JP4174898B2

JP4174898B2 - 超音波探傷装置および超音波探傷方法

Info

Publication number: JP4174898B2
Application number: JP07685199A
Authority: JP
Inventors: 誠治野田; 貴也山本
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP2000266735A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出部から発射する超音波によって、ベローズ部材を探傷する超音波探傷装置および超音波探傷方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ガスタービン等を備える装置での蒸気配管には、配管の熱収縮等を吸収する手段として、蛇腹状のベローズ部材を有する伸縮管継手が用いられることがある。こうした伸縮管継手のベローズ部材は、伸縮時の繰り返し応力による疲労等によって徐々に、ベローズ部材の一部に傷（クラック）が生じることが多い。こうしたクラックは、一般には、応力分布の特性などによりベローズ部材の内側の凹面の中央部に生じる。そして、こうしたクラックが一定以上の大きさになると、ベローズ部材が損傷する恐れが増大し、ガスタービン等の装置に不具合を生じさせてしまう可能性が大きくなる。このため、従来、こうした装置では、ベローズ部材を有する伸縮管継手を、所定の使用期間経過ごとに、新しいものに交換するといったことを行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、所定の期間経過ごとに伸縮管継手を交換していると、ベローズ部材にクラックの生じていない伸縮管継手、すなわち、まだ継続して使用可能な伸縮管継手まで交換する場合が生じるため、交換部品コストに多大な無駄が生じてしまう。また、これまで、ベローズ部材のクラックを探傷する技術が確立されていないので、所定の期間が経過していない伸縮管継手であっても、ベローズ部材のクラックによる損傷の恐れを拭い去ることができず、そのため、ベローズ部材のクラックを原因とする装置の不具合の可能性を低くすることは困難であった。
【０００４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ベローズ部材の探傷技術を確立し、ベローズ部材を備える部品の交換コストの低減を図るとともに、ベローズ部材のクラックを原因とする装置の不具合の可能性を低くすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、第１の発明は、検出部から発射する超音波によってベローズ部材を探傷する超音波探傷装置であって、検出部の一部であるとともにベローズ部材の凹部に挿入されてベローズ部材の凹面に超音波を発射する検出ヘッドと、検出ヘッドを凹面に沿って相対的に周回させる走査手段とを備える技術が採用される。
【０００６】
この超音波探傷装置は、検出ヘッドが、ベローズ部材の凹部に挿入された状態で、ベローズ部材の凹面に超音波を発射しながら凹面に沿って相対的に周回する。そのため、ベローズ部材でのクラックの発生場所である凹面を超音波によって連続的に探傷することが可能となる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に係る超音波探傷装置において、ベローズ部材と検出部との間に水を介在させるための給水手段を備える技術が採用される。この超音波探傷装置では、給水手段によって、ベローズ部材と検出部との間に水が介在するようになり、また、超音波は空気中に比べて水中では減衰しにくいので、検出部から発射された超音波がベローズ部材に届くまでの間に減衰されにくくなる。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明に係る超音波探傷装置において、走査手段は、ベローズ部材の一端開口部に取り付けられる取付部と、取付部の内方でベローズ部材の軸心を中心に回転自在に設置される回転部と、ベローズ部材の軸方向へ移動自在に回転部に設置されるシャフト部とを備え、検出部は、シャフト部の一端に設置される技術が採用される。この超音波探傷装置では、ベローズ部材の開口部の内方で回転する回転部にシャフト部が設置され、このシャフト部の一端に検出部が設置されるので、ベローズ部材の内側で検出部が周回するようになる。