JP3753060B2

JP3753060B2 - 断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置

Info

Publication number: JP3753060B2
Application number: JP2001381995A
Authority: JP
Inventors: 隆志松浦
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP2003185637A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鋼管のような中空或いは棒鋼材のような中実の断面円形状検査材の欠陥を探傷する探傷センサーの追従装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば鋼管の表面や端面の欠陥を探傷する方法として渦流探傷法があるが、この渦流探傷法において、良好な探傷精度を得ようとすると、探傷センサーと検査材の間隔を２ｍｍ程度に維持する必要があることが一般的に知られている。
【０００３】
ところで、渦流探傷法においては、検査材である例えば鋼管を回転させて探傷する方式と、図４（ａ）（ｂ）に示したように、鋼管１を固定し、この固定した鋼管１の周囲に探傷センサー２を回転させて探傷する方式がある。なお、図４中の３は鋼管１の載置用ローラを示す。
【０００４】
しかしながら、前者の鋼管を回転させて探傷する方式では、鋼管の偏心や曲がりによって鋼管の探傷部位が上下左右に移動することになるが、従来、探傷センサーと鋼管の検査部位との間隔を一定に保ったまま探傷センサーを追従させる装置はなかった。
【０００５】
そこで、鋼管のような中空或いは棒鋼材のような中実の断面円形状製品の端部を探傷する渦流探傷法では、後者の固定した鋼管の周囲に探傷センサーを回転させて探傷する方式が一般的に採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後者の方式でも、図４（ｃ）（ｄ）に示したように、鋼管１に管端曲がりや偏心がある場合には、この管端曲がりや偏心により探傷センサー２と鋼管１の間隔ｄが変動し、場合によっては探傷センサー２と鋼管１が接触して探傷センサーが損傷するという問題があった。加えて、この方式では、鋼管の外径を変更する都度、探傷センサー位置を変更する段取り替えが必要になるという問題もある。
【０００７】
なお、実開平２−８３４６１号では、図５に示したように、鋼管１の管端面にころがり接触をする管端面倣いローラ４を第１支持機構５によって回転自在及び管軸方向弾性変位自在に支持すると共に、管端外周面及び管端内周面に夫々ころがり接触をする１対の管端内外周面倣いローラ６ａ，６ｂを第２支持機構７によって回転自在及び管径方向に弾性変位自在に支持し、前記第１及び第２支持機構５，７を架台８に管径方向への調節自在に支持する構成の管端倣い装置が開示されている。なお、図５中の９はマグナコイルを示す。
【０００８】
しかしながら、この管端倣い装置は磁粉探傷用の倣い装置として提案されたものであり、また、管の内面側にも倣いローラ６ｂが必要であるため、小径サイズの鋼管には適用することができない。このことは、この管端倣い装置の対象を大径鋼管としていることからも明らかである。加えて、この倣い装置を渦流探傷に適用した場合には、探傷鋼管の外径変更時には、探傷センサーの設置位置をある程度探傷鋼管に合せておく段取り替えが必要になる。
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、中空或いは中実の断面円形状検査材を回転させながらその欠陥を渦流探傷する探傷センサーの追従装置において、小径の検査材であっても適用が可能で、また、サイズが変更になった場合にも、探傷センサーの位置替えの必要のない追従装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置は、回転させた断面円形状検査材の探傷部位近傍に外嵌載置される追従リングと、前記検査材の回転に伴い検査材との摩擦により同方向に回転するこの追従リングの回転を案内支持する案内支持機構と、この案内支持機構に保持された追従リングを一体的に昇降させる昇降機構を備え、検査材への前記追従リングの載置位置と同一外周線上の近傍位置に探傷センサーを設置可能に構成したこととしている。
【００１１】
そして、このようにすることで、対象検査材が中実であっても、また、小径であっても適用が可能で、また、検査材のサイズに係わらず、探傷センサーの位置替えを行うことなく、検査材と探傷センサーとの間隙を一定に保持できるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置は、回転させた断面円形状検査材に探傷センサーを追従させる装置であって、前記検査材の探傷部位近傍に外嵌載置される追従リングと、前記検査材の回転に伴い検査材との摩擦により同方向に回転するこの追従リングの回転を案内支持する案内支持機構と、この案内支持機構に保持された追従リングを一体的に昇降させる昇降機構を備え、検査材への前記追従リングの載置位置と同一外周線上の近傍位置に探傷センサーを設置可能に構成したものである。
【００１３】
