JP2023104386A - Ultrasonic flaw detecting probe - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、配管の内部に挿入される超音波探傷プローブに関する。 The present disclosure relates to an ultrasonic flaw detection probe that is inserted inside piping.
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。 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.
上記問題を回避するため、ケーブルの先端に取り付けられた超音波探傷プローブ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。特許文献1には、超音波探触子および該超音波探触子からの超音波を反射させる反射鏡を備える超音波探傷プローブが開示されている。
In order to avoid the above problem, an ultrasonic flaw detection probe attached to the tip of a cable is sometimes inserted into the pipe to inspect the pipe from the inside.
超音波探傷プローブには、少なくとも1つの超音波探傷センサを超音波探傷プローブの周方向に回転させる回転駆動機構を備えるヘリカルスキャン式プローブと、複数の超音波探傷センサを超音波探傷プローブの周方向にずれて配置させ、複数の超音波探傷センサを超音波探傷プローブの周方向に回転させる必要がない(上記回転駆動機構を備えない)マルチスキャン式プローブと、がある。 The ultrasonic flaw detection probe includes a helical scan probe equipped with a rotation driving mechanism that rotates at least one ultrasonic flaw detection sensor in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe, and a plurality of ultrasonic flaw detection sensors that rotate in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe. There is a multi-scan probe that does not need to rotate a plurality of ultrasonic flaw detection sensors in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (not provided with the rotation drive mechanism).
ヘリカルスキャン式プローブは、計測ピッチを小さくすることで、検査対象である配管の検査を精度良く実施可能である。マルチスキャン式プローブは、回転駆動機構を備えるヘリカルスキャン式プローブに比べて、配管の検査に係る時間を小さいが、配管の検査精度が劣るため、配管の検査精度の向上が望まれている。 A helical scan probe can accurately inspect a pipe to be inspected by reducing the measurement pitch. A multi-scan probe takes less time to inspect pipes than a helical scan probe that has a rotary drive mechanism, but the accuracy of pipe inspection is inferior, and improvement in the accuracy of pipe inspection is desired.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、配管の検査を精度良く実行可能な超音波探傷プローブを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, it is an object of at least one embodiment of the present invention to provide an ultrasonic flaw detection probe capable of inspecting piping with high accuracy.
本発明の少なくとも一実施形態にかかる超音波探傷プローブは、
配管の内部に挿入される超音波探傷プローブであって、
超音波を送信および受信可能な送受信面を有し、且つ前記超音波探傷プローブの周方向にずれて配置された複数の超音波探傷センサを備え、
前記複数の超音波探傷センサの各々の前記送受信面は、前記超音波探傷プローブの軸線に直交する断面において、前記超音波探傷プローブの前記軸線から離隔する方向に向かって凸状に湾曲する輪郭形状を有し、且つ前記超音波探傷プローブの前記軸線に沿った断面において、前記超音波探傷プローブの前記軸線に向かって凹状に湾曲する輪郭形状を有する。
An ultrasonic flaw detection probe according to at least one embodiment of the present invention comprises
An ultrasonic flaw detection probe inserted inside a pipe,
A plurality of ultrasonic flaw detection sensors having a transmitting/receiving surface capable of transmitting and receiving ultrasonic waves and arranged in a circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe,
The transmission/reception surface of each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors has a contour shape that curves convexly in a direction away from the axis of the ultrasonic flaw detection probe in a cross section perpendicular to the axis of the ultrasonic flaw detection probe. and has a contour shape that curves concavely toward the axis of the ultrasonic flaw detection probe in a cross section along the axis of the ultrasonic flaw detection probe.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、配管の検査を精度良く実行可能な超音波探傷プローブが提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided an ultrasonic flaw detection probe capable of accurately inspecting piping.
以下、添付図面を参照して本発明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、本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。 Several embodiments of the present invention 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 present invention, and are merely illustrative examples. do not have.
(配管の検査システム)
図1は、一実施形態に係る超音波探傷プローブ1を含む配管の検査システム10の構成を概略的に示す概略構成図である。幾つかの実施形態に係る超音波探傷プローブ(以下、プローブ)1は、水浸超音波法(水浸UT)により配管2を検査するために、配管2の内部に挿入されるものである。プローブ1は、配管の検査システム10に搭載される。
(Piping inspection system)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of a
配管の検査システム10は、ケーブル11と、ケーブル11の一端(前方端)に取り付けられるプローブ1と、ケーブル11の軸線方向に沿って互いに間隔をあけて配置された複数のケーブルガイド12と、配管2の内部にプローブ1及びケーブル11を挿入するための挿入装置13と、プローブ1及び挿入装置13の駆動を制御するための制御装置14と、プローブ1による測定結果(測定データ)を取得するように構成された情報端末装置15と、を含む。
A
配管2の内部には、プローブ1及びケーブル11が挿入される。以下、プローブ1やケーブル11の軸線方向において配管2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。
A
制御装置14及び情報端末装置15の各々は、電子制御ユニットであり、図示しないCPU(プロセッサ)や、ROMやRAMといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置、I/Oインターフェース、通信インターフェースなどからなるマイクロコンピュータとして構成されていてもよい。挿入装置13は、制御装置14から送られたケーブル11の送り量の指示に応じて、ケーブル11を前方側又は後方側に送る機構部を有する。
