JP3224987B2 - Ultrasonic flaw detector - Google Patents
Ultrasonic flaw detectorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の非破壊検
査を行う超音波探傷装置に係り、特に、曲管と直管との
接続部を有する配管の溶接部の自動探傷に好適な超音波
探傷装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic flaw detector for performing nondestructive inspection of a test object, and more particularly to an ultrasonic flaw detector suitable for automatic flaw detection of a welded portion of a pipe having a connection between a curved pipe and a straight pipe. The present invention relates to an ultrasonic flaw detector.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超音波探傷は種々の材料や形状に対して
実施されているが、特に曲がりを有する管状の被検体に
対しては平板状のものと異なり、複雑な形状になってい
るので、超音波探触子を被検体の表面に沿って走査させ
る際には工夫が必要となる。このような曲がりを有する
管状の被検体を超音波探傷する技術としては、例えば、
特公平６−６４０２８号公報に記載されているようなも
のが知られている。2. Description of the Related Art Ultrasonic flaw detection is performed on various materials and shapes, but is particularly different from a flat plate-shaped object having a bend because it has a complicated shape. In order to scan the ultrasonic probe along the surface of the subject, some contrivance is required. As a technique for ultrasonic flaw detection of a tubular subject having such a bend, for example,
The one described in Japanese Patent Publication No. 6-64028 is known.
【０００３】この公知発明は、超音波音波探触子の押圧
部材（探傷アーム）を一点で支持させて、曲管の曲面に
従って超音波探触子の位置を円弧状に変化させて探傷す
るもので、さらに詳しくは、直管部と曲管部とが接して
いる円を含む基準面を想定し、前記探傷アームの長さ、
当該探傷アームが直管部に対して傾いている角度、探傷
アームの回動中心点と前記基準面との間の距離、前記探
触子が探傷アームに取りつけられている点と探触子が被
検物に接触している面との間の距離、被検体の円周方向
について探触子の角位置などから、前記基準面から探触
子までの距離を計算回路に設定された数式（手順）によ
って計算し、自動的に補正するように構成されたもので
ある。In this known invention, a pressing member (a flaw detection arm) of an ultrasonic probe is supported at one point, and the position of the ultrasonic probe is changed in an arc shape according to the curved surface of a curved tube to perform flaw detection. In more detail, assuming a reference plane including a circle where the straight pipe portion and the curved pipe portion are in contact, the length of the flaw detection arm,
The angle at which the flaw detection arm is inclined with respect to the straight pipe portion, the distance between the rotation center point of the flaw detection arm and the reference plane, the point at which the probe is attached to the flaw detection arm and the probe The distance from the reference plane to the probe based on the distance from the surface in contact with the test object, the angular position of the probe in the circumferential direction of the test object, and the like, is calculated by an equation ( ), And automatically compensated.
【０００４】また、上記のように探傷アームを一点で支
持させて円弧状の軌跡を辿らせるものの他に図５に示す
ように探傷アームが管の長手方向に伸びた状態で固定さ
れているような形式の探傷装置もある。この装置は配管
１の円周方向に沿って着脱自在に取り付けられるガイド
レール２と、このガイドレール２上を配管１の周方向に
移動する移動体３と、この移動体３に対して前記ガイド
レール２に対して垂直な方向、言い換えれば直管１ａの
長手方向（軸方向）に平行に取り付けられた探傷アーム
４と、探傷アーム４に沿って移動する超音波探触子５
と、この超音波探触子５を配管１に押し付ける押圧機構
６とから構成されている。なお、移動体３内には、図示
しないモータを含む駆動機構が搭載され、自動走行可能
になっている。In addition to the above-described structure in which the flaw detection arm is supported at one point to follow an arc-shaped locus, as shown in FIG. 5, the flaw detection arm is fixed in a state of extending in the longitudinal direction of the tube. There are also various types of flaw detectors. The apparatus includes a guide rail 2 detachably attached along a circumferential direction of a pipe 1, a moving body 3 moving on the guide rail 2 in a circumferential direction of the pipe 1, and a guide for the moving body 3. A flaw detection arm 4 attached parallel to a direction perpendicular to the rail 2, in other words, a longitudinal direction (axial direction) of the straight pipe 1 a, and an ultrasonic probe 5 moving along the flaw detection arm 4.
And a pressing mechanism 6 for pressing the ultrasonic probe 5 against the pipe 1. Note that a driving mechanism including a motor (not shown) is mounted in the moving body 3 so that the moving body 3 can automatically travel.
