JPH06502018A - テストプローブ台用の１個以上の孔を有する、回転対称試験片用超音波検査装置の回転子 - 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】 発明の名称 テストプローブ台用の１個以上の孔を有する、回転対称試験片用超音波検査装置 の回転子 本発明は、回転対称の試験片、特に管及び棒のための超音波検査装置の回転子に 関する。該回転子はテストプローブ台用に少なくとも１つの孔を有している。線 孔はテストプローブ台を支持している。該テストプローブ台は、ａ）当該孔の軸 方向に沿って縦方向に調整可能であり、ｂ）該孔内でガスケットによってシール されており、かつＣ）少なくとも１個以上のテストプローブを支持している。

回転対称の試験片を試験片の全長に亘って検査するこの種の検奔装置は既に存在 している。二の種の機械は全体検査システムとして公知であり、加えて（または ）試験片の端部検査システムとして公知である。試験片の全長に沿って行なう検 査は連続した作業の中で行なわれる。即ち、試験片を軸方向に移動させ、回転子 が該試験片の軸を中心に回転し、と同時に試験片の軸がそれ自身の回転軸となる 。これによって螺旋形のスキャニングトラックとなる。言い替えると、テストプ ローブの中心テストビームは試験片の外周を声射し、円筒形の試験片上に衝突点 が螺旋形の軌跡を形成する。

ここで述べたタイプの回転子を有する回転検査システムは、クラウドクレーマー 　ゲーエムベーハー　ラントコ−製のモデルＲＯＴ１８０が先駆をなしている。

このシステムは直径２０−１８０ｍｍの管用に設計されている。

回転対称試験片というと管や棒等の丸形材料だけでなく、例えば六角形等の通常 の多角形断面を有する棒材や異形材も含むものと解されている。

この関係において、ＤＥ−Ａ−３８０３１５１やＤＥ−Ａ−３９０８９６７を掲 げておく。

既に公知の回転検査システムにおいては、回転子はその回転軸に対して中心的に 伸延する中心孔を有している。テストプローブ台の孔はこの中心孔と連通してい る。この領域は水若しくは適宜な継手流体で満たすことが出来る。テストプロー ブ台自体は一種のピストンとして設計されている。

前記孔の方向に移動させることによって、テストプローブを、径を変えた試験片 に灯してシステム的に適用させることが可能である。更に、テストプローブは、 試験片が中に送られる前に、保護位置に後退させることが可能である。中心孔は 外部に対してシールされている。テストプａ−ブ台の領域内においては、中心孔 は、孔の内部にバッキングによってシールされる。これにより、継手流体は外側 に半径方向に漏れることはない。また回転子の軸端部では、スリッピングなどの 適宜なンーリング装置によりシールされ、継手流体が軸方向に漏れることが防止 されている。

公知の装置では縦方向及び横方向の欠陥を検出することが可能であり、肉厚を測 定することが出来る。しかしながら、試験片の斜め方向の欠陥を測定する際には 信頼性に欠ける。

本発明の目的は、既存の装置で既に検出可能なタイプの欠陥だけでなく、超音波 回転検査システムにおいて斜め方向の欠陥の検査も可能にすることによって、冒 頭で述べた公知のタイプの回転子を更に開発することである。

本発明に従って冒頭で述べたタイプの回転子から始めると、この目的は回転子の 回転軸方向にずらした形で配置した対の孔を設け、対の各テストプローブ台に回 転駆動装置を接続することによって達成される。この回転駆動装置は通常のコン トロール手段を有し、対になっている２つのテストプローブ台を同期的に、孔の 軸を中心として反対方向に回転させることが出来る。

本発明によると、与えられた角度範囲内にある斜め方向の欠陥をシステム的に測 定することが可能である。この関係において、１対の内筒１のテストプローブ台 の１つのテストプローブの最低限のものは、第１の角度範囲における斜め方向の 欠陥を測定するために設定されており、一方、対の内筒２テストプローブ台の１ つのテストプローブの最低限のものは、別の角度位置の斜め方向の欠陥を検出す る。この設計は、斜め方向の欠陥は正の角度領域（試験片の軸に対して）におい て対のうちの第１のテストプローブ台によって検出され、また斜め方向の欠陥は 同じ大きさの負の角度領域において第２のテストプローブ台によって検出される というものであり、これは特に都合がよいものである。２つのテストプローブ台 の相互作用を外側から調整することによって、所望の位置における斜め方向の欠 陥を検出することが可能である。この関係において、本発明の装置は特殊なテス ト物体にすばやく対応させることが可能である。

斜め方向の欠陥は、例えば連続鋳造や連続板金加工によって管や棒を製造する際 に、その製造過程に回転（ねじれ）が含まれていると生じる。

通常の大きさの欠陥は、試験片の軸に対してテストプローブ台の角度位置を変化 させる形で傾けることによっても検出することが出来る。信頼度の高い検出にす るために、更に以下のようにすることも出来る。即ち、各テストプローブ台は全 く同じにデザインされた２つのテストプローブを有し、その中心テストビームが 一つの平面上に存在し、好ましくはテストプローブ台の対の２つの孔の中心軸を 通っている。

