JPH04372854A - 円筒内面スキャナ及びその操作方法 - Google Patents

円筒内面スキャナ及びその操作方法

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JPH04372854A
JPH04372854A JP3151487A JP15148791A JPH04372854A JP H04372854 A JPH04372854 A JP H04372854A JP 3151487 A JP3151487 A JP 3151487A JP 15148791 A JP15148791 A JP 15148791A JP H04372854 A JPH04372854 A JP H04372854A
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JP
Japan
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scanner
cylindrical inner
test tube
scanner body
vacuum
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JP3151487A
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English (en)
Inventor
Sumio Kogure
小暮 澄夫
Yoji Yoshida
吉田 洋司
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02872Pressure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は管等の円筒形材料の内面
を検査する円筒内面スキャナ及びその操作方法に係り、
特に超音波探傷試験等の非破壊試験に使用される円筒内
面スキャナに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の超音波探傷試験等の非破壊試験に
使用される円筒内面スキャナの走行方式は車輪駆動型が
一般的である。その一例を図5に示す。これは、超音波
探触子等の検出器34Cを先端に備えたスキャナ本体1
Cを電動機200で駆動される車輪201によって被験
管の軸方向に走行させるものである。また、円筒内面ス
キャナを先端方向より紐等で引張ることにより、車輪2
01の走行を助ける方式もある。
【0003】さらに、特開昭63−231260公報及
び特開昭64−50903公報に記載の装置では、被験
管内面と円筒内面スキャナ本体との間にシール部材を設
け、円筒内面スキャナの後端より加圧して圧力差によっ
て被験管の軸方向に駆動する、いわゆる圧送方式を採用
している。
【0004】
【発明が解決しょうとする課題】通常の超音波探傷試験
においては、超音波を能率良く材料に伝えるために超音
波探触子と被験材の間に接触媒質(マシン油、グリセリ
ン等)が塗布して使用されている。円筒形材料の内面を
超音波探傷する場合も同様である。このため前記車輪駆
動型の円筒内面スキャナを用いた場合、車輪201がス
リップして、牽引力が低下したり、移動速度が不安定に
なったりすることがあり、このため、試験不可能になっ
たり、検出精度が低下するという問題があった。また、
スキャナ本体を紐等で引張って車輪の走行を助ける方式
では、この問題を解決できるが、円筒の両端が開放して
いることが必要条件であり、一端閉止型の被験管には適
用できないという問題があった。
【0005】また、特開昭63−231260公報及び
特開昭64−50903公報に記載の圧送方式では、被
験管が一端閉止型の場合には、前記被験管の閉口部より
空気が抜けないため、スキャナ本体が移送不可能で、同
様に一端閉止形の被験管には適用できないというっ問題
があった。また、この方式では速度制御が困難で、精度
の高い検出ができないという問題もあった。
【0006】本発明の第1の目的は、上記の問題点に鑑
み、スキャナ本体を確実に走行させることができ、かつ
両端開口型被験管のみならず一端閉止型被験管の円筒内
面検査にも使用可能な円筒内面スキャナ及びその操作方
法を提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は、スキャナ本体を確実
に走行させることができ、かつ速度制御を可能にし、検
出精度の高い円筒内面スキャナを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、本発明は、先端に検出器を備えたスキャナ本
体を被験管内で移送させ、前記被験管の円筒内面を検査
する円筒内面スキャナにおいて、前記被験管の円筒内面
と前記円筒内面スキャナとの間隙を滑動自在にシールす
るシール手段と、前記スキャナ本体を貫通して設けられ
、その先後端で開口する通路と、前記スキャナ本体の前
記通路の後端開口に接続される真空ダクトと、前記真空
