JPH03293560A - 電縫管の超音波探傷装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電縫管の製造ライン上でそのシーム部の溶接
欠陥を超音波探傷する装置に関する。

〔従来の技術〕

近年製管ミルの稼動率の向上９歩留りの向上を図るため
コイル１個毎に段取り替え１通板を行う、所謂コイル製
管方式に代わり、製管に供しつつあるコイルのティルに
、ループカーを用いて時間的な余裕を得つつ順次別のコ
イルのヘッドを溶接して製管を行う、所謂連続製管方式
が採用されつつある。

この場合、接続されるべきコイルの幅、肉厚は同じとは
限らないため、製管される電縫管の径。

肉厚も異なることとなる。従って従来電縫管の品質保証
のために広く行なわれているシーム部の超音波探傷装置
においても、このような異径管、異肉厚管に対し迅速な
段取り替えにより、支障なく探傷を続行し得ることが望
まれている。

このための装置として、従来にあっては第５図に示す如
き装置が提案されている。

第５図は従来（実公昭５６−２５４１４号）の探傷装置
を示す斜視図であり、５１は固定枠、５２は該固定枠５
１に支持された探傷装置、Ｐは電縫管を示している。電
縫管Ｐはシーム部Ｓを上方に位置させて矢符方向に移送
されるようにしてあり、この電縫管Ｐの移送域の上方に
探傷装置５２が固定枠５１に取付枠５３を用いて装着さ
れている。取付枠５３の前面には複数のガイドロール５
４を用いてギア５５ａを備えた円弧状をなすセグメント
５５が支持されており、このセグメント５５の前面に支
持枠５６が装着され、該支持枠５６に設けた回転軸５７
．エアシリンダ５８を介してリンク６１，６２，６３．
６４からなる平行リンク機構が支持されている。平行リ
ンク機構を構成するリンク６４には保持枠６５が固定さ
れ、これには径合せ機構６６及び円弧枠６７が設けられ
ている。径合せ機構６６は電縫管Ｐの径に応じて開、閉
し、相互の開き角度が変化する一対の転接ローラ６６ａ
　、　６６ａを備えている。

また円弧枠６７には取付枠６７ａを介し、電縫管Ｐのシ
ーム部Ｓ側に向けて探触子６８が円弧枠６７に沿って移
動可能に装着されている。

而してこのような従来装置にあっては、例えば電縫管Ｐ
が上、下方向に平行移動したときは平行リンク機構がス
フエリカルベアリング６１ａ、　６２ａを回転中心とし
て上、下に回転し、また保持枠６５がスフエリカルベア
リング６１ｂを回転中心として水平姿勢を保持しつつ上
、下に回転し、電縫管Ｐのシーム部Ｓと探触子６８との
位置関係が保持される。

また電縫管Ｐが水平方向に平行移動したときは平行リン
ク機構が各関節部のスフエリカルベアリング６１ａ、　
６１ｂを支点として、水平面内で矩形状から平行四辺形
状に変化し、保持枠６５も電縫管Ｐの表面に乗ったまま
水平方向に平行移動し、シーム部Ｓと探触子６８との位
置関係は変化しない。

電縫管Ｐが垂直方向に傾斜変動した場合には平行リンク
機構がスフエリカルベアリング６１ｂを中心にして回転
し、また水平方向に傾斜変動した場合には平行リンク機
構が矩形状のまま回転軸５７を中心にして電縫管Ｐの傾
斜方向に回転し、夫々シーム部Ｓと探触子６８との相対
的な位置関係は変化しない。電縫管Ｐが湾曲していると
きは保持枠６５がこれに倣うよう平行リンク機構が矩形
状から平行四辺形に変化する。また電縫管Ｐのシーム部
が周方向に変位しているときはモータ６９にてセグメン
ト５５を案内ロール５４に沿って左、右方向に傾斜せし
め、シーム部Ｓに対し探触子６８を追従移動せしめるこ
ととなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような従来の超音波探傷装置にあっては
、電縫管Ｐの姿勢に応じてそのシーム部Ｓに探触子６８
を対応させることは可能であるが、逆・に各関節部の滑
り動作によって位置ずれを生じ易く、また電縫管Ｐの管
径替りの段取り替え時等には径合セ機構６６における転
接ローラ６６ａをハンドル６６ｂにて操作せねばならず
、また電縫管Ｐの径、肉厚に合せて各探触子６８の位置
の調整も手動的に行なわねばならず、通常６個程度必要
とする探触子６８の位置を短時間に調整するには熟練を
要し、迅速な段取り替えが難しいという問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは肉厚、管径替りの段取り替えを迅速
、且つ正確に行うことを可能とした電縫管の超音波探傷
装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る電縫管の超音波探傷装置は、電縫管の移動
域に対して昇降移動可能に支持された昇降台と、該昇降
台に電縫管の移動方向と直交する左、右方向に対して移
動可能に支持された保持台及び該保持台の下部に電縫管
の左、右及び上、下方向への移動に追従して移動する追
従ローラを備えた追従機構と、該追従機構における保持
台の下部に電縫管の周方向に移動可能に支持された支持
基盤、電縫管のシーム部両側近傍の表面に対する接線と
平行な方向への移動手段、また線と平行な方向への移動
手段及び電縫管の管軸と平行な向きの軸回りに回転する
回転手段を備えた倣い機構と該倣い機構を介して支持さ
れた少なくとも一対の接触子とを具備することを特徴と
する。