また、シャフト部は、ベローズ部材の軸方向へ移動自在に設置されるので、ベローズの凹部ごとに検出部を移動させることが可能となる。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明に係る超音波探傷装置において、シャフト部は、ベローズ部材の軸心から偏心して回転部に設置される技術が採用される。この超音波探傷装置では、シャフト部が偏心して回転部に設置されているので、シャフト部自身を回転させることで、シャフト部の一端に取り付けられた検出部の検出ヘッドがベローズ部材の凹部に挿入されたり抜き出されたりするようになる。
【００１０】
第５の発明は、第３または第４の発明に係る超音波探傷装置において、走査手段は、軸方向へのシャフト部の移動先を位置決めするための位置決め手段を備える技術が採用される。この超音波探傷装置では、位置決め手段によって、軸方向へのシャフト部の移動先が位置決めされるので、ベローズ部材の凹部から他の凹部への検出部の移動を行うことが可能となる。
【００１１】
第６の発明は、超音波によって、ベローズ部材を探傷する超音波探傷方法であって、ベローズ部材の凹面に沿って、超音波の発射場所を相対的に周回させる技術が採用される。この超音波探傷方法は、ベローズ部材の凹面に沿って超音波の発射場所を相対的に周回させるので、ベローズ部材でのクラックの発生場所である凹面を超音波によって連続的に探傷することが可能となる。
【００１２】
第７の発明は、第６の発明に係る超音波探傷方法において、水を介してベローズ部材の凹面に超音波を発射する技術が採用される。この超音波探傷方法では、水を介してベローズ部材に超音波を発射するので、超音波が水を媒体とすることで減衰しにくくなる。
【００１３】
第８の発明は、第６の発明に係る超音波探傷方法において、軸心を水平にして設置されたベローズの凹部の一部に水を溜めて、この水を介してベローズの凹面に超音波を発射するとともに、ベローズを回転させる技術が採用される。この超音波探傷方法では、軸心を水平にして設置されたベローズ部材の凹部の一部に水を溜めて、この水を介して凹面に超音波を発射しながらベローズ部材を回転させることにより、凹部の一部のみに連続的に水を供給しながらベローズ部材を超音波探傷することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態の超音波探傷装置を、ベローズ部材を有する伸縮管継手に取り付けた様子を示している。この図１において、符号Ｂは伸縮管継手、符号１は検出部、符号２は制御手段、符号３は走査手段、符号４は水槽をそれぞれ示し、本実施形態の超音波探傷装置は、検出部１、制御手段２、走査手段３、水槽４を主体として構成されている。
【００１５】
伸縮管継手Ｂが有するベローズ部材Ｂａは、本実施形態では、円形（筒状）であり、ベローズ部材Ｂａの材質にはステンレス鋼が用いられている。伸縮管継手Ｂは、ベローズ部材Ｂａの中心軸Ｂｍ方向（上下方向）の両端に連結用のフランジＢｂを備えていて、この両端のフランジＢｂは、フランジＢｂ同士の距離を定めるように、ボルトナットＢｃで両者の外周面同士が結ばれている。また、伸縮管継手Ｂは、中心軸Ｂｍを垂直方向に立てた状態で、超音波探傷装置が備える設置部材１０に搭載されることにより、水槽４内に設置されている。
【００１６】
検出部１は、超音波を発射してベローズ部材Ｂａ内部で反射された超音波（エコー）を受信するものであり、制御手段２に接続されている。また、検出部１は、略直方体状に形成されていて、その一面から棒状に突出した検出ヘッド１ａを備えている。この検出ヘッド１ａは、ベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１に挿入されて、先端部からベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２へ超音波を発射するようになっている。また、制御手段２は、図示しない電源部、制御部およびモニタ２ａを備え、検出部１に受信されたエコーをモニタ２ａ上に表示するようになっている。
【００１７】
走査手段３は、検出ヘッド１ａを凹面Ｂａ２に沿って周回させるためのものであり、ベローズ部材Ｂａの上端開口部のフランジＢｂに締結される取付部１１と、取付部１１の内方でベローズ部材Ｂａの中心軸Ｂｍを中心に回転自在に設置される回転部１２と、中心軸Ｂｍ方向（上下方向）へ移動自在に回転部１２に設置されるシャフト部１３とを備えている。
