JP3077437U - 鋼管溶接部裏波検査装置 - Google Patents

鋼管溶接部裏波検査装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 取扱いが簡単であり、鉛直に配置された鋼管
であっても自重により落下することなく確実に溶接部を
撮影することができる鋼管溶接部裏波検査装置を提供す
ること。 【解決手段】 カメラ3が先端側に配置された伸縮自在
なロッド2と、鋼管1内において、前記ロッド2を前記
鋼管1の中央にセンタリングする内部センタライザー6
と、前記内部センタライザー6より基側において、前記
ロッド2に回転自在に外嵌されると共に、軸方向に拘束
され、前記鋼管1の端部に嵌合されることにより、前記
ロッド2を前記鋼管1の中央にセンタリングすると共
に、前記鋼管1内への前記ロッド2の挿入を係止する端
部センタライザー7と、前記ロッド2を回転させるロッ
ド回転手段9とを備えた鋼管溶接部裏波検査装置2。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【考案の属する技術分野】
本考案は、鋼管の外面から周方向に溶接施工された場合に形成される溶接部の 裏波の状態を検査する鋼管溶接部裏波検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
地下水や温泉を掘り当てるために、地中に穴を掘る工法として、ハンマーボー リング工法、ダウンザホール工法等が挙げられる。これら工法においては、地中 にケーシングとしての鋼管が埋め込まれるが、通常、地中深くまで埋め込まれる ため、複数の鋼管が継ぎ足されて用いられる。
【0003】 鋼管の継ぎ足しは、2本の鋼管の端部同士に突き合わせ溶接が施されることに よって行われる。突き合わせ溶接は、図8(a)に示すように、予め、開先27 の加工が施された鋼管の端部同士を突き合せて施工される。この図8(a)は、 裏波1cが内面1bまで十分に形成され、良好に溶接施工がなされた状態を示し ているが、この種の溶接施工は、鋼管の内部を観察できないことから、例えば、 図8(b)に示すように、裏波1cが内面1bまで十分に形成されていない、い わゆる溶接不良が発生することがある。このような溶接不良があると、工事終了 後、鋼管1を地中から引抜く際に、該溶接不良箇所から溶接部1aが破断する可 能性が高く、作業上危険である。また、溶接部1aが破断すると、地中に残った 鋼管1を引抜くことが困難となる。このようなことから、鋼管1の溶接部1aを 地中に埋め込む前に、溶接部1aの検査を行い、好適に溶接が施されていること を確認することが望ましい。
【0004】 しかし、上記鋼管内径が十分に大きく、人間が鋼管1内に安全に入ることがで きる場合は別として、通常、鋼管内に入ることは困難であるため、上記した裏波 1cの状態等を検査する鋼管内面の溶接部1aの検査は、直接目視で行えるもの ではない。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】
鋼管内面の溶接部を検査する装置としては、特開平5−18904に開示され ているように、カメラに対して鋼管自体を回転させて検査を行うものがある。し かし、上記の如く地中に埋め込まれた鋼管は回転させることができないため、該 装置を利用することはできない。
【0006】 一方、鋼管を回転させずに内面を検査する装置としては、特開平8−3134 47に開示されているような装置がある。しかし、該装置は、水平に配置された 鋼管への使用を想定しており、鉛直方向に配置された鋼管に使用すれば、軸方向 にしっかりと固定されず、鋼管の内面の撮影を確実に行うことができない。また 、この装置は鋼管との接触部付近に多くの可動部があることから、多くの土、泥 などが鋼管内面に付着する上記鋼管1の検査に使用すると、土、泥等が可動部等 に侵入して故障を引き起こす可能性がある。さらに、該装置は複雑に構成されて おり、取扱いが容易でないため、取扱いに慣れるまで時間が掛かる。
