JP2023104397A - 配管の検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 湾曲部を有する配管や内面に凹凸や傷などの障害物が形成された配管に対しても挿入性の良い配管の検査装置を提供する。【解決手段】 配管の内部に挿入される配管の検査装置であって、ケーブルと、ケーブルの一端に取り付けられた少なくとも1つのセンサを含むプローブと、ケーブル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組のケーブルガイドと、を備え、複数組のケーブルガイドの各々は、ケーブルに取り付けられたローラ支持部であって、前記ケーブルの軸線に直交する方向に沿って延在するローラ支持部と、ローラ支持部の一端側に回転可能に支持された一端側ローラ、及びローラ支持部の他端側に回転可能に支持された他端側ローラ、を有する一対のローラを含む。【選択図】 図3

Description

本開示は、配管の内部に挿入される配管の検査装置に関する。
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。
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方法として超音波探傷方法や渦電流探傷方法などが知られている。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。特許文献2には、一対のコイルを備える渦電流探傷プローブが開示されている。
特開2019-184542号公報 特開2020-148771号公報
配管には、湾曲部を有する配管や、内面に凹凸や傷などの障害物が形成された配管などがある。例えば、ボイラの伝熱管には、伝熱効率向上を目的としてライフル管が適用されることがある。ライフル管は、その内面から突出して軸線方向に向かうにつれて周方向に捻じれる螺旋リブを有する。このため、配管の検査装置には、湾曲部を有する配管や、内面に凹凸や傷などの障害物が形成された配管に対する良好な挿入性が求められる。
特許文献1では、湾曲部を有する配管への挿入性を向上させるために、配管の検査装置のプローブに関節機構を採用している。しかしながら、ケーブルの配管に対する挿入性を改善しないと、配管の内面にケーブルが引っ掛かるなどの不具合を生じてケーブルを配管内に送り込むことが困難になる虞がある。特に検査対象である配管が長尺であると、ケーブルも長尺なものにする必要があるため、ケーブルの配管に対する挿入性が問題となる。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、湾曲部を有する配管や内面に凹凸や傷などの障害物が形成された配管に対しても挿入性の良い配管の検査装置を提供することを目的とする。
本発明の少なくとも一実施形態にかかる配管の検査装置は、
配管の内部に挿入される配管の検査装置であって、
ケーブルと、
前記ケーブルの一端に取り付けられた少なくとも1つのセンサを含むプローブと、
前記ケーブル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組のケーブルガイドと、を備え、
前記複数組のケーブルガイドの各々は、
前記ケーブルに取り付けられたローラ支持部であって、前記ケーブルの軸線に直交する方向に沿って延在するローラ支持部と、
前記ローラ支持部の一端側に回転可能に支持された一端側ローラ、及び前記ローラ支持部の他端側に回転可能に支持された他端側ローラ、を有する一対のローラと、を含む。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、湾曲部を有する配管や内面に凹凸形状を有する配管に対しても挿入性の良い配管の検査装置が提供される。
一実施形態に係る配管の検査装置を含む配管の検査システムの構成を概略的に示す概略構成図である。 一実施形態に係る配管の検査装置が挿入される配管の構成例を示す図である。 一実施形態に係る配管の検査装置の概略断面図である。 一実施形態における一対のローラの設置態様を説明するための説明図である。 一実施形態における一対のローラの設置態様を説明するための説明図である。 一実施形態におけるケーブルの概略断面図である。 一実施形態におけるプローブの概略断面図である。 図6に示されるプローブの測定原理を説明するための説明図である。 図6に示されるプローブの測定原理を説明するための説明図である。 図6に示される前方側ガイド部および前方側ブラシ部のセンサ部の軸線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。 一実施形態における超音波探傷センサの配置を説明するための説明図である。 一実施形態における超音波探傷センサの配置を説明するための説明図である。 一実施形態におけるプローブの概略断面図である。 図11に示されるプローブの測定原理を説明するための説明図である。 図11に示されるプローブの測定原理を説明するための説明図である。 図11に示される第1の前方側ガイド部および第1の前方側ブラシ部の第1センサ部の軸線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。 図11に示される第1の前方側ガイド部の第1センサ部の軸線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。 図11に示される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。
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。
(配管の検査システム)
図1は、一実施形態に係る配管の検査装置を含む配管の検査システム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配管の検査装置1は、配管の検査システム10に搭載される。図1に示される実施形態では、配管の検査システム10は、配管2を検査するときに配管2の内部に挿入される配管の検査装置1と、配管2の内部に配管の検査装置1を挿入するための挿入装置11と、配管の検査装置1および挿入装置11の駆動を制御するための制御装置12と、配管の検査装置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13と、を含む。
図1に示される実施形態では、挿入装置11を駆動させることで、配管の検査装置1が配管2の内部に送り込まれる。配管の検査装置1から制御装置12や情報端末装置13に配管の検査装置1による検査結果を示す検査結果信号が送られる。挿入装置11から制御装置12や情報端末装置13に配管の検査装置1の位置(送り量)を示す位置信号が送られる。なお、配管の検査装置1は、人力により配管2の内部に送り込まれるようになっていてもよい。この場合には、配管の検査システム10は、挿入装置11を含んでいなくてもよい。
配管の検査装置1の検査対象である配管2は、図1に示されるように、内面21と外面23とを有する。配管2の内面21により配管2の内部に画定される内部空間22には、水などの液体が充満している。図2は、一実施形態に係る配管の検査装置が挿入される配管の構成例を示す図である。検査対象である配管2は、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して第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して第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、配管の検査装置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。
図3は、一実施形態に係る配管の検査装置の概略断面図である。図3に示される実施形態では、検査対象である配管2は、内面21から突出して配管2の軸線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からなる。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。
(配管の検査装置)
配管の検査装置1は、図1に示されるように、ケーブル3と、ケーブル3の一端(前方端)に取り付けられたプローブ4と、ケーブル3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組のケーブルガイド5と、を備える。以下、配管の検査装置1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。
プローブ4は、少なくとも1つのセンサ41を含む。センサ41は、配管2の状態、具体的には配管2に関する所望の物理量(配管2に関する機械的性質、電磁気的性質、熱的性質、音響的性質、科学的性質、或いは空間情報又は時間情報のうち、少なくとも1つ)を測定データとして取得可能に構成されている。以下の実施形態では、センサ41が水浸超音波法(水浸UT)に用いられる超音波探傷センサである場合について説明しているが、本開示はセンサ41が超音波探傷センサ以外のセンサである場合も適用可能である。