【０００５】なお、図５において直管１ａと曲管１ｂと
の境界部分が溶接によって接合され、検査対象となる溶
接部Ｗである。[0005] In FIG. 5, a boundary portion between the straight pipe 1a and the bent pipe 1b is joined by welding to form a welded portion W to be inspected.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の従来
例のように計算回路で計算して自動的に補正するもので
は、このためのＣＰＵを含む回路を組み込む必要がある
のでコストが高くなるばかりでなく、上述のようにパラ
メータが多いので被検体の形状によってはユーザの入力
に時間がかかる場合もある。However, in the former case where the calculation is performed by a calculation circuit and the correction is automatically performed as in the former conventional example, a circuit including a CPU for this purpose needs to be incorporated, so that the cost is increased. However, since there are many parameters as described above, the input by the user may take time depending on the shape of the subject.
【０００７】また、後者の従来例では図５を見ても分か
るように探触子の探傷範囲、言い換えれば探傷ストロー
クＳＴ分移動させるには、図においてＱで示すように当
該ストロークＳＴよりも押圧機構６の移動分だけ長くな
るように探傷アーム４の長さを設定する必要がある。し
かし、探傷アーム４が長くなると、小径配管の曲管部を
探傷する場合、曲管１ｂの腹側１ｂ’で探傷アーム４の
先端部４ａと曲管１ｂの腹の部分１ｂ’が干渉するよう
になる。この干渉を防ごうとすると、探傷アーム４の長
さを短くする必要があり、短くすると探傷ストロークＳ
Ｔが短くなって探傷範囲が小さくなり、作業能率の低下
に結び付く場合も出てくる。In the latter conventional example, as can be seen from FIG. 5, in order to move the probe by the flaw detection range, in other words, by the flaw detection stroke ST, as shown by Q in FIG. It is necessary to set the length of the flaw detection arm 4 so as to be longer by the movement of the mechanism 6. However, when the flaw detection arm 4 becomes long, when flaw detection is performed on the curved pipe portion of the small-diameter pipe, the tip 4a of the flaw detection arm 4 and the antinode portion 1b 'of the bent pipe 1b interfere with the ventral side 1b' of the curved pipe 1b. become. In order to prevent this interference, the length of the flaw detection arm 4 needs to be shortened.
In some cases, T becomes shorter and the flaw detection range becomes smaller, leading to a reduction in work efficiency.
【０００８】また、従来装置は、超音波探触子５の配管
１への押圧をエアーシリンダ７等で配管１の中心方向に
押し出す方式としているので、エアシリンダ７は長手方
向を配管１の中心に向けて配置されている。一方、探傷
時には、当然、曲管１ｂの背側１ｂ”で押圧ストローク
が長くなる。そこで、これに対応して押圧ストロークを
大きくとると、エアシリンダ７の長手方向の寸法も大き
くなり、これによって装置全体も大きくなる。このよう
にエアシリンダ７の長手方向の寸法や装置全体の寸法が
大きくなると、寸法的に狭い配管部分に設置することが
不可能となって、検査ができなくなったり、重量の増加
に伴って取付作業などが面倒になる。取り付け作業が面
倒になると、作業時間が長くなり、特に原子炉の配管の
検査では、作業員に対する被爆時間が長くなって好まし
くない。In the conventional apparatus, the ultrasonic probe 5 is pressed against the pipe 1 by an air cylinder 7 or the like so as to be pushed out toward the center of the pipe 1. It is arranged toward. On the other hand, at the time of flaw detection, naturally, the pressing stroke becomes longer on the back side 1b ″ of the curved tube 1b. Therefore, if the pressing stroke is made correspondingly larger, the longitudinal dimension of the air cylinder 7 also becomes larger. If the size of the air cylinder 7 in the longitudinal direction and the size of the entire device become large, it becomes impossible to install the air cylinder 7 in a piping portion having a small dimension, which makes it impossible to perform inspection or weight. When the installation work is troublesome, the work time is prolonged, and in particular, in the inspection of the piping of the reactor, the exposure time to the worker becomes long, which is not preferable.
【０００９】さらに、超音波探触子５の押し付け機構６
は、図５に示すように単にスライド移動するだけなの
で、被検体に対する超音波の入射方向を変更する場合、
超音波探触子５を取外して組み替える作業が必要とな
り、これも作業時間の延長に繋がり、ひいては被爆時間
の増加を招くことになる。Further, a pressing mechanism 6 for the ultrasonic probe 5
Simply slides as shown in FIG. 5, so when changing the incident direction of the ultrasonic wave to the subject,
An operation of removing and reassembling the ultrasonic probe 5 is required, which also leads to an increase in the operation time and, consequently, an increase in the exposure time.
