JPH0253749B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、探触子回転型の超音波探傷機の探触
子ホルダに関する。特に、探傷水の漏出を防止
し、かつ、被検材の外径を変更した場合に容易に
その外径に対応できる探触子ホルダ関する。

［従来の技術］ 探触子回転方式の超音波探傷機は、探傷速度が
速く、処理能力が極めて高いことから、鋼管製造
ラインに多数使用されている。

この方式の探傷は、鋼管を直進搬送させること
により、多数の探触子を装着して、高速で回転す
る円筒状の探触子ホルダの貫通孔を通して、搬送
しながら探傷する。即ち、鋼管表面に探触子の回
転と、鋼管の直進搬送とによつて、多条スパイラ
ル状の探傷軌跡を画きながら、全面全長の探傷を
行なう。

従来、この種の探傷装置の探触子ホルダとして
は、実開昭53−65777号公報、実開昭58−195868
号公報に示されるものが開示されている。

前者に開示される探触子ホルダは、被検材の検
査個所の部分に、閉じた空間たる水室を形成し、
該水室内には探触子を支持して旋回あるいは長手
方何に走査する可動部を具え、該可動部は前記水
室の外側に設けられたモータにより駆動される構
成となつている。このものによれば、探触子と検
査面とを結合するための探触媒質を外部に漏らさ
ないようにした配管検査用超音波探傷装置が供さ
れる。

後者に開示される探触子ホルダは、超音波探触
子を保持する筒体と、被検材の外周に内接する弾
性体で形成したリングと、上記筒体と上記被検材
と上記リングにより囲まれた水室により構成され
る。この構成より、管状または丸棒状の被検材の
真円度、真直度および搬送時の軸芯の振れ量を厳
しく規整しなくても、超音波探触子を管状または
丸棒状の被検材の外周で回転させながら超音波探
傷が可能となつている。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の探触子ホルダにおいては、
被検材と、ホルダ取付部等により、空間をつく
り、該空間を水室として、水層を形成させ、安定
な音響結合を確保している。

また、実開昭58−195868号公報に示される技術
においては、被検材の真円度、真直度および搬送
時の軸芯振れに対応できる構成となつている。

しかし、被検材の外径が変化した場合は、上記
構成では迅速に対応できない。

すなわち、４ケ所のボルトを外し、被検材の外
径に適合するように２ケ所のリングを取替え、も
う一度、４ケ所のボルトを締め直さなければなら
ない等、作業性は悪い。

さらに、実開昭53−65777号公封に示される技
術では、種々の外径の被検材を検査する場合の作
業性も若干は考慮されている。

この方法は、水室台板および水室蓋だけを、外
径の異なる被検材毎に予じめ準備する方法であ
る。

しかし、上記方法では、モータや減速機等を被
検材の外径が異なるごとに、水室台板に取付けな
ければならず、作業性の向上は十分ではない。

一方、該従来技術においては、作業性を優先す
る場合には、水室台板および水室蓋だけではな
く、モータや減速機を水室台板とともに、外径の
異なる被検材毎に予じめ準備しなければならな
い。したがつて、多数のモータや減速機を必要と
して、経済的負担が大きくなると共に、保管が大
変であるという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので
ある。その目的は、種々の外径の被検材を検査す
る場合において、簡単な操作で超音波探傷機の組
替え作業ができ、探傷作業を効率化することにあ
る。さらに、該効率化を、経済的に行なうことも
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を解決するには以下の手段をとる。

被検材を挿通する空洞を、軸方向に貫通して形
成すると共に、該空洞周壁面の、被検材外周まわ
りに探触子を配置保持し、この探触子と被検材と
の間に水層を形成させて、高速で回転する構成
の、超音波探傷機の探触子ホルダにおいて、 探触子を保持する外筒と、該外筒に軸方向に挿
入して嵌着するシール部組立体とより成り、 シール部組立体は、上記外筒空洞の入側および
出側開口部に嵌着される、入側と出側のシールブ
ロツクと、該二つのシールブロツクを連結する少
なくとも１本のスペーサロツドと、弾性材料にて
リング状に形成されて、上記シールブロツク内周
に装着されるシール部材とからなり、該シールブ
ロツク開口部内周と被検材外周との空隙をシール
する構成から成る。

［作用］ 本発明によれば、探触子ホルダの入側、出側
に、スペーサロツドにより連結されているシール
ブロツクを用いることにより、容易に被検材の外
径に合わせた超音波探傷機とすることができる。

すなわち、被検材の外径に合わせたシール部組
立体を予じめ用意しておき、被検材の外径が異な
る毎に、このシール部組立体だけを取り替える。

その方法は、取付板のボルトをはずし、シール
部組立体を、入側開口部から一度に抜取り、次の
被検材の外径に合うシール部組立体を、入側開口
部から一度に挿入し、再度、取付板をボルトで固
定するだけでよく、容易かつ経済的な超音波探傷
機を得ることができる。