(ケーブルガイド)
図4A及び図4Bは、一実施形態における一対のローラの設置態様を説明するための説明図である。複数組のケーブルガイド5の各々は、図3に示されるように、ケーブル3に取り付けられたローラ支持部51と、ローラ支持部51に回転可能に支持された一対のローラ52と、を含む。一対のローラ52は、ローラ支持部51の一端側に回転可能に支持された一端側ローラ53と、ローラ支持部51の他端側に回転可能に支持された他端側ローラ54と、を有する。一端側ローラ53及び他端側ローラ54は、配管2を損傷させないように、配管2を構成する材料よりも剛性の小さい材料により構成されることが好ましい。図示される実施形態では、一端側ローラ53及び他端側ローラ54は、耐摩耗性に優れ、摩擦抵抗の少ない合成樹脂からなる。
(ローラ支持部)
ローラ支持部51は、図3に示されるように、ケーブル3の軸線LAに直交する方向に沿って延在し、ケーブル3の軸線LAに沿って貫通する貫通孔511を有する。貫通孔511にケーブル3が挿通される。ローラ支持部51は、ローラ支持部51の一端側に形成された段差面512と、段差面512より一端側に突出する一端側小径部513と、ローラ支持部51の他端側に形成された段差面514と、段差面514より他端側に突出する他端側小径部515と、を含む。
(一端側ローラ)
図示される実施形態では、一端側ローラ53は、ケーブル3の軸線LAから離隔する方向(図3中右側)に向かって凸状に湾曲する輪郭形状を有する環状の湾曲面531と、湾曲面531の外周縁部532に連なる端面534と、湾曲面531の内周縁部に連なる段差凹部535と、を含む。
一端側ローラ53にローラ支持部51の一端側小径部513を挿入させて、一端側ローラ53の端面534にローラ支持部51の段差面512を当接させる。段差凹部535の内部において一端側小径部513よりも外径が大きいワッシャ56を一端側小径部513の先端面に当接させ、ワッシャ56を挿通させ、一端側小径部513に形成された貫通孔511に連通する連通孔516に挿入させたボルト55を一端側小径部513の連通孔516に螺合させることで、一端側ローラ53がローラ支持部51に対して回転可能に支持される。
(他端側ローラ)
図示される実施形態では、他端側ローラ54は、ケーブル3の軸線LAから離隔する方向(図3中左側)に向かって凸状に湾曲する輪郭形状を有する環状の湾曲面541と、湾曲面541の外周縁部542に連なる端面544と、湾曲面541の内周縁部に連なる段差凹部545と、を含む。
他端側ローラ54にローラ支持部51の他端側小径部515を挿入させて、他端側ローラ54の端面544にローラ支持部51の段差面514を当接させる。段差凹部545の内部において他端側小径部515よりも外径が大きいワッシャ58を他端側小径部515の先端面に当接させ、ワッシャ58を挿通させ、他端側小径部515に形成された貫通孔511に連通する連通孔517に挿入させたボルト57を他端側小径部515の連通孔517に螺合させることで、他端側ローラ54がローラ支持部51に対して回転可能に支持される。また、複数組のケーブルガイド5の各々は、ボルト55およびボルト57がケーブル3を挟み込んでケーブル3を固定することで、ケーブル3に固定されている。
図4A及び図4Bは、一実施形態における一対のローラの設置態様を説明するための説明図である。図4A及び図4Bに示されるように、一対のローラ52(52B)は、ケーブル3の軸線方向において隣接する一対のローラ52(52A)に対して、ケーブル3の周方向にずれた位置に配置された。上記ケーブル3の軸線方向において隣接する一対のローラ52(52A)は、上記一対のローラ52(52B)を含むケーブルガイド5(5B)に対して、ケーブル3の軸線方向において隣接するケーブルガイド5(5A)に含まれる一対のローラ52(52A)を意味する。
図4Aに示されるように、一対のローラ52Aを含むケーブルガイド5Aにおいて、ケーブル3の軸線LAからローラ支持部51の延在方向における一端側ローラ53が位置する一端側に向かう仮想直線をL0と定義し、ケーブル3の周方向位置を仮想直線L0を基準角度(0°)とする角度位置θで表す。角度位置θは、ケーブル3の前方側から視たときの時計回り方向を正とする。
図4Bに示されるように、ケーブル3の軸線方向において一対のローラ52Aを含むケーブルガイド5Aに隣接する一対のローラ52B(52)を含むケーブルガイド5B(5)において、ケーブル3の軸線LAからローラ支持部51の延在方向における一端側ローラ53が位置する一端側に向かう仮想直線をL1と定義する。ケーブルガイド5Bのローラ支持部51は、仮想直線L1が仮想直線L0に対して交差するように配置される。
図示される実施形態では、ケーブルガイド5Bのローラ支持部51は、角度位置θが60°≦θ≦120°又は240°≦θ≦300°の何れかの範囲内に仮想直線L1が位置するように配置される。仮想直線L1は、70°≦θ≦110°又は250°≦θ≦290°の何れかの範囲内に位置することが好ましく、80°≦θ≦100°又は260°≦θ≦280°の何れかの範囲内に位置することがさらに好ましい。なお、他の実施形態では、一対のローラ52(52B)は、ケーブル3の軸線方向において隣接する一対のローラ52(52A)に対して、ケーブル3の周方向にずれた位置に配置されていればよく、仮想直線L1が上記角度位置θにおける設定範囲内に位置していなくてもよい。
幾つかの実施形態に係る配管の検査装置1は、図1に示されるように、上述したケーブル3と、上述した少なくとも1つのセンサ41を含むプローブ4と、上述した複数組のケーブルガイド5と、を備える。複数組のケーブルガイド5の各組は、ローラ支持部51と、一対のローラ52(一端側ローラ53及び他端側ローラ54)と、を含む。複数組のケーブルガイド5のうちの、各組の一対のローラ52は、ケーブル3の軸線方向において隣接する組の一対のローラ52Aに対して、ケーブル3の周方向にずれた位置に配置されている。
上記の構成によれば、複数組のケーブルガイド5の各々は、ローラ支持部51に対して回転可能に支持された一対のローラ52を含むので、配管2の内面21にローラ52が接触したときに、ローラ52が回転して配管2の内面21とローラ52との間に転がり摩擦を生じさせる。上記転がり摩擦は、配管2の内面21にケーブル3が接触したときに配管2の内面21とケーブル3との間に生じる滑り摩擦に比べて、その摩擦抵抗を大きく減少させることができる。また、配管2の内面21にローラ52が接触したときに、ローラ52を回転させることで、配管2の内面21に形成された突起物などの障害物を容易に乗り超えることができる。これにより、上記障害物にケーブル3が引っ掛かることを抑制できる。よって、上記の構成によれば、配管の検査装置1は、湾曲部を有する配管2や内面21に凹凸や傷などの障害物が形成された配管2に対しても挿入性が良好である。
幾つかの実施形態では、上述した複数組のケーブルガイド5のうちの、各組の一対のローラ52は、ケーブル3の軸線方向において隣接する組の一対のローラ52Aに対して、ケーブル3の周方向にずれた位置に配置されている。
上記の構成によれば、一対のローラ52を、ケーブル3の軸線方向において隣接する一対のローラ52Aに対して、ケーブル3の周方向にずれた位置に配置することで、ケーブル3の周方向における広い範囲に亘り、ローラ52を回転させる構造にしたことで生じる障害物を容易に乗り超える作用を発揮させることができる。
幾つかの実施形態では、図3に示されるように、上述した一端側ローラ53及び他端側ローラ54の各々は、ケーブル3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を有する上述した湾曲面531、541を含む。
図示される実施形態では、図3に示されるような配管2及びケーブル3の軸線に直交する断面において、配管2の螺旋リブ211が形成されていない内面21(最大内径部)の半径をD1と定義し、湾曲面531の曲率半径をR1と定義したときに、湾曲面531の曲率半径R1は、R1≦0.8D1の条件を満たす。好ましくは、曲率半径R1は、R1≧0.6D1の条件を満たす。同様に、湾曲面541の曲率半径R2は、R2≦0.8D1の条件を満たす。好ましくは、曲率半径R2は、R2≧0.6D1の条件を満たす。
上記の構成によれば、一端側ローラ53及び他端側ローラ54の各々は、湾曲面531、541と配管2の内面21との接触部分を最小限にでき、これによって、湾曲面531、541と配管2の内面21との間の摩擦を低減できる。湾曲面531、541と配管2の内面21との間の摩擦を低減することで、ケーブル3が配管2の内面21に引っ掛かることを抑制できるため、配管の検査装置1の配管2への挿入性を向上できる。
幾つかの実施形態では、図3、図4A及び図4Bに示されるように、上述した一対のローラ52の各々は、湾曲面531、541の外周縁部532、542に湾曲面531、541の他の部分(例えば、端面534、544)よりも摩擦抵抗が高くなる表面処理が施された。