〔作用〕

本発明はこれによって校正用パイプを用いることなく自
動校正が可能となり、倣い機構における回転手段を含む
３軸機構によって、探触子のスキップ距離を任意に設定
することが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。第１図は本発明に係る電縫管の超音波探傷装置
（以下本発明装置という）の正面図、第２図は本発明装
置の左側面図であり、図中１は超音波探傷装置、２は架
台、Ｐは被検対象物である電縫管を示している。

電縫管Ｐはそのシーム部Ｓを真上にした状態でチェーン
コンベア３により矢符方向に移送されるようになってお
り、この電縫管Ｐの移送域の上方に超音波探傷装置１が
架台２に昇降枠４を介して電縫管Ｐの移動域に対し昇降
可能に配設されている。

昇降枠４は架台２に設けた縦向きのガイド部材５にリニ
アベアリング６を用いて昇降可能に配設されると共に、
前記架台２に設けたエアシリンダ７にてストッパ８より
も上方の任意の高さ位置に位置決め保持されるようにな
っている。ストッパ８は架台２に設けたガイド部材９に
、上、上移動可能に配設されると共に、リニアベアリン
グ１０を介してモータ１１にて上、下方向に移動位置決
めされ、昇降枠４の下降限を規制するようになっている
。

昇降枠４の下面にはリニアベアリング１２を介して電縫
管Ｐの移送方向と直交する水平方向に移動可能に追従機
構２０を構成する保持台２１が設けられ、またこの保持
台２１には夫々シーム倣い機構４０を介して複数の探傷
ヘッド４９が支持されている。

追従機構２０は管Ｐの移動方向に延在する保持台２１の
前後方向の両端から垂下した支持杆２２ｆ、　２２ｒの
各下端に下向きのＹ字形ホルダ２３ｆ、　２３ｒを介し
て各一対の左、右方向追従ローラ２４ｆ、　２４ｒを正
面視で凸字形に設けて構成されており、前、後の両人、
右方向追従ローラ２４ｆ、２４ｒを電縫管Ｐに跨がらせ
た状態で電縫管Ｐの表面に転接せしめである。

これによって電縫管Ｐが第１図において左、右方向に移
動したときはこの移動に伴って追従ローラ２４ｆ、　２
４ｒが左又は右方向に不均一に押圧される結果、保持台
２１が倣い機構４０．探傷ヘッド４９と共に、リニアベ
アリング１２により昇降枠４に対し押圧力の強い側に向
けて左、又は右方向に移動せしめられ、電縫管Ｐから両
追従ローラ２４ｆ、　２４ｒが受ける押圧力が等しくな
る位置、換言すれば両追従ローラ２４ｆ、　２４ｒが電
縫管Ｐに左、右に片寄りなく跨がる位置に追従移動され
ることとなる。

前記追従機構２０の保持台２１の直下には吊台２９ｆ。

２９ｒを介して電縫管Ｐの移動方向に延在する支持台３
１が吊設されている。吊台２９ｆ　、　２９ｒは前、後
方向の両端部を夫々リニアベアリング３５ａを介して前
記保持台２１に左右方向へ移動可能に支持されると共に
、前、後方向の略中央部にナンド部材３６を設け、この
ナツト部材３６に前記保持台２１に設けたモータ３７に
連繋する螺条杆３７ａを螺合挿通せしめてあり、モータ
３７の正、逆駆動によってリニアベアリング３５ａによ
り左、右方向に移動せしめ得るようになっている。支持
台３１はその前、後方向の両端部においてピン３１ａに
より前記吊台２９ｆ、２９ｒに支持されると共に両端部
から垂下した支持杆３２ｆ３２ｒの各下端に夫々各一対
の同方向追従ローラ３４ｆ。

３４ｒを正面視で凸字形をなすよう軸支して構成されて
いる。前記支持台３１の下部には電縫管Ｐの移動方向に
略一定の間隔で支持基板４１を介して夫々倣い機構４０
を構成する移動手段４２，４５　、回転平板４８及び左
、右一対の探傷ヘッド４９を複数個設けである。

