JP5812846B2

JP5812846B2 - 検査治具案内ツール

Info

Publication number: JP5812846B2
Application number: JP2011279379A
Authority: JP
Inventors: 正義中井; 吉田　博明; 博明吉田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2015-11-17
Anticipated expiration: 2031-12-21
Also published as: JP2013130446A

Description

本発明は、検査治具（超音波探触子等）によって被検査物（配管等）の被検査部位（溶接部等）を検査（超音波探傷検査等）する際に用いられる、フレキシブルな検査治具案内ツールに関するものである。

火力プラントなどにおいて実施される配管溶接部の検査としては、一般に超音波探傷検査が用いられている。

配管の溶接部を超音波探傷検査する場合には、配管の溶接部の表面に沿って超音波探触子を移動させながら、超音波探触子から超音波を出射する。そして、この超音波探触子から出射した超音波を、溶接部の表面からその内部へ入射し、この入射波（超音波）の反射エコーを超音波探触子によって検知することにより、溶接部の健全性（傷の有無）を確認する。

特開平８−２０１３６０号公報特表平１１−５０４２３０号公報

配管の溶接部を超音波探傷検査する場合においては、作業者が超音波探触子を単に手に持って移動させるだけでなく、配管に取り付けた検査治具案内ツールを用いて超音波探触子を移動させることがある。
検査治具案内ツールは、超音波探触子の移動を、例えば溶接部に沿い案内するものであり、超音波探触子の移動を安定させるためには、このような検査治具案内ツールを用いることが望ましい。

しかし、従来の検査治具案内ツールは、配管形状（異径、直管、エルボ等）や、溶接方向（配管の周方向、配管の軸方向（長手方向）等）に応じて製作する必要がある。
特に配管のエルボ部における長手溶接部に対しては、エルボ部の腹側用、背側用、脇腹用の３種類の検査治具案内ツールが必要である。しかも、エルボ部の配管径に応じて３種類の検査治具案内ツールが必要である。このため、検査治具案内ツールの製作に手間がかかり、製作コストも嵩む。

また、現地において検査治具案内ツールを配管に取り付ける際に、配管における溶接部の余盛形状や、溶接施工時のひずみによる変形などに応じて、検査治具案内ツールの取付位置を調整する必要がある。
このため、超音波探傷検査を実施するのに非常に時間がかかることがある。更に、余盛形状が想定外であった場合（例えば溶接部の余盛が想定よりも大きい場合など）には、検査治具案内ツールを用いることができないこともあった。

本発明は、上記の事情に鑑み、配管形状や配管溶接部の余盛形状などのような被検査物の表面形状に容易に対応することができて、容易に検査作業を行うことができ、かつ、製作も容易な超音波探傷ツールを提供することを目的とする。

なお、上記の特許文献１の超音波探傷ツール（超音波探傷装置）は、フレキシブルなガイド部材を用いたものであるが、フレキシブルなワイヤや磁石仮止め部材やスライド磁石やストッパを用いたものではなく、本発明の検査治具案内ツールとは構成が異なるものである。
また、上記の特許文献２には、ゲルを塗布することや、液体音響媒質が多孔性膜を通過して供給されることなどが記載されているが、本発明の検査治具案内ツールに相当する構成については記載されていない。

上記課題を解決する本発明の構成は、
フレキシブルなワイヤと、
前記ワイヤの長手方向に沿う予め特定した箇所に配置された磁石仮止め部材と、
前記磁石仮止め部材が配置された前記ワイヤにスライド自在に取り付けられると共に前記磁石仮止め部材に仮止め可能となっているスライド磁石と、
前記ワイヤの両端に取り付けられて前記スライド磁石が前記ワイヤから外れるのを防ぐストッパとからなることを特徴とする。

また本発明の構成は、
フレキシブルな形状記憶合金製のワイヤと、
前記ワイヤの長手方向に沿う複数箇所に離間して配置された金属箔と、
前記金属箔が配置された前記ワイヤにスライド自在に環装された複数のスリーブ状のスライド磁石と、
前記ワイヤの両端に取り付けられて前記スライド磁石が前記ワイヤから外れるのを防ぐと共に磁性体である被検査物に磁着される磁石機能付ストッパとからなることを特徴とする。

本発明では、フレキシブルなワイヤに、金属箔等の磁石仮止め部材を配置すると共に、スライド磁石をスライド自在に取り付け、ワイヤの両端にストッパを取り付けて、検査治具案内ツールを構成した。
このため、一対の検査治具案内ツールを被検査物（配管）に磁着させることにより、検査治具を検査治具案内ツールに沿い移動させることができる。
この結果、被検査物（配管）の形状が異なっていても、また、被検査部位（溶接）の方向や場所が異なっていても、同一の検査治具案内ツールを用いて検査治具を案内移動させて検査をすることができる。
しかも、本発明の検査治具案内ツールを用いれば、被検査物の表面形状等に容易に対応でき、容易かつ短時間で超音波探傷検査をすることができる。

