくいためである。このため、内面用超音波センサ１４１が超音波を出してからＳ１波及びＳ２波のうち上記他方を検出するまで（図示する例ではエコー高さが閾値Ｈ１を超えるまで）の時間ｔＳ１に基づいて内面用超音波センサ１４２とライフル管３Ａの内面３１との水距離を精度良く計測することができ、内面３１の形状を精度良く計測することができる。
As shown in FIG. 14, in the ultrasonic wave waveform of the inner surface
図１５は、中間超音波センサ１４２の出力信号（超音波波形）の一例を示す図であり、図１２において超音波の照射範囲Ｅにライフル管３Ａの内面減肉部３４（内面３１に腐食等により形成された局所的な凹部）が含まれるような位置に中間超音波センサ１４２があるときの中間超音波センサ１４２の出力信号を示している。
FIG. 15 is a diagram showing an example of the output signal (ultrasonic waveform) of the intermediate
図１５に示すように、超音波の照射範囲Ｅに内面減肉部３４（図１２参照）が含まれている場合に内面減肉部３４から反射した超音波であるＳ１ａ波が検出されるため、内面減肉部３４の位置におけるライフル管３Ａの肉厚をＢ１波とＳ１ａ波との時間差ｔＢ１（例えばエコー高さが閾値Ｈ１を超えてからその後に閾値Ｈ２を超えるまでの時間差）に基づいて精度良く計測することができる。また、図１２に示す中間超音波センサ１４２は、図１１に示す内面用超音波センサ１４１と比較して焦点距離が大きいため、ライフル管３Ａの肉厚をエコー高さが閾値Ｈ１を超えてからその後に閾値Ｈ２を超えるまでの時間差に基づいて精度良く計測することができる。
As shown in FIG. 15, when the inner surface thinning portion 34 (see FIG. 12) is included in the irradiation range E of the ultrasonic wave, the S1a wave, which is the ultrasonic wave reflected from the inner
図１６は、外面用超音波センサ１４３の出力信号（超音波波形）の一例を示す図であり、図１３において超音波の照射範囲Ｅにライフル管３Ａの外面減肉部３５（内面３１に腐食等により形成された局所的な凹部）が含まれるような位置（図視する例では山部Ｓ２がある周方向位置）に外面用超音波センサ１４３があるときの外面用超音波センサ１４３の出力信号を示している。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the output signal (ultrasonic waveform) of the external
図１６に示すように、超音波の照射範囲Ｅに外面減肉部３５が含まれている場合に外面減肉部３５から反射した超音波としてＢ１波が検出されるため、外面減肉部３５の位置におけるライフル管３Ａの肉厚をＢ１波とＳ１波又はＳ２波との時間差（エコー高さが閾値Ｈ１を超えてからその後に閾値Ｈ２を超えるまでの時間差）に基づいて精度良く計測することができる。
As shown in FIG. 16 , when the outer
（各超音波センサの超音波波形から得られるデータの例）
図１７は、軸方向の各位置における周方向の各位置について、内面用超音波センサ１４１の出力信号（超音波波形）に基づいて計測した内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離を示すライフル管内面データ（水距離データ）である。この内面用超音波センサ１４１は、上述したようにライフル管３Ａの内面３１の位置に超音波の焦点を結ぶような超音波の焦点距離Ｆ１を有する。このため、内面用超音波センサ１４１の出力信号に基づいて計測した水距離データは、上記段差Ｓ１２の影響による誤データを含みにくい。したがって、図１７に示すように、内面用超音波センサ１４１の出力信号に基づいて内面用超音波センサ１４２とライフル管３Ａの内面３１との水距離を示すライフル管内面データを精度良く計測することができ、ライフル管３Ａの内面３１の谷部Ｓ１、山部Ｓ２及びそれらの境界の段差Ｓ１２の位置を精度良く計測することができる。
(Example of data obtained from the ultrasonic waveform of each ultrasonic sensor)
FIG. 17 shows the inner surface
図１８は、軸方向の各位置における周方向の各位置について、中間超音波センサ１４２の出力信号（超音波波形）に基づいて計測したライフル管３Ａの肉厚（残肉厚）を示すライフル管肉厚データである。図１８に示すように、中間超音波センサ１４２の出力信号に基づいてライフル管３Ａの肉厚を計測する場合、谷部Ｓ１、山部Ｓ２及び内面減肉部３４を検出することはできているが、外面減肉部３５を検出することは外面減肉部３５のサイズや形状によっては困難となりやすい。すなわち、中間超音波センサ１４２の出力信号に基づいてライフル管３Ａの肉厚を計測する場合、ライフル管３Ａに内面減肉部３４が形成されている場合であってもライフル管３Ａの肉厚を精度良く計測することができるが、ライフル管３Ａに外面減肉部３５が形成されている場合には、外面減肉部３５の位置におけるライフル管３Ａの肉厚の計測の精度は低下する傾向がある。
FIG. 18 shows the thickness (residual thickness) of the
図１９は、軸方向の各位置における周方向の各位置について、外面用超音波センサ１４３の出力信号（超音波波形）に基づいて計測したライフル管３Ａの肉厚（残肉厚）を示すライフル管肉厚データである。図１９に示すように、外面用超音波センサ１４３の出力信号に基づいてライフル管３Ａの肉厚を計測する場合、外面減肉部３５を精度良く検出することができる一方で、谷部Ｓ１と山部Ｓ２との境界の段差Ｓ１２における疑似信号（上述の誤データ）が検出されやすく、段差Ｓ１２近傍における肉厚の計測の精度は低下する傾向がある。
FIG. 19 shows the thickness (remaining thickness) of the
（複数の超音波センサを用いた肉厚マップの生成方法）
以下では、上述の内面用超音波センサ１４１、中間超音波センサ１４２及び外面用超音波センサ１４３の各々から得られるデータを比較合成してライフル管３Ａの肉厚マップを生成する方法を説明する。
(Method for generating wall thickness map using multiple ultrasonic sensors)
A method of comparing and synthesizing data obtained from each of the inner surface
図２０は、図１に示した制御装置５の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図２１は、軸方向の各位置における周方向の各位置でのライフル管３Ａの肉厚を示す肉厚マップを作成するフローの一例を示す図である。図２１に示すフローの各ステップは、図２０に示した制御装置５によって実行される。
FIG. 20 is a block diagram showing an example of a functional configuration of
図２０に示す制御装置５における制御部６、波形データ取得部２４及び解析部２６の各々の機能の概要は上述した通りであり、重複する説明は省略する。図２０に示す解析部２６は、詳細には、以下で説明する境界位置特定部４０、フィルタリング部４２、肉厚マップ生成部４４及び断面図生成部４６を備える。
The functions of the
図２１に示すように、Ｓ１０１において、解析部２６は、軸方向の各位置における周方向の各位置で内面用超音波センサ１４１から得られる超音波波形の波形データから、軸方向の各位置における周方向の各位置について内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離のデータを採取する。また、Ｓ１０１において、解析部２６は、軸方向の各位置における周方向の各位置で中間超音波センサ１４２から得られる超音波波形の波形データから、軸方向の各位置における周方向の各位置についてライフル管３Ａの肉厚のデータを採取する。また、Ｓ１０１において、解析部２６は、軸方向の各位置における周方向の各位置で外面用超音波センサ１４３から得られる超音波波形の波形データから、軸方向の各位置における周方向の各位置についてライフル管３Ａの肉厚のデータを採取する。
As shown in FIG. 21 , in S101, the
Ｓ１０２において、境界位置特定部４０は、軸方向の各位置における周方向の各位置について採取した内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離のデータから、ライフル管３Ａの内面３１における谷部Ｓ１と山部Ｓ２の境界の位置（段差Ｓ１２の位置）を特定して摘出する。