第３図は探傷ヘッド４９の拡大正面図、第４図は第３図
の■−ＩＶ線による拡大側面図である。

支持基盤４１は左、右両側に袖部４Ｎ！、４１ｒを備え
全体として正面視でへの字形をなすように形成され、上
部中央を前記した支持台３１に固定されている。支持枠
４１の左、右の袖部４１／、４１ｒには夫々一対の探傷
ヘッド４９．４９及びこれらを電縫管Ｐにおけるシーム
部近傍に倣わせるべく電縫管Ｐのシーム部Ｓ近傍表面に
おける接線方向（以下Ｘ軸方向という）に探傷へ・ノド
４９を移動させるＸ軸方向移動手段４２、法線方向（以
下ｙ軸方向という）に探傷ヘッド４９を移動させるＸ軸
方向移動手段４５、探傷ヘッド４９を電縫管Ｐの管軸と
平行な軸４Ｆｌｄ回りに回転させる回転手段４８が設け
られている。

くｙ軸方向移動手段４２〉 支持基盤４１の表面に設けた法線方向に延在するガイド
レール４２ａに沿って移動可能にＸ軸方向移動盤４２ｂ
を設け、このＸ軸方向移動盤４２ｂをボールネジ４２ｃ
を介してモータＭｙに連繋して構成されており、モータ
Ｍｙの正、逆駆動によりＸ軸方向移動盤４３ｃを、これ
に設けたＸ軸方向移動手段４５、回転手段４８、探傷ヘ
ッド４９と共にｙ軸方向に移動せしめるようになってい
る。

＜Ｘ軸方向移動手段４５〉 Ｘ軸方向移動手段４５は前記Ｘ軸方向移動盤４２ｂの前
面側に設けたＸ軸方向に延在するガイドレール４５ａに
沿って移動可能にＸ軸方向移動盤４５ｂを設け、このＸ
軸方向移動盤４５ｂにボールネジ４５ｃを介してモータ
Ｍｘに連繋して構成されており、モータＭｘの正、逆駆
動によってＸ軸方向移動盤４５ｂをこれに設けた倣いロ
ーラ４６１回転手段４８、探傷ヘッド４９と共にＸ軸方
向に移動せしめるようになっている。

前記Ｘ軸方向移動盤４５ｂの前面にはｙ軸方向に延在す
るレール４６ａにｙ軸方向に対して移動可能に支持盤４
６ｂを設け、該支持盤から延在したアーム４６ｃに倣い
ローラ４６を設けると共に、この支持盤４６ｂの上面側
にはＸ軸方向移動盤４５ｂに設けたエアシリンダ４６ｄ
のロッドを連結して構成してあり、工゛アシリンダ４６
ｄの駆動によって倣いローラ４６を電縫管Ｐの表面に所
定の圧力で転接せしめ探傷ヘッド４９を電縫管Ｐの表面
に所定の距離を隔てて対向保持せしめるようになってい
る。

く回転手段４８ン 倣いローラ４６の支持盤４６ｂの前面に突設した、電縫
管Ｐの移動方向と平行な軸４８ｄに円盤を部分切欠した
形状をなすタイミングブー’Ｊ４８ａを軸支すると共に
、このタイミングプーリ４８ａと前記倣いローラ４６の
支持盤４６ｂに付設したパルスモータ財のプーリとの間
にベル）　４８ｂを張設して構成されており、パルスモ
ータＭｒの正、逆駆動によってタイミングプーリ４８ａ
を回転させるようにしである。

このタイミングプーリ４８ａの前面には取付盤４８ａを
介して探傷ヘッド４９が固定されている。

探傷ヘッド４９は筒状のホルダ４８ｂ内に探触子４９ｃ
を設けて構成されており、図示しない給水系から供給さ
れる水を電縫管Ｐの表面に向けて噴射し、これによって
形成される水柱を介して探触子４９ｃから発信した超音
波を電縫管Ｐの表面に伝播させ、同じ経路を経て伝播さ
れてきたシーム部Ｓの疵からの反射超音波を受信するよ
うになっており、前記パルスモータＭｒが駆動されると
探傷へラド４９が回転し、電縫管Ｐの表面に対する超音
波の入射角度が調節されるようになっである。

而してこのような本発明装置にあってはモータ１１を駆
動してボールネジｌｌａを回転し、ストッパ８を探傷対
象とする電縫管Ｐの直径に応じて移動位置決めし、昇降
台４の下降限を設定する一方、エアシリンダ７を駆動し
て昇降台４及びこれに支持されている探傷ヘッド４９を
電縫管Ｐの移動域の上方に支持して待機させる。