【００１０】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、小型軽量でコストの安い超音波探
傷装置を提供することにある。また、他の目的は短時間
で自動的に探傷することができる作業性に優れた超音波
探傷装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a small, lightweight, and low-cost ultrasonic flaw detector. Another object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection apparatus which can automatically detect an inspection in a short time and has excellent workability.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、被検体に対して超音波を送受信する超音
波探触子と、この超音波探触子を被検体の表面に対して
近接離反自在に支持する支持手段と、この支持手段を被
検体の表面に沿って移動可能に保持する保持部材とを備
え、前記超音波探触子によって被検体の探傷を行う超音
波探傷装置において、前記支持手段が、前記保持手段に
よって前記被検体の表面に対して平行な方向に駆動され
たときに前記超音波探触子を前記被検体の表面に対して
垂直な方向に移動させるリンク機構からなることを特徴
としている。In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic probe for transmitting / receiving ultrasonic waves to / from a subject, and an ultrasonic probe for transmitting / receiving the ultrasonic probe to / from the surface of the subject. An ultrasonic flaw detector which comprises a supporting means for supporting the moving means so as to be able to approach and separate from each other, and a holding member for holding the supporting means so as to be movable along the surface of the subject, and performing flaw detection of the subject by the ultrasonic probe. A link for moving the ultrasonic probe in a direction perpendicular to the surface of the subject when the supporting means is driven by the holding means in a direction parallel to the surface of the subject; It is characterized by comprising a mechanism.
【００１２】この場合、前記支持手段を前記超音波探触
子が前記被検体の表面に対して任意に設定した曲率で移
動するリンク機構から構成してもよい。In this case, the support means may be constituted by a link mechanism in which the ultrasonic probe moves at an arbitrary set curvature with respect to the surface of the subject.
【００１３】また、前記被検体が管状部材からなり、前
記保持部材を前記管状部材の軸方向に対して平行に配置
する。さらに、前記管状部材の円周方向に沿って設置さ
れるガイドレールと、このガイドレールに沿って円周方
向に移動可能に前記保持部材を支承する支承部材とを設
けることもできる。その際、前記支承部材にモータを含
む駆動機構を搭載し、支承部材をガイドレールに沿って
自動走行させるようにも構成できる。Further, the subject is formed of a tubular member, and the holding member is arranged in parallel with the axial direction of the tubular member. Furthermore, a guide rail installed along the circumferential direction of the tubular member, and a support member that supports the holding member movably in the circumferential direction along the guide rail can be provided. In this case, a drive mechanism including a motor may be mounted on the support member, and the support member may be automatically driven along the guide rail.
【００１４】また、前記支持手段を前記保持部材の長手
方向に対して平行に回動可能に設け、超音波の入射方向
をオフセット状態で少なくとも１８０°可変とすること
が望まれる。It is desirable that the supporting means is provided so as to be rotatable in parallel with the longitudinal direction of the holding member, and that the incident direction of the ultrasonic wave can be changed at least 180 ° in an offset state.
【００１５】さらに、前記支持手段の回動中心に対して
超音波探触子を所定量オフセットした位置に設けるとよ
い。Further, it is preferable that the ultrasonic probe is provided at a position offset by a predetermined amount from the center of rotation of the support means.
【００１６】上記のように構成することによって、シリ
ンダ等による超音波探触子押圧方向を例えば配管の径方
向から配管の軸方向に変更して装置の高さを低くするこ
とで、装置の小型・軽量化を図ることができる。この押
圧方向の変更は、リンク機構による角度変換で行われ、
リンク機構の構成部材の寸法を調整することにより、超
音波探触子保持位置の軌跡を直線状のものや、任意の曲
率のものに設定することができ、これによって補正計算
回路が不要となる。With the above configuration, the direction of pressing the ultrasonic probe by the cylinder or the like is changed, for example, from the radial direction of the pipe to the axial direction of the pipe, thereby reducing the height of the apparatus. -Lightening can be achieved. This change in the pressing direction is performed by angle conversion by a link mechanism,
By adjusting the dimensions of the components of the link mechanism, the trajectory of the ultrasonic probe holding position can be set to a linear one or an arbitrary one, so that the correction calculation circuit becomes unnecessary. .
【００１７】なお、以下の実施形態において、前記支持
手段はリンク機構８に、前記保持部材は押圧機構部６
に、前記支承部材は移動体３にそれぞれ対応している。In the following embodiment, the supporting means is provided on the link mechanism 8 and the holding member is provided on the pressing mechanism 6.
The support members respectively correspond to the moving bodies 3.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１９】［第１の実施形態］図１は本発明の第１の
実施形態に係る配管用自動超音波探傷装置の押圧機構部
６を示す図である。[First Embodiment] FIG. 1 is a view showing a pressing mechanism 6 of an automatic ultrasonic flaw detector for piping according to a first embodiment of the present invention.