【００１８】
このうち、取付部１１は、中央部に凹部を持つ円盤状に形成され、凹部にはベアリング１４が嵌合されている。さらに、取付部１１の外側の端面には伸縮管継手ＢのフランジＢｂに連結されるように所定のピッチ径でボルト孔が形成されている。
【００１９】
回転部１２は、上部に段差面を有する略円柱状に形成され、下部がベアリング１４の孔に嵌合されている。これにより、回転部１２は、ベローズ部材Ｂａの中心軸Ｂｍを中心として回転するようになっている。回転部１２の上端面には中心軸Ｂｍから偏心した状態で、回転時の保持手段となる取っ手１５が設置されている。また回転部１２には、中心軸Ｂｍから偏心した位置に貫通孔１２ａが形成され、この貫通孔１２ａにシャフト部１３が挿入されている。
【００２０】
シャフト部１３は、丸棒部材から形成されていて、下方の先端に検出部１が接合されている。さらに、内部には検出部１と制御手段２とを接続するための導体（図示なし）が配されている。また、シャフト部１３には、中心軸Ｂｍ方向（上下方向）への移動先を位置決めするための位置決め手段として、外周面に目盛１３ａが刻まれている。この目盛１３ａは、ベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１同士のピッチ距離とほぼ同一ピッチで刻まれている。また、シャフト部１３には、シャフト部１３と回転部１２とを固定するための円筒状のソケット１６が取り付けられている。
【００２１】
ソケット１６は、内周面でシャフト部１３と当接し、下端面で回転部１２の上端面と当接するように配され、目盛１３ａをソケット１６の上端面に合わせることで、検出ヘッド１ａがベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１とほぼ同じ高さとなるようになっている。また、ソケット１６にはネジ孔が形成されていて、ボルト１７をねじ込むことでソケット１６とシャフト部１３とを固定するようになっている。さらにソケット１６の下端面には、ソケット１６の位置決め用の図示しないボールプランジャが設置されていて、回転部１２に形成される位置決め用のピン穴（図示なし）にボールプランジャの先端部が挿入するようになっている。
【００２２】
水槽４は、ベローズ部材Ｂａと検出部１との間に水を介在させるための給水手段であり、内部に伸縮管継手Ｂを設置可能な所定の大きさで形成され、ベローズ部材Ｂａがすべて浸るように内部に水が溜められるようになっている。これにより、ベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１すべてが水で充たされるようになっている。
【００２３】
次に、このように構成された超音波探傷装置を用いたベローズ部材Ｂａの超音波探傷方法の一例について、検出部１の動きを中心に図１〜図３を参照して説明する。
【００２４】
超音波探傷を開始するにあたっては、検出部１のキャリブレーションが前もって行われており、これにより受信されるエコーの判定基準の校正が既に行われているものとする。また、制御手段２の電源は予め投入されており、検出部１から安定して超音波を発射している状態にある。なお、本実施形態での超音波の波長には、１０〜２５ＭＨｚを用いている。
【００２５】
まず、水槽４内に検査対象の伸縮管継手Ｂを設置して水を溜める。このときの水の量は、伸縮管継手Ｂのベローズ部材Ｂａが水に十分に浸る量である。そして、ベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１に気泡が残留している場合は、伸縮管継手Ｂを動かすなどして凹部Ｂａ１に気泡が残らないようにする。なお、ここで超音波探傷に水を用いるのは、ある大きさの波長以上の超音波は空気中で著しく減衰してしまうので、媒体として水を用いることで超音波が減衰されにくくするためである。
【００２６】
次に、取付部１１、回転部１２、シャフト部１３、およびベアリング１４等によって組み立てられた走査手段３を、伸縮管継手Ｂにボルトナットで締結する。このとき、シャフト部１３は、回転部１２のベローズ部材Ｂａ側から挿入され、ソケット１６のボルト１７によって仮止めされる。またこのとき、シャフト部１３の下端に接合されている検出部１は、ベローズ部材Ｂａと干渉しないように、図１の２点鎖線で示す検出ヘッド１ａを内方へ向けた状態で、ベローズ部材Ｂａ内へ投入される。