チェーンコンベヤ３上に載置された電縫管Ｐが超音波探
傷装置１下を移動する過程で、エアシリンダ７を駆動し
て追従機構２０、倣い機構４０及び探傷ヘッド５０を下
降し、左、右方向追従ローラ２４ｆ２４ｒ、周方向追従
ローラ３４ｆ、３４ｒを電縫管Ｐ上に跨がらせる態様で
下降させると共に、Ｘ軸方向移動手段４５、ｙ軸方向移
動手段４２１回転手段４８を介して探傷ヘッド４９を電
縫管Ｐのシーム部Ｓから同方向に所定寸法能れた位置で
所定角度に対向させた状態で倣いローラ４６を電縫管Ｐ
の表面に転接させる。

これによって探傷ヘッド４９の探触子４９ｃは電縫管Ｐ
の表面にその法線に対して所定の角度で対向する。探傷
ヘッド４９から電縫管Ｐの表面に向けて水柱を形成しつ
つ接触子４９ｃから超音波を発信し、探傷を開始する。

く電縫管Ｐの上、上移動〉 探傷中においては、超音波探傷装置１の荷重はエアシリ
ンダ７と電縫管Ｐとによって支持された状態にあり、ス
）−／パ８による規制範囲内で上。

上移動が許容されているから、電縫管Ｐの上、下方向へ
の変位に対応してはエアシリンダ７による弾持作用によ
り超音波探傷装置１が上、上移動してこれに追従する。

〈電縫管Ｐの左、右移動〉 電縫管Ｐがシーム部Ｓを上方に向けた状態のまま左、右
方向に位置ずれすると、電縫管Ｐに跨がった状態で転接
している追従ローラ２４ｆ　、　２４ｒのいずれかが電
縫管Ｐにより左、又は右方向に向けて押圧される結果、
保持台２１がリニアベアリング１２を介して昇降台４に
対して左、又は右方向に移動せしめられ、これに伴って
倣いローラ３４ｆ　、　３４ｒも同方向に移動し、電縫
管Ｐの左１右方向移動に追従する。

く電縫管Ｐの回転〉 電縫管Ｐが回転し、そのシーム部Ｓが周方向にずれると
、図示しないシーム部センサがこれを検知し、モータ３
７が正、又は逆駆動されて吊台２９ｆ。

２９ｒを左、又は右方向に移動させ、支持台３１及びこ
れに固定されている支持基盤４１をピン３１ａ回りに回
転させて探傷ヘッド４９を電縫管Ｐの周方向に回動せし
め、シーム部センサがシーム部Ｓを中央部に捉えた位置
で停止する。

く肉厚、管径替わりの段取り替え〉 管径の段取り替えがあった場合には現在探傷を行ってい
る電縫管Ｐの探傷が終了すると同時に、エアシリンダ７
を駆動し、追従機構２０及び倣い機構４０と共に探傷ヘ
ッド４９を上方又は下方に移動させて新たな電縫管Ｐに
左、右方向追従ローラ２４ｆ。

２４ｒ、周方向ローラ３４ｆ　、　３４ｒを跨がらせる
。

またこれと併行してＸ軸方向移動手段４２、Ｘ軸方向移
動手段４５、回転手段４８を駆動して、シーム部Ｓから
周方向に適正なスキップ距離だけ隔てた位置に探傷ヘッ
ド４９を位置決めしておき、倣いローラ４６，４６を電
縫管Ｐの表面に転接させる。

〔効果〕

以上の如く本発明装置にあっては、管径、肉厚替わり時
に校正用パイプを用いることなく自動的に位置決めが可
能となり、校正パイプのハンドリング時間が短縮出来、
また入射角の変更も探触子の変換なしに行うことが出来
て適用範囲が広く、部品コストの低減を図れる等、本発
明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の模式的正面図、第２図は第１図の
右側面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線による拡大正面図
、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線による拡大側面図、第
５図は従来装置の模式図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電縫管の移動域に対して昇降移動可能に支持された
   昇降台と、該昇降台に電縫管の移動方向と直交する左，
   右方向に対して移動可能に支持された保持台及び該保持
   台の下部に電縫管の左、右及び上，下方向への移動に追
   従して移動する追従ローラを備えた追従機構と、該追従
   機構における保持台の下部に電縫管の周方向に移動可能
   に支持された支持基盤、電縫管のシーム部両側近傍の表
   面に対する接線と平行な方向への移動手段、法線と平行
   な方向への移動手段及び電縫管の管軸と平行な向きの軸
   回りに回転する回転手段を備えた倣い機構と、該倣い機
   構を介して支持された少なくとも一対の接触子とを具備
   することを特徴とする電縫管の超音波探傷装置。