JP6489901B2 - Ultrasonic inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は、主として多数の管を備える設備に対して、超音波により探傷試験を行うための超音波検査装置に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic inspection apparatus for performing a flaw detection test using ultrasonic waves mainly on equipment having a large number of tubes.
各種プラントにおける熱交換器や反応器などには、一定の間隔で平行に配置された多数の管と、これら管に垂直な管板とが溶接されている。このような熱交換器や反応器での溶接の検査では、上記管の数が極めて多いので、一つ一つの管の検査を速やかに且つ楽な体勢で行うことが要求される。 A large number of tubes arranged in parallel at regular intervals and a tube plate perpendicular to these tubes are welded to heat exchangers and reactors in various plants. In the inspection of welding in such a heat exchanger or reactor, since the number of the above-mentioned tubes is extremely large, it is required to inspect each tube quickly and in an easy posture.
多数の管での溶接の超音波による検査装置として、従来では、管の内部から超音波による探傷試験を行う探触子と、この探触子を固定するために上記管以外の管に挿入される4本の伸縮ロッドとを備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の検査装置では、4つの管にそれぞれ4本の伸縮ロッドが挿入されることにより、これら伸縮ロッドの先端に設けられたグリッパで探傷試験のための姿勢が保持される。そして、上記探触子が上記4つの管以外の管に挿入されて、当該管の内部から超音波による探傷試験が行われる。 As an inspection apparatus using ultrasonic welding for many pipes, conventionally, a probe for performing a flaw detection test using ultrasonic waves from the inside of the pipe, and a probe other than the above-mentioned pipes are inserted to fix the probe. The thing provided with the four expansion-contraction rods which have been proposed (for example, refer patent document 1). In the inspection apparatus described in Patent Document 1, when four telescopic rods are inserted into four tubes, the posture for a flaw detection test is maintained by a gripper provided at the tip of each telescopic rod. Then, the probe is inserted into a tube other than the four tubes, and an ultrasonic flaw detection test is performed from the inside of the tube.
しかしながら、上記特許文献1に記載の検査装置では、超音波のパルス反射法を採用しているので、探触子の管に挿入する深さを変えるなど、機械的な走査が多く必要となる。このため、上記検査装置では、探傷試験に時間を要することになるので、速やかに検査することができない。 However, since the inspection apparatus described in Patent Document 1 employs an ultrasonic pulse reflection method, it requires a lot of mechanical scanning such as changing the depth of insertion into the probe tube. For this reason, in the said inspection apparatus, since time is required for a flaw detection test, it cannot test | inspect rapidly.
上記検査装置において、機械的な走査の大半を省略するために、フェーズドアレイ法を採用することが考えられる。フェーズドアレイ法では、リニアスキャンおよび様々な角度へのセクタスキャンのような電子的な走査が可能であるが、このためにも、探傷試験をする際の姿勢を安定させる必要がある。これに対して、上記検査装置では、グリッパが設けられた伸縮ロッドを管に挿入する程度により探傷試験のための姿勢を保持するので、その姿勢が安定しているとは言えない。したがって、上記検査装置では、フェーズドアレイ法を採用することができないので、速やかに検査することができないという問題がある。 In the above inspection apparatus, it is conceivable to employ a phased array method in order to omit most of the mechanical scanning. In the phased array method, electronic scanning such as linear scanning and sector scanning at various angles is possible. For this reason as well, it is necessary to stabilize the posture during the flaw detection test. On the other hand, in the said inspection apparatus, since the attitude | position for a flaw detection test is hold | maintained by the extent to which the expansion-contraction rod provided with the gripper is inserted in a pipe | tube, it cannot be said that the attitude | position is stable. Therefore, the inspection apparatus cannot adopt the phased array method, and thus has a problem that it cannot be inspected promptly.
そこで、本発明は、管を速やかに検査することができる超音波検査装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the ultrasonic inspection apparatus which can test | inspect a pipe | tube rapidly.
