JPH0131135B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属組織を非破壊的に検査するスンプ
検査法の自動検査装置に関する。

一般に装置工業、とくに石油精製工業、石油化
学工業において、機器および配管の製作時の品質
管理や、操業中ならびに運転停止時等の保守点検
には非破壊検査方法が用いられている。この非破
壊検査方法の一つにスンプ法がある。

スンプ法とは被検査部の金属組織を適当な媒体
に転写して、これを顕微鏡にて観察し、金属組織
の状態をマイクロメカニクス的に考察する有力な
金属非破壊検査法の一つである。

以下にスンプ法による具体的な検査手順を符号
に従つて説明する。

(1) 検査面の研磨：検査面をエメリー紙、もしく
はハンドグラインダ等により鏡面状に仕上げ
る。

(2) 洗浄：検査面をアルコール等を用いてふきと
る。

(3) エツチング：検査面を適当な腐食液でエツチ
ングする。

(4) 洗浄：(2)と同じく検査面をアルコール等でふ
きとる。

(5) プリント：検査面にアセトン等の溶剤を滴下
し、しかる後フイルムをはり付けて乾燥させ、
これを剥してレプリカとする。

以上の検査手順により得られた検査のレプリカ
を光学顕微鏡等により観察し、装置材料の金属組
織における材質変化を検知するものである。

ところで、従来上述したスンプ法による装置材
料の金属組織検査はすべて作業員による手作業で
行つていた。ところが石油化学コンビナート、原
子力発電所等に使用される機器にはパイプライン
等、作業員がその内部より検査出来ない個所が多
く、さらに原子力機器等においては作業環境が人
体に悪影響を与えるため特に稼動中は検査出来な
かつた。したがつて、装置材料の材質変化を検知
するに有力なスンプ法による非破壊検査も作業員
が検査出来るスペースのある装置にかぎられる欠
点があつた。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもの
で、パイプライン配管等の狭い場所で、しかも簡
単にスンプ検査を行えるようにしたスンプ検査装
置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、この発明のスン
プ検査装置では、先端に砥石を有するとともに内
部に前記砥石を回転駆動する電動モータと前記砥
石を有する先端を伸縮させるエアシリンダとを有
する研磨アームと、先端に洗浄液を噴出させるノ
ズルを有するとともに内部に前記洗浄液を噴出さ
せるノズルを有する先端を伸縮させるエアシリン
ダを有する洗浄アームと、先端に金属の腐蝕液を
含浸させた含浸体からなる回転体を有するととも
に内部に前記回転体を回転駆動する電動モータと
前記回転体を有する先端を伸縮させるエアシリン
ダとを有するエツチングアームと、先端に回動自
在に支承され、かつ周面にレプリカ採取用のフイ
ルムが巻回されたスポンジローラと揮発性溶剤を
滴下させるノズルとを有するとともに内部に前記
スポンジローラと揮発性溶剤を滴下させるノズル
とを有する先端を伸縮させるエアシリンダを有す
るプリントアームと、先端にエアーを噴出させる
ノズルを有するとともに内部に前記エアーを噴出
させるノズルを有する先端を伸縮させるエアシリ
ンダを有するエアーアームとをそれぞれ有する操
作部と、前記操作部の各アームを菅内に挿入した
際に、該管の内壁に接近たは接触可能な方向に前
記操作部の各アームを植設したアームヘツダと、
前記アームヘツダを少なくとも二次元的に移動さ
せるアームヘツダ駆動手段とを具え、管内に移動
可能に支承されたスンプ検査手段と、前記スンプ
検査手段に連結され前記操作部を監視するととも
に、前記管内に移動可能に支承されたモニタ手段
と、前記モニタ手段及びスンプ検査手段に連結
し、該モニタ手段及びスンプ検査手段を移動制御
する電動ウインチからなる移動手段と、前記エア
シリンダ及び前記アームヘツダ駆動手段を作動さ
せて前記操作部を構成する各アーム先端の移動位
置をそれぞれ制御する制御手段とを具えている。

