JP5821629B2 - 管の超音波探傷装置内倣い機構用シュー - Google Patents

Description

本発明は、管の超音波探傷装置内倣い機構用シューに関する。

管（鋼管）や丸棒を被検材とする超音波探傷装置は、探触子の対被検面間隔を一定に保つ為に、探触子を実装した探傷ユニットを搭載したシューを被検面に弾力的に押付けて、被検材の軸方向移動や軸周回転に伴う被検面の被検材径方向位置の変動（探触子に対する被検面の迫り或いは逃げ）に追従させる倣い機構を具備している（例えば特許文献１参照）。

特開平０５−２４９０４２号公報

図３は、従来のシュー（詳しくは、管の超音波探傷装置内倣い機構用シュー）の１例を示す(ａ)概略断面図及び（ｂ）シュー底面側の概略斜視図である。シュー１は、探傷ユニット２を搭載される台枠部３のシュー幅方向１１両側の足部２で管（被検材）１０外面に当接摺動する。台枠部３には保護板４が被せられる。保護板４には、図示しない倣い機構のエアシリンダ等から弾力的押圧６が加えられる。これにより、シュー１は管１０外面に追従（管外面に倣って運動）できる。尚、シュー１は管周方向の複数個所（例えば管周４等分点箇所）に配置される。尚、管１０は超音波探傷の間、随時、軸周回転２０或いは更に軸方向移動をさせられる。

シューは、多様な管外径（被検面の曲率）の種類毎に、その種類に適合した形状・サイズのものが用意されている。例えば、小径継目無管（外径φ177.8ｍｍ以下）の場合、その中の外径φ60.3〜177.8ｍｍを７区分し、区毎に異なるシューサイズとされている。
前記シューは、探傷水のシール性を確保し、且つ超音波を安定した入射角度で管体内に入射させる機能を発揮する為に、管表面に正対して密着することが重要である。そのためには耐摩耗性（高寿命）を有する必要がある。

そこで、従来、前記シューの材質には耐摩耗性工具鋼であるＳＫＤ１１を用いていた。
然しながら、ＳＫＤ１１製シューは、寿命（新品から使用して摩耗量が使用限界に達するまでの使用期間）が１〜３箇月程度と短い。従って、交換頻度を高くせざるを得ず、コスト負担が大きかった。又、シュー１が偶々斜め（シュー長手方向１２が管１０長手方向に対して非平行）に接管すると足部２の底面側に偏摩耗（足部２の何れか一方の底面が他方よりも大きく摩耗する事）が生じ易くて、探傷精度の低下や管外面の疵発生の原因となる場合もあった。

即ち、従来のシューは管の超音波探傷内倣い機構用として不十分なものであるという課題があり、その解決が待たれていた。

前記課題を解決する為になされた本発明は以下の通りである。
（１）探傷ユニットを搭載される台枠部と、該台枠部のシュー幅方向両側に連なって管外面に当接摺動する足部とを有する、管の超音波探傷装置内倣い機構用シューにおいて、前記台枠部及び前記足部を超ジュラルミン製とし、且つ、前記足部の底面側に設けた溝に超硬チップを構造用接着剤で接着し、さらにカシメをして固着したことを特徴とする、管の超音波探傷装置内倣い機構用シュー。

本発明によれば、シュー寿命が６箇月以上と長くなり、交換頻度を低くできると共に、偏摩耗が生じ難くなり、探傷精度の低下や管外面疵の発生を抑制できる。

本発明のシューの１例を示す (ａ)概略断面図及び（ｂ）シュー底面側の概略斜視図である。 本発明のシューにおける超硬チップの好適固着形態を示す断面図である。 従来のシューの１例を示す (ａ)概略断面図及び（ｂ）シュー底面側の概略斜視図である。 従来と比較した本発明のシューの摩耗量と使用月数の関係を示す線図である。