In S102, the boundary
Ｓ１０３において、フィルタリング部４２は、Ｓ１０１で中間超音波センサ１４２から得られる波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータ（軸方向の各位置における周方向の各位置についての肉厚データ）から、境界位置特定部４０によって摘出された上記境界の位置（段差Ｓ１２の位置）に対応する疑似データをフィルタリング（除去）する。
In S103, the
Ｓ１０４において、フィルタリング部４２は、Ｓ１０１で外面用超音波センサ１４３から得られる波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータ（軸方向の各位置における周方向の各位置についての肉厚データ）から、境界位置特定部４０によって摘出された境界の位置（段差Ｓ１２の位置）に対応するデータをフィルタリング（除去）する。そして、該フィルタリングによって得られたデータ（外面用超音波センサ１４３から得られる波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータから、境界位置特定部４０によって摘出された境界の位置に対応するデータを除去することで得られたデータ）から、ライフル管３Ａの外面３３に形成された外面減肉部３５の位置と外面減肉部３５の位置におけるライフル管３Ａの肉厚とを示す外面減肉部データを摘出する。
In S104, the
Ｓ１０５において、Ｓ１０３のフィルタリングによって得られたデータ（中間超音波センサ１４２から得られる波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータから、境界位置特定部４０によって摘出された境界の位置に対応するデータを除去することで得られたデータ）と、Ｓ１０４で摘出された外面減肉部データとを合成することにより、軸方向の各位置における周方向の各位置についてのライフル管３Ａの肉厚を示す真の肉厚マップ（例えば図２２参照）を肉厚マップ生成部４４が生成する。具体的には、肉厚マップ生成部４４は、Ｓ１０３のフィルタリングによって得られた肉厚のデータに対して、外面減肉部データが示す外面減肉部３５の位置について、外面減肉部データが示す肉厚に置換することにより、上記真の肉厚マップを生成する。図２２に示す真の肉厚マップでは、段差Ｓ１２の位置の誤データが除去されており、内面減肉部３４及び外面減肉部３５を含む各部の肉厚が精度良く示されている。
In S105, from the data obtained by the filtering in S103 (thickness data of the
Ｓ１０６において、Ｓ１０１で採取した軸方向の各位置における周方向の各位置についての内面用超音波センサ１４２とライフル管３Ａの内面３１との水距離のデータと、肉厚マップ生成部４４によって生成した真の肉厚マップと、に基づいて、断面図生成部４６がライフル管３Ａの軸方向に直交する断面図を生成する。また、解析部２６は、上記真の肉厚マップに基づいて、軸方向の位置と、軸方向の各位置におけるライフル管３Ａの肉厚の最小値との関係を示す肉厚グラフ（図２３参照）を生成してもよい。図２４～図２６は、それぞれ、図２３における軸方向位置Ａ～Ｃでのライフル管３Ａの断面図であり、断面図生成部４６によって生成された断面図の例である。上記超音波検査システム２によれば、図２４～図２６に示すように、内面３１に谷部Ｓ１と山部Ｓ２とを有するライフル管３Ａにおいて内面減肉部３４や外面減肉部３５が形成されている場合であっても、内面減肉部３４及び外面減肉部３５を適切に検出してライフル管３Ａの軸方向に直交する断面図を精度良く生成することができる。
In S106, the data of the water distance between the inner surface
ここで、図２１を用いて説明した手法が奏する効果について説明する。
図８等に示したように、ライフル管３Ａの内面３１における谷部Ｓ１と山部Ｓ２の境界には段差Ｓ１２が形成されるため、超音波センサ１４による超音波の照射範囲Ｅに段差Ｓ１２が含まれる場合には、超音波センサ１４から出力される超音波波形には、谷部Ｓ１からの反射波であるＳ１波、山部Ｓ２からの反射波であるＳ２波、ライフル管３Ａの外面３３からの反射波であるＢ１波が含まれる。このため、従来の超音波検査方法では、ライフル管３Ａの肉厚が、誤ってＳ１波とＳ２波との時間差に基づいて計測されてしまう可能性があり、肉厚を精度良く計測することが困難であった。
Here, the effect produced by the method described with reference to FIG. 21 will be described.
As shown in FIG. 8 and the like, a step S12 is formed at the boundary between the trough portion S1 and the peak portion S2 on the
これに対し、図２１に示した手法によれば、内面用超音波センサ１４１から取得した波形データから得られる内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離のデータに基づいて、谷部Ｓ１と山部Ｓ２との境界の位置（段差Ｓ１２の位置）を境界位置特定部４０で特定することができる。このため、中間超音波センサ１４２から取得した波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータから、境界位置特定部４０によって特定された境界の位置に対応するデータをフィルタリング部４２で除去して、ライフル管３Ａの肉厚を精度良く計測することができる。さらに、ライフル管３Ａの外面３３の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサ１４３を用いて外面減肉部３５の肉厚データを精度良く計測できるため、フィルタリング部４２のフィルタリングによって得られたデータ（中間超音波センサ１４２から得られる波形データから採取したライフル管３Ａの肉厚のデータから、境界位置特定部４０によって摘出された境界の位置に対応するデータを除去することで得られたデータ）と、外面用超音波センサ１４３から取得した波形データから得られる上述の外面減肉部データとを合成することにより、ライフル管３Ａについて精度の良い真の肉厚マップ（例えば図２３参照）を生成することができる。
On the other hand, according to the method shown in FIG. 21, based on the water distance data between the inner surface
また、断面図生成部４６により、内面用超音波センサ１４１とライフル管３Ａの内面３１との水距離のデータと上記真の肉厚マップとに基づいて、ライフル管３Ａの精度の良い断面図（例えば図２４～図２６参照）を生成することができる。
Further, the cross-sectional
なお、上述した制御装置５を実現するハードウェア構成は特に限定されないが、例えば図２７に示すように、制御装置５は、プロセッサ５２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５４、ＨＤＤ （Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）５５、入力Ｉ／Ｆ５６、及び出力Ｉ／Ｆ５７を含み、これらがバス５８を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成されてもよい。この場合、制御装置５は、制御装置５の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成されてもよい。制御装置５における各部の機能は、例えばＲＯＭ５４に保持されるプログラムをＲＡＭ５３にロードしてプロセッサ５２で実行するとともに、ＲＡＭ５３やＲＯＭ５４におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現されてもよい。なお、制御装置５のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせ等を含んでいてもよい。また、制御装置５の各機能部は、１箇所に集約したハードウェア構成により実現されてもよいし、複数箇所に分散したハードウェア構成により実現されてもよい。
Although the hardware configuration for realizing the
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications of the above-described embodiments and modes in which these modes are combined as appropriate.