【００２０】押圧機構部６は探傷アーム４にスライド可
能に取り付けられた本体部６ａと、この本体部６ａの図
において下部に設けられたエアシリンダ７と、エアシリ
ンダ７によって駆動端が駆動されるリンク機構８と、こ
のリンク機構８の作動端に取り付けられて超音波探触子
５を保持するホルダ９とからなる。リンク機構８は、３
リンク（８ａ，８ｂ，８ｃ）４節点（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
で構成されるもので、節点Ａは第１のリンク８ａの先端
で第２のリンク８ｂの一端を回動自在に連結し、第２の
リンク８ｂの他端は節点Ｃで第３のリンク８ｃの中央部
を回動自在に連結し、第３のリンク８ｃの一端は前記エ
アシリンダ７の先端部で節点Ｂを介して連結され、第３
のリンク８ｃの他端は節点Ｄによって前記ホルダ９を回
動自在に支持している。前記節点Ｂは、前述のようにエ
アシリンダ７の先端部で第３のリンク８ｃを連結すると
ともに、第１のリンク８ａに設けた長溝８ｄに沿っての
み往復動可能なように移動位置が拘束されている。な
お、ここでは図示しないが、ガイドレール２、移動体３
および探傷アーム４は図５の従来例と同等に構成されて
いる。The pressing mechanism 6 has a main body 6a slidably attached to the flaw detection arm 4, an air cylinder 7 provided below the main body 6a in the drawing, and a driving end driven by the air cylinder 7. It comprises a link mechanism 8 and a holder 9 which is attached to the working end of the link mechanism 8 and holds the ultrasonic probe 5. The link mechanism 8 is 3
Link (8a, 8b, 8c) 4 nodes (A, B, C, D)
The node A connects one end of the second link 8b so as to be rotatable at the tip of the first link 8a, and the other end of the second link 8b is the node C and the third link 8c. Are pivotally connected to each other, and one end of a third link 8c is connected to the distal end of the air cylinder 7 via a node B.
The other end of the link 8c rotatably supports the holder 9 by a node D. The node B is connected to the third link 8c at the tip of the air cylinder 7 as described above, and its movement position is restricted so that it can reciprocate only along the long groove 8d provided in the first link 8a. Have been. Although not shown here, the guide rail 2, the moving body 3
The flaw detection arm 4 is configured similarly to the conventional example of FIG.
【００２１】ここで、上記リンク機構８を詳細に説明す
る。図３は図１に示すリンク機構８をモデル化したもの
であり、超音波探触子の径方向への移動を軸方向に対し
て、直線的に押し出すリンク機構の機能図である。以
下、図３を参照し、超音波探触子保持点（節点Ｄ）がエ
アシリンダ７の押出し量ｍにより直線距離Ｘが変化する
かどうか検証する。Here, the link mechanism 8 will be described in detail. FIG. 3 is a model of the link mechanism 8 shown in FIG. 1, and is a functional diagram of a link mechanism that linearly pushes the radial movement of the ultrasonic probe in the axial direction. Hereinafter, with reference to FIG. 3, it will be verified whether or not the linear distance X of the ultrasonic probe holding point (node D) changes according to the pushing amount m of the air cylinder 7.
【００２２】まず、点Ａは設定点（ＯＡ＝Ｌ）であり、
点ＢはＯＯ’上を直線移動する。ｍは点Ｂが移動した距
離、角度θは点Ｂが移動したときの第１のリンク８ａと
第３のリンク８ｃとのなす角（∠ＡＢＤ）、点Ｃは第３
のリンク８ｃの中心にありＡＣ＝ＢＣ＝ＣＤ＝ｌとする
と、超音波探触子保持点Ｄから押圧機構部６本体までの
垂直距離Ｘは、 Ｘ＝ｍ＋２ｌ×ｓｉｎ（９０°−θ） で求められる。そこで、設定長さであるＬ寸法は、 Ｌ＝ｍ＋ＡＢ であり、 ＡＢ＝２ｌ×ｓｉｎ（９０°−θ） であるので、 Ｌ＝ｍ＋２ｌ×ｓｉｎ（９０°−θ） となる。したがって、Ｘ＝Ｌとなり、任意の点Ｂ、すな
わち、エアシリンダ７の押出量が変化しても超音波探触
子保持点ＤのＸ寸法は変わらないことが分かる。このこ
とは、エアシリンダ７のストロークは超音波探触子５の
配管１の軸心方向だけの位置を規定し、軸方向の位置に
は関与しないので、押圧機構部６の接触アーム４に対す
る位置が一旦決まれば、測定箇所が軸方向でずれること
はなくなる。それゆえ、測定に際して前記ずれが原因と
なる誤差が生じることがなく、自動化が容易となる。First, a point A is a set point (OA = L),
Point B moves linearly on OO '. m is the distance traveled by point B, angle θ is the angle (∠ABD) between the first link 8a and third link 8c when point B moves, and point C is the third
And the vertical distance X from the ultrasonic probe holding point D to the main body of the pressing mechanism 6 is as follows: X = m + 2l × sin (90 ° −θ) Desired. Therefore, the L dimension, which is the set length, is L = m + AB and AB = 2l × sin (90 ° −θ), so that L = m + 2l × sin (90 ° −θ). Therefore, X = L, and it can be seen that the X dimension of the ultrasonic probe holding point D does not change even if the arbitrary point B, that is, the extrusion amount of the air cylinder 7 changes. This means that the stroke of the air cylinder 7 defines only the position of the ultrasonic probe 5 in the axial direction of the pipe 1 and does not affect the position in the axial direction. Once is determined, the measurement location does not shift in the axial direction. Therefore, an error due to the deviation does not occur at the time of measurement, and automation is facilitated.