本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置では、対象検査材の内面に構成部材を配置する必要がないので、対象検査材が中実であっても、また、小径であっても適用が可能である。また、検査材の探傷部位近傍に外嵌載置される追従リングの載置位置と同一外周線上の近傍位置に探傷センサーを設置するので、検査材のサイズに係わらず、探傷センサーの位置替えを全く行うことなく、検査材と探傷センサーとの間隙を一定に保持できる。
【００１４】
上記の本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置において、検査材の端面に当接するローラを備えさせた場合には、探傷センサーの検査材端面からの位置決めが正確に行なえるようになる。
【００１５】
そしてその際、この追従装置を検査材の軸方向に移動させる移動機構を備えさせた場合には、前記位置決めが迅速に行なえるようになる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。
図１は本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置の概略説明図で、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は側面から見た図、図２は本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置の１実施例を正面から見た図、図３は図２を側面から見た図である。
【００１７】
図１〜図３において、１１は例えば回転ローラ１２上に載置され、この回転ローラ１２の回転によって一方向に回転させられた断面円形状検査材、例えば鋼管１の探傷端部に探傷センサー２を追従させる本発明に係る追従装置であり、以下のように構成されている。
【００１８】
１３は前記鋼管１の探傷部位近傍に直列状に外嵌載置される例えば２個の追従リングであり、検査材である鋼管１の外径が変更された場合にも、段取り替えを行わなくても良いように、鋼管１よりかなり大径のものが採用される。これら追従リング１３は、鋼管１の回転に伴い鋼管１との摩擦により同方向に回転するよう、例えばＭＣナイロン（登録商標）により製作されている。なお、追従リング１３は必ずしも２個必要なわけではなく、１個でもまた３個以上でもよいことは言うまでもない。
【００１９】
１４は前記追従リング１３の回転を案内支持すべく、例えば追従リング１３の外周部を覆うリング枠１５の内周面における等角度位置４箇所に、それぞれの追従リング１３に対向して配置された案内支持機構であり、例えば回転自在に支持されたボール１４ａを追従リング１３方向にばねで付勢した構造のフリーベア（登録商標）が採用され、追従リング１３を３次元方向への移動が可能なように案内支持している。
【００２０】
図２及び図３に示した実施例では、この案内支持をより確実に行えるように、追従リング１３の外周に前記ボール１４ａの外径より若干大径の案内溝１３ａを設けたものを示している。
【００２１】
１６は前記案内支持機構１４に保持される２個の追従リング１３をリング枠１５を介して一体的に昇降させる昇降機構、例えばエアーシリンダであり、探傷前の鋼管１の搬入時、鋼管１が追従リング１３に衝突しないように上方に持ち上げておき、鋼管１が所定位置に搬入された後に、追従リング１３の内周面が鋼管１の外周面に当接するまで追従リング１３を降下させ、鋼管１の探傷端部に追従リング１３を載置するためのものである。
【００２２】
本実施例では、このエアーシリンダ１６による案内支持機構１４に保持された追従リング１３の昇降を高精度にかつ円滑に行うため、リング枠１５の両側に立設したガイドロッド１７に、リング枠１５の両側に設置したリニアガイド１８が案内されて昇降するものを示している。
【００２３】
１９は前記追従リング１３の鋼管１への載置位置、すなわち回転ローラ１２上に載置された鋼管１の上面と同一外周線上の近傍位置に設置された探傷センサーであり、図２及び図３に示した実施例では、リング枠１５に鋼管１の軸方向への移動自在に配置した高さ調整用ナット２０に対するねじ込み量により鋼管１の外周面又は端面との間隔を調整するものを示している。
【００２４】
また、図２及び図３に示した実施例では、同図に示した鋼管１の端面の探傷時から端部外周面の探傷時への切替えを、リング枠１５上に回動自在に保持された軸方向位置調整用ナット２１の正逆回動により、このナット２１に螺合するねじ軸２２を鋼管１の軸方向に押し引きし、このねじ軸２２の押し引きにより前記高さ調整用ナット２０ごと探傷センサー１９を鋼管１の軸方向に移動させて行うものを示している。
【００２５】
上記の部材により構成された本発明に係る追従装置１１にあっては、検査対象となる鋼管１が小径であっても、また、鋼管１のサイズに係わらず、探傷センサー１９の位置替えを行うことなく、鋼管１と探傷センサー１９との間隙を一定に保持することができるが、鋼管１の軸方向の位置決めを迅速にかつ高い精度で行うことができない。
【００２６】
そこで、本実施例では、上記の構成に加えて更に、鋼管１の例えば軸心位置において鋼管１の端面の一部に当接するローラ２３を、リング枠１５に回転が自在なように備えさせることで、探傷センサー１９の鋼管１の端面からの位置決めがより正確に行なえるようにしたものを示している。なお、図２及び図３に示した実施例では、このローラ２３を３つ配置している。
【００２７】
加えて、図１に示した実施例では（図２及び図３では図示省略した）、これら部材を一体で鋼管１の軸方向に移動させる例えばエアーシリンダ２４を設置し、このエアーシリンダ２４により本発明に係る追従装置１１の前記ローラ２３を鋼管１の端面に当接させることで、軸方向の位置決めをより迅速に行えるものを示している。
