JPH02112758A - 超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、原子力発電所などのように高温・高圧の液体
や蒸気あるいはガスを扱う施設で使用される配管や圧力
容器の壁内部などに発生する傷の検出に好適する超音波
探傷装置に関する。

（従来の技術） 鋼鉄その他の金属材料や、それらを用いた各種構造物の
非破壊検査方法としては、超音波探傷方法が多用されて
いる。

この超音波探傷方法の原理を、第５図を参照して被検査
体１の内向に存在する傷２を探傷する場合資例にとって
説明する。

先ず、第５図（ａ）に示すように、被検査体１の探傷面
１ａに超音波探触子３を密着させる。この密着に際して
は、通常、超音波探触子３と探傷面１ａとの間に水や油
などのカッブラントがコーティングされ、両者間を音響
的に接続する。これによって、超音波探触子３がら発射
される送信パルスは被検査体１内に効率よく伝達される
。

被検査体１内に伝搬した送信パルスは、その進路内に傷
２があるときは、そこで反射し、傷２がないときは被検
査体１の底面１ｂにて反射する。

これらの反射エコーは超音波探触子３に入射し、そこで
電気信号に変換された後、ケーブル４を通して波形観ａ
ｌ１１部（図示せず）に入力される。

第５図（ｂ）はこの波形観７１１１Ｊ部による観測例を
示す。

同図において、時刻Ｔｏにて送信パルスＰｓが発射され
た場合、ｔ１時間後に傷２がらの反射工コーＥｌが観測
され、またｔ２時間後には、底面１ｂからの反射エコー
Ｅ２が観測される。波形観測部はこれらの時間と傷エコ
ーＥ１の形状に基づいて傷の深さと大きさを判定する。

上記探傷検査は、従来は大部分が手作業により行われて
いた。

即ち、探傷面１ａに異物がある場合はこれを手作業によ
り取り除き、更に必要な場合にはブラシ等の工具を用い
て探傷面１ａを平滑にする。その後で、超音波探触子３
を探傷面ｌａ上を滑らせてスキャンニングし、傷の有無
を検査する。

超音波探傷装置の自動化に関しては、超音波探触子の移
動を自動的に行うようにしたものが知られているが、他
の作業は、作業者が被検査体に接近して行う必要があり
、従って、もし被検査体に放射性物質が付着しているよ
うな場合には、作業者が被曝する恐れがあるので、作業
時間に制約を受ける不都合があった。また、被検査体の
近傍の空間線量が高い場合にも、作業時間を短縮させる
必要があった。

このように、検査時間に制約を受けると、検査精度を維
持するのが難しくなる。また、検査時間を長くすること
は被検査施設の設備利用率を低下させるので、好ましく
ない。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明したように、従来の超音波探傷方法では作業者
の人手に頼っていたため、放射線レベルの高い場所を検
査する場合には、予め充分に除染処置を講じてお（必要
があり、また探傷面の異物除去作業や平滑作業では、そ
の度毎に工具を取替えて行う必要があった。

このように、従来技術では検査およびその準備に多大な
時間と多数の作業者を必要とするという問題点があった
。

また、例えば水平に配管した円筒状の被検査体の下面を
検査するような場合には、超音波探触子が自重のために
超音波探触子に密着し難くなり、円滑な検査を困難にす
るという欠点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
超音波探傷作業を極力自動化して作業者の被曝低減を行
うとともに、探傷時間の短縮化を可能にし、しかも超音
波探触子の被検査体表面への接触圧力を調節できるよう
にした超音波探傷装置を提供することを目的とするもの
である。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の超音波探傷装置は、台車に可動的に取付けた多
関節機構の交換アームに選択的に取付けられる探傷具が
、超音波探触子と前記被検査体との間の間隔を調節でき
る電磁的吸着機構を備えていることを特徴とするもので
ある。

（作用） 上述のように本発明によれば、超音波探触子を被検査体
に常に密着させることができるので、探傷効率を向上さ
せることができ、探傷時間を短縮することができる上、
超音波探触子の浮き上りによる探傷ミスを防止すること
ができる。

（実施例） 次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の超音波探傷装置の概略構成を示すもの
で、被検査体１０としては配管が使用されている。

被検査体１０には止め座１１を介してリング軌道１２が
取付けられている。

リング軌道１２には台車１３が可動的に支承されている
。この台車には駆動モータ１４が搭載されており、この
駆動モータが回転すると、台車１３はリング軌道１２上
を、その周面に沿って移動する。

台車１３には可動アーム１５が可動的に取付けられてお
り、台車１３上に搭載された駆動モータ１６によって任
意の方向に回転する。また、可動アーム１５の先端には
交換アーム１７が可動的に取付けられ、多関節機構１８
を構成している。交換アーム１７は可動アーム１５の先
端付近に搭載した駆動モータ１９によって任意の方向に
回転する。

交換アーム１７の先端には探傷具２０および探傷面平滑
用その他の工具３０が選択的に取付けられる。

探傷具２０は、第１図ならびに第３図に示すように、フ
レーム２１の中央部に超音波探触子２２を取付け、フレ
ーム２１の下面四隅に電磁的吸着機構２３を取付けて構
成されている。

この電磁的吸着機構２３はフレーム２１に固若された磁
性脚部２４と、これらの脚部の周囲に配置したコイル２
５と、脚部２４と被検査体１０の間に介挿された磁性ク
ツション部材２６とから成る。