【0007】 本考案は、上記課題に鑑みてなされたものであって、本考案の目的は、取扱い が簡単であり、鉛直に配置された鋼管であっても自重により落下することなく確 実に溶接部、特に図8に示したような開先溶接部の裏波を撮影することができる 鋼管溶接部裏波検査装置を提供することであり、該装置を提供することにより、 作業員が行う溶接部検査技術の向上を図ることができる。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の鋼管溶接部裏波検査装置は、鋼管 内面の周方向溶接部をカメラで撮影することにより、前記溶接部の裏波の検査を 行う鋼管溶接部裏波検査装置であって、前記カメラが先端側に配置された伸縮自 在なロッドと、前記鋼管内において、前記ロッドを前記鋼管の中央にセンタリン グする内部センタライザーと、前記内部センタライザーより基側において、前記 ロッドに回転自在に外嵌されると共に、軸方向に拘束され、前記鋼管の入口側端 部に嵌合されることにより、前記ロッドを前記鋼管の中央にセンタリングすると 共に、前記鋼管内への前記ロッドの挿入を係止する端部センタライザーと、前記 ロッドを回転させるロッド回転手段と、を備え、前記ロッド回転手段により前記 ロッドと共に前記カメラが回転されることによって、前記周方向溶接部全体が撮 影されることを特徴としている。
【0009】 請求項2記載の鋼管溶接部裏波検査装置は、請求項1記載の鋼管溶接部裏波検 査装置において、前記端部センターライザーは、その中央に前記ロッドに回転自 在に外嵌される軸受部と、該軸受部の軸心を中央とする同心円上に形成された前 記鋼管端部に嵌合する同心溝と、を具備したものであることを特徴としている。
【0010】 請求項3記載の鋼管溶接部裏波検査装置は、請求項1又は2記載の鋼管溶接部 裏波検査装置において、前記ロッドの基側端部に吊具が設けられたことを特徴と している。
【0011】 請求項4記載の鋼管溶接部裏波検査装置は、請求項1乃至3のうち何れか1に 記載の鋼管溶接部裏波検査装置において、前記カメラの角度を調整するカメラ角 度調整手段を備えたことを特徴としている。
【0012】 請求項5記載の鋼管溶接部裏波検査装置は、請求項1乃至4のうち何れか1に 記載の鋼管溶接部裏波検査装置において、前記カメラの撮影範囲を照らすように 前記ロッドの先端側に照明が取付られたことを特徴としている。
【0013】
【考案の実施の形態】
以下、本考案の実施の形態に係る鋼管溶接部裏波検査装置について図面に基づ いて説明する。図1及び図2に示すように、地面Gに鉛直に埋め込まれた鋼管1 に装着された前記鋼管溶接部裏波検査装置2は、前記鋼管1の内面の周方向溶接 部1aをカメラ3で撮影することにより、裏波の検査を行う装置であって、前記 カメラ3が先端側に配置された伸縮自在なロッド4、前記カメラ3の撮影範囲を 照らす照明5、前記鋼管1内において、前記ロッド4を前記鋼管1の中央にセン タリングする内部センタライザー6、前記鋼管1の入口側端部において、前記ロ ッド4を前記鋼管の中央にセンタリングすると共に、前記鋼管内へ前記ロッド4 の挿入を係止する端部センタライザー7、前記ロッド4の基側端部に設けられた 吊金具(吊具)8及び前記ロッド4を回転させるロッド回転手段9を含む本体部 と、前記カメラ3に付設されたケーブル10を介し画像データを受信するPC( パーソナルコンピュータ)11、該PC11が受信した画像データを表示するモ ニター12及び画像データを用紙にプリントアウトするプリンターPを含む撮影 情報処理部とからなる。
【0014】 前記ロッド4は、伸縮自在に構成されたものであり、例えば、外嵌ロッド4a と、この外嵌ロッド4aの内部に出没自在に挿入される内嵌ロッド4bと、前記 外嵌ロッド4aの先端側端部に固定され、前記外嵌ロッド4aと前記内嵌ロッド 4bとを相互に固定するストッパー13とを具備している。
【0015】 前記ストッパー13は、レバー13aと連動して前記外嵌ロッド4aと前記内 嵌ロッド4bを相互に固定するロック機構を備えており、レバー13aを例えば 矢印Fの方向へ倒すとロックピン13bが、前記内嵌ロッド4bに所定間隔をお いて複数穿設された孔(図示せず)の1つに嵌入されて、前記内嵌ロッド4bは 前記外嵌ロッド4aと互いに固定(ロック)される。一方、前記レバー13aを 矢印Fと反対側に倒すと、前記ロックピン13bは前記孔から脱離してロックが 解除され、前記内嵌ロッド4bは前記外嵌ロッド4aに対して出没可能な状態と なる。したがって、このレバー13aにより、前記外嵌ロッド4aに対する前記 内嵌ロッド4bの突出長さを段階的に調整することができる。
