JPH0282156A - 超音波自動探傷装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、搬送テーブル上を搬送されてくる鋼板の内
部に存在する欠陥を超音波を利用して検査する鋼板用超
音波自動探傷装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に数朋から数十ｎの厚さの鋼板を超音波探触子を用
いて自動的に非破壊検査する超音波自動探傷装置には、
大きく分けて二つの探傷方法がある。

その第一の方法は第３図に示す方法で、（１）は被検鋼
板、（２）は鋼板の中央部を探傷するインサイド探傷機
構、（３）は鋼板の幅方向の板端いわゆるエツジを探傷
するエツジ探傷機構を表し、（３）は両端用として２台
の装置が必要である。（４）は鋼板の幅方向に走行し、
先端部及び後端部の板端を探傷するトップ・ボトム探傷
機構である。

この図において、（２）のインサイド探傷機構の中にあ
る工１〜Ｉ５は中央部探傷用の探触子群を表し１図示し
ていない探触子保持機構にて保持され。

探傷時適当なる圧力で被検鋼板に押しつけられ。

また接触媒質の水も同時に噴射される。またＴＢはトッ
プ及びボトム探傷用の探触子又は探触子群。

Ｅｌ及びＥｌはエツジ探傷用の探触子又は探触子群を表
し、中央部探傷用の探触子と同様に図示していない探触
子保持機構にて保持されている。

いま鋼板が矢印の（７）の方向に搬送されてくる場合、
鋼板（１１め先端が探触子ＴＢのあるトップ探傷位置に
到達したとき、鋼板は停止し探触子保持機構はエアシリ
ンダー等にて接板させられ、トップ・ボトム探傷機構（
４）が板幅方向に走行しながら鋼板トップ部の探傷を行
う。トップ部の探傷が完了すると、鋼板（１１は再び（
７）の方向に搬送され、先端が工１〜Ｉ５のインサイド
探触子の直下に到達したとき、インサイド探触子保持機
構（２１はエアシリンダー等にて接板させられて鋼板中
央部の探傷を行う。インサイド探触子の探傷軌跡は第３
図中Ｓ１１〜ＳＩ５　　で示されている。次に鋼板の先
端がエツジ探触子Ｅ１．　Ｅｌ　　の直下に到達したと
き。

Ｅｌ、　Ｅｌ　　は接板させられ板側端の探傷を行う。

エツジ探触子の探傷軌跡は第３図中それぞれＳＥｌ。

ＳＦ３で示されている。第３図の探傷方法においては、
鋼板のトップ端及びボトム端を除いて探傷軌跡と搬送方
向とが一致しており、一般にＹ走査探傷と呼ばれている
。第２の方法は第４図に示す方法である。第４図におい
て（１）は被検鋼板、（２）はインサイド探傷機構、（
３）はエツジ探傷機構を表しておｌ）、Ｉｔ〜Ｉ５は中
央部探傷用の探触子又は探触子群を表している。

この図において鋼板（１１が（７）の方向に搬送され。

鋼板の先端が探触子工１の直下に到達したとき鋼板（１
）は搬送を停止され、探触子１１〜工５は全て接板する
。次にインサイド探傷機構（２）は矢印０）の方向に自
走し、第４図における上方の板端まで到達すると、探触
子■１〜Ｉ５は離板する。この方法では一回の走査で第
４図に示すＷの幅だけ搬送方向と直角方向に探傷される
。−回の走査探傷後再びＷの距離だけ鋼板（１１は（７
）の方向に搬送され。