図示される実施形態では、外周縁部532にローラ支持部51の延在方向に沿って延在する複数の溝533が形成されている。複数の溝533は、ケーブル3の周方向に互いに間隔をあけて形成されている。外周縁部542にローラ支持部51の延在方向に沿って延在する複数の溝543が形成されている。複数の溝543は、ケーブル3の周方向に互いに間隔をあけて形成されている。なお、上記摩擦抵抗が高くなる表面処理は、上記複数の溝533、543に限定されない。上記摩擦抵抗が高くなる表面処理は、外周縁部532、542の表面形状に凹凸を設けてもよいし、外周縁部532、542の摩擦抵抗が高くなる表面塗装などの表面コーティング処理を施してもよい。
上記の構成によれば、複数のローラ52の夫々は、湾曲面531、541の外周縁部532、542に湾曲面531、541の他の部分よりも摩擦抵抗が高くなる表面処理が施すことで、配管2の内面21にローラ52の上記外周縁部532、542が接触したときに摩擦力グリップ力を高めることができ、これによって、配管2の内面21に形成された突起物などの障害物に対してローラ52を空回りさせずに乗り越えさせることができる。
図5は、一実施形態におけるケーブルの概略断面図である。幾つかの実施形態では、上述したケーブル3は、図5に示されるように、繊維強化プラスチック(例えば、炭素繊維強化プラスチック)で形成された芯材31を含む。図示される実施形態では、ケーブル3は、ケーブル3の軸線LAを含む位置に配置された芯材31の外周を囲むように配置された複数本の同軸ケーブル32をさらに含む。
上記の構成によれば、ケーブル3は、繊維強化プラスチックで形成された芯材31を含むことで、ケーブル3の強度や剛性を確保できるため、ケーブル3の外径を小さなものにすることができる。密度が小さく軽量であり、且つケーブル3の変形に追従する弾性に富んだ曲げ剛性が高い繊維強化プラスチックを芯材31に用い、ケーブル3の外径を小さくすることで、ケーブル3の重量および最小曲げ半径を小さくできる。ケーブル3の重量および最小曲げ半径を小さくすることで、ケーブル3の配管2への挿入性を向上できる。
(ヘリカルスキャン式プローブ)
図6は、一実施形態におけるプローブの概略断面図である。図7A及び図7Bは、図6に示される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、上述した配管の検査装置1のプローブ4は、図6に示されるような、配管2を検査する際に複数の超音波探傷センサ61をプローブ4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6からなる。
プローブ(ヘリカルスキャン式プローブ)6は、図6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探傷センサ61と、複数の超音波探傷センサ61の夫々を支持する複数のセンサホルダ62と、複数のセンサホルダ62が取り付けられたセンサ部63と、センサ部63を回転させるためのモータ64と、モータ64が発生させた回転力をセンサ部63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。
(超音波探傷センサ)
複数の超音波探傷センサ61の夫々は、水浸超音波法(水浸UT)に用いられる水浸探触子を含む。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。配管の検査システム10は、複数の超音波探傷センサ61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、複数の超音波探傷センサ61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。
(スリップリング)
回転力伝達装置65は、センサ部63とモータ64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6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64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12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探傷センサ61の各圧電振動子と電気的に接続されている。
(ヘリカルスキャン式プローブの測定原理)
図6に示されるように、複数の超音波探傷センサ61(図示例では、1ch~5ch、図9、図10参照)の夫々は、センサホルダ62を介してセンサ部63に固定されている。図7Aに示されるように、複数の超音波探傷センサ61の夫々は、プローブ6の軸線方向及び周方向における所定範囲(担当検査範囲)に超音波を発信するとともに、該担当検査範囲において配管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受信するようになっている。図7Bに示されるように、モータ64の回転力によりセンサ部63が回転することで、複数の超音波探傷センサ61の夫々の担当検査範囲がセンサ部63の回転方向に沿って移動する。また、プローブ6が測定方向(プローブ6の軸線方向)に沿って送られることで、複数の超音波探傷センサ61の夫々の担当検査範囲が上記測定方向に沿って移動する。
上記の構成によれば、配管の検査装置1のプローブ(ヘリカルスキャン式プローブ)6は、モータ64が発生させた回転力によりセンサ部63を回転させることで、プローブ6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。このプローブ6は、センサ部63を回転させる回転機構を有しない場合に比べて、複数の超音波探傷センサ61による検査ピッチを小さくできるため、配管2の検査精度を向上できる。
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6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。
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6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。
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。
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)6は、図6に示されるように、センサ部63の複数のセンサホルダ62よりも前方側においてセンサ部63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、センサ部63の複数のセンサホルダ62よりも後方側においてセンサ部63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。
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部63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部63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。
図示される実施形態では、センサ部63は、複数のセンサホルダ62が取り付けられた中央部631と、中央部631よりも前方側に突出する中央部631よりも小径の前方側小径部632と、中央部631よりも後方側に突出する中央部631よりも小径の後方側小径部633と、を含む。プローブ6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。
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632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632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632(センサ部63)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633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633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633(センサ部63)に対して回転自在になっている。
図8は、図6に示される前方側ガイド部および前方側ブラシ部のセンサ部の軸線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の夫々は、図6及び図8に示されるように、センサ部63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。複数の毛束群731の夫々は、複数の毛束群711の夫々と同様に、センサ部63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。
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、ゴム、合成樹脂材などの弾性材料からなる。
