JP6690251B2 - Ultrasonic flaw detector probe holder - Google Patents
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Description
本発明は超音波探傷器の探傷プローブ保持具に関し、特に、探傷用プローブを、円弧状に膨出する被探傷体の上半周面に沿って良好に保持できる探傷プローブ保持具に関するものである。 The present invention relates to a flaw detection probe holder for an ultrasonic flaw detector, and more particularly to a flaw detection probe holder that can favorably hold a flaw detection probe along an upper half circumferential surface of an object to be inspected that bulges in an arc shape.
ライン内での鋼材の精密な自動探傷に超音波探傷が使用されつつあるが、探傷時のガタや付着スケールの存在等の種々の要因によって過検出による誤探傷を生じることがある。この場合、疵有りと判定された鋼材はオフラインで再度探傷を行うが、従来は携帯型の超音波探傷器の探傷プローブを、接触媒質である水中で作業員が手にもって鋼材表面に当てて行っている。なお、特許文献1には携帯用超音波探傷器の一例が示されている。
Ultrasonic flaw detection is being used for precise automatic flaw detection of steel products in a line, but erroneous flaw detection may occur due to overdetection due to various factors such as backlash and the presence of adhered scale during flaw detection. In this case, the steel material judged to have flaws is again inspected offline, but in the past, the inspection probe of a portable ultrasonic flaw detector was applied to the steel material surface by the operator in the contact medium underwater. Is going.
しかし、上記従来のような探傷プローブを直接手に持った探傷では、正確に丸棒直上かつ丸棒長手方向の軸とフェーズドアレイプローブの素子配列方向の軸が直交する位置へと探傷プローブを配置することができず高精度な探傷結果が得られないという問題があった。 However, in the conventional flaw detection that directly holds the flaw detection probe as described above, the flaw detection probe is arranged exactly above the round bar and at a position where the axis of the longitudinal direction of the round bar and the axis of the element array direction of the phased array probe are orthogonal to each other. However, there is a problem that it is impossible to obtain a highly accurate flaw detection result.
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、携帯型探傷器の探傷プローブを使用して簡易かつ高精度に被探傷材の探傷を行うことができる超音波探傷器の探傷プローブ保持具を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves such a problem, and a flaw detection probe holder for an ultrasonic flaw detector capable of easily and highly accurately performing flaw detection on a flaw detection target material using a flaw detection probe of a portable flaw detector. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本第1発明では、下方へ開放する箱状の本体(1)を備え、当該本体(1)の頂壁に超音波探傷プローブ(2)を本体空間(S)内へ向けて設けるとともに、前記本体(1)の室壁には接触媒質を当該本体(1)内へ流通させる媒質供給路(111)と媒質排出路(S1〜S4)を設け、かつ前記本体(1)の開口縁(121)を、棒状の被探傷材(M)の上半周面に倣い液密的にこれに接する形状に形成し、かつ前記本体空間(S)の頂壁(16)を下方へ傾斜開放するように形成するとともに、接触媒質を前記媒質供給路(111)から前記本体空間(S)を経て当該本体空間(S)の上方へ延びる媒質排出路(S1〜S3)へ流通させる。 In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, a box-shaped main body (1) that opens downward is provided, and an ultrasonic flaw detection probe (2) is provided in the main body space (S) on the top wall of the main body (1). The main body (1) is provided with a medium supply path (111) and a medium discharge path (S1 to S4) on the chamber wall of the main body (1) for circulating the contact medium into the main body (1). The opening edge (121) of (1) is formed in a shape that contacts the upper half-peripheral surface of the rod-shaped flaw detection target material (M) in a liquid-tight manner and is in contact with the top half wall (16) of the main body space (S). Is formed so as to be inclined and opened downward, and the contact medium is discharged from the medium supply path (111) to the medium discharge paths (S1 to S3) extending above the main body space (S) through the main body space (S). Distribute .
本第1発明においては、超音波探傷プローブを箱状本体に設け、本体空間内を接触媒質で満たした状態で当該本体を棒状被探傷材の上半周面に液密的に接するように設けることによって、従来のような作業員が超音波探傷プローブを手にもって被探傷材表面に当てて探傷を行なうのに比して、簡易かつ高精度に被探傷材の探傷を行うことができる。 In the first aspect of the present invention, the ultrasonic flaw detection probe is provided in the box-shaped main body, and the main body is provided so as to be in liquid-tight contact with the upper half circumferential surface of the rod-shaped flaw detection target material with the space in the main body filled with the contact medium. As a result, it is possible to perform flaw detection on the flaw detection material simply and with high accuracy, as compared with the conventional case where an operator picks up an ultrasonic flaw detection probe and applies it to the surface of the flaw detection material to perform flaw detection.
本第2発明では、前記本体(1)を分離可能な上半部(11)と下半部(12)で構成し、異なる断面形状の被探傷材(M)の上半周面に倣った形状に形成した開口縁を有する他の下半部(12)に取替え可能とする。 In the second aspect of the present invention, the main body (1) is composed of an upper half portion (11) and a lower half portion (12) that can be separated, and a shape that follows the upper half peripheral surface of the material to be detected (M) having a different cross-sectional shape. It can be replaced with another lower half (12) having an opening edge formed in the.