【００２７】
続いて、シャフト１３に刻まれている目盛１３ａのうち所定の目盛１３ａを、ソケット１６の上端面に合わせ、ボルト１７でその位置を固定する。所定の目盛１３ａをソケット１６の上端面に合わせることで、検出ヘッド１ａが所定の凹部Ｂａ１と同じ高さに配される。そして、シャフト部１３自身を回転させて、内方に向いている検出ヘッド１ａを外方、すなわちベローズ部材Ｂａ側へ向ける。これにより、検出ヘッド１ａがベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１に挿入された状態となる。またこのとき、検出ヘッド１ａが正しく凹部Ｂａ１へ挿入されると、図示しないボールプランジャによってシャフト部１３が係止されて位置決めされるようになっている。
【００２８】
検出ヘッド１ａを凹部Ｂａ１に挿入した後、取っ手１５を動かして回転部１２を回転させる。これにより、シャフト部１３およびシャフト部１３の下端に接合されている検出部１が、ベローズ部材Ｂａの中心軸Ｂｍを中心として周回する。
【００２９】
ここで図２は、図１に示すＡ−Ａ断面図である。シャフト部１３は中心軸Ｂｍに偏心して設置されており、図２に示すように、検出部１は、中心軸Ｂｍを中心に所定のピッチ円周Ｐ１上を周回し、これにともなって超音波を発射する検出ヘッド１ａがベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２に沿って周回する。
【００３０】
そして、図３は検出ヘッド１ａから発射された超音波（Ｕｗ）の様子を示す模式図である。図３に示すように、検出ヘッド１ａ内に備えられた素子１ｂから発射された超音波（Ｕｗ）は、検出部１（検出ヘッド１ａ）とベローズ部材Ｂａとの間の水（Ｗ）を介して、ベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２で屈折し、そして、ベローズ部材Ｂａ内部を反射しながら進んでいく。ベローズ部材Ｂａ内部を進んだ超音波（Ｕｗ）の一部は、ベローズ部材Ｂａ内部のいずれかの部分で反射され、反射された超音波の一部は、再び素子１ｂへ戻ることになる。また、超音波（Ｕｗ）の経路上に傷（クラックＣＲ）があると、クラックＣＲによって超音波の一部が反射されて、進んできた経路を逆に戻り、その超音波（エコー）が素子１ｂに受信される。
【００３１】
ところで、ベローズ部材Ｂａでは、一般に、応力分布の特性などによりほぼ凹面Ｂａ２の中央部にクラックＣＲが生じることが分かっている。そこで、本実施形態では、クラックＣＲが生じる凹面Ｂａ２の中央部に超音波が当たるように、超音波の進路計算を元に素子１ｂの角度などが設定されている。そして、超音波の進路を元に、発射された超音波がクラックＣＲで反射され、再び素子１ｂで受信されるまでの時間差（受信時間差）が予め算出されている。すなわち、この受信時間差で受信されたエコーは、クラックＣＲで反射されたものである可能性が極めて高いことになる。
【００３２】
また、超音波は、クラックＣＲが大きいほどクラックＣＲで反射される超音波が多くなり、モニタ２ａに強く現れるようになる。よって、モニタ２ａに表示される所定の受信時間差範囲内のエコーの大きさで、ベローズ部材ＢａのクラックＣＲの大きさを相対的に推定できることになる。
【００３３】
そして、検出ヘッド１ａをベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２に沿って周回させながら、制御手段２のモニタ２ａによって受信されるエコーの状態を確認し、所定の受信時間差範囲内に所定の判断基準以上のエコーが現れるか否かを連続的に検査する。このとき、所定の判断基準以上のエコーが現れた場合は、そのときのエコーの大きさを記録するとともに、エコーが現れた探傷場所を記録する。そして、検出ヘッド１ａを一周させることで、一つの凹部Ｂａ１の探傷が終了する。
【００３４】
一つの凹部Ｂａ１の探傷が終了すると、次の凹部Ｂａ１の探傷を行う。まず、シャフト部１３を回転させて検出ヘッド１ａを再び内方に向けた後、シャフト部１３を中心軸Ｂｍ方向（上下方向）に移動させる。目盛１３ａピッチは、凹部Ｂａ１同士のピッチとほぼ同じ距離で刻まれているので、次の目盛１３ａをソケット１６の上端面に合わせることで、検出ヘッド１ａが次の凹部Ｂａ１と同じ高さになる。そして、上述した動作と同様に、検出ヘッド１ａを凹面Ｂａ２に沿って回転させて超音波探傷を行う。こうした一連の動作を各凹部Ｂａ１ごとに繰り返して行うことによって、ベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１のすべてを探傷する。