【0016】 前記カメラ3としては、例えばCCD(Charged Coupled Device System)カ メラ3が使用されている。該CCDカメラ3は前記内嵌ロッド4bの先端にブラ ケット15を介して取付られている。前記ブラケット15は、図3に示すように 、前記内嵌ロッド4bの先端に蝶ねじ15eにて固定された本体金具15aと、 前記CCDカメラ3を固定するカメラ固定金具15bと、これらを相互に軸着す る支点部15cと、前記本体金具15aに形成された弧状切欠15dと、該弧状 切欠15dにおいて前記本体金具15aと前記カメラ固定金具15bを任意の相 対角度で相互に固定する蝶ねじ15eを具備したものである。したがって、前記 弧状切欠15dの前記蝶ねじ15eを廻し、前記カメラ固定金具15bを回動さ せることで、前記CCDカメラ3の角度を所望の角度に調整することができ、様 々な角度から溶接部1aの撮影を行うことができる。
【0017】 前記照明5としては、例えば、前記CCDカメラ3のレンズの周囲に一体的に 付設された6個のLED(発光ダイオード)5aが使用されている。前記CCD カメラ3と一体式のLED5aを採用することで、装置全体が軽量かつコンパク トになる。当然に、前記照明5は、前記LED5aのように前記CCDカメラ3 と一体的に設けられたものに限定されず、前記CCDカメラ3の撮影範囲を照ら すように前記ロッド4の先端側、例えば、前記ロッド4の先端部や前記CCDカ メラ3の一部に設置されていればよい。但し、好ましくは、図3に示すように、 前記鋼管1の内面1bに反射した照明5の反射光Wが前記CCDカメラ3に反射 しないように前記照明5の設置角度等を考慮して設置する。また、照明の種類も LEDに限定されるものではなく、他種の照明でもよい。
【0018】 前記内部センタライザー6は、前記鋼管1に内接する部分と前記ロッド4を前 記鋼管1の中央において支持する部分を備えたものであり、図4に示すように、 例えば、前記鋼管1に内接される環状体6aと、前記ロッド4の前記内嵌ロッド 4bに回転自在に外嵌される軸受け部6bと、前記環状体6aと前記軸受け部6 bとを相互に固定する例えば4本からなる棒材6cを具備したものである。図1 に示すように、前記内部センタライザー6は、前記内嵌ロッド4b又は前記外嵌 ロッド4aに外嵌され、前記ロッド4に固定された2つの固定金具16に軸方向 に挟まれて軸方向への移動が拘束されている。該固定金具16は、前記内嵌ロッ ド4bにスライド自在に外嵌され、外部から前記内嵌ロッド4bに達するまでに 螺着された蝶ねじ16bにより、前記ロッド4bの任意の位置に固定される。し たがって、前記固定金具16を移動させることで、前記ロッド4に対し、前記内 部センタライザー6を任意の位置に設定することができる。
【0019】 前記端部センタライザー7は、図5に示すように、例えば、その中央に前記外 嵌ロッド4aに回転自在に外嵌される軸受け部7aと、該軸受け部7aに一端が 軸着され、相互に直角に配置される4本の腕7bと、該腕7bの前記CCDカメ ラ3側において、前記軸受け部7aの軸心を中央とする同心円上に形成され、且 つ、所定の管径を有する鋼管1の端部に嵌合する同心溝7cと、を備えたもので ある。該端部センタライザー7は、前記外嵌ロッド4aの軸方向に前後して固定 された固定金具16、16Aにより、前記軸方向に拘束されると共に、前記腕7 bの軸着部7dを支点とする回転が拘束されている。なお、反CCDカメラ3側 の固定金具16との間にはスラストベアリング17が設けられ、前記端部センタ ライザー7に対して前記ロッド4が滑らかに回転するようになっている。また、 前記CCDカメラ3側に設けられた前記固定金具16Aは、前記腕7bの軸着部 7dを支点とする回転をしっかりと拘束するため、他の固定金具16より前記腕 7b側の面が幅広に形成されている。