本発明の実施例に係る検査治具案内ツールを示す構成図であり、図１（ａ），（ｂ）は組立途中の状態を示し、図１（ｃ）は組立が完了した検査治具案内ツールを示す。本発明の実施例に係る検査治具案内ツールを用いて超音波探傷検査をする状態を示す構成図。図２のα方向から見た状態を示す拡大・断面図。本発明の実施例に係る検査治具案内ツールを用いて超音波探傷検査をする状態を示す構成図。図４のα方向から見た状態を示す拡大・断面図。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。

＜検査治具案内ツールの構成＞
本発明の実施例１に係る検査治具案内ツール１０の構成を、組立状態を順に示す図１（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明する。
なお、図１（ａ），（ｂ）は組立途中の状態を示しており、図１（ｃ）は組立が完了した検査治具案内ツール１０を示している。

検査治具案内ツール１０の構成を、その組立状態と共に説明すると、図１（ａ）に示すように、フレキシブルで弾性力の大きい形状記憶合金製のワイヤ１１の一端には、磁石機能付ストッパ１２が固定されている。この磁石機能付ストッパ１２は、永久磁石を有しており、後述するスライド磁石ｍ１〜ｍ１２がワイヤ１１の一端側から外れるのを防止するストッパ機能と、被検査物（配管）に磁着する磁着機能を備えている。
なお、ワイヤ１１は、フレキシブルで弾性力の大きい形状記憶合金で形成するため、例えば、チタン-ニッケル合金からなる形状記憶合金を採用する。

ワイヤ１１には、磁石仮止め部材である金属箔１３ａ〜１３ｄが貼付されている。金属箔１３ａ〜１３ｄは磁性体金属箔であり、例えば銅箔を採用している。各金属箔１３ａ〜１３ｄは、ワイヤ１１の長手方向に沿う予め特定した複数箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に離間して配置されている。各箇所Ｐ１〜Ｐ４は、被検査物の被検査部位の形状や大きさ等に応じて、事前に最適位置として決めたものである。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、ワイヤ１１には、その他端側から、複数個（本例では１２個）のスリーブ状のスライド磁石ｍ１〜ｍ１２が環装される。各スライド磁石ｍ１〜ｍ１２は、金属箔１３ａ〜１３ｄが貼付されているワイヤ１１に沿いスライド自在になっている。
各スライド磁石ｍ１〜ｍ１２は、半径方向に磁化されている。即ち、内周側がＮ極（またはＳ極）となり、外周側がＳ極（またはＮ極）となるように磁化されている。

このようにしてスライド磁石ｍ１〜ｍ１２が環装されたワイヤ１１の他端には、磁石機能付ストッパ１４が着脱可能に取り付けられる。この磁石機能付ストッパ１４は、永久磁石を有しており、スライド磁石ｍ１〜ｍ１２がワイヤ１１の他端側から外れるのを防止するストッパ機能と、被検査物（配管）に磁着する磁着機能を備えている。

なお、ワイヤ１１に取り付けるスライド磁石ｍの個数を変える場合には、磁石機能付ストッパ１４をワイヤ１１から取り外し、ワイヤ１１の他端側から必要個数のスライド磁石ｍをワイヤ１１に環装し、再び、磁石機能付ストッパ１４をワイヤ１１に取り付ける。

図１（ｃ）に示すように、組立が完了した検査治具案内ツール１０では、被検査物の被検査部位の形状や大きさ等に応じて、スライド磁石ｍ１〜ｍ１２をワイヤ１１に沿い移動させ、例えば、スライド磁石ｍ２を金属箔１３ａに磁着させて位置Ｐ１に固定（仮止め）し、スライド磁石ｍ５を金属箔１３ｂに磁着させて位置Ｐ２に固定（仮止め）し、スライド磁石ｍ８を金属箔１３ｃに磁着させて位置Ｐ３に固定（仮止め）し、スライド磁石ｍ１１を金属箔１３ｄに磁着させて位置Ｐ４に固定（仮止め）する。