例えば、上述した実施形態では、配管３の一例としてライフル管３Ａを例示したが、上述した超音波検査システム２は、ライフル管３Ａに限らず、スムース管、二重管、肉盛り管、スタッド管等の検査に適用可能である。
For example, in the embodiment described above, the rifled
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。 The contents described in each of the above embodiments are understood as follows, for example.
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る超音波検査装置（例えば上述の超音波検査装置４）は、
配管（例えば上述の配管３、ライフル管３Ａ）を超音波によって検査するための超音波検査装置であって、
ケーブル（例えば上述のケーブル８）と、
複数の超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４１，１４２，１４３）と、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダ（例えば上述のセンサホルダ１６）と、モータ（例えば上述のモータ１８）と、、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置（例えば上述の回転力伝達装置６５）と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブ（例えば上述のプローブ１０）と、
を備える。
(1) An ultrasonic inspection apparatus according to at least one embodiment of the present disclosure (for example, the ultrasonic inspection apparatus 4 described above)
An ultrasonic inspection apparatus for ultrasonically inspecting piping (for example, the above-described
a cable (
A plurality of ultrasonic sensors (for example, the plurality of
Prepare.
上記（１）に記載の超音波検査装置によれば、ケーブルに取り付けられたプローブを配管の内部で移動させながらセンサホルダをモータで回転させることにより、配管の軸方向の各位置における配管の周方向の各位置について複数の超音波センサの各々からの超音波を用いた検査を行うことができる。このため、複数の超音波センサの各々の配置や特性（例えば焦点距離等）等に応じて配管の状態について多様な検査を行うことができる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (1) above, by rotating the sensor holder with a motor while moving the probe attached to the cable inside the pipe, the circumference of the pipe at each position in the axial direction of the pipe is measured. Each position in the direction can be inspected using ultrasonic waves from each of the plurality of ultrasonic sensors. Therefore, various inspections can be performed on the state of the pipe according to the arrangement and characteristics (for example, focal length, etc.) of each of the plurality of ultrasonic sensors.
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の超音波検査装置において、
前記回転力伝達装置は、前記センサホルダと前記モータとの間に設けられたスリップリング（例えば上述のスリップリング６６）を含む。
(2) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus described in (1) above,
The rotational force transmission device includes a slip ring (eg,
上記（２）に記載の超音波検査装置によれば、センサホルダを介して複数の超音波センサを回転させつつ複数の超音波センサとの電気的な接続を実現することができる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (2) above, it is possible to realize electrical connection with a plurality of ultrasonic sensors while rotating the plurality of ultrasonic sensors via the sensor holder.
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の超音波検査装置において、
前記回転力伝達装置は、
前記スリップリングを回転可能に収容するスリップリング収容部（例えば上述のスリップリング収容部６７）と、
前記スリップリングの前方側に接続された第１のフレキシブルシャフト（例えば上述の第１のフレキシブルシャフト６８）と、
前記スリップリングよりも前方側において前記スリップリング収容部と前記第１のフレキシブルシャフトとの間をシールする少なくとも１つのシール部材（例えば上述のシール部材６９）と、をさらに含む。
(3) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus described in (2) above,
The rotational force transmission device is
a slip ring accommodating portion (for example, the slip ring accommodating portion 67 described above) that rotatably accommodates the slip ring;
a first flexible shaft (e.g., the first
and at least one seal member (for example, the seal member 69 described above) that seals between the slip ring housing portion and the first flexible shaft on the front side of the slip ring.
上記（３）に記載の超音波検査装置によれば、少なくとも１つのシール部材により、スリップリングよりも前方側においてスリップリング収容部と第１のフレキシブルシャフトとの間をシールすることで、スリップリングなどに配管内の流体が悪影響を及ぼすことを抑制できる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (3) above, the at least one seal member seals between the slip ring accommodating portion and the first flexible shaft on the front side of the slip ring, so that the slip ring For example, it is possible to suppress the fluid in the pipe from having an adverse effect.
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）に記載の超音波検査装置において、
前記プローブは、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも前方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された前方側支持部（例えば上述の前方側支持部７０）と、
前記前方側支持部の外周面に設けられた前方側ブラシ部（例えば上述の前方側ブラシ部７１）であって、前記前方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群（例えば上述の毛束群７１１）を含む前方側ブラシ部と、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部（例えば上述の後方側支持部７２）と、
前記後方側支持部の外周面に設けられた後方側ブラシ部であって、前記後方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの前記軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群（例えば上述の毛束群７３１）を含む後方側ブラシ部（例えば上述の後方側ブラシ部７３）と、をさらに含む。
(4) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to (2) or (3) above,
The probe is
a front side support portion (for example, the front
A front-side brush portion (for example, the front-
a rear side support portion (for example, the above-mentioned rear side support portion 72) configured to be rotatable with respect to the sensor holder on the rear side of the plurality of ultrasonic sensors in the sensor holder;
A rear-side brush portion provided on the outer peripheral surface of the rear-side support portion, which is embedded in the outer peripheral surface of the rear-side support portion and extends along a direction perpendicular to the axis of the sensor holder. a rear side brush portion (eg, the above-described rear side brush portion 73) including a plurality of existing tuft groups (eg, the above-described bristle tuft group 731).