再び探触子工１〜Ｉ５を接板させた後インサイド探傷機
構を自走させる。以後この動作を繰シ返して次々と鋼板
を搬送方向と直交する方向に探傷していく。

第４図は３回目の探傷途中の様子を示しており。

Ｓ１１〜ＳＩ５　　は探触子１１〜Ｉ５の探傷軌跡を表
している。この軌跡は鋼板の搬送方向（７）と直交して
おり、一般にこの探傷方式をＸ走査探傷と呼んでいる。

第３図及び第４図においては、中央部探傷用の探触子群
は便宜上Ｈ〜工５の５個の探触子群で示されている。

一般に鋼板探傷用の探触子１個の探傷有効ビーム幅は１
０〜２Ｇ、程度である。第３図、第４図における各探触
子解重１〜Ｉ５及びＴＢ、　１３１゜Ｅｌの有効ビーム
幅はωで示されている。各探触子群は単一の探触子で構
成されている場合と例えば第５図に示す複数個の探触子
（第５図の例では４個）が１図示していない一つの探触
子保持機構に取付けられ、あたかも探傷有効ビーム幅の
広い一つの探触子のように作用する。第５図においては
探傷有効ビーム幅りの幅を有する４個の接触子Ａｔ、Ａ
２．Ａ３．Ａ４　が各々２個ずつ図のように配列され、
これら２組が前後の図のように配列されておプ全体とし
てωの探傷有効幅を有する一つの探触子１１を構成して
いる。

各探触子群Ｉｔ、Ｉ２．・・・　を第５図に示すように
複数個の探触子で構成するとしても、その探傷有効ビー
ム幅ωは５０〜１００龍位が限度である。いま仮に個々
の探触子の有効ビーム幅Ｌ＝２０ｍｍとして第５図に示
したように４個の探触子で−っの探触子群を構成した場
合、ω＝２０ｍｍＸ４＝８０ｍｍとなる。

４ｍの板幅の鋼板を全面探傷する場合、第３図に示すＹ
探傷方式では必要な探触子群の数は４０００ｇ／　Ｂｒ
Ｊｍ＝　５０式 必要となる。

一方第４図のＸ探傷方式では、仮に第４図のままで探触
子群の数が５個のとき Ｗ＝　５　Ｘ　８０＋ｕ＝　４００１４ｍとなり、−走
査で４００龍の長さを鋼板全幅にわたって探傷可能で、
走査回数を繰り返すことにより鋼板全幅、全長にわたっ
ての探傷が数少ない探触子群にて可能となる。

この発明は鋼板用超音波自動探傷装置のうち。

板幅方向に探触子群を走査させて探傷するＸ走査探傷装
置に関するものである。

従来のＸ走査探傷装置は第４図に示すように２台のエツ
ジ探傷機構が鋼板の両板端を探傷しながら、インサイド
探傷機構は板長でＷずつを板幅方向に走査を繰り返しな
がら板の中央部を探傷していく。この方式では第６図に
示すように、！＆初に鋼板（１）の先端がエツジ探傷機
構（３）の位置にきて停止するとエツジ探傷機構制御部
（６）によって探触子Ｅ１及びＥ２が掻板させられ、そ
の後鋼板が矢印（７）の方向に走行するにしたがって図
示していないエツジ捕捉センサーによって板端に倣いな
がら両側のエツジ部を探傷していく。次に鋼板（１）の
先端がインサイド探傷機構（２）の位置にきて停止する
とインサイド探傷機構制御部（５）によって待機位置（
２′）にあったインサイド探傷機構（２）が鋼板上まで
移動させられ、各探触子１１・・・Ｉｍ・・・Ｉｎ　が
掻板させられる。そのとき各探触子は必ず鋼板の上に掻
板するように、制御上の余裕［ｄｌと鋼板の横ずれや斜
行に対する余裕値ｄ２を加えた一定距離りだけ鋼板端よ
シ奥に掻板ｆｒｔｌｌ＠される。各探触子が抜板完了す
るとインサイド探傷機構（２）は矢印０）の方向に走行
し鋼板中央部の探傷が行われるが。

以後インサイド探傷機構が鋼板の両エツジ間の走行を繰
シ返すたびに上記の余裕値を加味した探触子の後板、離
板制御が実施されていく。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のＸ走査方式による鋼板用超音波自動探傷装置は以
上のように構成されているので、インサイド探傷機構の
探触子が探傷開始時において一定の余裕距離を取って鋼
板上に掻板する必要があり。