このようにすると、
スライド磁石ｍ１は、磁石機能付ストッパ１４とスライド磁石ｍ２が磁着している位置Ｐ１との間で、ワイヤ１１に沿いスライド移動でき、
スライド磁石ｍ３，ｍ４は、スライド磁石ｍ２が磁着している位置Ｐ１とスライド磁石ｍ５が磁着している位置Ｐ２との間で、ワイヤ１１に沿いスライド移動でき、
スライド磁石ｍ６，ｍ７は、スライド磁石ｍ５が磁着している位置Ｐ２とスライド磁石ｍ８が磁着している位置Ｐ３との間で、ワイヤ１１に沿いスライド移動でき、
スライド磁石ｍ９，ｍ１０は、スライド磁石ｍ８が磁着している位置Ｐ３とスライド磁石ｍ１１が磁着している位置Ｐ４との間で、ワイヤ１１に沿いスライド移動でき、
スライド磁石ｍ１２は、スライド磁石ｍ１１が磁着している位置Ｐ４と磁石機能付ストッパ１２との間で、ワイヤ１１に沿いスライド移動できる。

＜超音波探傷検査をする際の配置構成及び動作＞
次に、上記の検査治具案内ツール１０を用いて、被検査物を超音波探傷検査する第１の例について説明する。

図２及び図３に示す配管（被検査物）２０の溶接部（被検査部位）２１を超音波探傷検査する場合について説明する。なお、図３は、図２においてα方向から見た拡大断面図である。配管２０は、鉄などの磁性体により形成されている。

図２及び図３に示すように、湾曲した配管２０の溶接部２１を超音波探傷検査するには、２本の検査治具案内ツール１０，１０と、検査治具３０を用いる。

検査治具案内ツール１０，１０は、そのワイヤ１１，１１が、溶接部２１の湾曲状態に合わせて湾曲されている。そして、溶接部２１を間に挟んで、その両側に湾曲した検査治具案内ツール１０，１０が溶接部２１に沿い配置される。つまり、検査治具案内ツール１０，１０の磁石機能付ストッパ１２，１４及びスライド磁石ｍ１〜ｍ１２が、配管２０に磁着される。

このとき、ワイヤ１１に仮固定されている磁石ｍ２，ｍ５，ｍ８，ｍ１１の位置は仮固定位置Ｐ１〜Ｐ４に留まっているが、スライド移動することができる磁石ｍ１，ｍ３，ｍ４，ｍ６，ｍ７，ｍ９，ｍ１０，ｍ１２の位置は、スライドできる範囲において位置調整することができる。
また、検査治具案内ツール１０，１０の間隔は、後述する検査治具３０の車輪間隔に合わせたものとしている。

検査治具３０は、図３に示すように、門型治具３１の一方の脚部３２に車輪３３を備え、他方の脚部３４に車輪３５を備えている。車輪３３，３５は、両端面にフランジｆ，ｆを有する両フランジタイプの車輪であり、内部に磁石を備えている。
このため、車輪３３，３５は、配管２０に磁着すると共に、ワイヤ１１をフランジｆ，ｆで挟みつつ跨った状態で、ワイヤ１１，１１の上を走行することができる。

また、門型治具３１は、溶接部２１を超音波探傷検査する超音波探触子３６を備えている。

このため、検査治具３０を移動させていくと、車輪３３，３５がワイヤ１１，１１上を走行し、検査治具３０は、湾曲した検査治具案内ツール１０，１０に沿い走行していく。この結果、超音波探触子３６は、湾曲した溶接部２１に沿い移動しつつ超音波探傷検査をすることができる。

なお、溶接部２１の湾曲状態が異なる場合や、配管２０の形状や大きさが異なっている場合でも、湾曲状態や形状・大きさに応じて、ワイヤ１１，１１の湾曲状態や検査治具案内ツール１０，１０の配置間隔を調整することで、超音波探傷検査をすることができる。
このように、本実施例の検査治具案内ツール１０，１０を用いれば、被検査物の表面形状等に容易に対応でき、容易かつ短時間で超音波探傷検査をすることができる。

上記の検査を終了して超音波治具案内ツール１０を配管２０から取り外したら、超音波治具案内ツール１０のワイヤ１１の温度を、変態点以上の温度にまで加熱する。そうすると、湾曲していたワイヤ１１は、元の形状である直線形状に回復する。
このため、形状等の異なる別の被検査物の検査をする準備が簡単にできる。

次に、ワイヤ１１に、上述したよりも更に多数のスライド磁石ｍを備えた検査治具案内装置１０を用いて、被検査物を超音波探傷検査する第２の例を、図４及び図５を参照して説明する。
なお図２，図３に示す構成と同一機能を果たす部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図５に示す検査治具３０において、車輪３３，３５は非磁性体の車輪であり、内部に磁石は備えていない。しかも、車輪３３の径方向の外側にスライド磁石ｍが接するように一方の検査治具案内装置１０を配置し、車輪３５の径方向外側にスライド磁石ｍが接するように他方の検査治具案内装置１０を配置して、２本の検査治具案内装置１０，１０のスライド磁石ｍに沿い車輪３３，３５が走行して、検査治具３０が移動できるようになっている。