上記（４）に記載の超音波検査装置によれば、前方側ブラシ部の複数の毛束群および後方側ブラシ部の複数の毛束群により、プローブを調芯でき、プローブを配管の中心に保持できる。プローブを配管の中心に保持することで、プローブと配管との間の摩擦を低減でき、ケーブルを送るためにケーブルに加えられる推力を、ケーブルの進行方向に進む推進力として効率良く利用できる。これにより、ケーブルが配管の内面に引っ掛かることを抑制できるため、プローブの配管への挿入性を向上できる。
また、上記（４）の構成によれば、超音波検査装置は、センサホルダをケーブルの周方向に回転させるヘリカルスキャン式のプローブを備えるものであるが、前方側ブラシ部や後方側ブラシ部をセンサホルダに対して回転可能とすることで、センサホルダの回転に関わらず前方側ブラシ部や後方側ブラシ部によるプローブの調芯機能を発揮できる。
According to the ultrasonic inspection apparatus described in (4) above, the probe can be aligned by the plurality of tuft groups of the front side brush portion and the plurality of tuft groups of the rear side brush portion, and the probe can be positioned at the center of the pipe. can hold. By holding the probe in the center of the pipe, the friction between the probe and the pipe can be reduced, and the thrust applied to the cable for sending the cable can be efficiently used as the driving force for advancing the cable in the traveling direction. As a result, it is possible to suppress the cable from being caught on the inner surface of the pipe, so that it is possible to improve the insertability of the probe into the pipe.
Further, according to the above configuration (4), the ultrasonic inspection apparatus includes a helical scan probe that rotates the sensor holder in the circumferential direction of the cable. By making it rotatable with respect to the sensor holder, the function of aligning the probe by the front side brush portion and the rear side brush portion can be exhibited regardless of the rotation of the sensor holder.
（５）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（４）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記プローブは、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部（例えば上述の後方側支持部７２）と、
前記センサホルダの後方側に接続された第２のフレキシブルシャフト（例えば上述の第２のフレキシブルシャフト７４）と、
前記第２のフレキシブルシャフトを回転可能に収容する第２のフレキシブルシャフト収容部（例えば上述の第２のフレキシブルシャフト収容部７５）と、
前記後方側支持部と前記第２のフレキシブルシャフト収容部の間に前記第２のフレキシブルシャフトを囲むように配置された引張ばね（例えば上述の引張ばね７６）と、をさらに含む。
(5) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to any one of (2) to (4) above,
The probe is
a rear side support portion (for example, the above-mentioned rear side support portion 72) configured to be rotatable with respect to the sensor holder on the rear side of the plurality of ultrasonic sensors in the sensor holder;
a second flexible shaft (for example, the second
a second flexible shaft accommodating portion (for example, the second flexible
A tension spring (for example, the
上記（５）に記載の超音波検査装置によれば、引張ばねにより、プローブの過度の撓みを抑制でき、これによってプローブが配管の内面に引っ掛かることを抑制できるため、プローブの配管への挿入性を向上できる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (5) above, the tension spring can suppress excessive deflection of the probe, thereby suppressing the probe from being caught on the inner surface of the pipe, so that the probe can be inserted into the pipe. can be improved.
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記複数の超音波センサは、前記プローブの周方向において互いに離れて配置された複数の第１超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４Ａ，１４Ｂ）を含む。
(6) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to any one of (1) to (5) above,
The plurality of ultrasonic sensors include a plurality of first ultrasonic sensors (for example, the plurality of
上記（６）に記載の超音波検査装置によれば、複数の第１超音波センサの各々が、斜角探傷により自ら発信した超音波の反射波を受信することで、配管の内面に形成された配管の軸方向に沿って延びる内面割れや、配管の外面に形成された配管の軸方向に沿って延びる外面割れを検知できる。また、複数の第１超音波センサは、一方のセンサが発信した超音波の反射波（腐食部分において減衰・散乱した反射波）を他方のセンサが受信してもよい。この場合、他方のセンサが受信した受信信号の変化を取得することで、複数の超音波センサにおける受信信号の感度補正や、超音波ピッチキャッチ法を用いた内面割れや外面割れの割れ深さの測定が可能となる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (6) above, each of the plurality of first ultrasonic sensors receives a reflected wave of an ultrasonic wave that is self-transmitted by oblique flaw detection, and is formed on the inner surface of the pipe. It is possible to detect an inner surface crack extending along the axial direction of the pipe and an outer surface crack extending along the axial direction of the pipe formed on the outer surface of the pipe. Further, among the plurality of first ultrasonic sensors, the other sensor may receive a reflected wave of an ultrasonic wave transmitted by one sensor (a reflected wave that has been attenuated and scattered in the corroded portion). In this case, by acquiring the change in the received signal received by the other sensor, it is possible to correct the sensitivity of the received signal in a plurality of ultrasonic sensors and detect the crack depth of inner and outer surface cracks using the ultrasonic pitch catch method. measurement becomes possible.
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記複数の超音波センサは、前記プローブの軸方向において互いに離れて配置された複数の第２超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４Ｃ，１４Ｄ）を含む。
(7) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to any one of (1) to (6) above,
The plurality of ultrasonic sensors includes a plurality of second ultrasonic sensors (for example, the plurality of
上記（７）に記載の超音波検査装置によれば、複数の第２超音波センサの各々が、斜角探傷により自ら発信した超音波の反射波を受信することで、配管の内面に形成された配管の周方向に沿って延びる内面割れや、配管の外面に形成された配管の周方向に沿って延びる外面割れを検知できる。また、複数の第２超音波センサは、一方のセンサが発信した超音波の反射波（腐食部分において減衰・散乱した反射波）を他方のセンサが受信してもよい。この場合、他方のセンサが受信した受信信号の変化を取得することで、配管の外面減肉の検知や、超音波ピッチキャッチ法を用いた内面割れや外面割れの割れ深さの測定が可能となる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (7) above, each of the plurality of second ultrasonic sensors receives the reflected wave of the ultrasonic wave that it self-transmits by oblique flaw detection, and is formed on the inner surface of the pipe. It is possible to detect an inner surface crack extending along the circumferential direction of the pipe and an outer surface crack extending along the circumferential direction of the pipe formed on the outer surface of the pipe. Further, among the plurality of second ultrasonic sensors, the other sensor may receive a reflected wave of an ultrasonic wave transmitted by one sensor (a reflected wave that has been attenuated and scattered in the corroded portion). In this case, by acquiring the change in the received signal received by the other sensor, it is possible to detect thinning of the outer surface of the pipe and measure the crack depth of inner and outer surface cracks using the ultrasonic pitch catch method. Become.