Each of the
挿入装置13の上記機構部を駆動させることで、ケーブル11が配管2の内部に送り込まれる。プローブ1から制御装置14や情報端末装置15にプローブ1による検査結果(測定結果)を示す信号が送られる。挿入装置13から制御装置14や情報端末装置15にケーブル11の位置(送り量)を示す位置信号が送られる。制御装置14や情報端末装置15は、ケーブル11の位置(送り量)を示す位置信号からプローブ1の位置を取得できる。なお、配管の検査システム10は、人力によりケーブル11を配管2の内部に送り込むような構成にしてもよい。この場合には、配管の検査システム10は、挿入装置13を含んでいなくてもよい。
The
図2は、一実施形態に係る超音波探傷プローブ1の検査対象である配管2の一例を示す概略図である。図3は、一実施形態に係る超音波探傷プローブ1の検査対象である配管2の一例を示す概略断面図である。プローブ1の検査対象である配管2は、図1に示されるように、配管2の内部に内部空間22を画定する内面21と、外面23とを有する。プローブ1による配管2の検査の際には、内部空間22には水などの液体が充満している。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a
検査対象である配管2は、図2に示されるような、配管2の軸線方向(配管の軸線の延在する方向)に沿って湾曲する湾曲部24を有していてもよい。湾曲部24では、配管2の内面21及び外面23が配管2の軸線方向に沿って湾曲している。図2に示される実施形態では、検査対象である配管2は、ボイラの伝熱管を含む。この配管(伝熱管)2は、上端から下端までに亘りU字状に湾曲する湾曲部24と、第1管寄せ25と、第1管寄せ25よりも下方に配置された第2管寄せ26と、湾曲部24の上端から水平方向又は斜め上方に向かって延在する延在部を含み、且つ第1管寄せ25に先端が接続される第1配管27と、湾曲部24の下端から水平方向又は斜め下方に向かって延在する延在部を含み、且つ第2管寄せ26に先端が接続される第2配管28と、を含む。或る実施形態では、プローブ1は、第1管寄せ25又は第2管寄せ26の一方から配管2の内部に挿入されて、湾曲部24を途中で通過して第1管寄せ25又は第2管寄せ26の他方までに亘り検査を実行してもよい。
The
検査対象である配管2は、図3に示されるように、内面21から突出して配管2の軸線方向(配管2の軸線Lの延在方向)に向かうにつれて配管2の周方向に捻じれる少なくとも一つ(図示例では、複数)の螺旋リブ211を有するライフル管であってもよい。なお、検査対象である配管2は、上記湾曲部24を含み、且つ内面21に少なくとも一つの螺旋リブ211を有していてもよい。螺旋リブ211は、図3に示されるような、配管2の軸線Lに直交する断面において、内面21よりも配管2の径方向における内側において配管2の周方向に沿って延在する端面212を有する。
(超音波探傷プローブ)
As shown in FIG. 3, the
(Ultrasonic flaw detection probe)
図4及び図5は、一実施形態に係る超音波探傷プローブ1の測定原理を説明するための説明図である。プローブ1は、配管2を検査する際に複数の超音波探傷センサ(以下、センサ)3をプローブ1の周方向に沿って回転させる必要がないマルチスキャン式プローブからなる。プローブ1は、図4に示されるように、超音波を送信および受信可能な送受信面31を有し、且つプローブ1の周方向にずれて配置された複数のセンサ3(図示例では、1ch~16ch)を備える。送受信面31は、プローブ1の径方向における外側を指向して配置されている。プローブ1が配管2の内部空間22に挿入されたときに、送受信面31と配管2の内面21との間に隙間が設けられる。この隙間には水などの液体が充満している。
4 and 5 are explanatory diagrams for explaining the measurement principle of the ultrasonic
図4に示されるように、複数のセンサ3の各々は、送受信面31からプローブ1の周方向において複数に分割された探傷領域DA(検査領域)のうち、該センサ3が担当する探傷領域(担当探傷領域)DAに超音波を発信し、該探傷領域(担当探傷領域)DAにおいて配管2の内面21や外面23、配管2に形成された欠陥(傷、クラックなど)により反射した超音波を、送受信面31において受信するようになっている。プローブ1の周方向にずれて配置された複数の超音波探傷センサ3により、プローブ1の周方向における全周に亘り配管2の検査が行われる。
As shown in FIG. 4, each of the plurality of
図5に示されるように、プローブ1が測定方向、すなわち配管2の軸線方向(配管2の軸線Lの延在方向)に沿って送られることで、プローブ1の周方向にずれて配置された複数の超音波探傷センサ3の各々の探傷領域(担当探傷領域)DA(図4参照)が上記測定方向に沿って移動する。プローブ1は、配管2の検査する際にセンサ3を回転させる必要がないため、センサ3を回転させる回転機構を有する場合に比べて高速検査を実現できる。
As shown in FIG. 5, the
図6は、一実施形態における超音波探傷センサの概略構成図である。上述した複数のセンサ3の各々は、水浸超音波法(水浸UT)に用いられる水浸探触子からなる。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る。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic flaw detection sensor in one embodiment. Each of the plurality of
図6に示される実施形態では、複数のセンサ3の各々は、上述した送受信面31を有する圧電素子32と、吸音材33と、を含む。複数のセンサ3の各々は、図6に示されるような、圧電素子32を覆う保護膜35をさらに含んでいてもよい。プローブ1は、各々がセンサ3の圧電素子32、吸音材33及び保護膜35を収容する複数のセンサホルダ34を備える。圧電素子32は、センサホルダ34の吸音材33よりも内側(プローブ1の径方向における内側)に収容され、吸音材33の外側面331に貼り付けられる。保護膜35は、センサホルダ34の圧電素子32よりも外側(プローブ1の径方向における外側)に収容される。なお、保護膜35は、一部がセンサホルダ34の外部に突出していてもよい。圧電素子32の外側面321(吸音材33に貼り付けられる面とは圧電素子32の厚さ方向における反対側の面)が上述した送受信面31になっている。
In the embodiment shown in FIG. 6, each of the plurality of
配管の検査システム10は、図6に示されるように、少なくとも1つのパルサーレシーバ37と、複数のセンサ3の各々の圧電素子32と少なくとも1つのパルサーレシーバ37とを電気的に接続する同軸ケーブル36と、を含む。同軸ケーブル36は、一部が上述したケーブル11に収容される。各パルサーレシーバ37は、同軸ケーブル36を介してパルサーレシーバ37から圧電素子32に送信信号を供給するパルサーとしての機能と、同軸ケーブル36を介して圧電素子32からパルサーレシーバ37に受信信号を供給するレシーバとしての機能と、を有する。各パルサーレシーバ37は、少なくとも1つの圧電素子32に電気的に接続される。図示される実施形態では、複数のパルサーレシーバ37(37A、37Bなど)の各々は、制御装置14に搭載されているが、情報端末装置15などの制御装置14以外の機器に搭載されていてもよい。
The
図示される実施形態では、同軸ケーブル36は、送信信号を送る送信機能と受信信号を送る受信機能とが交互に切り替えられている。具体的には、複数のパルサーレシーバ37のうちの一つのパルサーレシーバ37Aのパルサー回路を開き、センサ3の圧電素子32に電圧をかけた(送信信号の送信)後に、上記パルサー回路が閉じられ、パルサーレシーバ37Aのレシーバ回路が開かれる。圧電素子32に電圧をかけることで生じた超音波は、内部空間22に充満した水などの液体、配管2および上記液体を通過した後に圧電素子32に戻る。センサ3の送受信面31から超音波が発信され、配管2の内面21や外面23、配管2に形成された欠陥(傷、クラックなど)により反射した超音波をセンサ3の送受信面31が受信する。
In the illustrated embodiment, the
超音波が圧電素子32に戻ることで新たに生じた電圧をパルサーレシーバ37Aのレシーバ回路が受け取った(受信信号の受信)後に、パルサーレシーバ37Aのレシーバ回路が閉じられ、パルサー回路が開かれる。その後、複数のパルサーレシーバ37のうちのパルサーレシーバ37Aとは異なるパルサーレシーバ37Bが、上記センサ3とは異なるセンサ3に電圧をかけることが行われる。すなわち、複数のパルサーレシーバ37が対応するセンサ3に電圧をかけることが、順々に繰り返し行われる。
After the receiver circuit of the
複数のセンサ3の各々の吸音材33の外側面331は、図6に示されるようなプローブ1の軸線LAに直交する断面において、プローブ1の軸線LAから離隔する方向に向かって凸状に湾曲する凸円弧状に形成されている。複数のセンサ3の各々の圧電素子32は、吸音材33の外側面331に貼り付けられているため、プローブ1の軸線LAに直交する断面において、プローブ1の軸線LAから離隔する方向に向かって凸状に湾曲する凸円弧状に形成されている。複数のセンサ3の各々の送受信面31(圧電素子32の外側面321)は、プローブ1の軸線LAに直交する断面において、プローブ1の軸線LAから離隔する方向に向かって凸状に湾曲する輪郭形状311を有する。このため、複数のセンサ3の各々の送受信面31からは、プローブ1の周方向において広角に広がるように超音波が発信される。図6に示されるように、輪郭形状311を有する送受信面31から発信される超音波は、プローブ1の軸線LAに直交する断面において、配管2の内面21に対して垂直方向に沿って入力される。超音波が広角に広がるとは、プローブ1の径方向における外側に向かうに連れて各センサ3の探傷領域DA(検査領域)が広がることを意味する。
The
