JPH0534323A - 管内超音波自動探傷装置 - Google Patents

管内超音波自動探傷装置

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JPH0534323A
JPH0534323A JP3191943A JP19194391A JPH0534323A JP H0534323 A JPH0534323 A JP H0534323A JP 3191943 A JP3191943 A JP 3191943A JP 19194391 A JP19194391 A JP 19194391A JP H0534323 A JPH0534323 A JP H0534323A
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Tetsuo Kawamura
哲男 河村
Ryoji Kanehara
了二 金原
Tokinobu Shiraishi
時宜 白石
Kenji Kanemoto
憲二 金本
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Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
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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
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】管状物の劣化状況を検査するため、配管内面か
ら自動超音波探傷を行い、かつ、曲管、異径管、垂直管
にも対応させる。 【構成】管Pの内壁において軸芯を支持する軸芯支持機
構Dtを備え、管内壁から超音波を入射させ反射振動を
検出する超音波検査機器UTを搭載した超音波検査台車
Dと、超音波検査台車を牽引する牽引台車Aと、超音波
検査台車および牽引台車に電源を供給する電源台車Fと
から成り、超音波検査機器には管内壁を径方向および軸
芯方向において摺動するタイヤ探触子TPが採用されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、管内自動探傷装置に関
し、特に各種パイプ等の管状物の配管内面から検査でき
る管内超音波自動探傷装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】原子力プラントをはじめ、石油、化学、
発電等の名種プラントやパイプラインの配管等、溶接に
よる熱影響を受けた部分の劣化状況検査、特に主要配管
の非破壊検査として、超音波探傷装置が広く使用されて
いる。このような超音波自動探傷装置においては、探触
子と被試験体の表面(以下、被検面という)との間に、
水、油、グリセリンなどの液体弾性媒体(カプラント)
を介在させて、探触子を走査しながら超音波振動を被験
面に入射させ、反射振動を電気的振動に変換して検出し
増幅して、これをモニタ部へ送る。モニタ部ではこの電
気的振動を例えばブラウン管に表示する。こうして探触
子ホルダを被検面に沿って走査させながら探触子による
上記動作を行うことにより、被検面に存在する金属の
傷、不均質部分を検知することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の超音波自動
探傷装置は、配管の外面からの検査を行なうものであ
り、外面検査を行なうためには、断熱材の除去、高所作
業での安全性の確保、それらに伴う費用、日数等が多く
なるという難点があり、配管内面からの超音波自動探傷
装置の開発が望まれていた。更に、直管、曲管、異径
管、垂直部等にも対応可能であることが望ましい。
【0004】被検面には凹凸が存在するので、配管の外
面からの検査を行なう場合、探触子面を保持するホルダ
の被検面接触部にシュ−またはカムフォロアが使用され
たり、被検面との接触部に複数個のフリ−ベアリングを
設ける等、探触子面と被検面との間隙を一定に保つ手段
が取られている。配管内面からの超音波自動探傷を行な
う場合にも、探触子面と被検面との間隙を一定に保つ手
段、例えば管内において軸芯が支持され、かつ、探触子
と被検面間で超音波の送受信が確実に成されるよう、介