【００３５】
図４は、ベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２の中央部に人工的に形成した３種類のクラックＣＲを、上述した実施形態の超音波探傷装置および方法によって探傷し、そのときのモニタ２ａでの出力表示を示している。そして、図４において、
（ａ）：クラックＣＲの形成されていない健全部
（ｂ）：長さ１．０ｍｍ，深さ０．３ｍｍ，幅０．０７ｍｍのクラックＣＲ１
（ｃ）：長さ１．５ｍｍ，深さ０．５ｍｍ，幅０．０７ｍｍのクラックＣＲ２
（ｄ）：長さ２．０ｍｍ，深さ０．７ｍｍ，幅０．０７ｍｍのクラックＣＲ３
を探傷した結果をそれぞれ示している。また、探傷時の周波数は１５ＭＨｚであり、横軸は受信時間差を距離に換算したもの（単位：ｍｍ）、縦軸はエコーの大きさ（単位：％）を示している。
【００３６】
この図４を見ると、横軸２４〜２６（ｍｍ）の領域において、（ａ）では検出されていなかったエコーが、（ｂ）（ｃ）（ｄ）に進むに従って大きく検出されていることが分かる。すなわち、この領域で検出されているエコーがベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２に形成されたクラックＣＲであると推定され、そして、クラックＣＲ１からクラックＣＲ２、そしてクラックＣＲ３へと、クラックＣＲが大きくなるに従い、前述したようにモニタ２ａに強くエコーが現れている。これにより、本実施形態で示した装置および方法によって、ベローズ部材ＢａのクラックＣＲを探傷可能であることが分かる。
【００３７】
このように本実施形態では、ベローズ部材Ｂａの取付部１１の内方で回転する回転部１２にシャフト部１３が設置され、このシャフト部１３の下端に検出ヘッド１ａを有する検出部１が設置されるので、ベローズ部材Ｂａの内側で検出部１が周回するとともに、検出ヘッド１ａがベローズ部材Ｂａの凹面Ｂａ２に挿入された状態で、凹面Ｂａ２に超音波を発射しながら凹面Ｂａ２に沿って周回することになり、ベローズ部材Ｂａでのクラックの発生場所である凹面Ｂａ２を超音波によって連続的に探傷することができる。さらに、ベローズ部材Ｂａの内側で検出部１による探傷動作が行われるので、ベローズ部材Ｂａの周囲の状態に制約されることなく小さなスペースで容易にベローズ部材Ｂａを超音波探傷することができる。
【００３８】
よって、ベローズ部材Ｂａの探傷技術を実現できるとともに、ベローズ部材ＢａのクラックＣＲの様子を探ることが容易となるので、ベローズ部材ＢａのクラックＣＲを原因とする装置の不具合の可能性を低くすることができる。また、クラックの生じている伸縮管継手Ｂのみを新しいものと交換するといったことが可能となるので、交換部品コストを大幅に低減することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、水槽４に水を溜めることによって、ベローズ部材Ｂａと検出部１との間に水を介在させているので、ベローズ部材Ｂａと検出部１との間で超音波が減衰しにくくなり、確実に安定してベローズ部材Ｂａを探傷することができる。
【００４０】
さらに、シャフト部１３が偏心して回転部１２に設置されているので、シャフト部１３自身を回転させることで、シャフト部１３の下端に接合された検出部１の検出ヘッド１ａがベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１に挿入されたり抜き出されたりするようになる。そのため、複雑な機構を必要とすることなく、シンプルな構造で検出ヘッド１ａを凹部Ｂａ１から抜き出して他の凹部Ｂａ１へ挿入するといったことを実現できる。
【００４１】