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る超音波検査装置は、並列に配置された複数の管に対して超音波により溶接部の探傷試験を順次行う超音波検査装置であって、
上記管に挿入されるフェーズドアレイ探触子と、上記管に挿入されて固定される治具とを備え、
上記治具が、外径を上記管の内径よりも大きく/小さくする拡縮部を有し、
上記治具が、それぞれ管に挿入される複数本の固定用脚を有し、
上記複数本の固定用脚が、それぞれ挿入される管の異なる深さで拡縮部を設けるものである。
また、本発明の請求項2に係る超音波検査装置は、請求項1に記載の超音波検査装置における治具が、固定用脚を管端に固定する締込部を有するものである。
In order to solve the above-described problem, an ultrasonic inspection apparatus according to claim 1 of the present invention is an ultrasonic inspection apparatus that sequentially performs a flaw detection test of a welded portion with ultrasonic waves on a plurality of tubes arranged in parallel. ,
A phased array probe inserted into the tube, and a jig inserted and fixed into the tube,
The jig, the outer diameter have a scaling unit to increase / smaller than the inner diameter of the tube,
The jig has a plurality of fixing legs each inserted into a pipe,
Fixing legs of the plurality book, Ru der those providing the scaling unit at different depths of the tube to be inserted respectively.
Further, in the ultrasonic inspection apparatus according to
また、本発明の請求項3に係る超音波検査装置は、並列に配置された複数の管に対して超音波により溶接部の探傷試験を順次行う超音波検査装置であって、
上記管に挿入されるフェーズドアレイ探触子と、当該フェーズドアレイ探触子が挿入される管の内面に面するウェッジと、当該フェーズドアレイ探触子が挿入される管の内面とウェッジとの間隔に毛細管現象により満たされる接触媒体を供給する媒体供給穴と、上記管に挿入されて固定される治具とを備え、
上記治具が、外径を上記管の内径よりも大きく/小さくする拡縮部を有するものである。
Moreover, the ultrasonic inspection apparatus according to
The phased array probe inserted into the tube, the wedge facing the inner surface of the tube into which the phased array probe is inserted, and the distance between the inner surface of the tube into which the phased array probe is inserted and the wedge A medium supply hole for supplying a contact medium filled by capillary action, and a jig that is inserted into and fixed to the pipe,
The jig has an expansion / contraction portion that makes the outer diameter larger / smaller than the inner diameter of the tube .
加えて、本発明の請求項4に係る超音波検査装置は、並列に配置された複数の管に対して超音波により溶接部の探傷試験を順次行う超音波検査装置であって、
上記管に挿入されるフェーズドアレイ探触子と、当該フェーズドアレイ探触子が挿入される管とは異なる管に挿入されて固定される治具と、フェーズドアレイ探触子を当該フェーズドアレイ探触子が挿入される管の中心軸回りに回転させる駆動機とを備え、
上記治具が、外径を上記管の内径よりも大きく/小さくする拡縮部を有するものである。
また、本発明の請求項5に係る超音波検査装置は、請求項4に記載の超音波検査装置における治具が、フェーズドアレイ探触子が挿入される管に隣接する管に挿入されて固定されるものである。
In addition, an ultrasonic inspection apparatus according to claim 4 of the present invention is an ultrasonic inspection apparatus that sequentially performs a flaw detection test of a welded portion by ultrasonic waves on a plurality of tubes arranged in parallel.
A phased array probe inserted into the tube, a jig inserted and fixed in a tube different from the tube into which the phased array probe is inserted, and the phased array probe A driving machine that rotates around the central axis of the pipe into which the child is inserted,
The jig has an expansion / contraction portion that makes the outer diameter larger / smaller than the inner diameter of the tube .
According to a fifth aspect of the present invention, in the ultrasonic inspection apparatus according to the fourth aspect, the jig in the ultrasonic inspection apparatus according to the fourth aspect is fixed by being inserted into a tube adjacent to the tube into which the phased array probe is inserted. It is what is done.
上記超音波検査装置によると、フェーズドアレイ法が採用可能であるとともに、管に挿入する深さの調整および位置決めが容易になるので、速やかに検査することができる。 According to the ultrasonic inspection apparatus, the phased array method can be adopted, and the adjustment and positioning of the depth to be inserted into the tube are facilitated, so that the inspection can be performed quickly.