【００２３】検査時には、上記のように構成された押圧
機構部６を、エアーシリンダ７の変位の方向が探傷アー
ム４に対して平行になるようにして探傷アーム４に取り
付け、リンク８ａ〜８ｃからなるリンク機構８によって
エアーシリンダ７の軸方向変位を径方向変位に変換す
る。したがって、配管１から見ると、押圧機構部６の高
さ方向の寸法は高さ方向にエアシリンダ７を配置する必
要がなくなるので、最小で済むことになる。At the time of inspection, the pressing mechanism 6 configured as described above is attached to the flaw detection arm 4 so that the direction of displacement of the air cylinder 7 is parallel to the flaw detection arm 4, and the links 8a to 8c The link mechanism 8 converts the axial displacement of the air cylinder 7 into a radial displacement. Therefore, when viewed from the pipe 1, the dimension of the pressing mechanism 6 in the height direction can be minimized because it is not necessary to dispose the air cylinder 7 in the height direction.
【００２４】また、エアーシリンダ７は探傷アーム４の
ボールねじ等で送られるスライダー１０にスプリング１
１およびノックピン１２を介して取り付けられており、
スプリング１１を押しながらエアーシリンダ７を探傷ア
ーム４の軸方向に対して平行な面内で回転させることが
できるようになっている。そこで、エアーシリンダ７を
回動中心Ｔを中心として１８０度回動させると、探傷部
の溶接部（線）Ｗを挾んで超音波の入射方向を変えるこ
とができる。したがって、探傷方向を変える際に、押圧
機構部６やエアシリンダ７を取り外して付け替えるなど
の手間を掛ける必要がなくなる。The air cylinder 7 has a spring 1 attached to a slider 10 fed by a ball screw or the like of the flaw detection arm 4.
1 and a dowel pin 12
The air cylinder 7 can be rotated in a plane parallel to the axial direction of the flaw detection arm 4 while pressing the spring 11. Therefore, when the air cylinder 7 is rotated 180 degrees about the rotation center T, the incident direction of the ultrasonic wave can be changed with the welded portion (line) W of the flaw detection portion interposed therebetween. Therefore, when changing the flaw detection direction, it is not necessary to take the trouble of removing and replacing the pressing mechanism 6 and the air cylinder 7.
【００２５】さらに、図２の超音波探触子の押圧機構の
動作説明図に示すように、超音波探触子５の位置とエア
ーシリンダ７の回転中心位置をＳだけオフセットさせる
ことにより、探傷アーム２の長さを必要探傷長さに対し
て２Ｓ分短くすることができる。これにより装置の小型
軽量化が可能になるとともに、従来例のように探傷アー
ム４と曲管１ｂの腹側１ｂ’との干渉も抑制することが
できる。Further, as shown in the operation explanatory view of the pressing mechanism of the ultrasonic probe in FIG. 2, the position of the ultrasonic probe 5 and the rotational center position of the air cylinder 7 are offset by S, so that the flaw detection can be performed. The length of the arm 2 can be shortened by 2S with respect to the required flaw detection length. This makes it possible to reduce the size and weight of the apparatus, and also suppress interference between the flaw detection arm 4 and the ventral side 1b 'of the curved tube 1b as in the conventional example.
【００２６】本実施形態によれば、超音波探触子５の位
置を設定して移動体３をガイドレール２に沿って走行さ
せることで、直管と曲管との溶接部の精度のよい自動探
傷が可能となる。また、装置が小型軽量化されるので、
自動探傷の適用率が向上するとともに操作性も向上す
る。この小型軽量化によって自動走行時のモータ負荷が
軽減し走行速度を速くなる。このようにして作業効率が
向上するので、探傷を行う作業者への放射線被爆量を低
減することができる。According to the present embodiment, by setting the position of the ultrasonic probe 5 and moving the moving body 3 along the guide rail 2, the accuracy of the weld between the straight pipe and the curved pipe is improved. Automatic flaw detection becomes possible. Also, since the device is smaller and lighter,
The application rate of automatic flaw detection is improved, and the operability is also improved. This reduction in size and weight reduces the motor load during automatic traveling and increases the traveling speed. Since the work efficiency is improved in this manner, the radiation exposure dose to the operator who performs the flaw detection can be reduced.
