JP7216366B2 - 超音波探触子およびこれを用いた被検配管厚測定方法 - Google Patents
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Description
特許文献1の管厚測定装置は、水を伝播媒体としないため、複数の探触子を管の内周面に圧接される環状のシールカップに埋設させるという構造を取る必要がある。この様な超音波探触子ではある特定の口径の管についてのみ使用することが可能であり、検査対象の管の口径が変わると、超音波探触子を埋設しているシールカップの口径を対象となる管の口径に合わせたものとすることが必要となり、管厚測定装置に汎用性がない。
また、特許文献1の、シールカップの周上複数位置に配置された超音波探触子では、探触子が複数配置されてはいるが、管の内周面全域を連続して漏れなく検査することはできない(特許文献1、図3参照)。
また、超音波探触子の管内の移動を圧縮空気により行う(特許文献1、(3)ページ、左上欄)ため、水流によって、超音波探触子(特許文献1のピグ2)の管内の移動に比べて、その制御が制約される。
特許文献2の発明は、肉厚測定装置では、超音波探触子から発信された超音波を、回転体内部に設けられた音響ミラーにより反射、屈曲させるものであり、その間にも回転体は、前方に移動しているため、超音波によるチューブの検査部位に間隔ができ、肉厚測定装置の移動速度、音響ミラーの回転速度によっては検査漏れとなる部分が出てくる恐れがある。また、回転体を、回転体に設けられた(水の)噴出孔からの、噴出水の圧力により回転させるものであるため、水流中の泡の発生も危惧される。回転体を、水の供給管から供給される水流により回転させる構造であり、装置が複雑になる。
したがって、特許文献3の超音波探触子は、超音波の試験体の管内壁に垂直に入射するものでない。
本願発明においては、超音波探触子の振動子が複数配置され、それら振動子が配管内形状に合わせて湾曲されているため、振動子から発振された超音波は、検査対象である管壁に対して垂直に照射され、またそれらの反射エコー信号も、照射された管壁から、垂直に反射されて返ってくるため、検査対象である管壁に対して、斜角の位置に配置された振動子から発振された超音波、及び反射波の場合に比べて散乱、干渉が起きることも少なく、管の厚さに対応した波長の超音波を選択することにより明確なデータを得ることができる。また、本願発明の超音波探触子は、柱状の機体の周囲に沿って、複数の湾曲した振動子を配置することができるため、例えば、柱状の機体の周囲に沿って連続して配置させた場合は、単一または少数の振動子を用いた超音波探触子で必要となる機体を管の周囲方向に回転させて、振動子の配置されていない箇所に対応する管壁に対して、回転させた位置において新たに音波ビームを発信することは不要となる。また、超音波探触子は、浮揚性の機体及び必要に応じてその前後に配置される浮揚性及び水流圧に対して抵抗性を持った、浮揚及び案内装置に支持され、かつ、水が浸入しない密閉構造となっているため、水流により容易に管内を浮揚・移動し、容易に被検配管を検査することができる。
a) 柱状の機体と、
b) 前記柱状の機体周囲に配置された複数の振動子と、
c) 前記被験配管の中心と前記機体の中心を合わせるための部位と、
d) 前記機体の配管内の移動を実現するための部位と、を備え、
前記振動子が配管内形状に合わせて湾曲されていることを特徴とする。
1) 機体周囲に配置された複数の湾曲した振動子を備える超音波探触子を、被験配管内に挿入する工程と、
2) 前記超音波探触子により、被験配管内の壁に対して垂直に超音波を当て、前記超音波の反射波を検出する工程と、
3) 被験配管の管厚を決定する工程とを含むことができる。
図1は、従来技術の、柱状の機体30と、前記柱状の機体の周囲に沿って、配置された1または複数の平板状の振動子20を備える超音波探触子が、被検配管内に挿入された状態を示す。