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6を調芯でき、プローブ6を配管2の中心に保持できる。プローブ6を配管2の中心に保持することで、配管の検査装置1と配管2との間の摩擦を低減でき、ケーブル3を送るためにケーブル3に加えられる推力を、ケーブル3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3が配管2の内面21に引っ掛かることを抑制できるため、配管の検査装置1の配管2への挿入性を向上できる。
また、上記の構成によれば、配管の検査装置1は、センサ部63をケーブル3の周方向に回転させるヘリカルスキャン式プローブ6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をセンサ部63に対して回転可能とすることで、センサ部63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6の調芯機能を発揮できる。
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)6は、センサ部63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。
図示される実施形態では、プローブ6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。
上記の構成によれば、引張ばね76により、プローブ6の過度の撓みを抑制でき、これによってプローブ6が配管2の内面21に引っ掛かることを抑制できるため、配管の検査装置1の配管2への挿入性を向上できる。
図9及び図10は、一実施形態における超音波探傷センサの配置を説明するための説明図である。複数の超音波探傷センサ61は、図9に示されるように、プローブ6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探傷センサ61A(1ch)、61B(2ch)を含んでいてもよい。配管の検査システム10は、複数の超音波探傷センサ61A(1ch)、61B(2ch)の夫々が、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2の内面21に形成された配管2の軸線方向に沿って延びる内面割れ21Aや、配管2の外面23に形成された配管2の軸線方向に沿って延びる外面割れ23Aを検知できる。
また、複数の超音波探傷センサ61A(1ch)、61B(2ch)は、一方のセンサ61A(61)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61B(61)が受信してもよい。配管の検査システム10は、他方のセンサ61B(61)が受信した受信信号の変化を取得することで、複数の超音波探傷センサ61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21Aや外面割れ23Aの割れ深さの測定が可能となる。
複数の超音波探傷センサ61は、図10に示されるように、プローブ6の軸線方向において互いに離れて配置された複数の超音波探傷センサ61C(3ch)、61D(4ch)をさらに含んでいてもよい。配管の検査システム10は、複数の超音波探傷センサ61C(3ch)、61D(4ch)の夫々が、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2の内面21に形成された配管2の周方向に沿って延びる内面割れ21Bや、配管2の外面23に形成された配管2の周方向に沿って延びる外面割れ23Bを検知できる。
また、複数の超音波探傷センサ61C(3ch)、61D(4ch)は、一方のセンサ61C(61)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61D(61)が受信してもよい。配管の検査システム10は、他方のセンサ61D(61)が受信した受信信号の変化を取得することで、配管2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21Bや外面割れ23Bの割れ深さの測定が可能となる。
複数の超音波探傷センサ61は、図10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探傷センサ61E(5ch)をさらに含んでいてもよい。配管の検査システム10は、超音波探傷センサ61E(5ch)により配管2の肉厚を測定することで、配管2の内面減肉の検知が可能となる。
(マルチスキャン式プローブ)
図11は、一実施形態におけるプローブの概略断面図である。図12A及び図12Bは、図11に示される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、上述した配管の検査装置1のプローブ4は、図11に示されるような、配管2を検査する際に複数の超音波探傷センサ81、91をプローブ4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8からなる。プローブ(マルチスキャン式プローブ)8は、図11に示されるように、超音波の発信と受信が可能な複数の第1超音波探傷センサ81と、複数の第1超音波探傷センサ81の夫々を支持する複数の第1センサホルダ82と、複数の第1センサホルダ82が取り付けられた第1センサ部83と、を含む。
(超音波探傷センサ)
複数の超音波探傷センサ81、91の夫々は、水浸超音波法(水浸UT)に用いられる水浸探触子を含む。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。配管の検査システム10は、複数の超音波探傷センサ81、91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、複数の超音波探傷センサ81、91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。
複数の第1超音波探傷センサ81は、図12Aに示されるように、プローブ8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81A、及び第1の前方側超音波探傷センサ列81Aの後方において、第1の前方側超音波探傷センサ列81Aに対してプローブ8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81B、を含む。
図12Aに示されるように、複数の超音波探傷センサ81、91(図示例では、1ch~32ch)の夫々は、プローブ8の周方向において互いにずれた位置に配置されている。複数の超音波探傷センサ81、91(図示例では、1ch~32ch)の夫々は、プローブ8の周方向において複数に分割された検査範囲のうち、該超音波探傷センサ81、91が担当する検査範囲(担当検査範囲)に超音波を発信し、該担当検査範囲において配管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受信するようになっている。図12Bに示されるように、プローブ8が測定方向(プローブ8の軸線方向)に沿って送られることで、複数の超音波探傷センサ81、91の夫々の担当検査範囲が上記測定方向に沿って移動する。
上記の構成によれば、配管の検査装置1のプローブ(マルチスキャン式プローブ)8は、複数の第1超音波探傷センサ81を、第1の前方側超音波探傷センサ列81Aおよび第1の後方側超音波探傷センサ列81Bに並べることで、第1センサ部83を回転させることなく、プローブ8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。配管の検査装置1は、配管2の検査する際に第1センサ部83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。また、上記の構成によれば、配管2の検査する際に第1センサ部83を回転させる必要がないため、第1センサ部83の回転によりケーブル3に捻じれが生じることを抑制できる。ケーブル3に捻じれが生じることを抑制することで、ケーブル3の配管2に対する挿入性を向上できる。
幾つかの実施形態では、上述したプローブ(マルチスキャン式プローブ)8は、図11に示されるように、超音波の発信と受信が可能な複数の第2超音波探傷センサ91と、複数の第2超音波探傷センサ91の夫々を支持する複数の第2センサホルダ92と、複数の第2センサホルダ92が取り付けられた第2センサ部93と、をさらに含む。第2センサ部93は、第1センサ部83に対して第2センサ部93の軸線LD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。
複数の第2超音波探傷センサ91は、図12Aに示されるように、プローブ8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91A、及び第2の前方側超音波探傷センサ列91Aの後方において、第2の前方側超音波探傷センサ列91Aに対してプローブ8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91B、を含む。図12Aに示される実施形態では、第2の前方側超音波探傷センサ列91A及び第2の後方側超音波探傷センサ列91Bに配置された第2超音波探傷センサ91は、第1の前方側超音波探傷センサ列81A及び第1の後方側超音波探傷センサ列81Bに配置された第1超音波探傷センサ81に対して、プローブ8の周方向にずれて配置されている。複数の第1超音波探傷センサ81及び複数の第2超音波探傷センサ91の夫々が担当検査範囲を検査することで、配管2の全周に亘る検査が可能となる。