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面に対して垂直な方向に沿って超音波を発信するように構成された第３超音波センサ（例えば上述の超音波センサ１４Ｅ）を含む。
(8) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to any one of (1) to (7) above,
The plurality of ultrasonic sensors includes a third ultrasonic sensor (eg,
上記（８）に記載の超音波検査装置によれば、第３超音波センサによって配管の内面に対して垂直な方向に沿って超音波を発信して配管の肉厚を測定することで、例えば配管の内面減肉部（内面に凹部等が形成されることにより肉厚が小さくなった部分）の検知が可能となる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (8) above, by measuring the thickness of the pipe by transmitting ultrasonic waves along the direction perpendicular to the inner surface of the pipe with the third ultrasonic sensor, for example It is possible to detect the thinned portion of the inner surface of the pipe (the portion where the wall thickness is reduced due to the formation of a concave portion or the like on the inner surface).
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記複数の超音波センサは、焦点距離が互いに異なる複数の超音波センサ（例えば上述の複数の超音波センサ１４１，１４２，１４３）を含む。
(9) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to any one of (1) to (5) above,
The plurality of ultrasonic sensors include a plurality of ultrasonic sensors having different focal lengths (for example, the plurality of
上記（９）に記載の超音波検査装置によれば、焦点距離が互いに異なる複数の超音波センサを用いて、配管の肉厚方向において互いに異なる位置のデータを精度良く取得することができる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (9) above, by using a plurality of ultrasonic sensors having different focal lengths, it is possible to accurately acquire data at different positions in the thickness direction of the pipe.
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記配管はライフル管（例えば上述のライフル管３Ａ）であり、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサ（例えば上述の内面用超音波センサ１４１）と、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２、外面用超音波センサ１４３）とを含む。
(10) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to any one of (9) above,
The pipe is a rifle tube (for example, the
The plurality of ultrasonic sensors include an inner surface ultrasonic sensor (for example, the inner surface
ライフル管の内面における谷部と山部との境界には段差が形成されるため、超音波の照射範囲に段差が含まれる場合には、超音波センサから出力される超音波波形には、谷部からの反射波であるＳ１波、山部からの反射波であるＳ２波、ライフル管の外面からの反射波であるＢ１波が含まれる。このため、従来の超音波検査方法では、ライフル管の肉厚が、誤ってＳ１波とＳ２波との時間差に基づいて計測されてしまう可能性があり、肉厚を精度良く計測することが困難であった。
これに対し、上記（１０）に記載の超音波検査装置によれば、ライフル管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサを用いて、内面用超音波センサとライフル管の内面との水距離を精度良く計測することができる。このため、ライフル管の内面の形状を精度良く計測することができ、内面の段差の位置を特定することができる。したがって、内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサを用いて計測したライフル管の肉厚から内面の段差の位置の誤データを例えば除去等することにより、ライフル管の肉厚を精度良く計測することが可能となる。
Since a step is formed at the boundary between the trough and the peak on the inner surface of the rifle tube, if the range of ultrasonic wave irradiation includes a step, the ultrasonic waveform output from the ultrasonic sensor will have a trough. It includes an S1 wave that is a reflected wave from the tip, an S2 wave that is a reflected wave from the peak, and a B1 wave that is a reflected wave from the outer surface of the rifle tube. For this reason, in the conventional ultrasonic inspection method, the thickness of the rifle tube may be erroneously measured based on the time difference between the S1 wave and the S2 wave, making it difficult to accurately measure the thickness. Met.
On the other hand, according to the ultrasonic inspection apparatus described in (10) above, the inner surface ultrasonic sensor and the inner surface ultrasonic sensor configured to focus on the position on the inner surface side of the rifle tube are used. It is possible to accurately measure the water distance to the inner surface of the rifle tube. Therefore, the shape of the inner surface of the rifle tube can be accurately measured, and the position of the step on the inner surface can be specified. Therefore, by removing, for example, erroneous data on the position of the step on the inner surface from the thickness of the rifle tube measured using at least one ultrasonic sensor having a larger focal length than the ultrasonic sensor for the inner surface, the thickness of the rifle tube It becomes possible to measure the thickness with high accuracy.
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の何れかに記載の超音波検査装置において、
前記少なくとも１つの超音波センサは、前記配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサ（例えば上述の外面用超音波センサ１４３）と、前記内面用超音波センサの焦点距離と前記外面用超音波センサの焦点距離の間の焦点距離を有する中間超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２）とを含む。
(11) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to any one of (10) above,
The at least one ultrasonic sensor includes an external ultrasonic sensor configured to focus on a position on the external surface of the pipe (for example, the external
上記（１１）に記載の超音波検査装置によれば、外面用超音波センサはライフル管の外面減肉部を精度良く検出することができ、中間超音波センサはライフル管の内面減肉部を精度良く検出することができる。したがって、ライフル管が内面減肉部と外面減肉部の両方を含んでいる場合であっても、これらのセンサのデータを用いてライフル管の肉厚を精度良く計測することができる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (11) above, the external ultrasonic sensor can accurately detect the thinned portion on the outer surface of the rifled tube, and the intermediate ultrasonic sensor can detect the thinned portion on the inner surface of the rifled tube. It can be detected with high accuracy. Therefore, even if the rifled tube includes both the inner surface thinned portion and the outer surface thinned portion, the thickness of the rifled tube can be accurately measured using the data of these sensors.
（１２）本開示の一実施形態に係る超音波検査システムは、
上記（１）乃至（１１）の何れかに記載の超音波検査装置と、
前記ケーブルを前記配管の中に送り込むためのケーブル送り装置（例えば上述のケーブル送り装置１２）と、
前記ケーブル送り装置及び前記モータを制御し、前記ケーブルを前記配管の内部で移動させるとともに前記センサホルダを前記配管の軸線の周りに回転させるように構成された制御部（例えば上述の制御部６）と、
を備える。
(12) An ultrasonic inspection system according to an embodiment of the present disclosure,
The ultrasonic inspection apparatus according to any one of (1) to (11) above;
a cable feeding device (e.g.,
A control unit (for example, the
Prepare.
上記（１２）に記載の超音波検査システムによれば、ケーブルに取り付けられたプローブを配管の内部で移動させながらセンサホルダをモータで回転させるように制御部が制御することにより、配管の軸方向の各位置における配管の周方向の各位置について複数の超音波センサの各々からの超音波を用いた検査を行うことができる。このため、複数の超音波センサの各々の配置や特性（例えば焦点距離等）等に応じて配管の状態の多様な検査を行うことができる。 According to the ultrasonic inspection system described in (12) above, the control unit rotates the sensor holder by the motor while moving the probe attached to the cable inside the pipe. can be inspected using ultrasonic waves from each of a plurality of ultrasonic sensors for each position in the circumferential direction of the pipe. Therefore, various inspections of the state of the pipe can be performed according to the arrangement and characteristics (for example, focal length, etc.) of each of the plurality of ultrasonic sensors.