図2は、本願発明の柱状の機体3と、前記柱状の機体の周囲に沿って、配置された1または複数の湾曲した振動子2を備える超音波探触子が、被検配管内に挿入された状態を示す。機体の形状、材質は、機体が被検配管内に挿入することができ、機体が配管の長手方向に沿って、流水により安定して浮揚した状態で移動することができ、また被検配管の屈曲部を曲がることのできる程度の長さを持ち、屈曲部を曲がる際に必要な、ある程度の柔軟性を備えている材料であるのが好ましい。
また、その前面部の周辺部から、機体進行方向に対して斜め後方に、機体を取り巻く様に、機体の中心軸を被検配管の中心軸に一致させるように、被検配管の内壁と機体の間の緩衝部分である、機体安定保持体4が設けられている。機体の前面中心部分と周辺部分は流水の抵抗を少なくするため、機体安定保持体4に滑らかに移行する形状を持つのが良い。
前記振動子2は、検査対象となる配管の形状に合わせて湾曲されており、発信された音波は、被検配管の内壁に略垂直に照射されるため、その反射波は、また垂直に反射され、明確な検査結果を得ることができる。
該態様において、ワイアにより本願発明の超音波探傷子を被検配管に挿入し、被検配管外のワイアの長さから挿入位置が判断できる。該態様において、配管壁に接して被検配管と機体の中心軸を合わせるための構成は可撓性のある樹脂線維の束である。本態様では、機体の前後の機体安定性保持体はそれ自体が曲がることができるため、曲部のある被検配管内の移動に有利である。(図12)
2.振動子
3、機体
4.機体安定保持体
4a.前部機体安定保持体
4b.後部機体安定保持体
4m.篏合用ミゾ
4n.機体側嵌合用ミゾ
5.案内部
6.後部カバー
7.フレキシブル連結紐
8.浮揚案内装置
9.浮揚連結体
10.ローラ
11.配管(被検配管)
12.側面翼
13.水流
14.ワイア
20.平板状の振動子
30.電源ケーブル
40 管壁
Kn 管内面
Kg 管外面
Claims (5)
- 水流圧により配管内を移動することにより、配管内部から被験配管の管厚を測定するための、後部から伸びたワイヤにより被験配管内の位置を測定可能な超音波探触子であって、
a) 柱状の機体と、
b) 前記柱状の機体周囲に配置された複数の振動子と、
c) 前記被験配管の中心と前記機体の中心を合わせるために前記柱状の機体周囲に設けられた機体安定保持体であって、可撓性又は粗い網目状の傘状の、機体安定保持体と、
d) 前記機体の配管内の移動を実現するための部位と、を備え、
前記振動子が配管内形状に合わせて湾曲されていることを特徴とする、超音波探触子。 - 前記振動子が、機体の周囲に機体の中心から対して同心円状に配置されてなる、請求項1の超音波探触子。
- 前記振動子が被験配管内の壁に対して垂直に超音波を当て、垂直に反射される反射波を検出することができるように配置されてなる、請求項1の超音波探触子。
- 前記機体が円柱状であり、被験配管内の壁に対して超音波を垂直に当て、垂直に反射される反射波を検出するように、機体の周囲に環状に設けた部位に、湾曲した振動子が機体に沿うように湾曲されて配置されている、請求項1の超音波探触子。
- 水流圧により移動し、後部から伸びたワイヤにより被験配管内の位置を測定可能な超音波探触子により、被験配管の管厚を測定する方法であって、
1) 柱状の機体周囲に配置された複数の振動子と前記被験配管の中心と前記機体の中心を合わせるために前記柱状の機体周囲に設けられた機体安定保持体であって、可撓性又は粗い網目状の傘状の、機体安定保持体を備える超音波探触子を、被験配管内に挿入する工程と、
2) 前記超音波探触子により、被験配管内の壁に対して垂直に超音波を当て、前記超音波
の反射波を検出する工程と、
3) 被験配管の管厚を決定する工程と、
を含む、方法。
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