また、本実施形態では、目盛１３ａによってシャフト部１３の移動先が位置決めされるので、ベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１から他の凹部Ｂａ１への検出ヘッド１ａの移動を確実に行うことができる。このため、ベローズ部材Ｂａ内側の検出部１の動きが目視にて確認できない場合でも、確実に、検出部１をベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１へ移動させることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、円形のベローズ部材Ｂａに対して超音波探傷を行っているが、ベローズ部材は円形に限るものではなく、矩形であってもよい。ベローズ部材が矩形の場合は、走査手段を、例えば検出部を矩形に周回させるような矩形の走査溝を備える構成とすることで適用可能となる。また、ベローズ部材の材質も本実施形態で示したステンレス鋼に限るものではなく、ベローズ部材に用いられる材質に応じて制御手段を調節することにより、軟鋼やゴム材質といった材質にも対応することが可能である。そのため、超音波探傷に用いられる波長も本実施形態で示した１０〜２５Ｈｚに限られるものではない。
【００４３】
また、本実施形態では、一つの検出部１を用いてベローズ部材Ｂａの凹部Ｂａ１を順に探傷しているが、複数の検出部を用いてもよい。検出部を複数とすることで、探傷作業に要する時間を低減するといったことが可能となる。
【００４４】
さらに、本実施形態では、回転部１２を人が回転させて検出部１を周回させていたが、これはもちろん、例えば電動モータ等の駆動手段を用いて、自動的に検出部１を回転させたり、あるいは、ベローズ部材Ｂａの軸方向（上下方向）へ移動させるといったことを行ってもよい。これにより、より正確に検出部１の位置決めが行えるようにすることが可能となるととともに、探傷に要する労力を大幅に低減することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態のように、ベローズ部材Ｂａ内部側から探傷するのではなく、外側から探傷するといった構成でも本発明は適用可能である。この場合、一般には、探傷するためのスペースが大きくなったり、探傷装置が大きくなったりする。しかしながら、ベローズ部材Ｂａを装置の配管部から取り外すことなく、超音波探傷可能な構成とすることで、伸縮管継手Ｂの脱着・取付のための労力を低減させることが可能となる。
【００４６】
さらには、本実施形態のように、検出ヘッド１ａを周回させるのではなく、ベローズ部材Ｂａを回転させることによって、検出ヘッド１ａを凹面Ｂａ２に沿って相対的に周回させてもよい。この場合、例えば、走査手段３をベローズ部材Ｂａに取り付けるのではなくベローズ部材Ｂａと独立した構成とすることで、一つの走査手段３で大きさの異なる複数種類のベローズ部材Ｂａの超音波探傷を行うことが可能となる。
【００４７】
また、本発明の超音波探傷装置の他の実施形態として、軸心を水平にして設置されたベローズ部材の凹部の一部、すなわち下側に配される凹部に水を溜めて、この水を介してベローズ部材の凹面に超音波を発射するともに、このベローズ部材を回転させるような構成としてもよい。この実施形態では、軸心を水平にしてベローズ部材が設置されることで、ベローズ部材の凹部の一部にのみ水が溜まるようになり、そして、この水を介して凹面に超音波を発射しながらベローズ部材を回転させることにより、凹部の一部のみに連続的に水を供給しながらベローズ部材を超音波探傷できるようになる。このため、前述した実施形態のように、水槽を用いてベローズ部材を水中に浸水させるといった必要がなく、小さなスペースでベローズ部材を超音波探傷することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば以下の効果を得ることができる。第１の発明に係る超音波探傷装置は、検出ヘッドが、ベローズ部材の凹部に挿入された状態で、ベローズ部材の凹面に超音波を発射しながら凹面に沿って相対的に周回するので、ベローズ部材でのクラックの発生場所である凹面を超音波によって連続的に探傷することができる。このため、ベローズ部材の探傷技術を実現できるとともに、ベローズ部材のクラックＣＲの様子を探ることが容易となるので、ベローズ部材のクラックを原因とする装置の不具合の可能性を低くすることができる。また、クラックの生じている伸縮管継手のみを新しいものと交換するといったことが可能となるので、交換部品コストを大幅に低減することができる。
【００４９】
第２の発明に係る超音波探傷装置では、給水手段によって、ベローズ部材と検出部との間に水が介在するようになり、ベローズ部材と検出部との間で超音波が減衰されにくくなるので、確実に安定してベローズ部材を探傷することができる。
【００５０】