図7は、一実施形態における超音波探傷センサを説明するための説明図である。複数のセンサ3の各々の吸音材33の外側面331は、図7に示されるようなプローブ1の軸線LAに沿った断面において、プローブ1の軸線LAに向かって凹状に湾曲する凹円弧状に形成されている。複数のセンサ3の各々の圧電素子32は、吸音材33の外側面331に貼り付けられているため、プローブ1の軸線LAに沿った断面において、プローブ1の軸線LAに向かって凹状に湾曲する凹円弧状に形成されている。複数のセンサ3の各々の送受信面31(圧電素子32の外側面321)は、プローブ1の軸線LAに沿った断面において、プローブ1の軸線LAに向かって凹状に湾曲する輪郭形状312を有する。このため、複数のセンサ3の各々の送受信面31からは、プローブ1の軸方向において収束するように超音波が発信される。超音波が収束するとは、プローブ1の径方向における外側に向かうに連れて各センサ3の探傷領域DA(検査領域)が狭まることを意味する。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the ultrasonic flaw detection sensor in one embodiment. The
幾つかの実施形態に係るプローブ1は、図4に示されるように、上述した送受信面31を有し、且つプローブ1の周方向にずれて配置された複数のセンサ3を備える。複数のセンサ3の各々の送受信面31は、図6に示されるようなプローブ1の軸線LAに直交する断面において、プローブ1の軸線LAから離隔する方向に向かって凸状に湾曲する輪郭形状311を有し、且つ図7に示されるような、プローブ1の軸線LAに沿った断面において、プローブ1の軸線LAに向かって凹状に湾曲する輪郭形状312を有する。
As shown in FIG. 4, the
上記の構成によれば、複数のセンサ3の各々の送受信面31は、プローブ1の軸線LAに直交する断面において、プローブ1の軸線LAから離隔する方向に向かって凸状に湾曲する輪郭形状311を有する。この場合には、複数のセンサ3の各々の送受信面31からは、プローブ1の周方向において広角に広がるように超音波が発信される。これにより、複数のセンサ3の各々の探傷領域DA(検査領域)をプローブ1の周方向に広げることができるため、プローブ1の周方向における広い範囲に亘る配管2の検査が迅速に実行可能である。プローブ1は、配管2の検査する際に複数のセンサ3の各々を回転させる必要がないため、複数のセンサ3の各々を回転させる回転機構を有する場合に比べて高速検査を実現できる。
According to the above configuration, the transmitting/receiving
また、上記の構成によれば、複数のセンサ3の各々の送受信面31は、プローブ1の軸線LAに沿った断面において、プローブ1の軸線LAに向かって凹状に湾曲する輪郭形状312を有する。この場合には、複数のセンサ3の各々の送受信面31からは、プローブ1の軸方向において収束するように超音波が発信される。これにより、複数のセンサ3の各々の探傷領域DA(検査領域)をプローブ1の軸方向において狭めることができるため、配管2の検査を精度良く行うことができる。よって、上記の構成によれば、複数のセンサ3の各々は、上記輪郭形状311、312を有する送受信面31を含むので、配管2の周方向における広範囲に亘り高速且つ高精度な検査が可能である。
Further, according to the above configuration, the transmitting/receiving
幾つかの実施形態では、上述した複数のセンサ3の各々は、図4に示されるように、プローブ1の周方向において隣接する他のセンサ3に対して互いの探傷領域DAが重複する部分である重複探傷領域ODAを有するように配置された。図4に示されるように、複数のセンサ3の各々は、プローブ1の周方向における一方側に隣接する他のセンサ3との間に重複探傷領域ODAを有し、且つプローブ1の周方向における他方側に隣接する他のセンサ3との間に重複探傷領域ODAを有する。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, each of the plurality of
上記の構成によれば、複数のセンサ3の各々が上記重複探傷領域ODAを有するように配置されることで、互いに隣接するセンサ3の各々の探傷領域DAに含まれない未検査領域が生じることを抑制できる。上記未検査領域が生じることを抑制することで、プローブ1の周方向における広い範囲に亘る配管2の検査が精度良く実行可能である。
According to the above configuration, each of the plurality of
図8は、一実施形態に係るプローブ1の軸線方向に沿った概略断面図である。幾つかの実施形態では、図8に示されるように、上述した複数のセンサ3は、プローブ1の周方向に間隔をあけて配置された第1の前方側超音波探傷センサ列4Aと、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aの後方において、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aに対してプローブ1の周方向にずれて配置された第1の後方側超音波探傷センサ列4Bと、を含む。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view along the axial direction of the
図8に示されるように、上述したプローブ1は、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aを構成する複数のセンサ3の夫々を支持する複数の第1の前方側センサホルダ41と、第1の後方側超音波探傷センサ列4Bを構成する複数のセンサ3の夫々を支持する複数の第1の後方側センサホルダ42と、複数の第1の前方側センサホルダ41および複数の第1の後方側センサホルダ42が取り付けられた第1センサ部43と、をさらに備える。上述した複数のセンサホルダ34は、複数の第1の前方側センサホルダ41と、複数の第1の後方側センサホルダ42を含む。
As shown in FIG. 8, the
図4に示されるように、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aを構成する複数のセンサ3、及び第1の後方側超音波探傷センサ列4Bを構成する複数のセンサ3の各々は、プローブ1の周方向において互いにずれた位置に配置されている。図4に示されるように、第1の後方側超音波探傷センサ列4Bを構成する複数のセンサ3の各々は、プローブ1の周方向において互いに隣接する、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aを構成する一対のセンサ3、3の間に配置されていてもよい。図4に示されるように、第1の前方側超音波探傷センサ列4A及び第1の後方側超音波探傷センサ列4Bを構成する複数のセンサ3(図示例では、1ch~16ch)により、プローブ1の周方向における全周に亘り配管2の検査が行われるようになっていてもよい。
As shown in FIG. 4, each of the plurality of
上記の構成によれば、プローブ1は、複数のセンサ3を、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aおよび第1の後方側超音波探傷センサ列4Bに並べることで、配管2の検査に用いられるセンサ3の数を増やすことができるため、プローブ1の検査精度を向上できる。
According to the above configuration, the
幾つかの実施形態では、図8に示されるように、上述した複数のセンサ3は、プローブ1の周方向に間隔をあけて配置された第2の前方側超音波探傷センサ列5Aと、第2の前方側超音波探傷センサ列5Aの後方において、第2の前方側超音波探傷センサ列5Aに対してプローブ1の周方向にずれて配置された第2の後方側超音波探傷センサ列5Bと、をさらに含む。
In some embodiments, as shown in FIG. 8, the plurality of
図8に示されるように、上述したプローブ1は、第2の前方側超音波探傷センサ列5Aを構成する複数のセンサ3の夫々を支持する複数の第2の前方側センサホルダ51と、第2の後方側超音波探傷センサ列5Bを構成する複数のセンサ3の夫々を支持する複数の第2の後方側センサホルダ52と、複数の第2の前方側センサホルダ51および複数の第2の後方側センサホルダ52が取り付けられた第2センサ部53と、をさらに備える。第2センサ部53は、プローブ1の軸線方向(プローブ1の軸線LAが延在する方向)における第1センサ部43よりも前方又は後方に配置される。上述した複数のセンサホルダ34は、複数の第2の前方側センサホルダ51と、複数の第2の後方側センサホルダ52を含む。
As shown in FIG. 8, the
図示される実施形態では、第2センサ部53は、プローブ1の軸線方向における第1センサ部43よりも前方に配置される。第2センサ部53は、第1センサ部43に対して第2センサ部53の軸線LCに直交する方向に沿って延在する回転軸RA1回りに回転可能に接続されている。図8に示される実施形態では、後述する第1の前方側ガイド部44の第1の前方側ブラシ部45よりも前方側に突出した前方側端部442と、後述する第2の後方側ガイド部56の第2の後方側ブラシ部57よりも後方側に突出した後方側端部562と、が回転軸RA1に沿って延在する連結ピン49を介して連結されている。第2センサ部53は、連結ピン49を介した連結により、第1センサ部43に対して回転軸RA1回りに回転可能に接続されている。
In the illustrated embodiment, the
上記の構成によれば、プローブ1は、複数のセンサ3を、第2の前方側超音波探傷センサ列5Aおよび第2の後方側超音波探傷センサ列5Bに並べることで、配管2の検査に用いられるセンサ3の数を増やすことができるため、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aおよび第1の後方側超音波探傷センサ列4Bだけで検査する場合に比べて、プローブ1の検査精度を向上できる。
According to the above configuration, the