図１は本発明のシューの１例を示す (ａ)概略断面図及び（ｂ）シュー底面側の概略斜視図である。図１に示す様に、本発明のシュー７は、探傷ユニット５を搭載される台枠部３と、該台枠部３のシュー幅方向１１両側に連なって管１０外面に当接摺動する足部２とを有する、管の超音波探傷装置内倣い機構用シューにおいて、台枠部３及び足部２を超ジュラルミン（Ａ７０７５）製とし、且つ、足部２の底面側に超硬チップ（詳しくは、ＷＣ等の超硬合金製の板状小片）８を固着してなる、管の超音波探傷装置内倣い機構用シューである。超硬チップ８は足部２底面から突出する形で固着されていて、管１０外面に当接摺動する。

超硬チップ８は耐摩耗性の点で従来のシュー材質（ＳＫＤ１１）よりも格段に優れ、これが管１０外面に対する当接摺動部となるから、シュー寿命が向上する。
然し、ＳＫＤ１１製シューの足部に単に超硬チップを固着するだけでは、シュー単体重量が重くなり（即ち、慣性が大きくなり）、探傷対象が、中乃至大径管に比べて外面の曲率が大きい小径継目無管である場合、シューの管に対する倣い動作（管１０の迫り或いは逃げに対する追従（応答）動作）が緩慢になって、探傷精度に悪影響を及ぼす可能性が大である。

そこで、本発明では、シュー本体部（台枠部３と足部２の総称）を超ジュラルミン（Ａ７０75）製とした。超ジュラルミンはアルミ‐マグネシウム合金であるから鋼よりも格段に軽量であり、これに超硬チップを固着してもシュー単体重量の増加にはつながらない。
尤も、Ａ７０７５はＳＫＤ１１に比し、材料強度が約５０％弱と低い事からシューに曲がりや歪みが生じる事が懸念された。そこで、本発明者は、小径継目無管の超音波探傷への実使用実験を積み重ね、その結果、シュー７に曲がりや歪みは生じない事を確認でき、前記懸念は払拭された。

又、シュー本体部を超ジュラルミン製とした事で、超硬チップの固着が容易となる。図２は、本発明のシュー７における超硬チップ８の好適固着形態を示す断面図である。この形態に至る固着工程は、足部２に溝１５を設け、溝１５底に超硬チップ８を構造用接着剤（ハードロック）９で接着し、更に溝１５側部でカシメ１４をして固着するというものであり、この固着工程は容易に実施でき、施工性が良く、又、この固着形態の固着性は十分である（実使用中のチップ脱落無し）。これに対し従来のＳＫＤ１１製では材料強度が高すぎて溝加工性、カシメ施工性（及びそれらの施工精度）に難があり、十分な固着性を得るのが困難である。

図４は、前記実使用実験において調査した、本発明のシューの摩耗量と使用月数の関係を、従来と比較して示す線図である。尚、図の基礎としたデータは本発明、従来とも５００個以上のシューについて採られた。図示の通り、従来のシューでは、新品の使用開始から使用限界摩耗量に達するまでの使用月数で評価したシュー寿命が１〜３箇月程度と短いのに対し、本発明ではシュー寿命が６〜１２箇月程度と各段に延びた。

１ シュー（従来）
２ 足部
３ 台枠部
４ 保護板
５ 探傷ユニット
６ 弾力的押圧
７ シュー（本発明）
８ 超硬チップ
９ 構造用接着剤（ハードロック）
１０ 管（被検材）
１１ シュー幅方向
１２ シュー長手方向
１４ カシメ
１５ 溝
２０ 管の軸周回転

Claims (1)

1. 探傷ユニットを搭載される台枠部と、該台枠部のシュー幅方向両側に連なって管外面に当接摺動する足部とを有する、管の超音波探傷装置内倣い機構用シューにおいて、前記台枠部及び前記足部を超ジュラルミン製とし、且つ、前記足部の底面側に設けた溝に超硬チップを構造用接着剤で接着し、さらにカシメをして固着したことを特徴とする、管の超音波探傷装置内倣い機構用シュー。

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