以下、本発明の実施の形態に係る超音波検査装置について図面に基づき説明する。
この超音波検査装置は、図1に示すように、一定の間隔で平行(並列)に配置された多数の管90と、これら管90に垂直な管板91とが溶接された設備に対して、溶接された部分(以下、溶接部92という)の超音波によるフェーズドアレイ法の探傷試験を、上記管90の内部から順次(次々に)行うための検査装置である。このため、上記超音波検査装置1は、探傷試験の対象とする管90に挿入されて超音波により探傷試験を行う装置本体2と、この装置本体2による探傷試験の姿勢を保持する脚形治具(治具の一例である)3と、上記装置本体2による探傷試験に必要な機器を内蔵する付帯ボックス4とを備える。
Hereinafter, an ultrasonic inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, this ultrasonic inspection apparatus is provided for a facility in which a large number of
[装置本体2]
上記装置本体2は、図1および図2に示すように、上記管90に挿入される胴体部10と、当該管90に挿入されない頭部21と、この頭部21に上記脚形治具3を固定するフランジ22と、上記頭部21に上記付帯ボックス4を固定する固定具23とからなる。上記胴体部10は、上記管90に挿入される先側から順に、当該管90の内面をブラッシングし得るブラシ11と、当該管90および胴体部10の中心軸を一致させたままにする中心軸保持部12と、フェーズドアレイ法の探傷試験を行う探傷部13とを有する。
[Device body 2]
As shown in FIGS. 1 and 2, the apparatus
上記胴体部10の構成について図2に基づき詳細に説明する。上記ブラシ11は、その外径が上記管90の内径より若干大きくされるとともに、毛先が上記胴体部10の中心軸から放射状に向けられたものである。上記中心軸保持部12は、上記管90および胴体部10の中心軸を一致させたままにするために、ボールプランジャーを埋め込んだパイプで構成される。上記探傷部13は、フェーズドアレイ探触子14と、管90の内面に面し得るウェッジ15と、このウェッジ15の周囲から超音波による探傷試験に必要な接触媒体を供給し得る媒体供給穴16とを具備する。また、上記探傷部13は、上記管90の内面とウェッジ15との間隔が数μm〜数百μmとなる大きさにされることで、上記媒体供給穴16から供給された接触媒体を毛細管現象により上記間隔に満たし得るものである。さらに、上記探傷部13は、挿入される管90の中心軸回りに回転可能にされることで、当該管90の全周に探傷試験が可能なように構成される。
The configuration of the
上記頭部21は、上記探傷部13を上記管90の中心軸回りに回転させるモータ(駆動機の一例である)が内蔵される。上記フランジ22は、上記探傷部13が回転しても上記頭部21側の管90の端(以下、単に管端という)と上記フェーズドアレイ探触子14との距離を一定にするために、管端との接触面が平滑にされる。なお、上記媒体供給穴16から接触媒体を供給するために、上記探傷部13および頭部21に媒体供給路が形成されるとともに、この媒体供給路に外部から接触媒体を導く媒体用チューブ29が上記頭部21に接続される。
The
[脚形治具3]
上記脚形治具3は、図1および図3に示すように、2本(複数本であればよい)の固定用脚31,32からなる。これら2本の固定用脚は、上記装置本体2が挿入される管90に隣接する2つの管90にそれぞれ挿入された上で、これらの管90に固定される。このため、これら固定用脚31,32および上記装置本体2の中心軸は、互い平行である。上記2本の固定用脚31,32は、第一固定用脚31と第二固定用脚32とからなる。
[Leg shape jig 3]
As shown in FIGS. 1 and 3, the leg-
上記第一固定用脚31は、図3に示すように、上記管90に挿入される脚部33と、この脚部33の一端(管90に挿入される先側)に設けられて当該脚部33から供給/排出されるエアにより膨張/縮小する膨縮部34(拡縮部の一例である)と、上記脚部33の他端に設けられて管端に脚部33を固定する締込部35とを有する。上記脚部33は、上記フランジ22により上記装置本体2の頭部21に固定される。上記膨縮部34は、硬質ゴム製で内部が空洞にされており、エアが供給されない状態だと、外径が管90の内径よりも小さく、エアが供給された状態だと、外径が管90の内径よりも大きく(つまり管90の内面を十分に押しつけるように)構成される。上記締込部35は、例えば、管90の中心軸と同心のねじ部と、このねじ部に螺合して管端から締込む栓部とを有する。なお、上記膨縮部34にエアを供給/排出するために、上記脚部33にエア供給路が形成されるとともに、このエア供給路に外部からエアを導くエア用チューブ39が上記脚部33の一端側に接続される。
As shown in FIG. 3, the first fixing
上記第二固定用脚32は、上記第一固定用脚31と同様に、脚部37、膨縮部34および締込部35を有する。しかしながら、上記第二固定用脚32の脚部37は上記第一固定用脚31の脚部33よりも短く、上記第二固定用脚32の膨縮部34および締込部35は上記第一固定用脚31の膨縮部34および締込部35と同一である。言い換えれば、上記第一固定用脚31および上記第二固定用脚32は、管90に挿入される膨縮部34の深さが異なり、つまり、管90に挿入される先側で固定される深さが異なり、それ以外は同一の構成である。なお、上記装置本体2が全ての管90を探傷試験の対象とするために、上記フランジ22で固定される上記第一固定用脚31および上記第二固定用脚32は、互いに隣接する管90に挿入される位置にあることが好ましい。
Similar to the first fixing
[付帯ボックス4]