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91A及び第2の後方側超音波探傷センサ列91Bに配置された第2超音波探傷センサ91は、第1の前方側超音波探傷センサ列81A及び第1の後方側超音波探傷センサ列81Bに配置された第1超音波探傷センサ81に対して、プローブ8の周方向にずれて配置されていなくてもよい。複数の第1超音波探傷センサ81の夫々が担当検査範囲を検査することで、配管2の全周に亘る検査が可能に構成されていてもよい。また、複数の第2超音波探傷センサ91の夫々が担当検査範囲を検査することで、配管2の全周に亘る検査が可能に構成されていてもよい。すなわち、第1超音波探傷センサ81と第2超音波探傷センサ91との間で担当検査範囲が重複してもよい。
上記の構成によれば、配管の検査装置1のプローブ4(マルチスキャン式プローブ8)は、複数の第2超音波探傷センサ91を、第2の前方側超音波探傷センサ列91Aおよび第2の後方側超音波探傷センサ列91Bに並べることで、配管2の検査に用いる超音波探傷センサを容易に増やすことができるため、複数の第1超音波探傷センサ81のみで検査する場合に比べて、配管2の検査精度を向上できる。
幾つかの実施形態では、上述したプローブ(マルチスキャン式プローブ)8は、第1センサ部83の複数の第1センサホルダ82よりも前方側に取り付けられた第1の前方側ガイド部84と、第1の前方側ガイド部84の外周面841に設けられた第1の前方側ブラシ部85と、第1センサ部83の複数の第1センサホルダ82よりも後方側に取り付けられた第1の後方側ガイド部86と、第1の後方側ガイド部86の外周面861に設けられた第1の後方側ブラシ部87と、を含む。
第1の前方側ブラシ部85は、第1の前方側ガイド部84の外周面841に植設されて第1センサ部83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851を含む。第1の後方側ブラシ部87は、第1の後方側ガイド部86の外周面861に植設されて第1センサ部83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871を含む。
図示される実施形態では、第1センサ部83は、複数の第1センサホルダ82が取り付けられた第1中央部831と、第1中央部831よりも前方側に突出する第1中央部831よりも小径の第1前方側小径部832と、第1中央部831よりも後方側に突出する第1中央部831よりも小径の第1後方側小径部833と、を含む。第1の前方側ガイド部84の後方側端部に形成された軸孔に、第1前方側小径部832の少なくとも一部が挿入され、第1の前方側ガイド部84が第1前方側小径部832に第1センサ部83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1の後方側ガイド部86の前方側端部に形成された軸孔に、第1後方側小径部833の少なくとも一部が挿入され、第1の後方側ガイド部86が第1後方側小径部833に第1センサ部83の軸線方向に沿って摺動可能に締結される。
図13は、図11に示される第1の前方側ガイド部および第1の前方側ブラシ部の第1センサ部の軸線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851の夫々は、図11及び図13に示されるように、第1センサ部83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。複数の毛束群871の夫々は、複数の毛束群851の夫々と同様に、第1センサ部83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。
図示される実施形態では、第1の前方側ブラシ部85は、第1の前方側ガイド部84の外周面841に内周面が嵌合する環状部材852をさらに含む。第1の後方側ブラシ部87は、第1の後方側ガイド部86の外周面861に内周面が嵌合する環状部材872をさらに含む。環状部材852及び環状部材872は、ゴム、合成樹脂材などの弾性材料からなる。
上記の構成によれば、第1の前方側ブラシ部85の複数の毛束群851および第1の後方側ブラシ部87の複数の毛束群871により、プローブ8を調芯でき、プローブ8を配管2の中心に保持できる。プローブ8を配管2の中心に保持することで、配管の検査装置1と配管2との間の摩擦を低減でき、ケーブル3を送るためにケーブル3に加えられる推力を、ケーブル3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3が配管2の内面21に引っ掛かることを抑制できるため、配管の検査装置1の配管2への挿入性を向上できる。
幾つかの実施形態では、上述したプローブ(マルチスキャン式プローブ)8は、第2センサ部93の複数の第2センサホルダ92よりも前方側に取り付けられた第2の前方側ガイド部94と、第2の前方側ガイド部94の外周面941に設けられた第2の前方側ブラシ部95と、第2センサ部93の複数の第2センサホルダ92よりも後方側に取り付けられた第2の後方側ガイド部96と、第2の後方側ガイド部96の外周面961に設けられた第2の後方側ブラシ部97と、を含む。
第2の前方側ブラシ部95は、第2の前方側ガイド部94の外周面941に植設されて第2センサ部93の軸線LDに対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群951を含む。第2の後方側ブラシ部97は、第2の後方側ガイド部96の外周面961に植設されて第2センサ部93の軸線LDに対して直交する方向に沿って延在する複数の毛束群971を含む。
図示される実施形態では、第2センサ部93は、複数の第2センサホルダ92が取り付けられた第2中央部931と、第2中央部931よりも前方側に突出する第2中央部931よりも小径の第2前方側小径部932と、第2中央部931よりも後方側に突出する第2中央部931よりも小径の第2後方側小径部933と、を含む。第2の前方側ガイド部94の後方側端部に形成された軸孔に、第2前方側小径部932の少なくとも一部が挿入され、第2の前方側ガイド部94が第2前方側小径部932に第2センサ部の軸線方向(軸線LD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96の前方側端部に形成された軸孔に、第2後方側小径部933の少なくとも一部が挿入され、第2の後方側ガイド部96が第2後方側小径部933に第2センサ部の軸線方向に沿って摺動可能に締結される。
複数の毛束群951及び複数の毛束群971の夫々は、複数の毛束群851の夫々と同様に、第2センサ部93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。
図示される実施形態では、第2の前方側ブラシ部95は、第2の前方側ガイド部94の外周面941に内周面が嵌合する環状部材952をさらに含む。第2の後方側ブラシ部97は、第2の後方側ガイド部96の外周面961に内周面が嵌合する環状部材972をさらに含む。環状部材952及び環状部材972は、ゴム、合成樹脂材などの弾性材料からなる。
上記の構成によれば、第2の前方側ブラシ部95の複数の毛束群951および第2の後方側ブラシ部97の複数の毛束群971により、プローブ8を調芯でき、プローブ8を配管2の中心に保持できる。
図14は、図11に示される第1の前方側ガイド部の第1センサ部の軸線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。幾つかの実施形態では、図11及び図14に示されるように、上述したプローブ(マルチスキャン式プローブ)8は、少なくとも1つ(図示例では、複数)の金属ワイヤ88をさらに含む。複数の金属ワイヤ88の各々は、図11に示されるように、環状部材852における複数の毛束群851よりも後方側に一端881が接続され、環状部材872における複数の毛束群871よりも前方側に他端882が接続される。複数の金属ワイヤ88の各々は、図11に示されるように、第1センサ部83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。複数の金属ワイヤ88の各々は、図14に示されるように、該金属ワイヤ88の他端882が該金属ワイヤ88の一端881に対して第1センサ部83の周方向においてずれた位置に接続されている。