本第2発明においては、異なる断面形状の被探傷材の探傷を一台の探傷プローブ保持具で行うことが可能である。 In the second aspect of the present invention, it is possible to perform flaw detection on the flaw detection target materials having different cross-sectional shapes with one flaw detection probe holder.
本第3発明では、前記被探傷材(M)は丸棒材であり、前記本体(1)ないし下半部(12)の開口縁を、被探傷材(M)の円弧状に突出する上半周面に倣った凹曲面とする。 In the third aspect of the invention, the material to be detected (M) is a round bar, and the opening edges of the main body (1) to the lower half (12) are projected in an arc shape of the material to be detected (M). It is a concave curved surface that follows the semi-circular surface.
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。 It should be noted that the reference numerals in the parentheses refer to corresponding relationships with specific means described in the embodiments described later.
以上のように、本発明の超音波探傷器の探傷プローブ保持具によれば、携帯型探傷器の探傷プローブを使用して簡易かつ高精度に鋼材の探傷を行うことができる As described above, according to the flaw detection probe holder of the ultrasonic flaw detector of the present invention, it is possible to perform flaw detection of a steel material simply and highly accurately by using the flaw detection probe of the portable flaw detector.
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。 The embodiments described below are merely examples, and various design improvements made by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention without departing from the scope of the present invention.
図1には、探傷プローブ保持具Hを、被探傷材である中実の丸棒材Mの上半周面に設置した状態の斜視図を示す。また、図2には探傷プローブ保持具Hの垂直断面図を示す。探傷プローブ保持具(以下、単に保持具という)Hは、その本体1が樹脂材の矩形ブロック体で、内部に空間Sが形成された箱状をなし、内部空間Sは下方へ開放している。本体1は分離可能な上半部11と下半部12で構成されている。
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which the flaw detection probe holder H is installed on the upper half circumferential surface of a solid round bar M which is a flaw detection target. Further, FIG. 2 shows a vertical sectional view of the flaw detection probe holder H. A flaw detection probe holder (hereinafter, simply referred to as a holder) H has a rectangular block body made of a resin material as its
本体1の上半部11にはその頂壁の中央に、丸棒材と直交する方向へ直線案内溝112が形成されており、当該案内溝112内に長方形状のスライド基板17が摺動可能に設置されている。スライド基板17には中央に上方へ向けて矩形筒状の収容部13が突設されており、収容部13内にこれよりもやや小さい探傷プローブ2が収容されている。
A
スライド基板17の長手方向の一端には、水平方向へメネジ部311を貫通形成したナット部材31が立設されており、一方、上半部11の側面に設けたステー32にはオネジ部331を形成した調整ネジ33が水平姿勢で回転可能に支持されている。そして、調整ネジ33のオネジ部331がナット部材31のメネジ部311内に進入結合されている。これにより、調整ネジ33を正逆回転させてスライド基板17、すなわち、探傷プローブ2を丸棒材Mと直交する図2の左右方向で直線的に正逆移動させることができる。
At one end of the
探傷プローブ2は市販のフェーズドアレイ型のもので、スライド基板を貫通する収容部の下側開口を介して下方の本体空間S内へ向く探傷プローブ2の下面には、丸棒材を横断する図2の左右方向へ、互いに隣接して複数の超音波振動子が配設されている。探傷プローブ2は上面から延出するケーブル21が図略の携帯型超音波探傷器に接続されている。
The
上記収容部13の下側開口131の周縁には図3に示すように、その四辺にそれぞれ内方へ支持片14が突出させてあり、各支持片14の境界である開口131の四隅は外方へ抉られてそれぞれ間隙S1が形成されている。収容部13内に探傷プローブ2を収容した状態で、探傷プローブ2の下面の四辺が支持片14上に位置してこれらに支持され、この状態で探傷プローブ2の四隅では上記間隙S1が上下方向へ延びている。
As shown in FIG. 3, at the periphery of the
図2において、収容部13の上側開口には蓋体15が覆着されており、蓋体15の下面と探傷プローブ2の上面との間には上記間隙S1に通じる間隙S2が形成されている。また、ケーブル21の周囲には蓋体15との間に間隙S3が形成されて間隙S2に連通している。このような間隙S1〜S3によって本体1内の空間Sは外気に連通し、後述する接触媒質としての水の排出路が形成されている。
In FIG. 2, a
なお、本体1内の空間Sの頂壁16は、丸棒材Mを横断する図2の左右方向で図示するように支持片14から一定角度で下方へ開放しており、一方、丸棒材Mに沿った図2の紙面前後方向で室壁19は上下方向へ平行に延びている(図3)。これにより、後述する接触媒体の充填に時間を要さず気泡の巻込みも抑制できる十分小さい本体1の容積を維持しつつ、図2の左右方向へ発射される超音波のノイズ反射を抑えることができる。また、上半部11の側壁には接触媒体としての水を供給するための供給路111が貫通形成されている。
The
本体1の下半部12は矩形のリング体に成形されており、その上側開口は本体上半部11の下側開口に一致した形状となっている。また、下半部12の下側開口の開口縁は、丸棒材Mに沿う方向に位置する前後の下端面121が、丸棒材Mの断面の上半周面に倣って円弧状に湾曲する凹曲面に形成されるとともに、左右の下端面122は同じく丸棒材Mの長手方向へ延びる上半周面に倣った湾曲面としてある。これにより、本体1内の空間Sの開口18は丸棒材Mの上半周面の、一定範囲の湾曲面に液密的に接している。