【0020】 上記構成から明らかなように、鋼管1の端部に前記同心溝7cを嵌合させれば 、自ずと前記外嵌ロッド4aは前記鋼管1の中央にセンタリングされるようにな っている。また、前記同心溝7cは、鋼管1の一般的な規格サイズに対応して複 数形成されており、例えば鋼管1の呼び径150A、200A、250A等に対 応して形成されているので、種々の呼び径の鋼管1に嵌合させることができる。 さらにまた、前記端部センタライザー7の前記腕7bは、装置未使用時には、前 記軸着部7dを支点に回転させて折畳むことができるようになっている。すなわ ち、前記CCDカメラ3側の固定金具16、16Aを前記CCDカメラ3側へ移 動させ、図5(b)に示すように前記腕7bを折り畳むことができる。
【0021】 前記吊金具8は、前記外嵌ロッド4aの基側端部に固定された例えばリング状 の金具であって、前記鋼管溶接部裏波検査装置2の前記本体部の重量を支える強 度を有するものである。
【0022】 前記ロッド回転手段9としては、例えば、図1及び図2に示したように、前記 外嵌ロッド4aに一端が固定された回転用レバー18を使用することができる。 すなわち、該回転用レバー18を廻すことで、前記外嵌ロッド4aを回転させる ことができる。また、該回転用レバー18の他端には、孔18aが穿設されてお り、この回転用レバー18が作業者の手の届かない高位置にあるときは、一端に 鉤状部19aが形成された懸垂棒19を前記孔18aに掛け、この懸垂棒19を 利用して前記回転用レバー18を回転させることができる。
【0023】 なお、前記ロッド回転手段9は、上記した回転用レバーに18等に限定される ものではなく、例えば、図6に示すように、減速機20を介して電動機21にて 前記外嵌ロッド4aを回転させるものでもよい。
【0024】 前記ケーブル10は、前記CCDカメラ3によって撮影された画像データを前 記PC11へ伝送するためにこれら機器間を接続するものである。該ケーブル1 0は、前記鋼管1の端部に着脱可能に固定された滑車22を通じて配線されてい る。このため、前記ケーブル10が前記鋼管1の端部と接触して損傷される心配 がなく、移動も滑らかに行うことができる。
【0025】 上記ロッド4、前記内部センタライザー6、前記端部センタライザー7、回転 用レバー18等には、アルミニウム合金等の軽金属が使用されている。このため 、装置全体として軽量なものとなっており、取扱いや持ち運び等における作業者 の負担を少なくする。
【0026】 以下、上記した構成を備えた鋼管溶接部裏波検査装置2を使用して地面Gに鉛 直に埋め込まれた鋼管1の溶接部1aの裏波1cの検査を行う場合について説明 する。なお、溶接施工を行う前に、鋼管1の内面1bの端部付近に、鋼管が配置 される方角を示す記号、例えば北側に「N」、東側に「E」、南側に「S」、西側 に「W」、北東側に「NE」をチョーク等で書き込んでおき、後に、鋼管1内の撮 影箇所と撮影して得られた画像とを容易に一致させることができるようにする。
【0027】 まず、前記ロッド4の長さ調整と、必要に応じて前記CCDカメラ3の角度調 整を行う。前記ロッド4の長さ調整は、前記ストッパー13のロックを解除し、 新しく継ぎ足した鋼管1の長さより若干短くなるように調整する。そして、前記 CCDカメラ3の撮影範囲に溶接部1aと前記した記号「N」等が含まれるよう に前記鋼管1の管径も考慮しながら前記CCDカメラ3の角度調整を行う。
【0028】 つぎに、前記ロッド4の前記CCDカメラ3側を下向きにして前記鋼管1の中 に挿入し、同時に前記CCDカメラ3のケーブル10を前記滑車22に取付ける 。そして、前記端部センタライザー7の同心溝7cのうち、前記鋼管1の呼び径 に対応するものを前記鋼管1の端部に嵌合させる。この状態においては、図1に 示すように、前記端部センタライザー7と共に前記ロッド4の前記鋼管1内へ挿 入が係止され、前記CCDカメラ3の鋼管1の軸方向の位置が確実に固定される 。また同時に、前記内部センタライザー6と前記端部センタライザー7によって 、前記ロッド4は、前記鋼管1の中央に配置される。