上述したスンプ検査装置によると、スンプ検査
装置自体が小形でしかも移動自在であるので、パ
イプライン配管等の狭い場所の任意の位置に装置
を移動させることができ、しかも遠隔操作によつ
てスンプ検査の各工程が行えるので、スンプ検査
の作業が極めて簡単となる。

以下本発明に係わるスンプ検査装置の一実施例
を添付図面とともに説明する。

第１図は本発明に係わるスンプ検査装置の全体
を示す一部断面図で、特にパイプの内壁部を検査
している状態を示したものである。

スンプ検査部１とモニタ部２の周囲にはパイプ
３の内周壁部４にそつて摺動するように案内車
５，６が配設されている。この案内車５，６は湾
曲した板状の弾発部材７，８の両端部に配設さ
れ、パイプ３の内径が若干変化しても上記検査部
１とモニタ部２とが内周壁に摺接する構成となつ
ている。

また、これらスンプ検査部１とモニタ部２とは
パイプ３内で常に所定間隔をへだてて同一方向に
移動出来るようにコイルバネ９により連結されて
いる。またパイプ３の外部には上記スンプ検査部
１とモニタ部２とを遠隔操作する制御部１０が設
けられている。この制御部１０は上記検査部１と
モニタ部２とをワイヤ１１を介してパイプ３内を
移動させる電動ウインチ１２と、スンプ検査部１
の制御装置１３と、モニタ部２の制御装置１４
と、モニタTV１５とからなり、上記各制御装置
１３，１４はケーブルワイヤ１６を介してスンプ
検査部１とモニタ部２とに接続されている。

次に、前記モニタ部２に対面したスンプ検査部
１の一端面からはスンプ検査を行う操作部２０が
突設されている。

この操作部２０は第２図の一部拡大斜視図に示
すようにスンプ検査ポイントを研磨する研磨アー
ム２１と、アセトン等を噴霧する洗浄アーム２２
と、検査ポイントを腐食するエツチングアーム２
３と、検査部のレプリカをとるプリントアーム２
４と、検査部を乾燥させるエアーアーム２５とか
らなつており、各操作アームは、スンプ検査の操
作をすべく所定方向に向つてアームヘツダ２６に
植設されている。

次に、上述した各操作アームの内部機構につい
て説明する。

第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ研磨アーム２
１、エツチングアーム２３、プリントアーム２
４、洗浄アーム２２（エアーアーム２５は洗浄ア
ーム２２と同一機構なので省略する）の内部機構
を示す説明図で、各アームの一端には第２図で示
したアームヘツダ２６に植設するための螺子部３
０，３１，３２，３３が形成されている。また各
アームの中間部には上記螺子部３０，３１，３
２，３３の支持台部３４，３５，３６，３７を介
してエアーシリンダ３８，３９，４０，４１が配
設され各アームを伸縮自在としている。また各エ
アーシリンダのまわりにはブーツカバ４２，４
３，４４，４５が配設され各エアーシリンダを保
護している。そして各エアーシリンダ操作軸４
６，４７，４８，４９の先端には支持台５０，５
１，５２，５３を介してスンプ検査用機器の取付
部材５４，５５，５６，５７が配設されている。
第３図ａは取付部材５４内に配設された検査機器
を示すもので、該取付部材５４内には電動モータ
５８が配設されており、該モータ５８の回動軸５
９の先端には砥石６０が固設され、操作時には検
査ポイント６１の表面を鏡面状に研磨する構成と
なつている。また同図ｂの取付部材５５内には電
動モータ６２が配設されており、該モータ６２の
回動軸６３の先端にはウオーム・ベベルギア６４
が配設され、該ウオーム・ベベルギア６４を介し
て、脱脂綿６５に腐食液を含浸させた回動体６６
が配設され検査面６１をエツチングする構成とな
つている。また同図ｃの取付部材５６内にはアセ
トン等の洗浄液を噴出するノズル６７が内蔵さ
れ、その先端部を取付部材５６先端下方に突出さ
せている。また取付部材５６の先端部にはスポン
ジローラ６８が軸６９を介して回動自在とされて
おり、その外周面にはフイルム７０が捲きつけら
れ操作時には上記ノズル６７により検査ポイント
を洗浄した後上記フイルム７０を検査ポイント６
１に密着させ該ポイント６１のレプリカをプリン
トする構成となつている。また同図ａの取付部材
５７内にはエアもしくは洗浄液を送出するノズル
７１が内蔵され、取付部材５７の先端に配設され
たノズル調整部７２を介して、検査ポイント６１
を洗浄もしくは乾燥させる構成となつている。な
お第３図で符号７３，７４はエアーシリンダを作
動させるエアーパイプ、７５は各電動モータ６
２，６３を作動させる電源ライン、７６はエアも
しくは洗浄液を送出するパイプである。