図15は、図11に示される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。上記の構成によれば、配管2の内面21に金属ワイヤ88が接触したときに該金属ワイヤ88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。金属ワイヤ88の復元力により、第1センサ部83を調芯でき、第1センサ部83を配管2の中心に保持できる。図15に示されるように、第1センサ部83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88により第1センサ部83を調芯できる。これにより、プローブ8は、第1センサ部83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83に設けられた複数の第1超音波探傷センサ81による湾曲部24の検査が精度良く実行できる。
幾つかの実施形態では、図11に示されるように、上述したプローブ(マルチスキャン式プローブ)8は、少なくとも1つ(図示例では、複数)の金属ワイヤ98をさらに含む。複数の金属ワイヤ98の各々は、環状部材952における複数の毛束群951よりも後方側に一端が接続され、環状部材972における複数の毛束群971よりも前方側に他端が接続される。複数の金属ワイヤ98の各々は、第2センサ部93の軸線LD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。複数の金属ワイヤ98の各々は、他端が一端に対して第2センサ部93の周方向においてずれた位置に接続されている。上記の構成によれば、第2センサ部93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98により第2センサ部93を調芯できる。これにより、プローブ8は、第2センサ部93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93に設けられた複数の第2超音波探傷センサ91による湾曲部24の検査が精度良く実行できる。
図11に示される実施形態では、第1の前方側ガイド部84の第1の前方側ブラシ部85よりも前方側に突出した前方側端部842と、第2の後方側ガイド部96の第2の後方側ブラシ部97よりも後方側に突出した後方側端部962と、が回転軸RA1に沿って延在する連結ピン89を介して連結されている。これにより、第2センサ部93は、第1センサ部83に回転軸RA1を中心として回転可能に連結されている。
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。
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。
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。
1)本開示の少なくとも一実施形態にかかる配管の検査装置(1)は、
配管(2)の内部に挿入される配管の検査装置(1)であって、
ケーブル(3)と、
前記ケーブル(3)の一端に取り付けられた少なくとも1つのセンサを含むプローブ(4)と、
前記ケーブル(3)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組のケーブルガイド(5)と、を備え、
前記複数組のケーブルガイド(5)の各々は、
前記ケーブル(3)に取り付けられたローラ支持部(51)であって、前記ケーブル(3)の軸線(LA)に直交する方向に沿って延在するローラ支持部(51)と、
前記ローラ支持部(51)の一端側に回転可能に支持された一端側ローラ(53)、及び前記ローラ支持部(51)の他端側に回転可能に支持された他端側ローラ(54)、を有する一対のローラ(52)と、を含む。
上記1)の構成によれば、複数組のケーブルガイド(5)の各々は、ローラ支持部(51)に対して回転可能に支持された一対のローラ(52)を含むので、配管(2)の内面(21)にローラ(52)が接触したときに、ローラ(52)が回転して配管(2)の内面(21)とローラ(52)との間に転がり摩擦を生じさせる。上記転がり摩擦は、配管(2)の内面(21)にケーブル(3)が接触したときに配管(2)の内面(21)とケーブル(3)との間に生じる滑り摩擦に比べて、その摩擦抵抗を大きく減少させることができる。また、配管(2)の内面(21)にローラ(52)が接触したときに、ローラ(52)を回転させることで、配管(2)の内面(52)に形成された突起物などの障害物を容易に乗り超えることができる。これにより、上記障害物にケーブル(3)が引っ掛かることを抑制できる。よって、上記1)の構成によれば、配管の検査装置(1)は、湾曲部を有する配管(2)や内面(21)に凹凸や傷などの障害物が形成された配管(2)に対しても挿入性が良好である。
2)幾つかの実施形態では、上記1)に記載の配管の検査装置(1)であって、
前記一対のローラ(52)は、前記ケーブル(3)の前記軸線方向において隣接する前記一対のローラ(52A)に対して、前記ケーブル(3)の周方向にずれた位置に配置された。
上記2)の構成によれば、一対のローラ(52)を、ケーブル(3)の軸線方向において隣接する一対のローラ(52A)に対して、ケーブル(3)の周方向にずれた位置に配置することで、ケーブル(3)の周方向における広い範囲に亘り、ローラ(52)を回転させる構造にしたことで生じる障害物を容易に乗り超える作用を発揮させることができる。
3)幾つかの実施形態では、上記1)又は上記2)に記載の配管の検査装置(1)であって、
前記一端側ローラ(53)及び前記他端側ローラ(54)の各々は、前記ケーブル(3)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を有する湾曲面(531、541)を含む。
上記3)の構成によれば、一端側ローラ(53)及び他端側ローラ(54)の各々は、湾曲面(531、541)と配管(2)の内面(21)との接触部分を最小限にでき、これによって、湾曲面(531、541)と配管(2)の内面(21)との間の摩擦を低減できる。湾曲面(531、541)と配管(2)の内面(21)との間の摩擦を低減することで、ケーブル(3)が配管(2)の内面(21)に引っ掛かることを抑制できるため、配管の検査装置(1)の配管(2)への挿入性を向上できる。
4)幾つかの実施形態では、上記3)に記載の配管の検査装置(1)であって、
前記一対のローラ(52)の各々は、前記湾曲面(531、541)の外周縁部(532、542)に前記湾曲面(531、541)の他の部分よりも摩擦抵抗が高くなる表面処理が施された。
上記4)の構成によれば、複数のローラ(52)の夫々は、湾曲面(531、541)の外周縁部(532、542)に湾曲面(531、541)の他の部分よりも摩擦抵抗が高くなる表面処理が施すことで、配管(2)の内面(21)にローラ(52)の上記外周縁部(532、542)が接触したときに摩擦力(グリップ力)を高めることができ、これによって、配管(2)の内面(21)に形成された突起物などの障害物に対してローラ(52)を空回りさせずに乗り越えさせることができる。
5)幾つかの実施形態では、上記1)から上記4)までの何れかに記載の配管の検査装置(1)であって、
前記ケーブル(3)は、繊維強化プラスチックで形成された芯材(31)を含む。
上記5)の構成によれば、ケーブル(3)は、繊維強化プラスチックで形成された芯材(31)を含むことで、ケーブル(3)の強度や剛性を確保できるため、ケーブル(3)の外径を小さなものにすることができる。密度が小さく軽量であり、且つケーブル(3)の変形に追従する弾性に富んだ(曲げ剛性が高い)繊維強化プラスチックを芯材(31)に用い、ケーブル(3)の外径を小さくすることで、ケーブル(3)の重量および最小曲げ半径を小さくできる。ケーブル(3)の重量および最小曲げ半径を小さくすることで、ケーブル(3)の配管(2)への挿入性を向上できる。
6)幾つかの実施形態では、上記1)から上記5)までの何れかに記載の配管の検査装置(1)であって、
前記プローブ(6(4))は、
超音波の発信と受信が可能な複数の超音波探傷センサ(61)と、
前記複数の超音波探傷センサ(61)の夫々を支持する複数のセンサホルダ(62)と、
前記複数のセンサホルダ(62)が取り付けられたセンサ部(63)と、
前記センサ部(63)を回転させるためのモータ(64)と、
前記モータ(64)が発生させた回転力を前記センサ部(63)に伝達するように構成された回転力伝達装置(65)であって、前記センサ部(63)と前記モータ(64)との間に設けられたスリップリング(66)を有する回転力伝達装置(65)と、を含む。
上記6)の構成によれば、配管の検査装置(1)のプローブ(4,ヘリカルスキャン式プローブ6)は、モータ(64)が発生させた回転力によりセンサ部(63)を回転させることで、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。このプローブ(1)は、センサ部(63)を回転させる回転機構を有しない場合に比べて、複数の超音波探傷センサ(61)による検査ピッチを小さくできるため、配管(2)の検査精度を向上できる。
7)幾つかの実施形態では、上記6)に記載の配管の検査装置(1)であって、
前記回転力伝達装置(65)は、
前記スリップリング(66)を回転可能に収容するスリップリング収容部(67)と、
前記スリップリング(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、