The
このような探傷プローブ保持具Hを使用して丸棒材Mの探傷を行う場合には、保持具Hの本体開口18を、図2に示すように、探傷が必要な領域の丸棒材Mの上半周面に液密的に接して位置させ、この状態で供給路111にホースを接続して本体1の空間S内へ水を供給する。供給された水は本体空間Sを満たすとともに水排出路を構成する間隙S1〜S3を経て本体1の上方から外部へ排出される。
When performing flaw detection on the round bar M using the flaw detection probe holder H as described above, the body opening 18 of the holder H is, as shown in FIG. It is positioned so as to be in liquid-tight contact with the upper half circumferential surface, and in this state, a hose is connected to the
探傷プローブ2の各超音波振動子は予め定められた遅延時間でそれぞれ励振されて、干渉合成による超音波ビームが下方の空間S内へ送出される。このビームは例えば丸棒材Mの底面からD/4(Dは丸棒材の直径)の位置に収束する(フォーカス)ようなものとされる(図2参照)。なおこの際、超音波ビームが丸棒材Mの断面中心直下で収束するように、調整ネジ33を適宜回転させて探傷プローブ2の位置を変更調整する。
Each ultrasonic transducer of the
ここで、市販の携帯型超音波探傷器は平板及び/又はパイプの探傷深さ(収束位置)を自動設定、すなわちこの時の各超音波振動子の遅延時間を自動算出できるものが普通で、中実の丸棒材Mの探傷深さは自動設定できるようになっていない。この場合、平板やパイプの設定で中実丸棒材Mの探傷を行うと、必要な位置に超音波が収束せず、探傷が良好に行われない。 Here, a commercially available portable ultrasonic flaw detector is usually one that can automatically set the flaw detection depth (convergence position) of a flat plate and / or a pipe, that is, can automatically calculate the delay time of each ultrasonic transducer at this time, The flaw detection depth of the solid round bar M is not set automatically. In this case, if the solid round bar M is flaw-detected by setting a flat plate or a pipe, the ultrasonic waves do not converge to a required position, and flaw detection cannot be performed well.
そこで本実施形態では、予め中実丸棒材Mを探傷可能な超音波探傷器で、丸棒材Mの底面からD/4の位置に収束する超音波ビームを形成した時の各超音波振動子の遅延時間を算出しておき、当該遅延時間の設定で平板内に超音波ビームを形成した時の収束位置をシミュレーションで確認しておく。これを、異なる直径の丸棒材Mについて確認してグラフ化したものが図4である。 In view of this, in the present embodiment, an ultrasonic flaw detector capable of preliminarily flaw-detecting the solid round bar M causes ultrasonic vibrations when an ultrasonic beam that converges from the bottom surface of the round bar M to a position of D / 4 is formed. The delay time of the child is calculated, and the convergence position when the ultrasonic beam is formed on the flat plate by setting the delay time is confirmed by simulation. FIG. 4 shows a graph in which this is confirmed for the round bar materials M having different diameters.
これによると、例えば丸棒材Mの直径(D)が35mmであった場合に、その底面からD/4=8.75mmの位置に超音波を収束させる場合には、携帯型超音波探傷器において平板の表面からの収束位置を5.0mmに設定すれば良い。 According to this, for example, when the diameter (D) of the round bar M is 35 mm and the ultrasonic waves are converged from the bottom surface to a position of D / 4 = 8.75 mm, a portable ultrasonic flaw detector is used. In, the convergence position from the surface of the flat plate may be set to 5.0 mm.
以上のような探傷を、丸棒材Mを適宜回転ないし移動させて行うことによって、防水、防振、防塵に優れかつ安価な市販の携帯型超音波探傷器を使用して、オフラインでの探傷を簡易かつ高精度に行うことができる。 By performing the above flaw detection by appropriately rotating or moving the round bar M, offline flaw detection is performed by using a commercially available portable ultrasonic flaw detector that is excellent in waterproofing, vibration proofing, and dustproofing and is inexpensive. Can be performed easily and with high accuracy.
なお、本実施形態において、異なる外径の丸棒材Mを探傷する場合には、予めその上半周面に倣った異なる凹曲面に形成した他の下半部12に取り替えることによって容易に対応することができる。また、上記実施形態では丸棒材の探傷について説明したが、棒材の断面形状は特に限定されない。
In the present embodiment, when the round bar M having a different outer diameter is to be flaw-detected, it can be easily dealt with by replacing it with another
1…本体、11…上半部、111…水供給路(媒質供給路)、12…下半部、121…下端面(開口縁)2…超音波探傷プローブ、M…丸棒材(被探傷材)、S…空間、S1〜S3…間隙(媒質排出路)。
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