図9は、一実施形態に係る超音波探傷プローブの測定原理を説明するための説明図である。幾つかの実施形態では、図9に示されるように、上述した第2の前方側超音波探傷センサ列5A及び第2の後方側超音波探傷センサ列5Bの各々は、第1の前方側超音波探傷センサ列4A及び第1の後方側超音波探傷センサ列4Bに対してプローブ1の周方向にずれて配置された。
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the measurement principle of the ultrasonic flaw detection probe according to one embodiment. In some embodiments, as shown in FIG. 9, each of the second front ultrasonic flaw
図9に示されるように、第2の前方側超音波探傷センサ列5Aを構成する複数のセンサ3、及び第2の後方側超音波探傷センサ列5Bを構成する複数のセンサ3の各々は、プローブ1の周方向において互いにずれた位置に配置されている。第2の前方側超音波探傷センサ列5A及び第2の後方側超音波探傷センサ列5Bを構成する複数のセンサ3の各々は、プローブ1の周方向において互いに隣接する、第1の前方側超音波探傷センサ列4A又は第1の後方側超音波探傷センサ列4Bを構成する一対のセンサ3、3の間に配置されていてもよい。図9に示されるように、第1の前方側超音波探傷センサ列4A、第1の後方側超音波探傷センサ列4B、第2の前方側超音波探傷センサ列5A及び第2の後方側超音波探傷センサ列5Bを構成する複数のセンサ3(図示例では、1ch~32ch)により、プローブ1の周方向における全周に亘り配管2の検査が行われるようになっていてもよい。
As shown in FIG. 9, each of the plurality of
上記の構成によれば、プローブ1は、プローブ1の周方向において、第1の前方側超音波探傷センサ列4A及び第1の後方側超音波探傷センサ列4Bが検査を担当する検査範囲(探傷領域DA)と、第2の前方側超音波探傷センサ列5A及び第2の後方側超音波探傷センサ列5Bが検査を担当する検査範囲(探傷領域DA)と、をずらすことで、各センサ3のプローブ1の周方向における検査範囲(探傷領域DA)を小さなものにできる。このため、複数のセンサ3により、プローブ1の周方向における広い範囲に亘り配管2の検査を精度良く行うことができる。
According to the above configuration, the
他の幾つかの実施形態では、第2の前方側超音波探傷センサ列5A及び第2の後方側超音波探傷センサ列5Bを構成する複数のセンサ3は、第1の前方側超音波探傷センサ列4A及び第1の後方側超音波探傷センサ列4Bを構成する複数のセンサ3に対して、プローブ1の周方向にずれて配置されていなくてもよい。すなわち、第1の前方側超音波探傷センサ列4A及び第1の後方側超音波探傷センサ列4Bを構成する複数のセンサ3と、第2の前方側超音波探傷センサ列5A及び第2の後方側超音波探傷センサ列5Bを構成する複数のセンサとの間で検査範囲(探傷領域DA)が重複してもよい。例えば、第2の前方側超音波探傷センサ列5A及び第2の後方側超音波探傷センサ列5Bを構成する複数のセンサ3により、プローブ1の周方向における全周に亘り配管2の検査が行われるようになっていてもよい。
In some other embodiments, the plurality of
(プローブの調芯構造、ブラシ)
幾つかの実施形態では、図8に示されるように、上述したプローブ1は、第1センサ部43における複数の第1の前方側センサホルダ41よりも前方側に取り付けられた第1の前方側ガイド部44と、第1の前方側ガイド部44の外周面441に設けられた第1の前方側ブラシ部45と、第1センサ部43における複数の第1の後方側センサホルダ42よりも後方側に取り付けられた第1の後方側ガイド部46と、第1の後方側ガイド部46の外周面461に設けられた第1の後方側ブラシ部47と、をさらに含む。
(probe alignment structure, brush)
In some embodiments, as shown in FIG. 8 , the
第1の前方側ブラシ部45は、第1の前方側ガイド部44の外周面441に植設されて第1センサ部43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451を含む。複数の毛束群451の各々は、第1センサ部43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。
The first
第1の後方側ブラシ部47は、第1の後方側ガイド部46の外周面461に植設されて第1センサ部43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471を含む。複数の毛束群471の夫々は、第1センサ部43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。
The first
図示される実施形態では、第1の前方側ガイド部44の後方側端部に形成された軸孔に、第1センサ部43の前方側端部が挿入され、第1の前方側ガイド部44が第1センサ部43に第1センサ部43の軸線方向(軸線LBの延在方向)に沿って摺動可能に締結される。第1の後方側ガイド部46の前方側端部に形成された軸孔に、第1センサ部43の後方側端部が挿入され、第1の後方側ガイド部46が第1センサ部43に第1センサ部43の軸線方向に沿って摺動可能に締結される。
In the illustrated embodiment, the front end portion of the
図示される実施形態では、第1の前方側ブラシ部45は、第1の前方側ガイド部44の外周面441に内周面が嵌合する環状部材452をさらに含む。第1の後方側ブラシ部47は、第1の後方側ガイド部46の外周面461に内周面が嵌合する環状部材472をさらに含む。環状部材452及び環状部材472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 first
上記の構成によれば、複数の毛束群451および複数の毛束群471により、第1センサ部43を調芯でき、第1センサ部43を配管2の中心に保持できる。第1センサ部43を配管2の中心に保持することで、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aや第1の後方側超音波探傷センサ列4Bと配管2の内面21との間の距離が変動することを抑制できるため、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aや第1の後方側超音波探傷センサ列4Bの検査精度の低下を抑制できる。
According to the above configuration, the plurality of
幾つかの実施形態では、図8に示されるように、上述したプローブ1は、第2センサ部53における複数の第2の前方側センサホルダ51よりも前方側に取り付けられた第2の前方側ガイド部54と、第2の前方側ガイド部54の外周面541に設けられた第2の前方側ブラシ部55と、第2センサ部53における複数の第2の後方側センサホルダ52よりも後方側に取り付けられた第2の後方側ガイド部56と、第2の後方側ガイド部56の外周面561に設けられた第2の後方側ブラシ部57と、をさらに含む。
In some embodiments, as shown in FIG. 8 , the
第2の前方側ブラシ部55は、第2の前方側ガイド部54の外周面541に植設されて第2センサ部53の軸線LCに対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群551を含む。複数の毛束群551の各々は、第2センサ部53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。
The second
第2の後方側ブラシ部57は、第2の後方側ガイド部56の外周面561に植設されて第2センサ部53の軸線LCに対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群571を含む。複数の毛束群571の夫々は、第2センサ部53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。
The second
図示される実施形態では、第2の前方側ガイド部54の後方側端部に形成された軸孔に、第2センサ部53の前方側端部が挿入され、第2の前方側ガイド部54が第2センサ部53に第2センサ部53の軸線方向(軸線LCの延在方向)に沿って摺動可能に締結される。第2の後方側ガイド部56の前方側端部に形成された軸孔に、第2センサ部53の後方側端部が挿入され、第2の後方側ガイド部56が第2センサ部53に第2センサ部53の軸線方向に沿って摺動可能に締結される。
In the illustrated embodiment, the front end portion of the
図示される実施形態では、第2の前方側ブラシ部55は、第2の前方側ガイド部54の外周面541に内周面が嵌合する環状部材552をさらに含む。第2の後方側ブラシ部57は、第2の後方側ガイド部56の外周面561に内周面が嵌合する環状部材572をさらに含む。環状部材552及び環状部材572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 second
上記の構成によれば、複数の毛束群551および複数の毛束群571により、第2センサ部53を調芯でき、第2センサ部53を配管2の中心に保持できる。第2センサ部53を配管2の中心に保持することで、第2の前方側超音波探傷センサ列5Aや第2の後方側超音波探傷センサ列5Bと配管2の内面21との間の距離が変動することを抑制できるため、第2の前方側超音波探傷センサ列5Aや第2の後方側超音波探傷センサ列5Bの検査精度の低下を抑制できる。
According to the above configuration, the plurality of
幾つかの実施形態では、図8に示されるように、上述したプローブ1は、少なくとも1つの第1の金属ワイヤ48をさらに含む。図8に示される実施形態では、少なくとも1つの第1の金属ワイヤ48は、プローブ1の周方向に互いに間隔をあけて配置された複数の第1の金属ワイヤ48を含む。