上記付帯ボックス4は、上記モータに電力を供給するバッテリーと、上記探傷部13が回転した角度を検出するエンコーダとを内蔵するケーシングである。上記超音波検査装置1をコンパクト化するために、上記固定具23により上記頭部21に固定される上記付帯ボックス4は、上記頭部21の側部であって上記脚形治具3のエア用チューブ39側に位置する。
[Attachment box 4]
The accessory box 4 is a casing that contains a battery that supplies power to the motor and an encoder that detects an angle at which the
以下、上記超音波検査装置1の使用方法について説明する。
まず、図4に示すように、上記多数の管90のうち、探傷試験の対象とする管90に装置本体2を挿入するとともに、この管90に隣接する2つの管90に第一固定用脚31および第二固定用脚32をそれぞれ挿入する。そして、探傷試験の対象とする部分、つまり管90と管板91との溶接部92の裏側(管90の内面側)にフェーズドアレイ探触子14が最も接近するように、上記挿入する深さを調整する。第一固定用脚31および第二固定用脚32を管90に挿入する際には、膨縮部34の外径が管90の内径よりも小さいので、挿入する深さの調整が容易である。
Hereinafter, a method of using the ultrasonic inspection apparatus 1 will be described.
First, as shown in FIG. 4, the apparatus
この調整が終わると、図5に示すように、膨縮部34にエアを供給することにより、超音波検査装置1の位置決めをする。一旦深さの調整が終わると、膨縮部34にエアを供給するだけで足りるので、位置決めが容易である。
When this adjustment is completed, as shown in FIG. 5, the ultrasonic inspection apparatus 1 is positioned by supplying air to the expansion /
次に、図6に示すように、管90に対して超音波検査装置1の固定を確実にするために、第一固定用脚31および第二固定用脚32を、それぞれの締込部35により、挿入した管90の管端に固定する。これにより、超音波検査装置1が、管端の締込部35と、挿入された深さが異なる2つの膨縮部34とで固定される。
Next, as shown in FIG. 6, in order to securely fix the ultrasonic inspection apparatus 1 to the
その後、モータにより探傷部13を回転させることで、管90の全周に探傷試験を行う。ここで、装置本体2はモータからの振動を受けるが、管90に対して超音波検査装置1の固定が確実にされているので、探傷試験をする際の姿勢が安定し、フェーズドアレイ法を採用しても支障が生じない。
Thereafter, a flaw detection test is performed on the entire circumference of the
このように、上記超音波検査装置1によると、管90に挿入する深さの調整および位置決めが容易になるので、速やかに検査することができる。また、超音波検査装置1による探傷試験をする際の姿勢が安定するので、モータを使用してもフェーズドアレイ法が採用可能となり、結果として、速やかに検査することができる。
As described above, according to the ultrasonic inspection apparatus 1, the adjustment and positioning of the depth to be inserted into the
ところで、上記実施の形態では、上記第一固定用脚31および上記第二固定用脚32が互いに隣接する管90に挿入される位置にあるとして説明したが、互いに隣接しない管90に挿入される位置にあってもよい。この場合、超音波検査装置1による探傷試験をする際の姿勢がより安定する。
In the above embodiment, the first fixing
また、上記実施の形態では、脚形治具3が2本の固定用脚31,32からなるとして説明したが、2本に限定されるものではなく、1本または3本以上であってもよい。
さらに、上記実施の形態では、装置本体2と脚形治具3とが別物として説明したが、装置本体2と脚形治具3とを一体化してものでもよい。この場合、装置本体2の胴体部10が脚形治具3の脚部33,37を兼ね、この胴体部10に膨縮部34が設けられるとともに、頭部21に締込部35が設けられる。
In the above-described embodiment, the leg-shaped
Furthermore, although the apparatus
加えて、上記実施の形態では、接触媒体について詳しく説明しなかったが、水またはグリセリン水溶液などが用いられる。接触媒体として水が用いられると、超音波検査装置1への接触媒体の供給が容易になるとともに、探傷試験の後における処理が不要になるので、より速やかに検査することができる。 In addition, although the contact medium has not been described in detail in the above embodiment, water or an aqueous glycerin solution is used. When water is used as the contact medium, the supply of the contact medium to the ultrasonic inspection apparatus 1 is facilitated, and processing after the flaw detection test is not required, so that inspection can be performed more quickly.