次に上述した各操作アームの作動系統について
説明する。

第４図は第３図と同一部分を同一符号で示した
各操作アームの作動系統を示す説明図で、洗浄ア
ーム２２、プリントアーム２４、エアーアーム２
５、エツチングアーム２３、研摩アーム２１の各
操作アームに配設されたエアシリンダ４１，４
０，４１′，３９，３８のエアの供給、また流量
調節機５１とエジエクタ５２を介して洗浄液タン
ク５３内の洗浄液を送出する洗浄アーム２２のエ
アの供給、および流量調節機５４とエジエクタ５
５を介してアセトンタンク５６内のアセトンを送
出するプリントアーム２４のエアの供給はそれぞ
れのエア供給を制御する電磁弁５７，……６４を
介して一括してエアヘツダ６５より供給される。
なおエアヘツダ６５は、第２図に示すアームヘツ
ダ２６内に配設されている。また上記各電磁弁５
７，……６４のON，OFFは各電磁弁より延設さ
れた制御コード６６，……７３を介して接続さ
れ、第１図に示す制御装置１３により遠隔操作さ
れる。

次に上述した各操作アームを植設したアームヘ
ツダの動作をコントロールする駆動部について説
明する。

第２図に示したようにアームヘツダ２６はその
背後に配設された略コの字状のアセンブリヘツド
２７により支持される。このアセンブリヘツド２
７は軸２８により以下に詳述するスンプ検査部１
の駆動部に支持され、この駆動部により矢印Ａに
示すように上下に、また矢印Ｂに示すように固定
ケーシング８０を中心に回動される。

第５図ａ，ｂは前記アームヘツダ２６をコント
ロールするアームヘツダ駆動部を説明するスンプ
検査部の部分断面図およびＡ―Ａ断面図で、第１
図および第２図と同一部分は同一符号で示す。

スンプ検査部１の筐体である円筒形の固定ケー
シング８０の中心部には回転ドラム８１の支持軸
８２の一端が固設され、この支持軸８２の他端に
はモータ８３が固設されている。

この回転ドラム８１は該回転ドラム８１と上記
固定ケーシング８０との間で、しかも該固定ケー
シング８０と回転ドラム８１の開口端側に該回転
ドラムを囲繞して配設された軸受８４と、該回転
ドラム８１の閉口端側に配設された上記支持軸８
２に嵌合する軸受８５とにより上記固定ケーシン
グ８０内において回動自在とすべく保持されてい
る。

また上記回転ドラム８１開口端の内周面には支
持金具８６，８６′が延設され、この支持金具８
６，８６′間には前記アセンブリヘツド２７の脚
部２７′に嵌合固定された軸２８と、該軸２８に
嵌合固定された後述する円形切欠形状のラツク９
８が回動自在に保持されている。また上記回転ド
ラム８１は第５図ｂに示すＡ―Ａ断面図のように
モータ８３の回動軸８７の中間部に嵌合固定され
た歯車８８と、該歯車８８に歯合するアイドル歯
車８９と、上記モータ８３の下部側面より延設さ
れた軸９０に嵌合し上記アイドル歯車８９に歯合
する歯車９１と、上記回転ドラム８１の内周壁に
固定され上記歯車９１に歯合する内歯歯軸９２と
により所定方向に回動される。