各コイル２５はリード線２７を介して、励磁電流制御部
（第４図の４３）に接続されている。なお、２２ａは超
音波探触子２２にケーブル（図示せず）を接続するため
のコネクタを示す。

第４図は超音波探触子２２およびコイル２５に接続され
る電気回路を示す。

同図において、超音波探触子２２には発振器４１および
受信器４２が接続されており、また、コイル２５には励
磁電流制御部４３を介して直流電源４４が接続されてい
る。

受信器４２によって検出された反射エコーは探傷信号出
力部４５に導かれるとともに、励磁電流制御部４３にも
入力される。

上述のように構成した本発明の超音波探傷装置において
は、超音波探触操作に先立って、リング軌道１２を、第
２図に示すように、被検査体１゜に取付け、台車１３に
取付けられた多関節機構１８の交換アーム１７の先端に
、ブラシ等の工具３０を取付ける。

この状態で、駆動モータ１４を回転させて台車１３をリ
ング軌道１２に沿って回転させながら、必要に応じて駆
動モータ１６，１９を回転させて交換アーム１７先端の
工具３ｏを走査させ、被検査体１０の除塵やブラッシン
グによる平滑化を行つ〇 このようにして前処理作業が終了したら、交換アーム１
７先端から工具３ｏを取外し、代わりに第２図に示すよ
うに探傷具２ｏを取付け、上記と同様に駆動モータ１４
，１６．１９を回転させながら被検査体１０の表面を順
次走査し、探傷を行う。

この探傷に際しては、第４図に示す励磁電流制御部４３
を通して、直流型ｔｉ、４４からの電流を、励磁電流制
御部４３を通して電磁的吸着機構２３のコイ、ル２５に
流す。これによって第１図に示す磁性脚部２４は磁化し
、磁性材料からなる被検査体１０に吸着される。従って
、フレーム２１に取付けられている超音波探触子２２は
所定の圧力で被検査体１０の表面に接触することになる
。

上述のようにして超音波探触子２２のセツティングを行
った後、発振器４１から高周波電圧を印加して超音波探
触子２２から送信パルスを送出せば、第５図につき説明
した原理に従って、反射エコーが得られるので、これを
受信器４２に導いてその到若時間および波形を判別し、
その結果を探傷信号出力部４５に入力して表示する。

なお、上記超音波探触子２２の接触圧力は励磁電流制御
部４３によってコイル電流を制御することによって調節
される。

即ち、超音波探触子２２が被検査体１０に密着している
ときは、超音波信号は被検査体内に効率よく伝達される
ので、超音波探触子２２がらの発信信号は短時間で減衰
する。これに対して、超音波探触子２２が被検査体１ｏ
に密着していないときは、超音波信号は被検査体内に少
しずつしが伝搬していかないので、第３図（ｂ）中の鎖
線Ｎに示すように、発信信号の減衰時間は長くなる。

この減衰時間の差を受信器４２（第４図）にて検出し、
これを励磁電流制御部４３へ送り、減衰時間が長い時は
コイル２５への電流を増加させて超音波探触子２２と被
検査体１ｏとの接触力を増大させる。一方、減衰時間が
短い時はコイル２５への電流を所定の値まで減少させ、
ジュール熱によってコイルが過熱されることを防止する
。

上述のように、本発明によれば、超音波探触子を被検査
体に常に密着させることができるので、探傷効率を向上
させることができ、探傷時間を短縮することができるう
え、超音波探触子の浮き上りによる探傷ミスを防止でき
る。また、被検査体が水平に配置された配管等の場合で
も、配管下面の検査も容易であり、探傷検査の信頼性が
向上する。

［発明の効果コ 本発明に係る超音波探傷装置によれば、超音波探触子の
性能を充分にさせながら、効率よく探傷検査を行うこと
ができ、検査精度が向上する。

また、本発明装置を原子力発電プラント等に適用する場
合には、作業員の放射能環境下での作業時間を短縮でき
るので、作業ｄの放射線被曝の危険を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置における探傷具の使用状態を示す縦
断面図、第２図は本発明装置の概略構成を示す斜視図、
第３図は本発明装置における探傷具の平面図、第４図は
本発明装置における電気回路のブロック図、第５図（ａ
）は超音波探傷方法の原理を説明する説明図、同図（ｂ
）は波形観測部による波形図である。 １．１０・・・被検査体 ２・・・・・・・・・傷 ３．２２・・・超音波探触子 ４・・・・・・・・・ケーブル １１・・・・・・・・・止め座 １２・・・・・・・・・リング軌道 １３・・・・・・・・・台車 １４．１６．１９・・・駆動モータ １５・・・・・・・・・可動アーム １７・・・・・・・・・交換アーム １８・・・・・・・・・多関節機構 ２０・・・・・・・・・探傷具 ２１・・・・・・・・・フレーム ２３・・・・・・・・・電磁的吸着機構２４・・・・・
・・・・磁性脚部 ２５・・・・・・・・・コイル ２６・・・・・・・・・磁性クツション部材２７・・・
・・・・・・リード線 ３０・・・・・・・・・工具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 台車に可動的に取付けた多関節機構の交換アームに選択
   的に取付けられる探傷具が、超音波探触子と前記被検査
   体との間の間隔を調節できる電磁的吸着機構を備えてい
   ることを特徴とする超音波探傷装置。