［実施例］ 本発明が適用される探触子ホルダについて、図
により説明する。

第１図は本発明が適用される探触子ホルダの例
を示す断面図、第２図はそのＡ−Ａ断面図であ
る。

図において、複数の探触子２が、探触子ホルダ
２１に装着されている。探触子ホルダ２１は、フ
ランジ部２２により回転機構ロータ１２に固定さ
れ、高速で回転駆動される。

探触子ホルダ２１には、軸方向に貫通する空洞
２９を設けてあり、その被検材搬送入側および出
側開口部２９ａには、それぞれ環状に溝２３ａ，
２３ｂが加工されている。該溝２３ａ，２３ｂに
は、発泡ウレタンゴムのような弾性と柔軟性のあ
る材料で、厚肉のリング状に形成したシール部材
２４ａ，２４ｂが嵌着されている。被検材１は、
該シール部材２３ａ，２３ｂの円孔を嵌通して搬
送される。

なお、シール部材２４ａ，２４ｂは、溝２３
ａ，２３ｂに嵌着する際、探傷中に脱落すること
を防ぐため、該溝２３ａ，２３ｂ内に接着剤にて
接着して固定することが望ましい。

一方、フランジ部２２に、給水口２５が穿孔配
置されている。この給水口２５は、これに連通す
る回転機構ロータ１２に設けた給水口１３から探
傷水を供給される。該探傷水は、給水口２５およ
び導孔２６を通じて探触子ホルダ内部の水室２７
に導かれ、これを充満させる。

次に、上記探触子ホルダの作用について、図面
を参照して説明する。

回転機構ロータ１２の給水口１３から、探触子
ホルダ２１のフランジ部２２に穿設された給水口
２５に、探傷水を圧送して給水する。これによ
り、探傷水は、導孔２６を通じて水室２７に圧送
される。

水室２７内の探傷水は、被検材が探触子ホルダ
２１を挿通していない時は、探触子ホルダが高速
回転しているので、遠心力によつて、第３図に示
すように、円筒状の自由表面２８を持つ水面とな
つて、探触子ホルダ２１の水室２７内壁面に張付
き、余剰水は、入側、出側のシール部材２４ａ，
２４ｂを乗越えて、遠心方向に飛散する。

この状態で、被検材１が探触子ホルダ２１を挿
通して搬送され、シール部材２４ａ，２４ｂを挿
通すると、空洞２９の入側、出側の開口部２９ａ
が閉塞され、水室２７に探傷水が充満する。この
充満した探傷水により、探触子２と被検材１との
間の音響結合が、完全に確保される。

また、水室２７に充満した探傷水は、水室２７
内に閉じ込められ、内圧を発生する。この探傷水
は、内圧により、シール部材２４ａ，２４ｂの内
面と被検材１の外面との当接面を押しのけて、間
隙を形成し、溢水する。

このとき、探触子ホルダ２１が高速で回転して
いるので、シール部材２４ａ，２４ｂを通過する
余剰水は、被検材１の周方向に剪断され、ジヤー
ナル軸受の潤滑油膜と同様に、周方向に流動し、
同時に、軸方向に流れるスパイラル状の流動水膜
を形成して、連続的に探触子ホルダ２１から溢出
する。

この状態では、シール部材２４ａ，２４ｂの被
検材１表面に対する面は、流動水膜を介在させ
て、被検材１の表面と摺接する。その結果、被検
材１は、シール部材２４，２４ｂと直接接触する
ことなく、浮上して滑動することになり、シール
部材２４ａ，２４ｂは、摩耗することがない。

ただし、被検材１の先端が、例えば、一端のシ
ール部材２４ａを挿通しているが、まだ、他端の
シール部材２４ｂに達しない、片側挿通状態で
は、水室２７には、水圧が発生していないので、
シール部材２４ａにおける流動水膜の形成が不十
分である。この場合は、シール部材２４ａと被検
材１の直接接触摺動により、シール部材２４ａの
摩耗が起こり得る。即ち、１本の被検材１の探傷
の際に、先端、尾端の通過の都度、シール部材２
４ａ，２４ｂが、交互に摩耗する機会がある。

しかし、被検材の１本の探傷所要時間のうち、
先端、尾端部で生ずる片持挿通の時間は、極めて
短いことから、シール部材の摩耗は少なく、実用
上の支障はない。一方、摩耗により、内径の拡大
したシール部材は、拡大した内径サイズに適合す
る、より大径の被検材探傷用に使用することがで
きる。

第４図は本発明に係る探触子ホルダの実施例を
示す断面図、第５図はそのＡ−Ａ断面図である。

図に示す本実施例ホルダは、フランジ部３２を
介してロータ１２に固定された外筒３１と、該外
筒３１に嵌挿されるシール部組立体３３とより成
る。

外筒３１には、探触子を装着する探触子部が複
数個設けられている。この探触子部には、水距離
調整機構を備えてあり、被検材外径を変更したと
き、探触子と被検材外表面間の距離を調節可能と
してある。