なお前記アイドル歯車８９は、第１図の制御装
置１３により、第５図ｂの一点鎖線に示すように
プランジヤ等の（図示せず）機構により歯車８８
に歯合自在となつている。

またモータ８３の回動軸８７先端にはウオーム
ギア９３が嵌合固定されている。このウオームギ
ア９３には一対の減速歯車９４．９５が相対向し
て歯合しており、この減速歯車９４，９５にはそ
れぞれアイドル歯車９６，９７が歯合している。
またこのアイドル歯車９６，９７は円形切欠状の
ラツク９８に歯合する駆動歯車９９，１００にそ
れぞれ歯合している。

なお上記アイドル歯車９６，９７は第５図ｂに
示したアイドル歯車８９と同様に第１図の制御装
置１３によりプランジヤ等の機構（図示せず）を
介して一点鎖線で示すように歯合自在となつてい
る。

したがつて、モータ８３の回動軸８７が一方向
に回転する際は、アイドル歯車９６，９７の一方
をプランジヤ等の機構により減速歯車に歯合させ
軸２８を中心にアームヘツダ２６を例えば下方に
所定角回動させる。また上方に所定角回動させる
際は他方方のアイドル歯を減速歯車に歯合させ回
動させる。

なお、上述した各アイドル歯車８９，９６，９
７は常時は各歯合対称たる各歯車に歯合せず、所
定動作を行う際に制御装置１３の指令に基づいて
歯合するものである。また上述した回転ドラム８
１とアームヘツダ２６はそれぞれ所定角回動した
後図示せぬストツパ機構により所定位置に停止す
る構成となつている。

次に上述した構成のスンプ検査装置における一
連の動作について説明する。

第１図に示したようにスンプ検査部１とモニタ
部２とをパイプ３の内壁部に挿入し、モニタ部の
一端面に配設されたランプ２ａとカメラ２ｂとに
よりモニタTV１５でモニタしつつ電動ウインチ
１２によりパイプ３内の所定位置（検査ポイン
ト）に移動し電動ウインチ１２を停止させる。し
かる後スンプ検査部１の制御装置１３の指令によ
り第５図ａに示すモータ８３を回転させる。そし
てアイドル歯車８９を歯車８８に歯合させて回転
ドラム８１を回転させ研磨アーム２１が検査ポイ
ント上の位置に来たときに停止させる。次にアイ
ドル歯車９６，９７の一方を減速歯車９５，９４
の一方に歯合させてアームヘツダ２６を所定角回
動させて上記研磨アーム２１を検査ポイントに接
近させる。しかる後上記研磨アーム２１内に配設
されたエアーシリンダ３８を伸縮させ該研磨アー
ム２１の先端に配設された砥石６０を検査ポイン
トに当接させ、該ポイントを研磨する。

モニタTV１５で検査ポイントの研磨が完了し
たことを確認した後は上記と逆の動作を制御装置
１３より指令し研磨アーム２１を所定位置に移動
させる。次に上記と同様の操作により洗浄アーム
２２を検査ポイント上に移動し、該洗浄アーム２
２を伸縮して検査ポイントに接近させ該洗浄アー
ム２２先端に配設されたノズルよりアセトン等の
洗浄液を噴霧し検査ポイントを洗浄する。しかる
後該検査ポイントの洗浄をモニタTV１５で確認
した後は洗浄アーム２２を所定位置に移動する。
次にエツチングアーム２３を検査ポイント上に移
動し、該エツチングアーム２３の先端に配設され
た回動体６６を検査面に当接させ、該回動体６６
下面に配設され腐食液を含浸させた脱脂綿により
検査ポイントをエツチングする。モニタTV１５
でエツチング作業の完了を確認した後は上記エツ
チングアーム２３を所定位置に移動する。次に前
記各アームの操作と同様にしてプリントアーム２
４を検査ポイント上に移動させる。次にプリント
アーム２４を伸縮させ該プリントアーム２４の先
端部を検査ポイントに接近させる。しかる後ノズ
ル６７よりアセトンを滴下しつつ上記プリントア
ーム２４の先端に配設されたフイルム７０を検査
ポイントに当接させ該検査ポイントのレプリカを
該フイルム７０に転写する。この状態のままエア
アーム２５を伸縮させエアアーム２５の先端を検
査ポイントに接近させる。しかる後該エアアーム
２５の先端より吹出されるエアにより上記プリン
トアーム２４のフイルム７０面を乾燥させる。モ
ータTV１５でフイルム７０が乾燥したことを確
認した後はプリントアーム２４を上方に移動させ
フイルム７０を検査ポイントより剥がし、しかる
後はプリントアーム２５とエアーアーム２４とを
所定位置まで移動させ、スンプ検査作業は終了す
る。なお上記エアアーム２５は伸縮すればプリン
トアーム２４の先端部に接近するようあらかじめ
所定角をもつてアームヘツダ２６に植設されてい
る。