それが板帯の不感帯となり、鋼板の斜行がある場合は一
層の増大につながっていた。上記の余裕距離は探傷終了
時に探触子が離板するときにも必要であり、インサイド
探傷機構が板幅方向に走行しなから抜板、ｍ板を繰り返
すたびに板端に未探傷領域が残るという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、板端の不感帯を小さくすることができる鋼板
用超音波自動探傷装置を得ることを目的とじ／辷もので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る鋼板用超音波自動探傷装置は。

インサイド探傷機構よりも搬送ラインの上流側にあるエ
ツジ探傷機構が鋼板のエツジ部を倣いながら探傷してい
く位置情報をインサイド探傷機構の制御部に伝え、イン
サイド探傷機構の探触子位置での板端の位置を正確に知
ることで探触子の掻板。

離板時の板端からの余裕距離を必要最小限となるように
したものである。またインサイド探傷機構内にある複数
の探触子保持機構をいくつかのグループに分割して制御
することにより、鋼板の斜行に対しても未探傷領域が小
さくなるようにしたものである。

〔作用〕

この発明におけるＸ走査の鋼板用超音波自動探傷装置は
、エツジ探傷機構の板端倣い情報を使ってインサイド探
傷機構の位置や探触子の橋板、Ｓ板タイミングを制御す
ることによって、鋼板エツジ部の未探傷領域が非常に小
さくなるものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実捲例を図について説明する。第１
図において、　１０は被検鋼板、（２）及び（２つは鋼
板の中央部を探傷するインサイド探傷機構。

１１・・・Ｉｍ・・・Ｉｎはインサイド用探触子、（３
）は鋼板の幅方向の板端を探傷するエツジ探傷機構でｇ
ｌ、　ｇｚ　　はエツジ用探触子、（５）はインサイド
探傷機構の制御部、（６）はエツジ探傷機構の制御部。

（７）はエツジ探傷機構制御部（６）からのエツジ探傷
機構位置情報を受けてインサイド探傷機構制御部（５）
へ伝達するためのインターフェース回路である。

いま第１図は被検鋼板ｔｌｌの先端がエツジ探傷機構（
３）の位置で停止しエツジ探触子Ｅｔ、Ｅ２　　が接板
径、再び鋼板が搬送され１両側のエツジ部を探傷しつつ
、その先端がインサイド探傷機構（２）の位置で停止し
た状態を示したものである。この図において、鋼板の先
端がインサイド深傷位置に進入する際に、待機状態にあ
ったインサイド探傷機構（２′）はインサイド探傷機構
制御部（５）によって探傷開始位置である（２）の状態
に設定される。一方、鋼板の両エツジ部をエツジ探傷機
構（３）で探傷していく過程において、エツジ探傷機構
（３）が鋼板端を検知しながら倣って動作した結果の位
置信号Ｐはエツジ探傷機構制御部（６）で検出され１次
にインターフェース回路（７）によってエツジ探傷機構
（３）とインサイド探傷機構（２）間の距離でだけシフ
トされた後。

インサイド探傷機構制御部（５）に伝えられ、信号Ｖと
して入力される。この位置信号ｙはインサイド探傷機構
（２）の場所における鋼板端の位置を示す情報であり、
インサイド探傷機構制御部（５）はこの情報によって鋼
板の横ずれや斜行に関係なくインサイド探傷機構を設定
し、エツジ部の不感帯りが最小になるように各探触子工
１・・・Ｉｍ・・・Ｉｎ　を振板させることが可能とな
る。以後、第４図に示すようにインサイド探傷機構＋２
１は被検鋼板（１）上を幅方向走査を繰シ返しながら探
傷していくが、走査のたびに上述の如くエツジ探傷機構
制御部（６）からの位置信号Ｖによってインサイド探触
子の板端における振板動作を不感帯が最小になるように
制御することができる。