（１３）本開示の一実施形態に係る超音波検査システムは、
上記（１）乃至（１２）の何れかに記載の超音波検査装置と、
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部（例えば上述の波形データ取得部２４）と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部（例えば上述の解析部２６）と、
を備える。
(13) An ultrasonic inspection system according to an embodiment of the present disclosure,
The ultrasonic inspection apparatus according to any one of (1) to (12) above;
A waveform data acquisition unit (for example, the above-described waveform data acquisition unit 24 )and,
Analysis unit (for example, the above-mentioned an analysis unit 26);
Prepare.
上記（１３）に記載の超音波検査装置によれば、複数の超音波センサの各々から取得した配管の軸方向の各位置における配管の周方向の各位置についての波形データに基づいて、配管の状態について多様な検査を行うことができる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (13) above, based on the waveform data for each position in the circumferential direction of the pipe at each position in the axial direction of the pipe acquired from each of the plurality of ultrasonic sensors, A variety of tests can be performed on the condition.
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）に記載の超音波検査装置において、
前記配管はライフル管（例えば上述のライフル管３Ａ）であり、
前記ライフル管の内面は、谷部（例えば上述の谷部Ｓ１）と、谷部よりも前記ライフル管の径方向における内側に突出する山部（例えば上述の山部Ｓ２）とを含み、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサ（例えば上述の内面用超音波センサ１４１）と、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２、外面用超音波センサ１４３）とを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データと、前記少なくとも１つの超音波センサの各々から取得した波形データとに基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について前記配管の肉厚を計測するように構成される。
(14) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to (13) above,
The pipe is a rifle tube (for example, the
The inner surface of the rifle tube includes a trough (for example, the above-mentioned trough S1) and a ridge (for example, the above-mentioned ridge S2) that protrudes radially inwardly of the rifle tube from the trough,
The plurality of ultrasonic sensors include an inner surface ultrasonic sensor (for example, the inner surface
The analysis unit is
Each position in the circumferential direction of the pipe at each position in the axial direction of the pipe based on the waveform data obtained from the inner surface ultrasonic sensor and the waveform data obtained from each of the at least one ultrasonic sensor is configured to measure the wall thickness of the pipe.
ライフル管の内面における谷部と山部との境界には段差が形成されるため、超音波の照射範囲に段差が含まれる場合には、超音波センサから出力される超音波波形には、谷部からの反射波であるＳ１波、山部からの反射波であるＳ２波、ライフル管の外面からの反射波であるＢ１波が含まれる。このため、従来の超音波検査方法では、ライフル管の肉厚が、誤ってＳ１波とＳ２波との時間差に基づいて計測されてしまう可能性があり、肉厚を精度良く計測することが困難であった。
これに対し、上記（１４）に記載の超音波検査装置によれば、ライフル管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサから取得した波形データを用いて、内面用超音波センサとライフル管の内面との水距離を精度良く計測することができる。このため、ライフル管の内面の形状を精度良く計測することができ、内面の段差の位置を特定することができる。したがって、内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサから取得した波形データを用いて計測したライフル管の肉厚から内面の段差の位置の誤データを例えば除去等することにより、ライフル管の肉厚を精度良く計測することが可能となる。
Since a step is formed at the boundary between the trough and the peak on the inner surface of the rifle tube, if the range of ultrasonic wave irradiation includes a step, the ultrasonic waveform output from the ultrasonic sensor will have a trough. It includes an S1 wave that is a reflected wave from the tip, an S2 wave that is a reflected wave from the peak, and a B1 wave that is a reflected wave from the outer surface of the rifle tube. For this reason, in the conventional ultrasonic inspection method, the thickness of the rifle tube may be erroneously measured based on the time difference between the S1 wave and the S2 wave, making it difficult to accurately measure the thickness. Met.
On the other hand, according to the ultrasonic inspection apparatus described in (14) above, the waveform data acquired from the inner surface ultrasonic sensor configured to focus on the position on the inner surface side of the rifle tube is used to detect the inner surface It is possible to accurately measure the water distance between the ultrasonic sensor for use and the inner surface of the rifle tube. Therefore, the shape of the inner surface of the rifle tube can be accurately measured, and the position of the step on the inner surface can be specified. Therefore, by removing, for example, erroneous data on the position of the step on the inner surface from the thickness of the rifle tube measured using the waveform data acquired from at least one ultrasonic sensor having a larger focal length than the ultrasonic sensor for the inner surface , the thickness of the rifle tube can be measured with high accuracy.
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）に記載の超音波検査装置において、
前記少なくとも１つの超音波センサは、前記配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサ（例えば上述の外面用超音波センサ１４３）と、前記内面用超音波センサの焦点距離と前記外面用超音波センサの焦点距離の間の焦点距離を有する中間超音波センサ（例えば上述の中間超音波センサ１４２）とを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータに基づいて、前記山部と前記谷部との境界の位置を特定するように構成された境界位置特定部（例えば上述の境界位置特定部４０）と、
前記中間超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の肉厚のデータから、前記境界位置特定部によって特定された前記境界の位置に対応するデータを除去するように構成されたフィルタリング部（例えば上述のフィルタリング部４２）と、
前記フィルタリング部で前記肉厚のデータから前記境界の位置に対応する前記データを除去することで得られたデータと、前記外面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の外面減肉部の肉厚データと、に基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記配管の肉厚を示す肉厚マップを生成するように構成された肉厚マップ生成部（例えば上述の肉厚マップ生成部４４）と、
を備える。
(15) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to (14) above,
The at least one ultrasonic sensor includes an external ultrasonic sensor configured to focus on a position on the external surface of the pipe (for example, the external
The analysis unit is
Based on the data of the water distance between the inner surface ultrasonic sensor and the inner surface of the rifle tube obtained from the waveform data obtained from the inner surface ultrasonic sensor, the position of the boundary between the peak and the valley is determined. a boundary locator (e.g., the
Filtering configured to remove data corresponding to the position of the boundary identified by the boundary locator from the rifle tube wall thickness data obtained from the waveform data acquired from the intermediate ultrasonic sensor. a section (eg, the
The outer surface of the rifle tube obtained from the data obtained by removing the data corresponding to the position of the boundary from the wall thickness data in the filtering unit, and the waveform data obtained from the outer surface ultrasonic sensor. thickness data of the reduced thickness portion; a thickness map generator (for example, the
Prepare.