上述したスンプ検査作業の終了をモニタTV１
５で確認した後電動ウインチ１２を作動させモニ
タ部２とスンプ検査部１とをパイプ３の外部に摘
出し、しかる後フイルム７０に転写されたレプリ
カを取り出し、光学顕微鏡等で観察しすべてのス
ンプ検査の工程が終了する。なお上記実施例にお
いてアームヘツダはアームヘツダ駆動部の歯車機
構を用いて３次元的に駆動するようにしたが、本
発明は上記実施例に限定されることなくアームヘ
ツダ駆動部はアームヘツダを少くとも２次元的に
駆動するものであればどのような機構でも良い。
すなわちアームヘツダを少くとも二次元的に駆動
すればアームを伸縮されることによりアームの先
端を所定の検査ポイントに接触または近接させる
ことが出来る。

以上説明したように、この発明ではスンプ検査
に必要な各工程を行うための各種のアームを用意
するとともに、これらの各種のアームをパイプラ
イン配管等の狭い場所の任意の位置に移動するこ
とができるスンプ検査手段に搭載し、しかも検査
ポイントを監視しつつこれらの各アームを遠隔操
作により操作するようにしたので、パイプライン
配管内面等従来スンプ検査が不可能であつた狭所
においても容易にスンプ検査が行われ、このため
パイプライン配管内面等従来スンプ検査が出来な
かつた狭所における亀裂伝播等の金属組織内の変
化を検出し、これらの亀裂伝播等の原因により生
ずる構造物の破壊を未然に防止することが出来る
とともに、原子力関係装置等人体に危険な箇所に
おいてもスンプ作業を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるスンプ検査装置全体を
説明する一部断面図、第２図は本発明に係わるス
ンプ検査装置の操作部を説明する斜視図、第３図
ａ，ｂ，ｃ，ｄは操作部の各操作アームを説明す
る説明図、第４図は各操作アームの作動系統を示
す説明図、第５図ａ，ｂは本発明に係わるスンプ
検査装置の駆動部を説明する断面図およびAA断
面図である。 １……スンプ検査部、２……モニタ部、３……
パイプ、５，６……案内車、７，８……弾発部
材、９……コイルバネ、１３，１４……制御装
置、１５……モニタTV、２０……操作部、２１
……研磨アーム、２２……洗浄アーム、２３……
エツチングアーム、２４……プリントアーム、２
５……エアアーム、２６……アームヘツダ、３
０，３１，３２，３３……螺子部、３８，３９，
４０，４１……エアーシリンダ、５４，５５，５
６，５７……取付部材、５８，６２，８３……モ
ータ、６４……ウオーム・ベベルギア、６６……
回動体、６７，７１……ノズル、６８……スポン
ジローラ、７０……フイルム、６１……検査ポイ
ント、７３，７４，７６……エアパイプ、５１，
５４……流量調節機、５２，５５……エジエク
タ、５３，５６……タンク、５７，５８，６４…
…電磁弁、６５……エアヘツダ、２７……アセン
ブリヘツド、８０……固定ケーシング、８１……
回転ドラム、８４，８５……軸受、８６，８６′
……支持金具、８８，８９，９１，９２，９４，
９５，９６，９７，９９，１００……歯車、９３
……ウオームギア、９８……ラツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端に砥石を有するとともに内部に前記砥石
   を回転駆動する電動モータと前記砥石を有する先
   端を伸縮させるエアシリンダとを有する研磨アー
   ムと、先端に洗浄液を噴出させるノズルを有する
   とともに内部に前記洗浄液を噴出させるノズルを
   有する先端を伸縮させるエアシリンダを有する洗
   浄アームと、先端に金属の腐蝕液を含浸させた含
   浸体からなる回転体を有するとともに内部に前記
   回転体を回転駆動する電動モータと前記回転体を
   有する先端を伸縮させるエアシリンダとを有する
   エツチングアームと、先端に回動自在に支承さ
   れ、かつ周面にレプリカ採取用のフイルムが巻回
   されたスポンジローラと揮発性溶剤を滴下させる
   ノズルとを有するとともに内部に前記スポンジロ