【００２７】［第２の実施形態］上記実施形態では、上
述のように第１ないし第３のリンク８ａ，８ｂ，８ｃの
節点間距離ｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 をそれぞれ等しく（＝ｌ）
することによってエアシリンダ７の直管１ａの軸方向変
位を超音波探触子５の径方向変位に変換するとともに、
超音波探触子５および超音波探触子ホルダ９を直線的に
移動させるように構成しているが、例えば曲管部１ｂで
は、直線的な移動では、前述のように腹側１ｂ’では干
渉し、背側１ｂ”では過剰なストロークが必要となると
いう不都合が生じる。そこで、第１ないし第３のリンク
８ａ，８ｂ，８ｃの節点間距離ｌ1，ｌ2 ，ｌ3 の少な
くとも１つが異なるように、例えば、ｌ1 ≠ｌ2 ≠ｌ3
あるいはｌ1 ＝ｌ2 ≠ｌ3 となるように設定すると、超
音波探触子保持点Ｄの軌跡は第１の実施形態のように直
線的にはならない。[Second Embodiment] In the above embodiment, the distances l 1 , l 2 , and l 3 between the nodes of the first to third links 8a, 8b, 8c are equal (= l) as described above.
By doing so, the axial displacement of the straight pipe 1a of the air cylinder 7 is converted into the radial displacement of the ultrasonic probe 5, and
Although the ultrasonic probe 5 and the ultrasonic probe holder 9 are configured to move linearly, for example, in the curved tube portion 1b, in the linear movement, as described above, in the ventral side 1b ', interference, resulting disadvantageously in the dorsal 1b "excess stroke is required. Therefore, the first to third link 8a, 8b, inter-node distance l 1 of 8c, l 2, at least one of l 3 Differently, for example, l 1 ≠ l 2 ≠ l 3
Alternatively, when l 1 = l 2 ≠ l 3 is set, the trajectory of the ultrasonic probe holding point D is not linear as in the first embodiment.
【００２８】一例として図４にｌ1 ＝ｌ2 ≠ｌ3 に設定
したときの軌跡を示す。この図から分かるようにエアシ
リンダ７のストロークの変化（点ＢのＢ1 →Ｂ2 →Ｂ3
のような直線的な変化）に対応して超音波探触子保持点
Ｄの軌跡が曲線状（点Ｄ1 →Ｄ2 →Ｄ3 ）になっている
ことが分かる。なお、Ｃ1 →Ｃ2 →Ｃ3 は節点Ｃの軌跡
である。このように設定すると、直管１ａと曲管１ｂと
の溶接部Ｗを探傷する際に、特に、曲管側から探傷する
際に、曲管１ｂの背側１ｂ”と腹側１ｂ’の探傷距離変
化に近似的に対応することができる。すなわち、軸方向
の探傷距離は曲管部の曲げの中立軸を基準にすれば、曲
管部の曲げ半径に相当する分だけ背側１ｂ”では短く、
腹側１ｂ’では長くなる。したがって、探傷距離を曲管
部の各部位において一様にするには、図４に示したよう
にリンク８ａ〜８ｃの節点間距離を変えることである程
度対応することができる。その他、特に説明しない各部
は前述の第１の実施形態と同等に構成されているので、
重複する説明は省略する。As an example, FIG. 4 shows a locus when l 1 = l 2 ≠ l 3 . As can be seen from this figure, the change in the stroke of the air cylinder 7 (B 1 → B 2 → B 3 at point B)
It can be seen that the locus of the ultrasonic probe holding point D is curved (points D 1 → D 2 → D 3 ) corresponding to the linear change as described above. Note that C 1 → C 2 → C 3 is the locus of the node C. With this setting, the flaw detection distance between the back side 1b ″ and the abdominal side 1b ′ of the bent pipe 1b when flaw detection is performed on the welded portion W between the straight pipe 1a and the bent pipe 1b, particularly when flaw detection is performed from the bent pipe side. In other words, the flaw detection distance in the axial direction is shorter on the back side 1b "by an amount corresponding to the bending radius of the curved pipe portion, based on the neutral axis of the bending of the curved pipe portion. ,
It becomes longer on the ventral side 1b '. Therefore, in order to make the flaw detection distance uniform in each portion of the curved tube portion, it is possible to cope with the problem to some extent by changing the distance between the nodes of the links 8a to 8c as shown in FIG. Other components not particularly described are configured in the same manner as in the first embodiment.
Duplicate description will be omitted.