在させるカプラントの保持手段の改良、またはカプラン
ト量の僅少化が必要である。
【0005】
【目的】本発明は、上述の問題の解決をはかり、直管、
曲管、異径管、垂直管等を含む各種パイプ等の管状物の
配管内面から検査でき、探触子面と被検面との間隙を一
定に保ち、探触子と被検面間で超音波の送受信が確実な
管内超音波自動探傷装置を提供することを目的としてな
されたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明による管内超音波自動探傷装置は、管内壁か
ら超音波を入射させ反射振動を検出する超音波検査機器
を搭載した超音波検査台車と、超音波検査台車を牽引す
る牽引台車と、超音波検査台車および牽引台車に電源を
供給する電源台車とから成り、超音波検査機器の探触部
は管内壁を径方向および軸芯方向に摺動するタイヤによ
って囲繞され、超音波検査台車は管内壁において軸芯を
支持する軸芯支持機構を備えている。
【0007】
【作用】本発明によれば、超音波検査台車に搭載された
管内壁から超音波を入射させ反射振動を検出する超音波
検査機器の探触部は管内壁を径方向および軸芯方向に摺
動するタイヤによって囲繞され、超音波検査台車は牽引
台車に牽引され、管内壁において軸芯を支持する軸芯支
持機構を備えているので、超音波検査機器の探触子面と
被検面との間隙を一定に維持し、探触子と被検面間で超
音波の送受信が確実となり、直管、曲管、異径管、垂直
管等を含む各種パイプ等の管状物に対応して配管内面か
ら超音波検査が確実に行なわれる。
【0008】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の管内超音波自
動探傷装置を詳細に説明する。図1に示すように、本発
明の管内超音波自動探傷装置は、基本的には、管Pの内
壁Piから超音波を入射させ反射振動を検出する超音波
検査機器UTを搭載した超音波検査台車Dと、管内壁P
iを撮影するカメラAcを備え超音波検査台車Dを牽引
する牽引台車Aと、超音波検査台車Dおよび牽引台車A
に電源を供給する電源台車Fとから成る。超音波検査機
器UTの探触部PRは管内壁Piを径方向および軸芯方
向に摺動するタイヤTによって囲繞され(図2)、超音
波検査台車Dは管内壁Piにおいて軸芯を支持する軸芯
支持機構Dtを備えている。
【0009】牽引台車Aには超音波検査台車Dを牽引す
るための動力および車輪押しつけ機構が搭載されてスペ
ースの余裕がなく、牽引台車Aが必要とする管Pの管周
方向の回転、管軸方向に対する傾き等の姿勢制御情報を
検出するセンサSは、後続する牽引台車車輪監視用台車
Bに搭載されている。また、管内壁Piにおいて軸芯を
支持する軸芯支持機構Dtは超音波検査台車Dに設置さ
れると共に、軸芯支持をより効果的に行なうため、軸芯
支持機構Ctを有する軸芯サポート台車Cが、牽引台車
車輪監視用台車Bと超音波検査台車Dとの間に連結され
ている。
【0010】超音波検査台車Dの後方には、超音波検査
台車Dの超音波探傷回路を搭載した電気回路台車Eが連
結され、その電気回路台車Eの後方には、牽引台車A、
牽引台車車輪監視用台車B、軸芯サポート台車C、超音
波検査台車Dおよび電気回路台車Eに電源を供給する電
源台車Fが連結され、この電源台車Fでは、ケーブルW
から供給されるDC100Vを光通信システム機上局G
を経て、地上からのコントロールに基づいてD/A変
換、変圧整流し、ケーブルWは地上の図示されないケー
ブルドラムを経て、ケーブルW内を伝送される信号は、
コンピュータ、モニタテレビに接続されて情報処理、コ
ントロールがなされている。
【0011】牽引台車A、牽引台車車輪監視用台車B、
軸芯サポート台車C、超音波検査台車D、超音波検査電
気台車E、電源台車Fおよび光通信システム機上局Gは
いずれも管壁に接触しても不都合ないよう実質的にラグ
ビーボール形状に形成され、各台車および光通信システ
ム地上局G間は自在連結され、牽引台車Aの動きに追随
する。
【0012】牽引台車については、本出願人により種々
提案されている(特願昭63−121604号、特願平
3−10552号)が、本案では以下の様な構造が採用
されている。図5に示すように、駆動車である前部車輪
Awとステアリング方式の後部車輪Asを備え、管軸方
向のバンパーAbに対して上下対称の前部車輪Awおよ