一方、第２図は被検鋼板ｉｌｌが搬送ラインの搬送基準
ＲＬに対して通常の場合のように平行に進んでくるので
はなく斜めの状態で搬送される。いわゆる斜行してきた
場合のインサイド探傷機構（２）と各探触子■１・・・
Ｉｍ・・・Ｉｎ　の関係を図示したものである。従来の
Ｘ走査による鋼板用超音波自動探傷装置においては、各
探触子１１・・・Ｉｎ・・・Ｉｎはインサイド探傷機構
制御部（５）によって同時に振板および離板させられる
。したがって、鋼板が斜行状態にある場合は探触子列の
一方（第２図では１１側）は不感帯を小さくできたとし
ても、他方（第２図ではＩｎ側）では大きな不感帯りが
残ることになる。そこでこの発明に関する第２図の構成
においては探触子群を■１・・・ＩｍとＩｍ＋１・・・
Ｉｎの二つのグループに分割し、かつその制御部もそれ
ぞれ（５ａ）および（５ｂ）に分離して動作するように
したものである。その結果９図に示すように探触子群１
１・・・Ｉｍは探傷軌跡ＳＩａで探傷でき。

探触子群ｌｍ−１−４・・・Ｉｎは探傷軌跡ＳＩｂで探
傷できるため、不感帯０もそれぞれＤａ、　Ｄｂ　　と
なって、従来に比べて小さくなる。さらに分割するグル
ープ数を増やせば、もつと小さくできることも明らかで
ある。

以上、これまで主にインサイド探触子が振板するときの
動作について説明してきたが、離板するときにおいても
同様な主旨で制御することによって、鋼板端部の不感帯
を小さくすることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば搬送上流側にあるエツ
ジ探傷機構が鋼板の板端を倣いながら探傷していく位置
信号を、搬送下流側にあるインサイド探傷機構に伝える
ことによって、鋼板の中央部をインサイド探傷機構が探
傷するときのエツジ部の位置を正確に知ることができ、
その位置信号の情報に基づいてインサイド探触子を振板
および離板させることで、鋼板端の未探傷領域を少なく
することができる効果がある。

また、インサイド探触子群を板長方向でいくつかのグル
ープに分割し、それぞれのグループを個別に振板および
離板させることにより、鋼板の斜行に対しても未探傷領
域をさらに少なくすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実症例によるＸ走査方式の鋼板用
超音波自動探傷装置の構成及び動作を示す説明図、第２
図はこの発明に含まれる別の付加機能を示す説明図、第
３図及び第４図は従来の鋼板用超音波自動探傷装置の構
成及び動作を示す図。 第５図は一つの探触子保持機構に収納されている探触子
群の配置例を示す図、第６図は第１図のこの発明による
実施例と対比させるための従来のＸ走査方式の鋼板用超
音波自動探傷装置の構成図である。 図において、（１）は被検鋼板、ｆ２）はインサイド探
傷機構、（３）はエツジ探傷機構、（４）はトップ・ボ
トム探傷機構、（５）はインサイド探傷機構制御部、（
６）はエツジ探傷機構制御部、（７）はインターフェー
ス回路である。 なお２図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板をその搬送方向と直角な方向に探触子群を走
   査させて探傷するＸ走査の鋼板用超音波自動探傷装置に
   おいて、搬送ラインの上流側に設置され鋼板の幅方向の
   両側板端を探傷するエッジ探傷機構と、搬送ラインの下
   流側に設置され鋼板の中央部分を探傷するインサイド探
   傷機構と、上記エッジ探傷機構が鋼板のエッジ部を常に
   探傷するために板端を倣いながら移動した軌跡によつて
   、上記インサイド探傷機構の探傷開始位置又は終了位置
   を決定する手段とを具備したことを特徴とする超音波自
   動探傷装置。
2. （２）前記インサイド探傷機構内にある複数個の探触子
   保持機構を、前記エッジ探傷機構の板端倣い軌跡に基い
   て中央部の探傷開始時又は探傷終了時に接板又は離板さ
   せるとき、上記複数個の探触子保持機構を鋼板の長さ方
   向でいくつかのグループに分割して接板又は離板させる
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の超音波自動探傷装置。