この第２の例では、図４に示すように、被検査部位である溶接部２１を探傷エリアをＬ１，Ｌ２，Ｌ３に分けて、先ず探傷エリアＬ１の探傷検査をし、その後に探傷エリアＬ２の探傷検査をし、その後に探傷エリアＬ３の探傷検査をする、というように探傷検査するエリアを分割して順次に超音波探傷検査をする。

探傷エリアＬ１にある溶接部２１の探傷検査をする場合には、２本の検査治具案内装置１０，１０のうち探傷エリアＬ１に対応する部分に、多数のスライド磁石ｍを集めてスライド磁石ｍ相互を接触させる。
そして、接触して並んだ一方の検査治具案内装置１０の多数のスライド磁石ｍと、接触して並んだ他方の検査治具案内装置１０の多数のスライド磁石ｍとにより、車輪３３，３５をガイドして検査治具３０をガイド移動させていって、探傷エリアＬ１にある溶接部２１を超音波探傷検査する。

次に探傷エリアＬ２にある溶接部２１の探傷検査をする場合には、２本の検査治具案内装置１０，１０のうち探傷エリアＬ１に対応する部分に接触しつつ集めていた多数のスライド磁石ｍを、図４に示すように、２本の検査治具案内装置１０，１０のうち探傷エリアＬ２に対応する部分に移動させて接触させつつ並べる。
そして、接触して並んだ一方の検査治具案内装置１０の多数のスライド磁石ｍと、接触して並んだ他方の検査治具案内装置１０の多数のスライド磁石ｍとにより、車輪３３，３５をガイドして検査治具３０をガイド移動させていって、探傷エリアＬ２にある溶接部２１を超音波探傷検査する。

次に探傷エリアＬ３にある溶接部２１の探傷検査をする場合には、２本の検査治具案内装置１０，１０のうち探傷エリアＬ２に対応する部分に接触しつつ集めていた多数のスライド磁石ｍを、２本の検査治具案内装置１０，１０のうち探傷エリアＬ３に対応する部分に移動させて接触させつつ並べる。
そして、接触して並んだ一方の検査治具案内装置１０の多数のスライド磁石ｍと、接触して並んだ他方の検査治具案内装置１０の多数のスライド磁石ｍとにより、車輪３３，３５をガイドして検査治具３０をガイド移動させていって、探傷エリアＬ３にある溶接部２１を超音波探傷検査する。

なお本発明は上記実施例に示される具体的構成に限定されるものではない。
例えば、ワイヤとしては、形状記憶合金製のワイヤに限らず、フレキシブルなワイヤであれば、他の種類のワイヤ、例えばロープ状のフェライトラバー等を採用することができる。
磁石仮止め部材としては、金属箔に限らず、スライド磁石を一時的に固定できる、切欠と突起構造のようなものを採用することができる。
スライド磁石は、スリーブ状であることに限らず、ワイヤに沿いスライド移動できるものであれば、他の形状のものを採用することができる。
また、ストッパは、必ずしも磁石機能を有していなくてもよい。

１０検査治具案内ツール
１１ワイヤ
１２，１４磁石機能付ストッパ
１３ａ〜１３ｄ金属箔
２０配管
２１溶接部
３０検査治具
３１門型治具
３２，３４脚部
３３，３５車輪
３６超音波探触子
ｍ１〜ｍ１２スライド磁石
ｆフランジ

Claims

フレキシブルなワイヤと、
前記ワイヤの長手方向に沿う予め特定した箇所に配置された磁石仮止め部材と、
前記磁石仮止め部材が配置された前記ワイヤにスライド自在に取り付けられると共に前記磁石仮止め部材に仮止め可能となっているスライド磁石と、
前記ワイヤの両端に取り付けられて前記スライド磁石が前記ワイヤから外れるのを防ぐストッパと、
からなることを特徴とする検査治具案内ツール。
フレキシブルな形状記憶合金製のワイヤと、
前記ワイヤの長手方向に沿う複数箇所に離間して配置された金属箔と、
前記金属箔が配置された前記ワイヤにスライド自在に環装された複数のスリーブ状のスライド磁石と、
前記ワイヤの両端に取り付けられて前記スライド磁石が前記ワイヤから外れるのを防ぐと共に磁性体である被検査物に磁着される磁石機能付ストッパと、
からなることを特徴とする検査治具案内ツール。