In some embodiments, the
複数の第1の金属ワイヤ48の各々は、図8に示されるように、環状部材452における複数の毛束群451よりも後方側に一端481が接続される。複数の第1の金属ワイヤ48の各々は、環状部材472における複数の毛束群471よりも前方側に他端482が接続される。複数の第1の金属ワイヤ48の各々は、第1センサ部43の軸線LBから離隔する方向に向かって凸となる湾曲形状を有する。複数の第1の金属ワイヤ48の各々は、他端482が一端481に対してプローブ1の周方向においてずれた位置に配置される。
One
上記の構成によれば、配管2の内面21に第1の金属ワイヤ48が接触したときに該第1の金属ワイヤ48が弾性変形して元の形状に戻ろうとする復元力を発揮させる。第1の金属ワイヤ48の復元力により、第1センサ部43を調芯でき、第1センサ部43を配管2の中心に保持できる。第1センサ部43を配管2の中心に保持することで、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aや第1の後方側超音波探傷センサ列4Bと配管2の内面21との間の距離が変動することを抑制できるため、第1の前方側超音波探傷センサ列4Aや第1の後方側超音波探傷センサ列4Bの検査精度の低下を抑制できる。
According to the above configuration, when the
図10は、一実施形態に係る超音波探傷プローブの配管の湾曲部における態様を説明するための説明図である。図10に示されるように、第1センサ部43が配管2の湾曲部24内に位置している場合でも、金属ワイヤ48により第1センサ部43を調芯できる。これにより、プローブ1は、第1センサ部43が配管2の湾曲部24内に位置している場合において、第1センサ部43に設けられた第1の前方側超音波探傷センサ列4Aや第1の後方側超音波探傷センサ列4Bによる湾曲部24の検査を精度良く実行できる。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the aspect of the curved portion of the pipe of the ultrasonic flaw detection probe according to one embodiment. As shown in FIG. 10 , even when the
幾つかの実施形態では、図8に示されるように、上述したプローブ1は、少なくとも1つの第2の金属ワイヤ58をさらに含む。図8に示される実施形態では、少なくとも1つの第2の金属ワイヤ58は、プローブ1の周方向に互いに間隔をあけて配置された複数の第2の金属ワイヤ58を含む。
In some embodiments, the
複数の第2の金属ワイヤ58の各々は、図8に示されるように、環状部材552における複数の毛束群551よりも後方側に一端581が接続される。複数の第2の金属ワイヤ58の各々は、環状部材572における複数の毛束群571よりも前方側に他端582が接続される。複数の第2の金属ワイヤ58の各々は、第2センサ部53の軸線LCから離隔する方向に向かって凸となる湾曲形状を有する。複数の第2の金属ワイヤ58の各々は、他端582が一端581に対してプローブ1の周方向においてずれた位置に配置される。
One
上記の構成によれば、配管2の内面21に第2の金属ワイヤ58が接触したときに該第2の金属ワイヤ58が弾性変形して元の形状に戻ろうとする復元力を発揮させる。第2の金属ワイヤ58の復元力により、第2センサ部53を調芯でき、第2センサ部53を配管2の中心に保持できる。第2センサ部53を配管2の中心に保持することで、第2の前方側超音波探傷センサ列5Aや第2の後方側超音波探傷センサ列5Bと配管2の内面21との間の距離が変動することを抑制できるため、第2の前方側超音波探傷センサ列5Aや第2の後方側超音波探傷センサ列5Bの検査精度の低下を抑制できる。
According to the above configuration, when the
図10に示されるように、第2センサ部53が配管2の湾曲部24内に位置している場合でも、金属ワイヤ58により第2センサ部53を調芯できる。これにより、プローブ1は、第2センサ部53が配管2の湾曲部24内に位置している場合において、第2センサ部53に設けられた第2の前方側超音波探傷センサ列5Aや第2の後方側超音波探傷センサ列5Bによる湾曲部24の検査を精度良く実行できる。
As shown in FIG. 10 , even when the
本明細書において、「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。
また、本明細書において、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。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「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。
As used herein, expressions such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "perpendicular", "central", "concentric" or "coaxial", etc. express relative or absolute arrangements. represents not only such arrangement strictly, but also the state of being relatively displaced 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.
Further, in this specification, expressions representing shapes such as a quadrilateral shape and a cylindrical shape not only represent shapes such as a quadrilateral shape and a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also within the range in which the same effect can be obtained. , a shape including an uneven portion, a chamfered portion, and the like.
Moreover, in this specification, the expressions “comprising”, “including”, or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
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.
上述した幾つかの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ものである。 The contents described in the several embodiments described above are understood as follows, for example.
1)本開示の少なくとも一実施形態にかかる超音波探傷プローブ(1)は、
配管(2)の内部に挿入される超音波探傷プローブ(1)であって、
超音波を送信および受信可能な送受信面(31)を有し、且つ前記超音波探傷プローブ(1)の周方向にずれて配置された複数の超音波探傷センサ(3)を備え、
前記複数の超音波探傷センサ(3)の各々の前記送受信面(31)は、前記超音波探傷プローブ(1)の軸線(LA)に直交する断面において、前記超音波探傷プローブ(1)の前記軸線(LA)から離隔する方向に向かって凸状に湾曲する輪郭形状(311)を有し、且つ前記超音波探傷プローブ(1)の前記軸線(LA)に沿った断面において、前記超音波探傷プローブ(1)の前記軸線(LA)に向かって凹状に湾曲する輪郭形状(312)を有する。
1) The ultrasonic flaw detection probe (1) according to at least one embodiment of the present disclosure is
An ultrasonic flaw detection probe (1) inserted inside a pipe (2),
A plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) having a transmitting/receiving surface (31) capable of transmitting and receiving ultrasonic waves and arranged in a circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1),
The transmitting/receiving surface (31) of each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) is, in a cross section perpendicular to the axis (LA) of the ultrasonic flaw detection probe (1), In a cross section along the axis (LA) of the ultrasonic flaw detection probe (1) having a contour shape (311) that curves convexly in a direction away from the axis (LA), the ultrasonic flaw detection It has a contour shape (312) that curves concavely towards said axis (LA) of the probe (1).