【0029】 なお、前記鋼管溶接部裏波検査装置2の前記鋼管1への装着作業は、前記鋼管 1が作業者の背丈より低いときは、作業者が前記鋼管溶接部裏波検査装置2を手 で持ち上げて行うことも可能であるが、前記鋼管1が作業者の背丈より高いとき は、前記吊金具8を利用して図7に示すように、クレーン車両23等により前記 鋼管溶接部裏波検査装置2の本体部を吊上げて行い、作業者の負担を軽減するこ とができる。
【0030】 上記の如く前記鋼管溶接部裏波検査装置2を鋼管1に装着した後、前記CCD カメラ3にて、前記溶接部1aの撮影を行う。撮影に際しては、前記回転用レバ ー18又は前記懸垂棒19にて、前記CCDカメラ3を例えば回転角45°ずつ 回転させ、一周を8等分して撮影し、溶接部1a全周を撮影する。撮影された画 像データは、前記ケーブル10を介して、PC11に伝送され、該PC11のモ ニター12に映し出され、或いは、所定の操作を経て、プリンターPからプリン トアウトされる。作業者は、前記モニター12に映し出された映像や前記プリン ターPからプリントアウトされた映像を見ながら溶接部1aに溶接不良があるか 否かの検査を行う。また、前記モニター12に写し出された映像の画像データは 、前記PC11が備えるハードディスク等の記憶部25に記憶させることができ るようになっている。
【0031】 溶接部1aに溶接不良が発見された場合は、前記クレーン車両23のクレーン 23a等により、前記鋼管溶接部裏波検査装置2を引き上げて取り外し、溶接施 工をやり直す。なお、溶接部1aの溶接不良の位置は、予めチョーク等で記され た「N」等の記号が前記モニター12等に映し出されることから、鋼管1の外観 からでも容易に特定することができる。
【0032】 上記した説明から明らかなように、前記鋼管溶接部裏波検査装置2を使用して 行う溶接部の検査には、前記ロッド4の芯出しなど、高度な取扱い技術を必要と せず、誰でも簡易な操作で溶接部をしっかりと撮影し、検査を行うことができる 。
【0033】
【考案の効果】
請求項1記載の鋼管溶接部裏波検査装置は、カメラが先端側に配置された伸縮 自在なロッドと、鋼管内において、前記ロッドを前記鋼管の中央にセンタリング する内部センタライザーと、前記内部センタライザーより基側において、前記ロ ッドに回転自在に外嵌されると共に、軸方向に拘束され、前記鋼管の入口側端部 に嵌合されることにより、前記ロッドを前記鋼管の中央にセンタリングすると共 に、前記鋼管内への前記ロッドの挿入を係止する端部センタライザーと、前記ロ ッドを回転させるロッド回転手段と、を備え、前記ロッド回転手段により前記ロ ッドと共に前記カメラが回転されることによって、前記周方向溶接部全体が撮影 されるものであるので、鉛直方向に配置された鋼管であっても、前記端部センタ ーライザーが前記鋼管の端部嵌合されることで、上下方向にカメラの位置が確実 に固定され、溶接部を確実に撮影することができる。さらに、前記端部センタラ イザー及び前記内部センタライザーによって、常に、前記ロッドが鋼管の中央に センタリングされるため、前記ロッドの芯出し作業など高度な取扱い技術を必要 とせず、簡易な操作で溶接部をしっかりと撮影し、検査を行うことができる。
【0034】 請求項2記載の鋼管溶接部裏波検査装置は、請求項1記載の鋼管溶接部裏波検 査装置において、前記端部センターライザーは、その中央に前記ロッドに回転自 在に外嵌される軸受部と、該軸受部の軸心を中央とする同心円上に形成された前 記鋼管端部に嵌合する同心溝と、を具備したものであり、鋼管端部に前記同心溝 を嵌合させるだけで、簡単且つ確実に前記ロッドを鋼管の中央にセンタリングす ることができる。
【0035】 請求項3記載の鋼管溶接部裏波検査装置は、請求項1又は2記載の鋼管溶接部 裏波検査装置において、前記ロッドの基側端部に吊具が設けられたものであるの で、該吊具をクレーン等に簡単且つ迅速に吊着することができ、作業能率が向上 する。
【0036】 請求項4記載の鋼管溶接部裏波検査装置は、請求項1乃至3のうち何れか1に 記載の鋼管溶接部裏波検査装置において、前記カメラの角度を調整するカメラ角 度調整手段を備えたものであるので、様々な角度から溶接部の撮影を行うことが できる。