この外筒３１は、第６図に示すように、貫通し
て設けられた空洞３５の周壁面に、軸方向および
周方向に複数の取付孔３４が穿設してあり、取付
孔３４には、探触子部３０が設けてある。また、
この空洞３５には、シール部組立体３３が嵌挿さ
れ、取付板３７を適宜の手段、例えば、ボルト３
６で固定する。

空洞３５の入側、出側開口部３５ａの、シール
部組立体３３の嵌着面には、溝加工を施して、Ｏ
リング３８ａ，３８ｂが嵌め込まれている。これ
らＯリング３８ａ，３８ｂは、第４図に示すよう
に、外筒３１にシール部組立体３３を嵌挿固定し
たとき、水室２７内に貯溜された水が、嵌合隙間
から漏出するのを防止する。

シール部組立体３３は、第７図および第８図に
示すように、シールブロツク３３ａ，３３ｂをス
ペーサロツド３３ｅで連結組立して形成される。
シールブロツク３３ａ，３３ｂは、いずれも円環
状の形状を持ち、内側に環状溝３３ｃ，３３ｄを
加工して設けてある。シールブロツク３３ｂの端
面には、取付板３７を取付けてある。

上記溝３３ｃ，３３ｄには、上記第１実施例と
同様に、発泡ウレタンゴムのような弾性および柔
軟性を有する材料からなり、厚肉リング状に形成
したシール部材２４ａ，２４ｂを嵌着してある。

本実施例では、シール部材２４ａ，２４ｂを使
用して、水室２７内の水層を保持し、音響結合を
確保している。

シール部組立体３３を装着した後における探傷
作用は、前述した第１図に示すものと同様に行な
う。

また、本実施例では、被検材外径サイズ変更の
場合に、内径サイズの異なる複数個のシール部組
立体を準備しておき、外筒３１を回転機構ロータ
から外すことなく、外筒３１の端面側から、適合
シール部組立体と交換することができる。すなわ
ち、第４図において、被検材１が外された後、取
付板３７を外筒３１に固定しているボルト３６を
外し、シール部組立体３３を軸方向に引き出し、
次に探傷すべき被検材の径に適合するシール部組
立体を、上述とは逆の順序で、外筒３１に装着す
る。

この作業に際し、シール部材は２ケ所にあるけ
れども、その着脱は、外筒３１の一端面で１度に
行なえる。また、シール部組立体以外のものにつ
いては、着脱を必要とせず、また、モータ等の部
品を被検材の径ごとに用意する必要もない。

従つて、本実施例によれば、被検材外径変更時
の組替え作業時間を短縮し、探傷作業を効率化す
る効果がある。

［発明の効果］ 以上説明した本発明の効果を列挙すると、次の
通りである。

被検材の外径サイズを変更した場合でも、超音
波探傷機の組替え作業が容易であり、また、シー
ル部組立体だけを交換すればよいので経済的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される探触子ホルダの例
を示す断面図、第２図はそのＡ−Ａ断面図、第３
図は上記探触子ホルダの作用を断面図、第４図は
本発明に係る探触子ホルダの実施例を示す断面
図、第５図はそのＡ−Ａ断面図、第６図は上記実
施例を構成する外筒を示す断面図、第７図は本発
明に係る探触子ホルダを構成するシール部組立体
を示す部分破断側面図、第８図はそのＡ−Ａ断面
図である。 １……被検材、２……探触子、３……探触子ホ
ルダ、１２……ロータ、１３……給水口、２１…
…探触子ホルダ、２２……フランジ部、２３ａ，
２３ｂ……溝、２４ａ，２４ｂ……シール部材、
２５……給水口、２６……導孔、２７……水室、
２９……空洞、３０……探触子部、３１……外
筒、３３……シール部組立体、３３ａ，３３ｂ…
…シールブロツク、３３ｃ，３３ｄ……環状溝、
３３ｅ……スペーサロツド、３４……取付孔、３
５……空洞、３５ａ……出側開口部、３６……ボ
ルト、３７……取付板、３８ａ，３８ｂ……Ｏリ
ング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検材を挿通する空洞を、軸方向に貫通して
   形成すると共に、該空洞周壁面の、被検材外周ま
   わりに探触子を配置保持し、この探触子と被検材
   との間に水層を形成させて、高速で回転する構成
   の、超音波探傷機の探触子ホルダにおいて、 探触子を保持する外筒と、該外筒に軸方向に挿
   入して嵌着するシール部組立体とより成り、 シール部組立体は、上記外筒空洞の入側および
   出側開口部に嵌着される、入側と出側のシールブ
   ロツクと、該二つのシールブロツクを連結する少
   なくとも１本のスペーサロツドと、弾性材料にて
   リング状に形成されて、上記シールブロツク内周
   に装着されるシール部材とからなり、該シールブ
   ロツク開口部内周と被検材外周との空隙をシール
   することを特徴とする超音波探傷機の探触子ホル
   ダ。