び後部車輪Asは、リンクAkによってバンパーAbを
介して連結されている。リンクAkの蝶番部には付勢手
段Adとしてのエアシリンダが装着されており、リンク
Akを開く方向に付勢している。よって前部車輪Aw、
後部車輪Asは管壁を押圧し、管径の変化に追従してリ
ンクAkを開閉することができる。付勢手段Adとして
はばねでも同様に好適である。前部車輪Awは横すべり
車輪で、管路に従って方向転換することができる。前方
には走行ガイドAgにガードされた目視用カメラAcお
よびライトAtが搭載されている。姿勢制御用の情報を
キャッチするためのセンサ、管Pの管周方向の回転、管
軸方向に対する傾き等の姿勢制御情報を検出するセンサ
Sは、スペースの関係で後続する牽引台車車輪監視用台
車Bに搭載されている。この牽引台車Aにより管壁を押
圧しながら方向転換をはかり、超音波検査台車Dを含む
他の台車は自在連結されているので牽引台車Aに追随
し、本発明の管内超音波自動探傷装置は、直管のみなら
ず、曲管、異径管、垂直管等を含む各種パイプ等の管状
物に対応可能である。
【0013】超音波検査台車Dに搭載され、管Pの内壁
Piに超音波を入射させ反射振動を検出する超音波検査
機器UTの探触部PRは、図2に示すように、管内壁P
iを径方向および軸芯方向に摺動するタイヤTに囲繞さ
れてタイヤ型探触子TPを成している。タイヤ型探触子
TPは、超音波を発信する探触子本体1と、超音波を内
壁Pi方向に反射させる反射体2と、超音波を伝達する
媒体(水)で満たされた軽い軟質タイヤTで構成され、
探触子本体1から出た超音波は矢印のような経路で被試
験体に入射される。尚、反射体2が可変角機能を持ち、
探触子本体1から発信された超音波を、被検体の種類に
応じて所望の角度(45゜、60゜、90゜等)で入射
させることができる。
【0014】探触部PRとしてのタイヤ型探触子TP
は、図3に示すように、管Pの周方向に120゜の等間
隔に3個(図ではその内の1個)設けられ、ロータリー
アクチュエータNにより管径に対応して管内壁Piに押
し付けられ、径方向に摺動しながら360゜往復操作を
行なう。牽引台車Aの動きに追随してタイヤ型探触子T
Pは管内壁Piを軸芯方向に摺動する。タイヤ型探触子
TPと被検面との間隙を満たすカプラント(水)は、タ
イヤ型探触子TPのゴムが軟質なので僅少でよい。タイ
ヤ型探触子TPはロータリーアクチュエータNにより管
内壁Piに押し付けられ、タイヤ型探触子TPと被検面
との間隙を満たすカプラントが僅少でよいため、カプラ
ントの保持に特別な手段は必要とされず、探触子本体1
から発信され反射体2で所望の角度に反射された超音波
は常時確実に被試験体に入射され、探触子と被検面間で
超音波の送受信が確実で正確な検査が行なわれる。
【0015】タイヤ型探触子TPは管周方向に回転しな
がら探傷操作を行なうため、管周方向に剛である軸芯支
持機構Dtが設けられている(図1)。図4に示すよう
に、軸芯支持機構Dtは、中央部に張出し連動歯車Hを
有し、この張出し連動歯車Hには3個の張出し連動中間
歯車J1、J2、J3が120゜等間隔に歯合している。
管Pの周方向に120゜等間隔に、管軸方向にフリーで
管周方向に剛であるフリー車輪Mが3個設けられ、3個
のフリー車輪M(M1、M2、M3)は張出し金具Q
(Q1、Q2、Q3)に支持され、張出し金具Qは張出し
連動ラックI(I1、I2、I3)と張出しロッドL
(L1、L2、L3)に連結されている。張出し連動ラッ
クIはフリー車輪Mに歯合され、張出し部Kと張出しロ
ッドL1および張出しピストンpsとでエアシリンダS
yが構成され、エアシリンダSyが管継手Lin、Lout
からエアを出入れされて張出しロッドLが管径方向に移
動すると、張出しロッドLに連動して張出し連動ラック
Iが移動し、張出し連動ラックIに歯合される張出し連
動中間歯車Jが中央部の張出し連動歯車Hと歯合して3
個の張出し連動中間歯車J1、J2、J3は同期して、結
果的に3個のフリー車輪M1、M 2、M3は互に伸縮時の
同期が取られている。
【0016】前側軸芯サポート台車Cにも同様の軸芯支
持機構Ctが設けられ、これら前後の軸芯支持機構C
t、Dtによって超音波検査台車Dは管中心に確実に軸
芯支持されている。(図1)。