また、上記実施の形態では、1本の脚部33,37に1つの膨縮部34が設けられるとして説明したが、2つ以上設けられてもよい。また、装置本体2と脚形治具3とを一体化したもの場合、これに設けられる膨縮部34は、1つでもよく、2つ以上でもよい。
Moreover, in the said embodiment, although demonstrated that the one expansion /
さらに、上記実施の形態では、拡縮部の一例として膨縮部34について説明したが、外径を上記管の内径よりも大きく/小さくするものであればよい。この拡縮部は、例えば、機械式のクランプなどを開閉させるものが挙げられる。
Furthermore, in the said embodiment, although the expansion /
加えて、上記実施の形態では、中心軸保持部12がボールプランジャーを埋め込んだパイプで構成されるとして説明したが、樹脂製プレートをバネ駆動などで抑えるようにするなど、抵抗なく管90に挿入される機構であればよい。また、ブラシ11に中心軸を保持させる機能を備えてもよい。
In addition, in the above-described embodiment, the central
1 超音波検査装置
2 装置本体
3 脚形治具
4 付帯ボックス
10 胴体部
11 ブラシ
12 中心軸保持部
13 探傷部
14 フェーズドアレイ探触子
15 ウェッジ
16 媒体供給穴
21 頭部
22 フランジ
23 固定具
29 媒体用チューブ
31 第一固定用脚
32 第二固定用脚
33 脚部(第一固定用脚)
34 膨縮部
35 締込部
37 脚部(第二固定用脚)
39 エア用チューブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
34 Expansion /
39 Air tube
Claims (5)
上記管に挿入されるフェーズドアレイ探触子と、上記管に挿入されて固定される治具とを備え、
上記治具が、外径を上記管の内径よりも大きく/小さくする拡縮部を有し、
上記治具が、それぞれ管に挿入される複数本の固定用脚を有し、
上記複数本の固定用脚が、それぞれ挿入される管の異なる深さで拡縮部を設けるものであることを特徴とする超音波検査装置。 An ultrasonic inspection apparatus that sequentially performs a flaw detection test of a welded portion by ultrasonic waves on a plurality of tubes arranged in parallel,
A phased array probe inserted into the tube, and a jig inserted and fixed into the tube,
The jig, the outer diameter have a scaling unit to increase / smaller than the inner diameter of the tube,
The jig has a plurality of fixing legs each inserted into a pipe,
The plurality of fixing legs of ultrasonic inspection device according to claim der Rukoto those providing the scaling unit at different depths of the tube to be inserted respectively.
上記管に挿入されるフェーズドアレイ探触子と、当該フェーズドアレイ探触子が挿入される管の内面に面するウェッジと、当該フェーズドアレイ探触子が挿入される管の内面とウェッジとの間隔に毛細管現象により満たされる接触媒体を供給する媒体供給穴と、上記管に挿入されて固定される治具とを備え、
上記治具が、外径を上記管の内径よりも大きく/小さくする拡縮部を有することを特徴とする超音波検査装置。 An ultrasonic inspection apparatus that sequentially performs a flaw detection test of a welded portion by ultrasonic waves on a plurality of tubes arranged in parallel,
The phased array probe inserted into the tube, the wedge facing the inner surface of the tube into which the phased array probe is inserted, and the distance between the inner surface of the tube into which the phased array probe is inserted and the wedge A medium supply hole for supplying a contact medium filled by capillary action, and a jig that is inserted into and fixed to the pipe,
The ultrasonic inspection apparatus, wherein the jig includes an expansion / contraction portion that makes the outer diameter larger / smaller than the inner diameter of the tube.
上記管に挿入されるフェーズドアレイ探触子と、当該フェーズドアレイ探触子が挿入される管とは異なる管に挿入されて固定される治具と、フェーズドアレイ探触子を当該フェーズドアレイ探触子が挿入される管の中心軸回りに回転させる駆動機とを備え、
上記治具が、外径を上記管の内径よりも大きく/小さくする拡縮部を有することを特徴とする超音波検査装置。 An ultrasonic inspection apparatus that sequentially performs a flaw detection test of a welded portion by ultrasonic waves on a plurality of tubes arranged in parallel,
A phased array probe inserted into the tube, a jig inserted and fixed in a tube different from the tube into which the phased array probe is inserted, and the phased array probe A driving machine that rotates around the central axis of the pipe into which the child is inserted ,
The ultrasonic inspection apparatus, wherein the jig includes an expansion / contraction portion that makes the outer diameter larger / smaller than the inner diameter of the tube.
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