上記1)の構成によれば、複数の超音波探傷センサ(3)の各々の送受信面(31)は、超音波探傷プローブ(1)の軸線(LA)に直交する断面において、超音波探傷プローブ(1)の軸線(LA)から離隔する方向に向かって凸状に湾曲する輪郭形状(311)を有する。この場合には、複数の超音波探傷センサ(3)の各々の送受信面(31)からは、超音波探傷プローブ(1)の周方向において広角に広がるように超音波が発信される。これにより、超音波探傷プローブ(1)の周方向における広い範囲に亘る配管(2)の検査が迅速に実行可能である。超音波探傷プローブ(1)は、配管(2)の検査する際に複数の超音波探傷センサ(3)の各々を回転させる必要がないため、複数の超音波探傷センサ(3)の各々を回転させる回転機構を有する場合に比べて高速検査を実現できる。 According to the above configuration 1), the transmitting/receiving surface (31) of each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) is the ultrasonic flaw detection probe It has a contour shape (311) that curves convexly in a direction away from the axis (LA) of (1). In this case, the transmitting/receiving surface (31) of each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) emits ultrasonic waves so as to spread over a wide angle in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1). As a result, it is possible to rapidly inspect the pipe (2) over a wide range in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1). Since it is not necessary to rotate each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) when inspecting the pipe (2), the ultrasonic flaw detection probe (1) rotates each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3). High-speed inspection can be realized as compared with the case of having a rotation mechanism for rotating.
また、上記1)の構成によれば、複数の超音波探傷センサ(3)の各々の送受信面(31)は、超音波探傷プローブ(1)の軸線(LA)に沿った断面において、超音波探傷プローブ(1)の軸線(LA)に向かって凹状に湾曲する輪郭形状(312)を有する。この場合には、複数の超音波探傷センサ(3)の各々の送受信面(31)からは、超音波探傷プローブ(1)の軸方向において収束するように超音波が発信される。これにより、配管(2)の検査を精度良く行うことができる。よって、上記1)の構成によれば、複数の超音波探傷センサ(3)の各々は、上記輪郭形状(311、312)を有する送受信面(21)を含むので、配管(2)の周方向における広範囲に亘り高速且つ高精度な検査が可能である。 Further, according to the above configuration 1), the transmitting/receiving surface (31) of each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) transmits ultrasonic waves in a cross section along the axis (LA) of the ultrasonic flaw detection probe (1). It has a contour shape (312) that curves concavely toward the axis (LA) of the flaw detection probe (1). In this case, ultrasonic waves are emitted so as to converge in the axial direction of the ultrasonic flaw detection probe (1) from the transmitting/receiving surface (31) of each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3). Thereby, the inspection of the pipe (2) can be performed with high accuracy. Therefore, according to the above configuration 1), since each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) includes the transmitting/receiving surface (21) having the contour shape (311, 312), the circumferential direction of the pipe (2) High-speed and high-precision inspection is possible over a wide range in
2)幾つかの実施形態では、上記1)に記載の超音波探傷プローブ(1)であって、
前記複数の超音波探傷センサ(3)の各々は、前記超音波探傷プローブ(1)の前記周方向において隣接する他の前記超音波探傷センサ(3)に対して互いの探傷領域(DA)が重複する部分である重複探傷領域(ODA)を有するように配置された。
2) In some embodiments, the ultrasonic flaw detection probe (1) according to 1) above,
Each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) has a mutual flaw detection area (DA) with respect to another ultrasonic flaw detection sensor (3) adjacent in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1). It was arranged to have an overlapping area (ODA), which is an overlapping portion.
上記2)の構成によれば、複数の超音波探傷センサ(3)の各々が上記重複探傷領域(ODA)を有するように配置されることで、互いに隣接する超音波探傷センサ(3)の各々の探傷領域(DA)に含まれない未検査領域が生じることを抑制できる。上記未検査領域が生じることを抑制することで、超音波探傷プローブ(1)の周方向における広い範囲に亘る配管(2)の検査が精度良く実行可能である。 According to the above configuration 2), each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) is arranged so as to have the overlapping flaw detection area (ODA), so that each of the ultrasonic flaw detection sensors (3) adjacent to each other It is possible to suppress the occurrence of an uninspected area that is not included in the flaw detection area (DA). By suppressing the occurrence of the uninspected region, it is possible to accurately inspect the pipe (2) over a wide range in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1).
3)幾つかの実施形態では、上記1)又は上記2)に記載の超音波探傷プローブ(1)であって、
前記複数の超音波探傷センサ(3)は、
前記超音波探傷プローブ(1)の前記周方向に間隔をあけて配置された第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)と、
前記第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)の後方において、前記第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)に対して前記超音波探傷プローブ(1)の前記周方向にずれて配置された第1の後方側超音波探傷センサ列(4B)と、を含み、
前記超音波探傷プローブ(1)は、
前記第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)を構成する複数の前記超音波探傷センサ(3)の夫々を支持する複数の第1の前方側センサホルダ(41)と、
前記第1の後方側超音波探傷センサ列(4)を構成する複数の前記超音波探傷センサ(3)の夫々を支持する複数の第1の後方側センサホルダ(42)と、
前記複数の第1の前方側センサホルダ(41)および前記複数の第1の後方側センサホルダ(42)が取り付けられた第1センサ部(43)と、をさらに備える。
3) In some embodiments, the ultrasonic flaw detection probe (1) according to 1) or 2) above,
The plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) are
a first front-side ultrasonic flaw detection sensor row (4A) arranged at intervals in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1);
Behind the first front-side ultrasonic flaw detection sensor array (4A), the ultrasonic flaw detection probe (1) is displaced in the circumferential direction with respect to the first front-side ultrasonic flaw detection sensor array (4A) A first rear ultrasonic flaw detection sensor array (4B) arranged,
The ultrasonic flaw detection probe (1)
a plurality of first front-side sensor holders (41) supporting each of the plurality of ultrasonic flaw-detection sensors (3) constituting the first front-side ultrasonic flaw-detection sensor array (4A);
a plurality of first rear sensor holders (42) for respectively supporting the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) constituting the first rear ultrasonic flaw detection sensor array (4);
A first sensor section (43) to which the plurality of first front side sensor holders (41) and the plurality of first rear side sensor holders (42) are attached is further provided.
上記3)の構成によれば、超音波探傷プローブ(1)は、複数の超音波探傷センサ(3)を、第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)および第1の後方側超音波探傷センサ列(4B)に並べることで、第1センサ部(43)を回転させることなく、超音波探傷プローブ(1)の周方向における広い範囲に亘り配管(2)の検査が可能である。超音波探傷プローブ(1)は、配管(2)の検査する際に第1センサ部(43)を回転させる必要がないため、センサ部を回転させる回転機構を有する場合に比べて高速検査を実現できる。配管(2)の検査に用いられる超音波探傷センサ(3)の数を増やすことができるため、超音波探傷プローブ(1)の検査精度を向上できる。 According to the configuration of 3) above, the ultrasonic flaw detection probe (1) includes a plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3), the first front ultrasonic flaw detection sensor row (4A) and the first rear ultrasonic flaw detection sensor array (4A). By arranging them in the flaw detection sensor array (4B), it is possible to inspect the pipe (2) over a wide range in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1) without rotating the first sensor part (43). Since the ultrasonic flaw detection probe (1) does not need to rotate the first sensor part (43) when inspecting the pipe (2), it realizes high-speed inspection compared to the case where it has a rotation mechanism for rotating the sensor part. can. Since the number of ultrasonic flaw detection sensors (3) used to inspect the pipe (2) can be increased, the inspection accuracy of the ultrasonic flaw detection probe (1) can be improved.