【００２８】
上記本実施例に示した構成の本発明に係る追従装置１１では、鋼管１の端面を探傷する場合には、高さ調整用ナット２０により、鋼管１の端面と探傷センサー１９との間隔を、また、鋼管１の端部外周面を探傷する場合には、高さ調整用ナット２０により、鋼管１の端部外周面と探傷センサー１９との間隔を調整しておく。また、鋼管１の端面を探傷する場合と端部外周面を探傷する場合の切替え、及び、端部外周面における軸方向位置の設定は、軸方向位置調整用ナット２１により予め行なっておく。
【００２９】
上記の調整を予め行っておけば、案内支持機構１４に保持された追従リング１３をエアーシリンダ１６により上昇させた状態で、回転ローラ１２の所定位置に鋼管１を位置させた後、エアーシリンダ２４を作動させてローラ２３を鋼管１の端面に当接させ、引き続いてエアーシリンダ１６により追従リング１３を降下させて鋼管１上に載置させるだけで、探傷センサー１９の位置決めが行なえることになる。
【００３０】
位置決めが行なえた後は、回転ローラ１２により鋼管１を回転させれば、鋼管１の偏心や曲がりに関係なく探傷センサー１９は鋼管１との間隔を一定に保って追従することになるので、高精度な欠陥探傷が可能になる。
【００３１】
ちなみに、外径が６０ｍｍ〜１１４ｍｍの鋼管を１月当り７０００本処理する検査ラインに、上記の本発明に係る追従装置１を適用した場合と、実開平２−８３４６１号で提案された倣い装置を渦流探傷に適用したと仮定した場合を比較すると、本発明に係る追従装置１を適用した場合は段取り替えに要する時間は必要なく、１本当り３０秒で探傷が可能であったが、実開平２−８３４６１号で提案された倣い装置を渦流探傷に適用したと仮定した場合は、段取り替えが１回当り２分かかり、かつ管内面側の倣いローラの接管、離管動作等により１本当りの探傷時間は５０秒必要になる。
【００３２】
本発明は上記の実施例のように端部を探傷する場合の追従だけでなく、中央部分を探傷する場合の追従装置としても適用可能であることは言うまでもない。
また、案内支持機構１４や各種の移動機構、位置調整機構も上記の実施例に限るものではなく、同様の作用を奏するものであれば、適宜設計変更は任意であることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置によれば、対象検査材が中実であっても、また、小径であっても適用が可能である。また、検査材のサイズに係わらず、センサーの位置替えを行うことなく、検査材と探傷センサーとの間隙を常に一定に保持することができる。
【００３４】
また、本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置において、検査材の端面に当接するローラを備えさせた場合には、探傷センサーの検査材端面からの位置決めがより正確に行なえるようになる。そしてその際、更にこの追従装置を検査材の軸方向に移動させる移動機構を備えさせた場合には、前記位置決めが迅速に行なえるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置の概略説明図で、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は側面から見た図である。
【図２】本発明に係る断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置の１実施例を正面から見た図である。
【図３】図２を側面から見た図である。
【図４】鋼管を固定し、探傷センサーを回転させる方式の渦流探傷方法の概略説明図で、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は側面から見た図、（ｃ）（ｄ）は鋼管に偏心や曲がりがある場合の（ａ）（ｂ）と同様の図である。
【図５】実開平２−８３４６１号で提案された倣い装置の概略説明図で、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は正面から見た図である。
【符号の説明】
１鋼管
１１追従装置
１２回転ローラ
１３追従リング
１４案内支持機構
１６エアーシリンダ
１９探傷センサー
２０高さ調整用ナット
２１軸方向位置調整用ナット
２２ねじ軸
２３ローラ

Claims

回転させた断面円形状検査材に探傷センサーを追従させる装置であって、前記検査材の探傷部位近傍に外嵌載置される追従リングと、前記検査材の回転に伴い検査材との摩擦により同方向に回転するこの追従リングの回転を案内支持する案内支持機構と、この案内支持機構に保持された追従リングを一体的に昇降させる昇降機構を備え、検査材への前記追従リングの載置位置と同一外周線上の近傍位置に探傷センサーを設置可能に構成したことを特徴とする断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置。
請求項１記載の断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置において、検査材の端面に当接するローラを備えたことを特徴とする断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置。
請求項２記載の断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置において、この追従装置を検査材の軸方向に移動させる移動機構を備えたことを特徴とする断面円形状検査材用探傷センサーの追従装置。