【００２９】[0029]
【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、本発
明によれば、以下に述べるような効果を奏する。As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
【００３０】すなわち、超音波探触子の支持手段が、保
持部材によって被検体の表面に対して平行な方向に駆動
したときに超音波探触子を被検体の表面に対して垂直な
方向に移動させるリンク機構からなる請求項１記載の発
明によれば、保持部材の被検体に対する平行な動作を支
持手段の被検体の表面に対する垂直な方向の移動に変換
するので、保持部材の高さを最小限の抑えることが可能
になり、これによって小型軽量化を図ることができ、も
ってコストの低減と作業効率の向上を図ることが可能と
なる。さらに、この作業効率の向上によって例えば原子
炉の配管の検査を行う場合に、作業者の被爆時間を短縮
することができる。That is, when the support means of the ultrasonic probe is driven by the holding member in a direction parallel to the surface of the object, the ultrasonic probe is moved in a direction perpendicular to the surface of the object. According to the first aspect of the present invention, the parallel movement of the holding member with respect to the subject is converted into the movement of the support means in a direction perpendicular to the surface of the subject, so that the height of the holding member is reduced. It is possible to minimize the size, thereby making it possible to reduce the size and weight, thereby reducing the cost and improving the working efficiency. Further, by improving the work efficiency, for example, when inspecting the piping of a nuclear reactor, the exposure time of the worker can be reduced.
【００３１】超音波探触子の支持手段が、超音波探触子
を被検体の表面に対して所定の曲率で移動させるリンク
機構からなる請求項２記載の発明によれば、曲がった材
料に対して背側と腹側の探傷距離変化に対応する必要が
あるときに、リンク機構の節点間距離を変更すること
で、近似的に探傷距離変化に対応することが可能とな
る。According to the invention described in claim 2, the ultrasonic probe support means comprises a link mechanism for moving the ultrasonic probe at a predetermined curvature with respect to the surface of the subject. On the other hand, when it is necessary to respond to the change in the flaw detection distance on the back side and the abdomen side, it is possible to approximately respond to the change in the flaw detection distance by changing the distance between the nodes of the link mechanism.
【００３２】被検体が管状部材からなり、保持部材が管
状部材の軸方向に平行に配置される請求項３記載の発明
によれば、請求項１または２記載の発明を管状部材に適
用することができる。According to the third aspect of the present invention, the subject is formed of a tubular member, and the holding member is arranged in parallel with the axial direction of the tubular member. Can be.
【００３３】管状部材の円周方向に沿って設置されるガ
イドレールと、このガイドレールに沿って円周方向に移
動可能に保持部材を支承する支承部材とをさらに備えた
請求項４記載の発明、および支承部材にモータを含む駆
動機構が搭載された請求項５記載の発明によれば、超音
波探触子の位置精度を保持したまま、自動走行が可能な
ので、管状部材の超音波探傷を精度よく、能率的に行う
ことができる。The invention according to claim 4, further comprising a guide rail installed along the circumferential direction of the tubular member, and a support member for supporting the holding member movably in the circumferential direction along the guide rail. According to the invention as set forth in claim 5, wherein the drive mechanism including the motor is mounted on the support member, automatic traveling is possible while maintaining the positional accuracy of the ultrasonic probe. It can be performed accurately and efficiently.
【００３４】支持手段が保持部材の長手方向に対して平
行に回動可能に支持された請求項６記載の発明によれ
ば、支持手段を回動させることによって超音波探触子の
音波の入射方向を簡単に変更することができるので、効
率のよい探傷が可能となる。According to the sixth aspect of the present invention, the support means is rotatably supported in parallel with the longitudinal direction of the holding member, so that the ultrasonic wave is incident on the ultrasonic probe by rotating the support means. Since the direction can be easily changed, efficient flaw detection becomes possible.
【００３５】支持手段の回動中心に対して所定量オフセ
ットされた位置に超音波探触子を設けた請求項７記載の
発明によれば、支持手段の回動と超音波探触子のオフセ
ットとの組み合わせによって支持手段による探傷範囲が
延長されるので、探傷アーム長さを必要探傷長さに対し
てオフセット量の２倍短くすることが可能となり、これ
によって小型軽量化がさらに促進され、コストの低減と
作業能率をさらに向上させることができる。According to the seventh aspect of the present invention, the ultrasonic probe is provided at a position offset by a predetermined amount from the center of rotation of the support means. The length of the flaw detection by the support means is extended by the combination with the above, so that the length of the flaw detection arm can be reduced to twice the offset amount with respect to the required flaw detection length, thereby further promoting the reduction in size and weight, and the cost. And work efficiency can be further improved.
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波探触子の
押圧機構を示す一部を断面した正面図である。FIG. 1 is a partially sectional front view showing a pressing mechanism of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention.