【0017】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の管内超音波自動探傷装置は、管内壁から超音波を
入射させ反射振動を検出する超音波検査機器を搭載した
超音波検査台車と、超音波検査台車を牽引する牽引台車
と、超音波検査台車および牽引台車に電源を供給する電
源台車とから成り、超音波検査機器の探触部は管内壁を
径方向および軸芯方向に摺動するタイヤによって囲繞さ
れ、超音波検査台車は管内壁において軸芯を支持する軸
芯支持機構を備えているので、各種パイプ等の管状物の
配管内面から超音波検査ができ、直管、曲管、異径管、
垂直管等を含む各種パイプ等の管状物に対応可能であ
り、しかも探触子面と被検面との間隙を一定に保ち、探
触子と被検面間で超音波の送受信が確実で正確な検査が
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による管内超音波自動探傷装置の走行系
を説明する図である。
【図2】本発明による管内超音波自動探傷装置の超音波
検査機器の探触部を説明する図である。
【図3】本発明による管内超音波自動探傷装置の超音波
検査機器のタイヤ型探触子の操作部を説明する図であ
る。
【図4】本発明による管内超音波自動探傷装置の軸芯支
持機構を説明する図である。
【図5】本発明による管内超音波自動探傷装置の牽引台
車を説明する図である。
【符号の説明】
A…牽引台車 Ac…カメラ B…牽引台車監視用台車 C…前側軸芯サポート台車 Ct…軸芯支持機構 D…超音波検査台車 Dt…軸芯支持機構 E…超音波検査電気台車 F…電源台車 G…光通信システム機上局 H…張出し連動歯車 I…張出し連動ラック J…張出し連動中間歯車 K…張出し部 L…張出しロッド Lin、Lout…管継手 M…フリー車輪 N…ロータリアクチュエータ P…管 Pi…管内壁 PR…探触部 Q…張出し金具 Sy…エアシリンダ T…タイヤ TP…タイヤ型探触子 UT…超音波検査機器 W…ケーブル 1…超音波探触子本体 2…反射体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 時宜 広島県呉市三条2丁目4番10号 株式会社 シーエツクスアール内 (72)発明者 金本 憲二 広島県呉市宮原3丁目16番20号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】管内壁から超音波を入射させ反射振動を検
    出する超音波検査機器を搭載した超音波検査台車と、前
    記超音波検査台車を牽引する牽引台車と、前記超音波検
    査台車および前記牽引台車に電源を供給する電源台車と
    から成り、前記超音波検査機器の探触部は前記管内壁を
    径方向および軸芯方向に摺動するタイヤによって囲繞さ
    れ、前記超音波検査台車は前記管内壁において軸芯を支
    持する軸芯支持機構を備えたことを特徴とする管内超音
    波自動探傷装置。
JP3191943A 1991-07-31 1991-07-31 管内超音波自動探傷装置 Expired - Lifetime JP3045570B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012159428A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Ashimori Ind Co Ltd 内張り材検査装置
US9267636B2 (en) 2010-05-07 2016-02-23 1876255 Ontario Limited Protective liner with wear detection

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9267636B2 (en) 2010-05-07 2016-02-23 1876255 Ontario Limited Protective liner with wear detection
JP2012159428A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Ashimori Ind Co Ltd 内張り材検査装置

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