第３の発明に係る超音波探傷装置では、ベローズ部材の開口部の内方で回転する回転部にシャフト部が設置され、このシャフト部の一端に検出部が設置され、また、シャフト部がベローズ部材の軸方向へ移動自在に設置されるので、ベローズ部材の内側で検出部が周回するとともに、ベローズの凹部ごとに検出部を移動させることができるようになり、ベローズ部材の超音波探傷を実現することができる。また、ベローズ部材の内側で検出部による探傷動作が行われるので、ベローズ部材の外側の状態に制約されることなく小さなスペースで容易にベローズ部材を超音波探傷することができる。
【００５１】
第４の発明に係る超音波探傷装置では、シャフト部が偏心して回転部に設置されているので、シャフト部自身を回転させることで、シャフト部の一端に取り付けられた検出部の検出ヘッドがベローズ部材の凹部に挿入されたり抜き出されたりするようになり、検出ヘッドを凹部へ挿入する動作を容易に行える。そのため、複雑な機構を必要とすることなく、シンプルな構造で検出ヘッドを凹部から他の凹部へ移動させることができる。
【００５２】
第５の発明に係る超音波探傷装置では、位置決め手段によって、軸方向へのシャフト部の移動先が位置決めされるので、ベローズ部材の凹部から他の凹部への検出部の移動を確実に行うことができる。このため、ベローズ部材内側の検出部の動くが目視にて確認できない場合でも、確実に、検出部を所定の位置に移動させることができる。
【００５３】
第６の発明に係る超音波探傷方法は、ベローズ部材の凹面に沿って超音波の発射場所を相対的に周回させるので、ベローズ部材でのクラックの発生場所である凹面を連続的に探傷することができる。
【００５４】
第７の発明に係る超音波探傷方法では、水を介してベローズ部材の凹面に超音波を発射する技術が採用される。この超音波探傷方法では、水を介してベローズ部材に超音波を発射するので、超音波が水を媒体とすることで減衰しにくくなり、確実に安定してベローズ部材を探傷することができる。
【００５５】
第８の発明に係る超音波探傷方法では、水平に設置されたベローズ部材の凹部の一部に水を溜めて、この水を介して凹面に超音波を発射しながらベローズ部材を回転させることにより、凹部の一部のみに連続的に水を供給させながらベローズ部材を超音波探傷することができる。このため、水槽等を用いてベローズ部材を水中に浸水させるといった必要がなく、小さなスペースでベローズ部材を超音波探傷することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を伸縮管継手に取り付けた様子を示す側面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の検出ヘッドから発射された超音波の様子を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態による探傷結果を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｂ伸縮管継手
Ｂａベローズ部材
Ｂａ１凹部
Ｂａ２凹面
Ｂｍ中心軸
１検出部
１ａ検出ヘッド
３走査手段
４水槽（給水手段）
１１取付部
１２回転部
１３シャフト部
１３ａ目盛（位置決め手段）

Claims

検出部から発射する超音波によってベローズ部材を探傷する超音波探傷装置であって、
前記検出部の一部であるとともに前記ベローズ部材の凹部に挿入されて該ベローズ部材の凹面に超音波を発射する検出ヘッドと、
該検出ヘッドを前記凹面に沿って相対的に周回させる走査手段とを備え、
該走査手段は、前記ベローズ部材の一端開口部に取り付けられる取付部と、該取付部の内方で該ベローズ部材の軸心を中心に回転自在に設置される回転部と、該ベローズ部材の軸方向へ移動自在に且つ該ベローズ部材の軸心から偏心して該回転部に設置されるシャフト部とを備え、前記検出部は、該シャフト部の一端に設置されることを特徴とする超音波探傷装置。
前記ベローズ部材と前記検出部との間に水を介在させるための給水手段を備えることを特徴とする請求項１記載の超音波探傷装置。
前記走査手段は、前記軸方向への前記シャフト部の移動先を位置決めするための位置決め手段を備え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。
超音波によって、ベローズ部材を探傷する超音波探傷方法であって、軸心を水平にして設置された前記ベローズ部材の凹部の一部に水を溜めて、該水を介して該ベローズ部材の凹面に超音波を発射するとともに、該ベローズ部材を回転させることを特徴とする超音波探傷方法。