   ーラと揮発性溶剤を滴下させるノズルとを有する
   先端を伸縮させるエアシリンダを有するプリント
   アームと、先端にエアーを噴出させるノズルを有
   するとともに内部に前記エアーを噴出させるノズ
   ルを有する先端を伸縮させるエアシリンダを有す
   るエア―アームとをそれぞれ有する操作部と、該
   操作部の各アームを管内に挿入した際に、該管の
   内壁に接近または接触可能な方向に前記操作部の
   各アームを植設したアームヘツダと、該アームヘ
   ツダを少なくとを二次元的に移動させるアームヘ
   ツダ駆動手段とを具え、管内に移動可能に支承さ
   れたスンプ検査手段と、 前記スンプ検査手段に連結され前記操作部を監
   視するとともに、前記管内に移動可能に支承され
   たモニタ手段と、 前記モニタ手段及びスンプ検査手段に連結し、
   前記モニタ手段及びスンプ検査手段を移動制御す
   る電動ウインチからなる移動手段と、 前記各アームのエアシリンダ及び前記アームヘ
   ツダ駆動手段を作動させて前記操作部を構成する
   各アーム先端の移動位置をそれぞれ制御する制御
   手段と、 を具えたことを特徴とするスンプ検査装置。 ２ 前記アームヘツダ駆動手段は前記アームヘツ
   ダの背面に配設されたアセンブリヘツドと、該ア
   センブリヘツドを駆動する駆動部と、該駆動部を
   内部に配置した回転ドラムと、該回転ドラムを回
   動自在に支承する固定ケーシングとからなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスンプ
   検査装置。 ３ 前記アセンブリヘツドは略コの字形状とし、
   その脚部に嵌合固定された軸により所定角回動す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   スンプ検査装置。 ４ 前記駆動部は前記固定ケーシング閉口端中央
   より突設された支持軸と、該支持軸の先端に配設
   されたモータと、該モータの回動軸略中間部に嵌
   合固定された歯車と、該歯車に歯合して前記回転
   ドラムを駆動する第１の歯車機構と、前記モータ
   の回動軸先端部に嵌合固定されたウオームギヤに
   歯合し、前記回転ドラム内周面より延設された支
   持金具に軸支されたアセンブリヘツドを所定角回
   動させる第２の歯車機構とからなることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載のスンプ検査装
   置。 ５ 前記第１の歯車機構は前記モータの回動軸略
   中間部に嵌合固定された歯車にプランジヤ等の機
   構により歯合自在とさたアイドル歯車と、該アイ
   ドル歯車に歯合し前記モータの下部側面より延設
   された軸に嵌合する歯車と、該歯車に歯合し前記
   回転ドラム内周壁に固定された内歯車とからなる
   こを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のスン
   プ検査装置。 ６ 前記第２の歯車機構は前記モータの回動軸先
   端に嵌合固定されたウオームギヤに歯合する一対
   の減速歯車と、該一対の減速歯車にプランジヤ等
   の機構により歯合自在とした一対のアイドル歯車
   と、前記アセンブリヘツドの脚部に嵌合固定した
   軸に嵌合固定された円形切欠状のラツクに歯合す
   るとともに上記一対のアイドル歯車に歯合する一
   対の駆動歯車とによりなることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載のスンプ検査装置。 ７ 前記回転ドラムは、閉口端に配設され前記支
   持軸に嵌合する軸受と、前記固定ケーシングと回
   転ドラム間でしかも開口端側に配設された軸受と
   により回動自在に支承されたことを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載のスンプ検査装置。