4)幾つかの実施形態では、上記3)に記載の超音波探傷プローブ(1)であって、
前記複数の超音波探傷センサ(3)は、
前記超音波探傷プローブ(1)の前記周方向に間隔をあけて配置された第2の前方側超音波探傷センサ列(5A)と、
前記第2の前方側超音波探傷センサ列(5A)の後方において、前記第2の前方側超音波探傷センサ列(5A)に対して前記超音波探傷プローブ(1)の前記周方向にずれて配置された第2の後方側超音波探傷センサ列(5B)と、を含み、
前記超音波探傷プローブ(1)は、
前記第2の前方側超音波探傷センサ列(5A)を構成する複数の前記超音波探傷センサ(3)の夫々を支持する複数の第2の前方側センサホルダ(51)と、
前記第2の後方側超音波探傷センサ列(5B)を構成する複数の前記超音波探傷センサ(3)の夫々を支持する複数の第2の後方側センサホルダ(52)と、
前記超音波探傷プローブ(1)の前記軸線(LA)が延在する方向における前記第1センサ部(43)よりも前方又は後方に配置される第2センサ部(53)であって、前記複数の第2の前方側センサホルダ(51)および前記複数の第2の後方側センサホルダ(52)が取り付けられた第2センサ部(53)と、をさらに備える。
4) In some embodiments, the ultrasonic flaw detection probe (1) according to 3) above,
The plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) are
a second front-side ultrasonic flaw detection sensor row (5A) arranged at intervals in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1);
Behind the second front ultrasonic flaw detection sensor row (5A), the ultrasonic flaw detection probe (1) is displaced in the circumferential direction with respect to the second front ultrasonic flaw detection sensor row (5A) A second rear ultrasonic flaw detection sensor array (5B) arranged,
The ultrasonic flaw detection probe (1)
a plurality of second front sensor holders (51) for supporting each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) constituting the second front ultrasonic flaw detection sensor array (5A);
a plurality of second rear sensor holders (52) supporting each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) constituting the second rear ultrasonic flaw detection sensor row (5B);
A second sensor section (53) disposed forward or rearward of the first sensor section (43) in the direction in which the axis (LA) of the ultrasonic flaw detection probe (1) extends, wherein the plurality of and a second sensor unit (53) to which the second front sensor holder (51) and the plurality of second rear sensor holders (52) are attached.
上記4)の構成によれば、超音波探傷プローブ(1)は、複数の超音波探傷センサ(3)を、第2の前方側超音波探傷センサ列(5A)および第2の後方側超音波探傷センサ列(5B)に並べることで、配管(2)の検査に用いられる超音波探傷センサ(3)の数を増やすことができるため、第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)および第1の後方側超音波探傷センサ列(4B)だけで検査する場合に比べて、超音波探傷プローブ(1)の検査精度を向上できる。 According to the configuration of 4) above, the ultrasonic flaw detection probe (1) includes a plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3), the second front ultrasonic flaw detection sensor array (5A) and the second rear ultrasonic flaw detection sensor array (5A). By arranging in the flaw detection sensor row (5B), the number of ultrasonic flaw detection sensors (3) used for inspection of the pipe (2) can be increased, so the first front side ultrasonic flaw detection sensor row (4A) and The inspection accuracy of the ultrasonic flaw detection probe (1) can be improved compared to the case where the inspection is performed only by the first rear ultrasonic flaw detection sensor array (4B).
5)幾つかの実施形態では、上記4)に記載の超音波探傷プローブ(1)であって、
前記第2の前方側超音波探傷センサ列(5A)及び前記第2の後方側超音波探傷センサ列(5B)の各々は、前記第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)及び前記第1の後方側超音波探傷センサ列(4B)に対して前記超音波探傷プローブ(1)の前記周方向にずれて配置された。
5) In some embodiments, the ultrasonic flaw detection probe (1) according to 4) above,
Each of the second front ultrasonic flaw detection sensor array (5A) and the second rear ultrasonic flaw detection sensor array (5B) corresponds to the first front ultrasonic flaw detection sensor array (4A) and the second ultrasonic flaw detection sensor array (4A). It is displaced in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1) with respect to the rear ultrasonic flaw detection sensor array (4B).
上記5)の構成によれば、超音波探傷プローブ(1)は、超音波探傷プローブ(1)の周方向において、第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)及び第1の後方側超音波探傷センサ列(4B)が検査を担当する検査範囲と、第2の前方側超音波探傷センサ列(5A)及び第2の後方側超音波探傷センサ列(5B)が検査を担当する検査範囲と、をずらすことで、複数の超音波探傷センサ(3)により、超音波探傷プローブ(1)の周方向における広い範囲に亘り配管(2)の検査を精度良く行うことができる。 According to the configuration 5) above, the ultrasonic testing probe (1) includes the first front ultrasonic testing sensor array (4A) and the first rear ultrasonic testing sensor array (4A) in the circumferential direction of the ultrasonic testing probe (1). An inspection range in which the ultrasonic flaw detection sensor array (4B) is in charge of inspection, and an inspection range in which the second front ultrasonic flaw detection sensor array (5A) and the second rear ultrasonic flaw detection sensor array (5B) are in charge of inspection. By shifting , the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) can accurately inspect the pipe (2) over a wide range in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1).
1 超音波探傷プローブ
2 配管
3 超音波探傷センサ
4A 第1の前方側超音波探傷センサ列
4B 第1の後方側超音波探傷センサ列
5A 第2の前方側超音波探傷センサ列
5B 第2の後方側超音波探傷センサ列
10 配管の検査システム
11 ケーブル
12 ケーブルガイド
13 挿入装置
14 制御装置
15 情報端末装置
21 内面
22 内部空間
23 外面
24 湾曲部
25 第1管寄せ
26 第2管寄せ
27 第1配管
28 第2配管
31 送受信面
32 圧電素子
33 吸音材
34 センサホルダ
35 保護膜
36 同軸ケーブル
37,37A,37B パルサーレシーバ
41 第1の前方側センサホルダ
42 第1の後方側センサホルダ
43 第1センサ部
44 第1の前方側ガイド部
45 第1の前方側ブラシ部
46 第1の後方側ガイド部
47 第1の後方側ブラシ部
48 第1の金属ワイヤ
49 連結ピン
51 第2の前方側センサホルダ
52 第2の後方側センサホルダ
53 第2センサ部
54 第2の前方側ガイド部
55 第2の前方側ブラシ部
56 第2の後方側ガイド部
57 第2の後方側ブラシ部
58 第2の金属ワイヤ
211 螺旋リブ
212 端面
311,312 輪郭形状
321 振動子側送受信面
DA 探傷領域
ODA 重複探傷領域
L 配管の軸線
LA 超音波探傷プローブの軸線
LB 第1センサ部の軸線
LC 第2センサ部の軸線
RA1 回転軸
1 ultrasonic
3)幾つかの実施形態では、上記1)又は上記2)に記載の超音波探傷プローブ(1)であって、
前記複数の超音波探傷センサ(3)は、
前記超音波探傷プローブ(1)の前記周方向に間隔をあけて配置された第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)と、
前記第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)の後方において、前記第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)に対して前記超音波探傷プローブ(1)の前記周方向にずれて配置された第1の後方側超音波探傷センサ列(4B)と、を含み、
前記超音波探傷プローブ(1)は、
前記第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)を構成する複数の前記超音波探傷センサ(3)の夫々を支持する複数の第1の前方側センサホルダ(41)と、
前記第1の後方側超音波探傷センサ列(4B)を構成する複数の前記超音波探傷センサ(3)の夫々を支持する複数の第1の後方側センサホルダ(42)と、
前記複数の第1の前方側センサホルダ(41)および前記複数の第1の後方側センサホルダ(42)が取り付けられた第1センサ部(43)と、をさらに備える。
3) In some embodiments, the ultrasonic flaw detection probe (1) according to 1) or 2) above,
The plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) are
a first front-side ultrasonic flaw detection sensor row (4A) arranged at intervals in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1);
Behind the first front-side ultrasonic flaw detection sensor array (4A), the ultrasonic flaw detection probe (1) is displaced in the circumferential direction with respect to the first front-side ultrasonic flaw detection sensor array (4A) A first rear ultrasonic flaw detection sensor array (4B) arranged,
The ultrasonic flaw detection probe (1)
a plurality of first front-side sensor holders (41) supporting each of the plurality of ultrasonic flaw-detection sensors (3) constituting the first front-side ultrasonic flaw-detection sensor array (4A);
a plurality of first rear sensor holders (42) supporting each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3) constituting the first rear ultrasonic flaw detection sensor row ( 4B );
A first sensor section (43) to which the plurality of first front side sensor holders (41) and the plurality of first rear side sensor holders (42) are attached is further provided.