上記（１５）に記載の超音波検査装置によれば、内面用超音波センサから取得した波形データから得られる内面用超音波センサとライフル管の内面との水距離のデータに基づいて、谷部と山部との境界の位置を境界位置特定部で特定することができる。このため、中間超音波センサから取得した波形データから採取したライフル管の肉厚のデータから、境界位置特定部によって特定された境界の位置に対応するデータをフィルタリング部で除去して、ライフル管の肉厚を精度良く計測することができる。さらに、配管の外面側の位置に焦点を結ぶように構成された外面用超音波センサを用いて外面減肉部の肉厚データを精度良く計測できるため、フィルタリング部のフィルタリングによって得られたデータ（中間超音波センサから得られる波形データから採取したライフル管の肉厚のデータから、境界位置特定部によって摘出された境界の位置に対応するデータを除去することで得られたデータ）と、外面用超音波センサから取得した波形データから採取したライフル管の外面減肉部の肉厚データとに基づいて、精度の良い肉厚マップを生成することができる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (15) above, based on the data of the water distance between the inner surface ultrasonic sensor and the inner surface of the rifle tube obtained from the waveform data acquired from the inner surface ultrasonic sensor, the valley The position of the boundary between the peak and the peak can be identified by the boundary position identifying unit. For this reason, the data corresponding to the position of the boundary specified by the boundary position specifying unit is removed by the filtering unit from the data on the thickness of the rifle tube collected from the waveform data acquired from the intermediate ultrasonic sensor. The thickness can be measured with high accuracy. Furthermore, since the thickness data of the thinning part on the outer surface can be accurately measured using the outer surface ultrasonic sensor configured to focus on the position on the outer surface side of the pipe, the data obtained by filtering in the filtering unit ( Data obtained by removing the data corresponding to the position of the boundary extracted by the boundary locator from the wall thickness data of the rifle tube collected from the waveform data obtained from the intermediate ultrasonic sensor), and the data for the outer surface A highly accurate thickness map can be generated based on the thickness data of the thinned portion on the outer surface of the rifle tube, which is collected from the waveform data obtained from the ultrasonic sensor.
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１５）に記載の超音波検査装置において、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータと、前記肉厚マップ生成部によって生成した前記肉厚マップとに基づいて、前記配管の断面図を生成するように構成された断面図生成部（例えば上述の断面図生成部４６）を更に備える。
(16) In some embodiments, in the ultrasonic inspection apparatus according to (15) above,
data of the water distance between the inner surface ultrasonic sensor and the inner surface of the rifle tube obtained from the waveform data obtained from the inner surface ultrasonic sensor, and the thickness map generated by the thickness map generation unit; A cross-sectional view generator (eg, the
上記（１６）に記載の超音波検査装置によれば、内面用超音波センサとライフル管の内面との水距離のデータと肉厚マップとに基づいて、ライフル管の精度の良い断面図を生成することができる。 According to the ultrasonic inspection apparatus described in (16) above, an accurate cross-sectional view of the rifle tube is generated based on the data of the water distance between the inner surface ultrasonic sensor and the inner surface of the rifle tube and the wall thickness map. can do.
２ 超音波検査システム
３ 配管
３Ａ ライフル管
４ 超音波検査装置
５ 制御装置
６ 制御部
８ ケーブル
１０ プローブ
１２ ケーブル送り装置
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４１，１４２，１４３ 超音波センサ
１６ センサホルダ
１８ モータ
２０ 位置決め部
２４ 波形データ取得部
２６ 解析部
３１ 内面
３１Ａ，３１Ｂ 内面割れ
３３ 外面
３３Ａ，３３Ｂ 外面割れ
３４ 内面減肉部
３５ 外面減肉部
３１１ 螺旋リブ
４０ 境界位置特定部
４２ フィルタリング部
４４ 肉厚マップ生成部
４６ 断面図生成部
５２ プロセッサ
５３ ＲＡＭ
５４ ＲＯＭ
５５ ＨＤＤ
５６ 入力Ｉ／Ｆ
５７ 出力Ｉ／Ｆ
５８ バス
６５ 回転力伝達装置
６６ スリップリング
６７ スリップリング収容部
６８ 第１のフレキシブルシャフト
６９ シール部材
７０ 前方側支持部
７１ 前方側ブラシ部
７２ 後方側支持部
７３ 後方側ブラシ部
７４ 第２のフレキシブルシャフト
７５ 第２のフレキシブルシャフト収容部
７６ 引張ばね
７７ カップリング
７８ 軸受
Ｅ 照射範囲
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ 焦点距離
Ｈ１，Ｈ２ 閾値
Ｌ 軸線
Ｐ１ 中央位置
Ｓ１ 谷部
Ｓ２ 山部
Ｓ１２ 段差
ｔＢ１，ｔＳ１ 時間
2
54 ROMs
55 HDDs
56 Input I/F
57 Output I/F
58
図１６は、外面用超音波センサ１４３の出力信号（超音波波形）の一例を示す図であり、図１３において超音波の照射範囲Ｅにライフル管３Ａの外面減肉部３５（外面３３に腐食等により形成された局所的な凹部）が含まれるような位置（図視する例では山部Ｓ２がある周方向位置）に外面用超音波センサ１４３があるときの外面用超音波センサ１４３の出力信号を示している。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the output signal (ultrasonic waveform) of the external
Claims (16)
ケーブルと、
複数の超音波センサと、前記複数の超音波センサを保持するセンサホルダと、モータと、前記モータが発生させた回転力を前記センサホルダに伝達するように構成された回転力伝達装置と、を含み、前記ケーブルに取り付けられたプローブと、
を備える、超音波検査装置。 An ultrasonic inspection device for ultrasonically inspecting piping,
a cable;
a plurality of ultrasonic sensors, a sensor holder holding the plurality of ultrasonic sensors, a motor, and a rotational force transmission device configured to transmit a rotational force generated by the motor to the sensor holder. a probe attached to the cable;
An ultrasonic inspection device comprising:
前記スリップリングを回転可能に収容するスリップリング収容部と、
前記スリップリングの前方側に接続された第１のフレキシブルシャフトと、
前記スリップリングよりも前方側において前記スリップリング収容部と前記第１のフレキシブルシャフトとの間をシールする少なくとも１つのシール部材と、をさらに含む、請求項２に記載の超音波検査装置。 The rotational force transmission device is
a slip ring accommodating portion that rotatably accommodates the slip ring;
a first flexible shaft connected to the front side of the slip ring;
3. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 2, further comprising at least one sealing member that seals between the slip ring accommodating portion and the first flexible shaft on the front side of the slip ring.