ダクトに設けられた開閉弁と、前記真空ダクトに接続可
能な真空源とを備えることを特徴とする。
【0009】そして、上記円筒内面スキャナの操作方法
として、被験管の両端が開口している場合は、前記開閉
弁を閉じ、前記被験管の他端の開口部に排気ダクト付フ
ランジを設置して、前記他端のフランジ側より真空引き
することにより、前記円筒内面スキャナを圧力差で移送
する。また、被験管の一端が閉止している場合は、前記
真空ダクトに前記真空源を接続し、前記開閉弁を開き、
前記スキャナ本体の前後端で開口する通路を介して真空
引きすることにより前記円筒内面スキャナを圧力差で移
送する。
【0010】また、上記第2の目的を達成するため、本
発明は、先端に検出器を備えたスキャナ本体を被験管内
で移送させ、前記被験管の円筒内面を検査する円筒内面
スキャナにおいて、前記スキャナ本体の前後に圧力差を
発生させ、その圧力差でスキャナ本体を走行させる差圧
発生手段と、前記スキャナ本体の後端に接続された制動
ロープと、前記制動ロープが結合された電動式巻取装置
とを備えることを特徴とする。この場合、その制動ロー
プの巻出し量を検出する手段をさらに備えることが好ま
しい。
【0011】
【作用】以上のように、本発明では、スキャナ本体に設
けられた通路を介してスキャナ本体の前部を真空引きで
きる構成とすることにより、当該真空引きによる圧力差
を利用して、スキャナ本体の走行を確実に行なえ、かつ
両端開口型被験管のみならず一端閉止型被験管の円筒内
面の検査も行なえる。また、スキャナ本体の後端に接続
された制動ロープ及び電動式巻取装置を備えることによ
り、速度制御が可能となり、さらに制動ロープ巻出し量
の検出手段を備えることにより位置検出が可能となって
、精度の高い検査が行なえる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を超音波探触子を検
出器として用いた場合につき、図1〜図4を用いて説明
する。
【0013】まず、本実施例による円筒内面スキャナの
構成について説明する。図1は、本実施例による円筒内
面スキャナの構成を示す縦断面図であり、被験管100
の中に挿入した状態を示す。尚、この図ではスキャナ本
体1をAB面で左右に分割して示してあり、下段の図は
上段の図の右側に続く図である。
【0014】本実施例による円筒内面スキャナは、スキ
ャナ本体1と、このスキャナ本体1の先端に取付けられ
、被験管100の円筒内面を検査する超音波探触子34
とを有し、スキャナ本体1は、その骨格を構成する部材
として、本体フレーム10とその前後に一体に組み込ま
れた中間フレーム11、前フレーム12、後フレーム1
3とを備えている。超音波探触子34は、フレキシブル
継手14により、前フレームに軸受15で回転可能に支
持された回転軸16に結合されており、本体フレーム1
0内に配置された電動機17によって回転される。回転
軸16は中間フレーム11内に配置されたスリップリン
グ18を介して電動機17に結合されている。前フレー
ム11と、後フレーム13には、調心アーム19が設け
られており、調心アーム19は調心バネ20によって、
調心ローラ21を円筒内面に押しつけてスキャナ本体1
を支えている。スキャナ本体1の最後尾には、接続ケー
ブル22、真空ホース23、制動ロープ24が接続され
ている。接続ケーブル22は、電動機17に電力を供給
する動力ケーブル25と、スリップリング18及びブラ
シ26を介して超音波探傷信号を伝達する信号ケーブル
27を内包している。
【0015】スキャナ本体1を構成する各フレーム10
,11,12,13の間にはシールリング28が設置さ
れ、各フレーム間の気密性を保っている。さらに、スキ
ャナ本体1の周囲の前後2か所に外径を被験管100の
円筒内面の内径に合わせたシール部材29を設けており
、これによりスキャナ本体1の前側と空間は隔絶され気
密状態になる。このシール部材29は、前フレーム12
と後フレーム13に押さえリング30によって取付けら
れており、円筒内面100に接している。また、スキャ
ナ本体1には、その先後端で開口し、前フレーム12、
本体フレーム10、後フレーム13等スキャナ本体1全
体を貫通する通路31が設けられ、通路31の後端開口
に真空ダクト23が接続されている。真空ダクト23に
は、その流路を開閉する開閉弁32が設けられており、
この開閉弁32を開にして真空ダクト23より真空ポン
プ33(図4参照)で真空引きすることによりスキャナ
本体1の前側の空間を負圧にすることができる。
【0016】スキャナ本体1の先端に取付けられた超音
波探触子34は、振動板35、中間ピース36、調心シ
ュー23から構成されており、中間ピース36を介して
振動板35が、試験材100との間で超音波を送受信し
て材料の超音波探傷試験を行う。被験管100の内面全
体を洩れなく試験するために、超音波探触子34は電動
機17により被験管100の長手方向を軸とする円周方
向に回転しながら、軸方向に移動するいわゆる螺旋走査
を行う。図2はこの超音波探傷試験の原理を模式的に表
した図である。被験管100と超音波探触子34との間