上記3)の構成によれば、超音波探傷プローブ(1)は、複数の超音波探傷センサ(3)を、第1の前方側超音波探傷センサ列(4A)および第1の後方側超音波探傷センサ列(4B)に並べることで、第1センサ部(43)を回転させることなく、超音波探傷プローブ(1)の周方向における広い範囲に亘り配管(2)の検査が可能である。超音波探傷プローブ(1)は、配管(2)を検査する際に第1センサ部(43)を回転させる必要がないため、センサ部を回転させる回転機構を有する場合に比べて高速検査を実現できる。配管(2)の検査に用いられる超音波探傷センサ(3)の数を増やすことができるため、超音波探傷プローブ(1)の検査精度を向上できる。 According to the configuration of 3) above, the ultrasonic flaw detection probe (1) includes a plurality of ultrasonic flaw detection sensors (3), the first front ultrasonic flaw detection sensor row (4A) and the first rear ultrasonic flaw detection sensor array (4A). By arranging them in the flaw detection sensor array (4B), it is possible to inspect the pipe (2) over a wide range in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe (1) without rotating the first sensor part (43). Since the ultrasonic flaw detection probe (1) does not need to rotate the first sensor unit (43) when inspecting the pipe (2), it realizes high-speed inspection compared to the case where it has a rotation mechanism that rotates the sensor unit. can. Since the number of ultrasonic flaw detection sensors (3) used to inspect the pipe (2) can be increased, the inspection accuracy of the ultrasonic flaw detection probe (1) can be improved.
Claims (5)
超音波を送信および受信可能な送受信面を有し、且つ前記超音波探傷プローブの周方向にずれて配置された複数の超音波探傷センサを備え、
前記複数の超音波探傷センサの各々の前記送受信面は、前記超音波探傷プローブの軸線に直交する断面において、前記超音波探傷プローブの前記軸線から離隔する方向に向かって凸状に湾曲する輪郭形状を有し、且つ前記超音波探傷プローブの前記軸線に沿った断面において、前記超音波探傷プローブの前記軸線に向かって凹状に湾曲する輪郭形状を有する、
超音波探傷プローブ。 An ultrasonic flaw detection probe inserted inside a pipe,
A plurality of ultrasonic flaw detection sensors having a transmitting/receiving surface capable of transmitting and receiving ultrasonic waves and arranged in a circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe,
The transmission/reception surface of each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors has a contour shape that curves convexly in a direction away from the axis of the ultrasonic flaw detection probe in a cross section perpendicular to the axis of the ultrasonic flaw detection probe. and having a contour shape that curves concavely toward the axis of the ultrasonic flaw detection probe in a cross section along the axis of the ultrasonic flaw detection probe,
Ultrasonic flaw detection probe.
請求項1に記載の超音波探傷プローブ。 Each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors has an overlapping flaw detection region, which is a portion where the flaw detection regions of the other ultrasonic flaw detection sensors adjacent to each other in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe overlap each other. placed,
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 1.
前記超音波探傷プローブの前記周方向に間隔をあけて配置された第1の前方側超音波探傷センサ列と、
前記第1の前方側超音波探傷センサ列の後方において、前記第1の前方側超音波探傷センサ列に対して前記超音波探傷プローブの前記周方向にずれて配置された第1の後方側超音波探傷センサ列と、を含み、
前記超音波探傷プローブは、
前記第1の前方側超音波探傷センサ列を構成する複数の前記超音波探傷センサの夫々を支持する複数の第1の前方側センサホルダと、
前記第1の後方側超音波探傷センサ列を構成する複数の前記超音波探傷センサの夫々を支持する複数の第1の後方側センサホルダと、
前記複数の第1の前方側センサホルダおよび前記複数の第1の後方側センサホルダが取り付けられた第1センサ部と、をさらに備える、
請求項1又は2に記載の超音波探傷プローブ。 The plurality of ultrasonic flaw detection sensors are
a first front-side ultrasonic flaw detection sensor row arranged at intervals in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe;
A first rear ultrasonic flaw detection sensor arranged behind the first front ultrasonic flaw detection sensor array and displaced in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe with respect to the first front ultrasonic flaw detection sensor array an array of sonic flaw sensors;
The ultrasonic flaw detection probe is
a plurality of first front side sensor holders for supporting each of the plurality of ultrasonic flaw detection sensors constituting the first front side ultrasonic flaw detection sensor array;
a plurality of first rear-side sensor holders for supporting each of the plurality of ultrasonic flaw-detection sensors constituting the first rear-side ultrasonic flaw-detection sensor array;
a first sensor unit to which the plurality of first front side sensor holders and the plurality of first rear side sensor holders are attached;
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 1 or 2.
前記超音波探傷プローブの前記周方向に間隔をあけて配置された第2の前方側超音波探傷センサ列と、
前記第2の前方側超音波探傷センサ列の後方において、前記第2の前方側超音波探傷センサ列に対して前記超音波探傷プローブの前記周方向にずれて配置された第2の後方側超音波探傷センサ列と、を含み、
前記超音波探傷プローブは、
前記第2の前方側超音波探傷センサ列を構成する複数の前記超音波探傷センサの夫々を支持する複数の第2の前方側センサホルダと、
前記第2の後方側超音波探傷センサ列を構成する複数の前記超音波探傷センサの夫々を支持する複数の第2の後方側センサホルダと、
前記超音波探傷プローブの前記軸線が延在する方向における前記第1センサ部よりも前方又は後方に配置される第2センサ部であって、前記複数の第2の前方側センサホルダおよび前記複数の第2の後方側センサホルダが取り付けられた第2センサ部と、をさらに備える、
請求項3に記載の超音波探傷プローブ。 The plurality of ultrasonic flaw detection sensors are
a second front-side ultrasonic flaw detection sensor row arranged at intervals in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe;
A second rear ultrasonic testing probe disposed behind the second front ultrasonic testing sensor array and displaced in the circumferential direction of the ultrasonic testing probe with respect to the second front ultrasonic testing sensor array an array of sonic flaw sensors;
The ultrasonic flaw detection probe is
a plurality of second front-side sensor holders supporting each of the plurality of ultrasonic flaw-detection sensors constituting the second front-side ultrasonic flaw-detection sensor array;
a plurality of second rear-side sensor holders for supporting each of the plurality of ultrasonic flaw-detection sensors constituting the second rear-side ultrasonic flaw-detection sensor array;
A second sensor unit disposed forward or rearward of the first sensor unit in the direction in which the axis of the ultrasonic flaw detection probe extends, wherein the plurality of second front side sensor holders and the plurality of A second sensor unit to which a second rear sensor holder is attached,
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 3.
請求項4に記載の超音波探傷プローブ。 The second front ultrasonic flaw detection sensor array and the second rear ultrasonic flaw detection sensor array are respectively the first front ultrasonic flaw detection sensor array and the first rear ultrasonic flaw detection sensor array. arranged shifted in the circumferential direction of the ultrasonic flaw detection probe with respect to
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 4.
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