前記スリップリング(66)よりも前方側において前記スリップリング収容部(67)と前記第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。
上記7)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)内の流体が悪影響を及ぼすことを抑制できる。
8)幾つかの実施形態では、上記6)又は上記7)に記載の配管の検査装置(1)であって、
前記プローブ(6)は、
前記センサ部(63)の前記複数のセンサホルダ(62)よりも前方側において前記センサ部(63)に対して回転可能に構成された前方側支持部(70)と、
前記前方側支持部(70)の外周面(701)に設けられた前方側ブラシ部(71)であって、前記前方側支持部(70)の前記外周面(701)に植設されて前記センサ部(63)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)を含む前方側ブラシ部(71)と、
前記センサ部(63)の前記複数のセンサホルダ(62)よりも後方側において前記センサ部(63)に対して回転可能に構成された後方側支持部(72)と、
前記後方側支持部(72)の外周面(721)に設けられた後方側ブラシ部(73)であって、前記後方側支持部(72)の前記外周面(721)に植設されて前記センサ部(63)の前記軸線(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)を含む後方側ブラシ部(73)と、をさらに含む。
上記8)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(6)を調芯でき、プローブ(6)を配管(2)の中心に保持できる。プローブ(6)を配管(2)の中心に保持することで、配管の検査装置(1)と配管(2)との間の摩擦を低減でき、ケーブル(3)を送るためにケーブル(3)に加えられる推力を、ケーブル(3)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(3)が配管(2)の内面(21)に引っ掛かることを抑制できるため、配管の検査装置(1)の配管(2)への挿入性を向上できる。
また、上記8)の構成によれば、配管の検査装置(1)は、センサ部(63)をケーブル(3)の周方向に回転させるヘリカルスキャン式プローブ(6)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)をセンサ部(63)に対して回転可能とすることで、センサ部(63)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(6)の調芯機能を発揮できる。
9)幾つかの実施形態では、上記6)から上記8)までの何れかに記載の配管の検査装置(1)であって、
前記プローブ(6)は、
前記センサ部(63)の前記複数のセンサホルダ(62)よりも後方側において前記センサ部(63)に対して回転可能に構成された後方側支持部(72)と、
前記センサ部(63)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、
前記第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、
前記後方側支持部(72)と前記第2のフレキシブルシャフト収容部(75)の間に前記第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(76)と、をさらに含む。
上記9)の構成によれば、引張ばね(76)により、プローブ(6)の過度の撓みを抑制でき、これによってプローブ(6)が配管(2)の内面(21)に引っ掛かることを抑制できるため、配管の検査装置(1)の配管(2)への挿入性を向上できる。
10)幾つかの実施形態では、上記1)から上記5)までの何れかに記載の配管の検査装置(1)であって、
前記プローブ(8(4))は、
超音波の発信と受信が可能な複数の第1超音波探傷センサ(81)であって、前記プローブ(8)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(81A)、及び前記第1の前方側超音波探傷センサ列(81A)の後方において、前記第1の前方側超音波探傷センサ列(81A)に対して前記プローブ(8)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(81B)、を含む複数の第1超音波探傷センサ(81)と、
前記複数の第1超音波探傷センサ(81)の夫々を支持する複数の第1センサホルダ(82)と、
前記複数の第1センサホルダ(82)が取り付けられた第1センサ部(83)と、を含む。
上記10)の構成によれば、配管の検査装置のプローブ(マルチスキャン式プローブ8)は、複数の第1超音波探傷センサ(81)を、第1の前方側超音波探傷センサ列(81A)および第1の後方側超音波探傷センサ列(81B)に並べることで、第1センサ部(83)を回転させることなく、プローブ(8)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。配管の検査装置(1)は、配管(2)の検査する際に第1センサ部(83)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。また、上記9)の構成によれば、配管(2)の検査する際に第1センサ部(83)を回転させる必要がないため、第1センサ部(83)の回転によりケーブル(3)に捻じれが生じることを抑制できる。ケーブル(3)に捻じれが生じることを抑制することで、ケーブル(3)の配管(2)に対する挿入性を向上できる。
11)幾つかの実施形態では、上記10)に記載の配管の検査装置(1)であって、
前記プローブ(8)は、
前記第1センサ部(83)の前記複数の第1センサホルダ(82)よりも前方側に取り付けられた第1の前方側ガイド部(84)と、
前記第1の前方側ガイド部(84)の外周面(841)に設けられた第1の前方側ブラシ部(85)であって、前記第1の前方側ガイド部(84)の前記外周面(841)に植設されて前記第1センサ部(83)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(851)を含む第1の前方側ブラシ部(85)と、
前記第1センサ部(83)の前記複数の第1センサホルダ(82)よりも後方側に取り付けられた第1の後方側ガイド部(86)と、
前記第1の後方側ガイド部(86)の外周面(861)に設けられた第1の後方側ブラシ部(87)であって、前記第1の後方側ガイド部(86)の前記外周面(861)に植設されて前記第1センサ部(83)の前記軸線(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(871)を含む第1の後方側ブラシ部(87)と、をさらに含む。
上記11)の構成によれば、第1の前方側ブラシ部(85)の複数の毛束群(851)および第1の後方側ブラシ部(87)の複数の毛束群(871)により、プローブ(8)を調芯でき、プローブ(8)を配管(2)の中心に保持できる。プローブ(8)を配管(2)の中心に保持することで、配管の検査装置(1)と配管(2)との間の摩擦を低減でき、ケーブル(3)を送るためにケーブル(3)に加えられる推力を、ケーブル(3)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(3)が配管(2)の内面(21)に引っ掛かることを抑制できるため、配管の検査装置(1)の配管(2)への挿入性を向上できる。
12)幾つかの実施形態では、上記10)又は上記11)に記載の配管の検査装置(1)であって、
前記プローブ(8)は、
前記第1センサ部(83)の前記複数の第1センサホルダ(82)よりも前方側に一端(881)が接続されるとともに、前記第1センサ部(83)の前記複数の第1センサホルダ(82)よりも後方側に他端(882)が接続される少なくとも1つの金属ワイヤ(88)をさらに含み、
前記少なくとも1つの金属ワイヤ(88)は、前記他端(882)が前記一端(881)に対して前記第1センサ部(83)の周方向においてずれた位置に接続された。
上記12)の構成によれば、配管(2)の内面(21)に金属ワイヤ(88)が接触したときに該金属ワイヤ(88)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。金属ワイヤ(88)の復元力により、プローブ(8)を調芯でき、プローブ(8)を配管(2)の中心に保持できる。
13)幾つかの実施形態では、上記10)から上記12)までの何れかに記載の配管の検査装置(1)であって、
前記プローブ(8)は、
超音波の発信と受信が可能な複数の第2超音波探傷センサ(91)であって、前記プローブ(8)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(91A)、及び前記第2の前方側超音波探傷センサ列(91A)の後方において、前記第2の前方側超音波探傷センサ列(91A)に対して前記プローブ(8)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(91B)、を含む複数の第2超音波探傷センサ(91)と、