隙にはマシン油又はグリセリン等の接触媒質37が塗布
されており、これによって超音波の減衰や撹乱を防ぎ、
効率よく超音波信号を伝えて、検出精度を高めている。 超音波探傷器38内のパルス発信機38aから発せられ
た超音波信号は信号ケーブル27、振動板35、中間ピ
ース36、接触媒質37を経て被験管100に達し、反
射した超音波信号は超音波探傷器38内の受信増幅器3
8bに取り込まれ、波形が解析されるスキャナ本体1の
後端には上記のように制動ロープ24が接続されている
。この制動ロープ24はウォームギア39を介して電動
機40によって回転する巻取ドラム41に巻取られてい
る。スキャナ本体1は、負圧による差圧で駆動されると
同時に、巻取ドラム41の巻出しにより、電動機40の
回転速度で決まる一定速度で走行させることができる。 電動機40は図3及び図4に示すようにスキャナ制御器
42とケーブル43を介して接続されており、スキャナ
制御器42によって所望の回転速度に設定できるように
なっている。また、電動機40にはエンコーダ40Aが
内蔵されており、制動ロープ24の巻出し量を検出でき
、従ってスキャナ本体1の位置検出が可能となっている
【0017】次に、本実施例による円筒内面スキャナの
動作及び運転方法について説明する。図3は被験管10
1が両端開口型の場合の円筒内面スキャナの運転方法を
示す図である。被験管101の一方の開口より円筒内面
スキャナを挿入し、他方の開口はホース継手44を備え
たフランジ45で塞ぐ。被験管101の内部はシール部
材29によって、二つの部分101A、101Bに仕切
られており、部分101A、即ち円筒内面スキャナ前側
の空間は、シール部材29によって気密が保たれている
。尚、シールリング28(図1参照)はを気密の保持を
さらに確実にする。また、このとき開閉弁32は閉じら
れている。従って、ホース継手44から、真空ポンプ3
3で排気すれば、スキャナとフランジ45との間の空間
(スキャナの前側)101Aが負圧となり、圧力差によ
ってスキャナ本体1は前方へ移動する。このとき電動機
17によって超音波探触子34を回転させておけば、超
音波探触子34は円筒内面に沿って螺旋走査を行う。
【0018】このスキャナ本体1を移動させる力は大気
圧であるので円筒内面の摩擦力を全く必要とせず、従っ
て、被験管101の円筒内面に塗布される接触媒質37
による円筒内面の摩擦力の低下は、スキャナの走行を阻
害する要因にはならない。そして接触媒質37は、むし
ろシール部材29の気密性を良好にし、かつ摺動走行を
滑らかにする効果がある。
【0019】一方、空気は圧縮性の気体であるため、ス
キャナの走行抵抗が変動すると、それに伴って走行速度
が変動する。これを防止するために、前述の制動ロープ
24、巻き取りドラム41、電動機40を用いて、スキ
ャナ本体1の速度制御を行ない、検査精度を高める。ま
た、電動機40内のエンコーダ40Aにより制動ロープ
24の巻出し量を検出して、スキャナ本体1の位置検出
を行なう。
【0020】図4は被験管102が一端閉止型の場合の
円筒内面スキャナの運転方法を示す図である。円筒の一
端が閉止している場合には、上述のようなホース継手4
4を備えたフランジ45を取付けることができないので
、以下のような方法による。即ち、開閉弁32を開にし
、スキャナ本体1の前側の空間102Aの空気を、通路
31、真空ダクト23を介して、被験管の開口側より真
空ポンプ33で真空引きする。これにより、被験管の閉
空間(スキャナ本体1の前側の空間)102Aが負圧と
なり、圧力差によってスキャナ本体1は前方へ移動する
。この方法によれば、閉空間102Aの空気を積極的に
真空引きするので、スキャナ本体前方に空気が残ること
なく、閉口部端部までスキャナを移動させることができ
る。この場合も図3と同様に制動ロープ24、巻き取り
ドラム41、電動機40エンコーダ40Aの機能によっ
て、スキャナ本体1の速度制御や位置検出が可能である
。また、制動ロープ24を使用すれば、円筒面内に挿入
したスキャナ本体1を、引戻しながら試験を行うことも
可能であり、挿入したスキャナの回収も兼ねることがで
きる。
【0021】以上のように、本実施例によれば、スキャ
ナ本体に設けられた通路を介してスキャナ本体の前部を
真空引きできる構成とすることにより、当該真空引きに
よる圧力差を利用して、スキャナ本体の走行を確実に行
なえ、かつ両端開口型被験管のみならず一端閉止型被験
管の円筒内面の検査も行なえる。また、スキャナ本体の
後端に接続された制動ロープ及び電動式巻取装置を備え
ることにより、速度制御が可能となり、さらに制動ロー
プ巻出し量の検出手段(エンコーダ)を備えることによ
り位置検出が可能となって、精度の高い検査が行なえる
【0022】尚、本実施例では超音波探傷試験の例を示
したが、本発明による円筒内面スキャナは、渦流探傷試
験や目視検査用のスキャナとしても使用できることは論
を待たない。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、真空引きによる圧力差