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも前方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された前方側支持部と、
前記前方側支持部の外周面に設けられた前方側ブラシ部であって、前記前方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群を含む前方側ブラシ部と、
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部と、
前記後方側支持部の外周面に設けられた後方側ブラシ部であって、前記後方側支持部の前記外周面に植設されて前記センサホルダの前記軸線に対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群を含む後方側ブラシ部と、をさらに含む、
請求項２又は３に記載の超音波検査装置。 The probe is
a front side support portion configured to be rotatable with respect to the sensor holder on the front side of the plurality of ultrasonic sensors in the sensor holder;
A front side brush portion provided on the outer peripheral surface of the front side support portion, which is planted on the outer peripheral surface of the front side support portion and extends along a direction perpendicular to the axis of the sensor holder. a front side brush portion including a plurality of hair bundle groups that
a rear side support portion configured to be rotatable with respect to the sensor holder on the rear side of the plurality of ultrasonic sensors in the sensor holder;
A rear-side brush portion provided on the outer peripheral surface of the rear-side support portion, which is embedded in the outer peripheral surface of the rear-side support portion and extends along a direction perpendicular to the axis of the sensor holder. a rear side brush portion including a plurality of tuft groups present,
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 2 or 3.
前記センサホルダにおける前記複数の超音波センサよりも後方側において前記センサホルダに対して回転可能に構成された後方側支持部と、
前記センサホルダの後方側に接続された第２のフレキシブルシャフトと、
前記第２のフレキシブルシャフトを回転可能に収容する第２のフレキシブルシャフト収容部と、
前記後方側支持部と前記第２のフレキシブルシャフト収容部の間に前記第２のフレキシブルシャフトを囲むように配置された引張ばねと、をさらに含む、請求項２乃至４の何れか１項に記載の超音波検査装置。 The probe is
a rear side support portion configured to be rotatable with respect to the sensor holder on the rear side of the plurality of ultrasonic sensors in the sensor holder;
a second flexible shaft connected to the rear side of the sensor holder;
a second flexible shaft accommodating portion that rotatably accommodates the second flexible shaft;
5. The device according to any one of claims 2 to 4, further comprising a tension spring disposed between said rear side support portion and said second flexible shaft accommodating portion so as to surround said second flexible shaft. ultrasound equipment.
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサと、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサとを含む、請求項９に記載の超音波検査装置。 The pipe is a rifled pipe,
The plurality of ultrasonic sensors include an inner surface ultrasonic sensor configured to focus on a position on the inner surface side of the pipe, and at least one ultrasonic sensor having a larger focal length than the inner surface ultrasonic sensor. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 9, comprising:
前記ケーブルを前記配管の中に送り込むためのケーブル送り装置と、
前記ケーブル送り装置及び前記モータを制御し、前記ケーブルを前記配管の内部で移動させるとともに前記センサホルダを前記配管の軸線の周りに回転させるように構成された制御部と、
を備える、超音波検査システム。 An ultrasonic inspection apparatus according to any one of claims 1 to 11;
a cable feeding device for feeding the cable into the pipe;
a controller configured to control the cable feeding device and the motor to move the cable inside the pipe and rotate the sensor holder about the axis of the pipe;
An ultrasound inspection system comprising:
前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について、前記複数の超音波センサの各々から超音波波形の波形データを取得する波形データ取得部と、
前記複数の超音波センサの各々から取得した前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記波形データに基づいて、前記配管の状態を解析する解析部と、
を備える、超音波検査システム。 An ultrasonic inspection apparatus according to any one of claims 1 to 12;
A waveform data acquisition unit that acquires waveform data of an ultrasonic waveform from each of the plurality of ultrasonic sensors for each position in the circumferential direction of the pipe at each position in the axial direction of the pipe;
an analysis unit that analyzes the state of the pipe based on the waveform data for each position in the circumferential direction of the pipe at each position in the axial direction of the pipe acquired from each of the plurality of ultrasonic sensors;
An ultrasound inspection system comprising:
前記ライフル管の内面は、谷部と、前記谷部よりも前記ライフル管の径方向における内側に突出する山部とを含み、
前記複数の超音波センサは、前記配管の内面側の位置に焦点を結ぶように構成された内面用超音波センサと、前記内面用超音波センサよりも焦点距離が大きい少なくとも１つの超音波センサとを含み、
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データと、前記少なくとも１つの超音波センサの各々から取得した波形データとに基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置について前記配管の肉厚を計測するように構成された、請求項１３に記載の超音波検査システム。 The pipe is a rifled pipe,
the inner surface of the rifle tube includes a valley portion and a peak portion that protrudes inward in the radial direction of the rifle tube from the valley portion;
The plurality of ultrasonic sensors include an inner surface ultrasonic sensor configured to focus on a position on the inner surface side of the pipe, and at least one ultrasonic sensor having a larger focal length than the inner surface ultrasonic sensor. including
The analysis unit is
Each position in the circumferential direction of the pipe at each position in the axial direction of the pipe based on the waveform data obtained from the inner surface ultrasonic sensor and the waveform data obtained from each of the at least one ultrasonic sensor 14. The ultrasonic inspection system of claim 13, configured to measure the wall thickness of the piping for .
前記解析部は、
前記内面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記内面用超音波センサと前記ライフル管の内面との水距離のデータに基づいて、前記山部と前記谷部との境界の位置を特定するように構成された境界位置特定部と、
前記中間超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の肉厚のデータから、前記境界位置特定部によって特定された前記境界の位置に対応するデータを除去するように構成されたフィルタリング部と、
前記フィルタリング部で前記肉厚のデータから前記境界の位置に対応する前記データを除去することで得られたデータと、前記外面用超音波センサから取得した前記波形データから得られる前記ライフル管の外面減肉部の肉厚データと、に基づいて、前記配管の軸方向の各位置における前記配管の周方向の各位置についての前記配管の肉厚を示す肉厚マップを生成するように構成された肉厚マップ生成部と、
を備える、請求項１４に記載の超音波検査システム。 The at least one ultrasonic sensor includes an external ultrasonic sensor configured to focus on a position on the outer surface side of the pipe, a focal length of the internal ultrasonic sensor and a focus of the external ultrasonic sensor. an intermediate ultrasonic sensor having a focal length between the distances;
The analysis unit is
Based on the data of the water distance between the inner surface ultrasonic sensor and the inner surface of the rifle tube obtained from the waveform data obtained from the inner surface ultrasonic sensor, the position of the boundary between the peak and the valley is determined. a boundary locator configured to identify;
Filtering configured to remove data corresponding to the position of the boundary identified by the boundary locator from the rifle tube wall thickness data obtained from the waveform data acquired from the intermediate ultrasonic sensor. Department and
The outer surface of the rifle tube obtained from the data obtained by removing the data corresponding to the position of the boundary from the wall thickness data in the filtering unit, and the waveform data obtained from the outer surface ultrasonic sensor. thickness data of the reduced thickness portion; a thickness map generator;
15. The ultrasound inspection system of claim 14, comprising:
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