前記複数の第2超音波探傷センサ(91)の夫々を支持する複数の第2センサホルダ(92)と、
前記複数の第2センサホルダ(92)が取り付けられた第2センサ部(93)であって、前記第1センサ部(83)に対して前記第2センサ部(93)の軸線(LD)に直交する方向に沿って延在する回転軸回りに回転可能に接続された第2センサ部(93)と、を含む。
上記13)の構成によれば、配管の検査装置のプローブ(マルチスキャン式プローブ8)は、複数の第2超音波探傷センサ(91)を、第2の前方側超音波探傷センサ列(91A)および第2の後方側超音波探傷センサ列(91B)に並べることで、配管(2)の検査に用いる超音波探傷センサを容易に増やすことができるため、複数の第1超音波探傷センサ(81)のみで検査する場合に比べて、配管(2)の検査精度を向上できる。
1 配管の検査装置
2 配管
3 ケーブル
4,6,8 プローブ
5 ケーブルガイド
10 配管の検査システム
11 挿入装置
12 制御装置
13 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
41 センサ
51 ローラ支持部
52,52A ローラ
53 一端側ローラ
54 他端側ローラ
61 超音波探傷センサ
62 センサホルダ
63 センサ部
64 モータ
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
81 第1超音波探傷センサ
81A 第1の前方側超音波探傷センサ列
81B 第1の後方側超音波探傷センサ列
82 第1センサホルダ
83 第1センサ部
84 第1の前方側ガイド部
85 第1の前方側ブラシ部
86 第1の後方側ガイド部
87 第1の後方側ブラシ部
88 金属ワイヤ
91 第2超音波探傷センサ
91A 第2の前方側超音波探傷センサ列
91B 第2の後方側超音波探傷センサ列
92 第2センサホルダ
93 第2センサ部
94 第2の前方側ガイド部
95 第2の前方側ブラシ部
96 第2の後方側ガイド部
97 第2の後方側ブラシ部
L 配管の軸線
L0,L1 仮想直線
LA ケーブルの軸線
LB センサ部の軸線
LC 第1センサ部の軸線
LD 第2センサ部の軸線
R1,R2 曲率半径
RA1 回転軸

Claims (13)

  1. 配管の内部に挿入される配管の検査装置であって、
    ケーブルと、
    前記ケーブルの一端に取り付けられた少なくとも1つのセンサを含むプローブと、
    前記ケーブル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組のケーブルガイドと、を備え、
    前記複数組のケーブルガイドの各々は、
    前記ケーブルに取り付けられたローラ支持部であって、前記ケーブルの軸線に直交する方向に沿って延在するローラ支持部と、
    前記ローラ支持部の一端側に回転可能に支持された一端側ローラ、及び前記ローラ支持部の他端側に回転可能に支持された他端側ローラ、を有する一対のローラと、を含む、
    配管の検査装置。
  2. 前記一対のローラは、前記ケーブルの前記軸線方向において隣接する前記一対のローラに対して、前記ケーブルの周方向にずれた位置に配置された、
    請求項1に記載の配管の検査装置。
  3. 前記一端側ローラ及び前記他端側ローラの各々は、前記ケーブル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する湾曲面を含む、
    請求項1又は2に記載の配管の検査装置。
  4. 前記一対のローラの各々は、前記湾曲面の外周縁部に前記湾曲面の他の部分よりも摩擦抵抗が高くなる表面処理が施された、
    請求項3に記載の配管の検査装置。
  5. 前記ケーブルは、繊維強化プラスチックで形成された芯材を含む、
    請求項1乃至4の何れか1項に記載の配管の検査装置。
  6. 前記プローブは、
    超音波の発信と受信が可能な複数の超音波探傷センサと、
    前記複数の超音波探傷センサの夫々を支持する複数のセンサホルダと、
    前記複数のセンサホルダが取り付けられたセンサ部と、
    前記センサ部を回転させるためのモータと、
    前記モータが発生させた回転力を前記センサ部に伝達するように構成された回転力伝達装置であって、前記センサ部と前記モータとの間に設けられたスリップリングを有する回転力伝達装置と、を含む、
    請求項1乃至5の何れか1項に記載の配管の検査装置。
  7. 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、をさらに有する、
    請求項6に記載の配管の検査装置。
  8. 前記プローブは、
    前記センサ部の前記複数のセンサホルダよりも前方側において前記センサ部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部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、
    前記センサ部の前記複数のセンサホルダよりも後方側において前記センサ部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部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6又は7に記載の配管の検査装置。
  9. 前記プローブは、
    前記センサ部の前記複数のセンサホルダよりも後方側において前記センサ部に対して回転可能に構成された後方側支持部と、
    前記センサ部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6乃至8の何れか1項に記載の配管の検査装置。
  10. 前記プローブは、
    超音波の発信と受信が可能な複数の第1超音波探傷センサであって、前記プローブ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、及び前記第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プローブ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、を含む複数の第1超音波探傷センサと、
    前記複数の第1超音波探傷センサの夫々を支持する複数の第1センサホルダと、
    前記複数の第1センサホルダが取り付けられた第1センサ部と、を含む、
    請求項1乃至5の何れか1項に記載の配管の検査装置。
  11. 前記プローブは、
    前記第1センサ部の前記複数の第1センサホルダよりも前方側に取り付けられた第1の前方側ガイド部と、
    前記第1の前方側ガイド部の外周面に設けられた第1の前方側ブラシ部であって、前記第1の前方側ガイド部の前記外周面に植設されて前記第1センサ部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第1の前方側ブラシ部と、
    前記第1センサ部の前記複数の第1センサホルダよりも後方側に取り付けられた第1の後方側ガイド部と、
    前記第1の後方側ガイド部の外周面に設けられた第1の後方側ブラシ部であって、前記第1の後方側ガイド部の前記外周面に植設されて前記第1センサ部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第1の後方側ブラシ部と、をさらに含む、
    請求項10に記載の配管の検査装置。
  12. 前記プローブは、
    前記第1センサ部の前記複数の第1センサホルダよりも前方側に一端が接続されるとともに、前記第1センサ部の前記複数の第1センサホルダよりも後方側に他端が接続される少なくとも1つの金属ワイヤをさらに含み、
    前記少なくとも1つの金属ワイヤは、前記他端が前記一端に対して前記第1センサ部の周方向においてずれた位置に接続された、
    請求項10又は11に記載の配管の検査装置。
  13. 前記プローブは、
    超音波の発信と受信が可能な複数の第2超音波探傷センサであって、前記プローブ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、及び前記第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プローブ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、を含む複数の第2超音波探傷センサと、
    前記複数の第2超音波探傷センサの夫々を支持する複数の第2センサホルダと、
    前記複数の第2センサホルダが取り付けられた第2センサ部であって、前記第1センサ部に対して前記第2センサ部の軸線に直交する方向に沿って延在する回転軸回りに回転可能に接続された第2センサ部と、を含む、
    請求項10乃至12の何れか1項に記載の配管の検査装置。
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