を利用して、スキャナ本体を確実に走行させることがで
き、かつ両端開口型被験管のみならず一端閉止型被験管
の円筒内面の検査も行なえる。また、スキャナ本体の速
度制御も可能となって、精度の高い検査が行なえ、さら
に位置検出も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による円筒内面スキャナの被験管軸方向
の断面図である。
【図2】超音波探傷試験の原理を模式的に表した図であ
る。
【図3】両端開口型被験管に図1に示す円筒内面スキャ
ナを使用した時の被験管軸方向の断面図である。
【図4】一端閉止型被験管に図1に示す円筒内面スキャ
ナを使用した時の被験管軸方向の断面図である。
【図5】従来技術による円筒内面スキャナの操作状況を
表す被験管軸方向の断面図である。
【符号の説明】
1  スキャナ本体 23  真空ダクト 24  制動ロープ 29  シール部材 31  通路 32  開閉弁 33  真空ポンプ 34  超音波探傷子(検出器) 40  電動機 40A  エンコーダ 41  巻取ドラム 44  ホース継手 45  フランジ 100  被験管 101  被験管 102  被験管

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  先端に検出器を備えたスキャナ本体を
    被験管内で移送させ、前記被験管の円筒内面を検査する
    円筒内面スキャナにおいて、前記被験管の円筒内面と前
    記円筒内面スキャナとの間隙を滑動自在にシールするシ
    ール手段と、前記スキャナ本体を貫通して設けられ、そ
    の先後端で開口する通路と、前記スキャナ本体の前記通
    路の後端開口に接続される真空ダクトと、前記真空ダク
    トに設けられた開閉弁と、前記真空ダクトに接続可能な
    真空源とを備えることを特徴とする円筒内面スキャナ。
  2. 【請求項2】  前記スキャナ本体の後端に接続された
    制動ロープと、前記制動ロープが結合された電動式巻取
    装置とをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の
    円筒内面スキャナ。
  3. 【請求項3】  前記電動式巻取装置が巻出し量を検出
    する手段を備えることを特徴とする請求項2記載の円筒
    内面スキャナ。
  4. 【請求項4】  被験管の両端が開口している場合は、
    前記開閉弁を閉じ、前記被験管の他端の開口部に排気ダ
    クト付フランジを設置して、前記他端のフランジ側より
    真空引きすることにより、前記円筒内面スキャナを圧力
    差で移送することを特徴とする請求項1から請求項3の
    うちいずれか1項に記載の円筒内面スキャナの操作方法
  5. 【請求項5】  被験管の一端が閉止している場合は、
    前記真空ダクトに前記真空源を接続し、前記開閉弁を開
    き、前記スキャナ本体の前後端で開口する通路を介して
    真空引きすることにより前記円筒内面スキャナを圧力差
    で移送することを特徴とする請求項1から請求項3のう
    ちいずれか1項に記載の円筒内面スキャナの操作方法。
  6. 【請求項6】  先端に検出器を備えたスキャナ本体を
    被験管内で移送させ、前記被験管の円筒内面を検査する
    円筒内面スキャナにおいて、前記スキャナ本体の前後に
    圧力差を発生させ、その圧力差でスキャナ本体を走行さ
    せる差圧発生手段と、前記スキャナ本体の後端に接続さ
    れた制動ロープと、前記制動ロープが結合された電動式
    巻取装置とを備えることを特徴とする円筒内面スキャナ
JP3151487A 1991-06-24 1991-06-24 円筒内面スキャナ及びその操作方法 Pending JPH04372854A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005181139A (ja) * 2003-12-19 2005-07-07 Jfe Engineering Kk 管内検査方法および管内検査装置
JP2011027506A (ja) * 2009-07-23 2011-02-10 Shin Nippon Hihakai Kensa Kk 配管減肉測定装置及びこれを用いた配管減肉測定方法
JP2011158392A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Shin Nippon Hihakai Kensa Kk 配管減肉測定装置
JP2012021882A (ja) * 2010-07-14 2012-02-02 Tokyo Energy & Systems Inc 配管減肉測定装置
CN105292135A (zh) * 2015-10-29 2016-02-03 西京学院 真空管道交通车辆运行活塞效应排气抽真空设置

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