【0037】 請求項5記載の鋼管溶接部裏波検査装置は、請求項1乃至4のうち何れか1に 記載の鋼管溶接部裏波検査装置において、前記カメラの撮影範囲を照らすように 前記ロッドの先端側に照明が取付られたものであるので、暗い鋼管内部でも溶接 部の撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】地中に鉛直に埋め込まれた鋼管に装着された本
実施の形態に係る鋼管溶接部裏波検査装置示した図であ
って、鋼管を軸方向断面にした図である。
【図2】図1のX−X断面図である。
【図3】CCDカメラと照明の説明図である。
【図4】内部センタライザーを示した説明図である。
【図5】端部センタライザーを示した説明図である。
【図6】図2において、回転用レバーの代わりに他のロ
ッド回転手段の一例を示した図である。
【図7】クレーン車を使用して鋼管溶接部裏波検査装置
の本体部を鋼管に装着する場合の説明図である。
【図8】鋼管の開先溶接部を示した軸方向断面図であ
る。
【符号の説明】
1 鋼管 1a 溶接部 1b 内面 1c 裏波 2 鋼管溶接部裏波検査装置 3 CCDカメラ(カメラ) 4 ロッド 5 照明 6 内部センタライザー 7 端部センタライザー 7a 軸受け部 7c 同心溝 8 吊金具(吊具) 9 ロッド回転手段 15 ブラケット

Claims (5)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼管内面の周方向溶接部をカメラで撮影
    することにより、前記溶接部の裏波の検査を行う鋼管溶
    接部裏波検査装置であって、 前記カメラが先端側に配置された伸縮自在なロッドと、 前記鋼管内において、前記ロッドを前記鋼管の中央にセ
    ンタリングする内部センタライザーと、 前記内部センタライザーより基側において、前記ロッド
    に回転自在に外嵌されると共に、軸方向に拘束され、前
    記鋼管の端部に嵌合されることにより、前記ロッドを前
    記鋼管の中央にセンタリングすると共に、前記鋼管内へ
    の前記ロッドの挿入を係止する端部センタライザーと、 前記ロッドを回転させるロッド回転手段と、を備え、 前記ロッド回転手段により前記ロッドと共に前記カメラ
    が回転されることによって、前記周方向溶接部全体が撮
    影されることを特徴とする鋼管溶接部裏波検査装置。
  2. 【請求項2】 前記端部センターライザーは、その中央
    に前記ロッドに回転自在に外嵌される軸受部と、該軸受
    部の軸心を中央とする同心円上に形成された前記鋼管端
    部に嵌合する同心溝と、を具備したものであることを特
    徴とする請求項1記載の鋼管溶接部裏波検査装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の鋼管溶接部裏波検
    査装置において、前記ロッドの基側端部に吊具が設けら
    れたことを特徴とする鋼管溶接部裏波検査装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のうち何れか1に記載の
    鋼管溶接部裏波検査装置において、前記カメラの角度を
    調整するカメラ角度調整手段を備えたことを特徴とする
    鋼管溶接部裏波検査装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のうち何れか1に記載の
    鋼管溶接部裏波検査装置において、前記カメラの撮影範
    囲を照らすように前記ロッドの先端側に照明が取付られ
    たことを特徴とする鋼管溶接部裏波検査装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020015535A (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 川崎重工業株式会社 二重殻タンク

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