【図２】第１の実施形態に係る配管用自動超音波探傷装
置の全体の動作を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing the entire operation of the automatic ultrasonic flaw detector for piping according to the first embodiment.
【図３】第１の実施形態に係るリンク機構の動作を説明
するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operation of the link mechanism according to the first embodiment.
【図４】第２の実施形態に係るリンク機構の動作を説明
するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an operation of a link mechanism according to a second embodiment.
【図５】従来例に係る配管用自動超音波探傷装置を示す
正面図である。FIG. 5 is a front view showing an automatic ultrasonic flaw detector for piping according to a conventional example.
１ 配管 ２ ガイドレール ３ 移動体 ４ 探傷アーム ５ 超音波探触子 ６ 押付機構 ７ エアシリンダ ８ リンク機構 ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ リンク ９ ホルダー １０ スライダ １１ スプリング １２ ノックピン Reference Signs List 1 pipe 2 guide rail 3 moving body 4 flaw detection arm 5 ultrasonic probe 6 pressing mechanism 7 air cylinder 8 link mechanism 8a, 8b, 8c, 8d link 9 holder 10 slider 11 spring 12 knock pin
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一木 洋一 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 木村 裕 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−175255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−180945（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 29/00 - 29/28 G01N 27/72 - 27/90 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Yoichi Ichiki 3-2-1 Sachicho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Kimura 3-2-1 Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. Hitachi Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-57-175255 (JP, A) JP-A-58-180945 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 29/00-29/28 G01N 27/72-27/90
Claims (7)
波探触子と、この超音波探触子を被検体の表面に対して
近接離反自在に支持する支持手段と、この支持手段を被
検体の表面に沿って移動可能に保持する保持部材とを備
え、前記超音波探触子によって被検体の探傷を行う超音
波探傷装置において、 前記支持手段が、前記保持部材によって前記被検体の表
面に対して平行な方向に駆動されたときに前記超音波探
触子を前記被検体の表面に対して垂直な方向に移動させ
るリンク機構からなることを特徴とする超音波探傷装
置。An ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject, supporting means for supporting the ultrasonic probe so as to be able to approach and separate from the surface of the subject, and supporting means for the ultrasonic probe A holding member that movably holds the sample along the surface of the subject, wherein the ultrasound probe performs flaw detection on the subject using the ultrasound probe. An ultrasonic flaw detector comprising a link mechanism for moving the ultrasonic probe in a direction perpendicular to the surface of the subject when driven in a direction parallel to the surface.
波探触子と、この超音波探触子を被検体の表面に対して
近接離反自在に支持する支持手段と、この支持手段を被
検体の表面に沿って移動可能に保持する保持部材とを備
え、前記超音波探触子によって被検体の探傷を行う超音
波探傷装置において、 前記支持手段が、前記保持部材によって前記被検体の表
面に対して平行な方向に駆動されたときに前記超音波探
触子を前記被検体の表面に対して任意に設定した曲率で
移動させるリンク機構からなることを特徴とする超音波
探傷装置。2. An ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject, supporting means for supporting the ultrasonic probe so as to be able to approach and separate from the surface of the subject, and A holding member that movably holds the sample along the surface of the subject, wherein the ultrasound probe performs flaw detection on the subject using the ultrasound probe. An ultrasonic flaw detector which comprises a link mechanism for moving the ultrasonic probe at an arbitrary set curvature with respect to the surface of the subject when driven in a direction parallel to the surface.
持部材が直管状の前記管状部材の軸方向に対して平行に
配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の
超音波探傷装置。3. The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the subject is formed of a tubular member, and the holding member is arranged parallel to an axial direction of the straight tubular member. Flaw detector.
れるガイドレールと、このガイドレールに沿って円周方
向に移動可能に前記保持部材を支承する支承部材とをさ
らに備えていることを特徴とする請求項１ないし３のい
ずか１項に記載の超音波探傷装置。4. The apparatus further comprises: a guide rail installed along a circumferential direction of the tubular member; and a support member that supports the holding member movably in a circumferential direction along the guide rail. The ultrasonic flaw detector according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
動機構が前記支承部材に搭載されていることを特徴とす
る請求項４に記載の超音波探傷装置。5. The ultrasonic flaw detector according to claim 4, wherein a drive mechanism including a motor for driving the support member is mounted on the support member.
に対して平行に回動可能に支持されていることを特徴と
する請求項１または２に記載の超音波探傷装置。6. An ultrasonic flaw detector according to claim 1, wherein said support means is rotatably supported in parallel with a longitudinal direction of said holding member.
オフセットされた位置に超音波探触子が設けられている
ことを特徴とする請求項６に記載の超音波探傷装置。7. The ultrasonic flaw detector according to claim 6, wherein an ultrasonic probe is provided at a position offset by a predetermined amount with respect to a center of rotation of said support means.
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