この関係において、対のテストプローブの中心テストビームがテストプローブか ら数センチのところに位置する点で交差すると特に好ましい。

検査の実際の作業においてはこの交点は試験片の垂線上又はその近くに位置する ように調整する。二のようにして、対の２つのテストプローブ台を回転させると 、超音波を放射している間、その幾何学的形状は実質的に何の変化もうけない。

これは大きな長所である。

更に、円筒形のテストプローブホルダ中に１対のテストプローブ台を配置させる ことが好ましいことがわかった。該テストプローブホルダはテストプローブ台用 の孔を２つ有しており、回転子の取付孔に設けられ、回転駆動装置を支持してい る。回転駆動装置はコントロール手段を有している。そして、テストプローブホ ルダは縦方向に移動することが出来る形で取付孔内でシールされている。このよ うにして、１対の２つのテストプローブ台は孔の縦方向に一緒にｒＩＩ整するこ とが出来る。このことは、この装置のデザイン及び操作を簡略化出来る。

テストプローブ台につき２つ以上のテストプローブを設けることも可能であり、 これらテストプローブは同じようにデザインされていることが望ましい。偶数個 のテストプローブを設けることが望ましい。これらテストプローブは均等に円弧 上に配置されていることが好ましいう本発明の他の特徴及び利点は、従属クレー ムと以下に述べる具体的な本発明の実施例の記述により明らかにされる。以下、 図面を参照して説明する。本発明は決してこの実施例に限定されるものではない 。

第１図は、それぞれ２つのテストプローブを有する１対のテストプローブ台を設 けた回転子の軸方向の断面図（概略図）である。

第２図は、第１図のｌｌ−１１１ｊに沿った矢視図である。

第３図は、第１図のｒ　ｒ　ｒ−ｒ　ｒ　ｒ線の領域における横断面図である。

第４図は、行程順序を説明するための概略図である。図面は、円筒状の試験片及 びその上にある２つのテストプローブ台を示している。各テストプローブ台は互 いに１８０’離された２つのテストプローブを有してい第５図は、第４図に示さ れたシステムの斜視正面図である。しかし、図面では１つのテストプローブ台の ２つのテストプローブのみを示す。なお、テストプローブ台は詳しく示していな い。

この実施例、特に第１図は回転子２０の断面図を示す。該回転子２０は試験片２ ２の回りを回転することが可能である。該試験片２２はメインの孔２１を貫通し ている。この試験片の軸２４は回転子２０の回転軸と一致する。放射状の取付孔 ２６は回転子２０内に形成されている。線孔は回転子を貫通しており、回転子の 外周面から内周面にまで伸延している。取付台２Ｂは該孔内に挿入されている。

該取付台２８は調整装置（公知のものなので図示しない）によって取付孔２６の 軸方向に移動することが可能である。

取付台２８は取付孔２６の軸から等距離でかつ、線孔２６に平行に位置する２つ の孔３０を有している。２つの孔３０の中心は試験片の軸２４の方向に離れて設 けられ、かつ互いに出来るかぎり接近して存在する。この２つの孔３０の中心は 取付孔２６の軸と一致する。番孔３０はテストプローブ台３２を含み、２つのテ ストプローブ台３２は対をなし、同一形状を有している。各テストプローブ台３ ２は２つのテストプローブ３４を有し、この２つのテストプローブも同一の形状 を有している。これらは番孔３０の軸を中心とする円弧上に、互いに１８０°離 れた形で、かつ、試験片２２に向けられた形で配置されている。これらはテスト プローブ台３２内で傾いて設けられている。その結果その中心のテストビーム３ ５は交点３６で交差する。言い替えると、テストプローブ台３２の２つのテスト プローブ３４の中心テストビーム３５はＶ字型を呈している。交点３６は、各テ ストプローブ台の２つのテストプローブ３４の回転位置に関係無く、円筒形の試 験片２２の上部３８に位置する。

１対の２つのテストプローブ台３２は回転的に連結されている。これは両テスト プローブ台３２に作用する回転駆動装置４０によって達成される。該回転駆動装 置４０は回転子２０の円筒の外周面から接近可能なコントロール手段４２を有し ており、それはたとえば多面体にデザインされている。

なお、２つのテストプローブ台３２が互いに回転的に連結され、一方のテストプ ローブ台をある角度だけ回転させると、同じ角度だけ、対になっている他方のテ ストプローブ台も回転することが出来るような構成であるかぎり該回転駆動装置 ４０はいかようにもデザインすることが可能である。しかしながら、対になった ２つのテストプローブ台は反対方向に回転する。

ここで示す実施例においては、径方向に歯切りされたギア４４．４６は各テスト プローブ台３２の径方向外側の端部に設けられている。その径は孔３０の径と対 応するｅ２つのギア４４．４６は互いに係合し、歯の間隔の半分だけお互いに角 度的にずれて設けられている。これらギアは対の２つのテストプローブ３４の回 転的連結を生み出す。第１図右側のテストプローブ台３２のギア４６はより大き な軸長な有すると同時に駆動の為に使用される。この目的のために、ドライブギ ア４８は、これも径方向に歯切りされているのであるが、ギア４６の上部と係合 している。即ち、ドライブギア４８はここでは詳述していない減速ギアを介して 回転駆動装置４０のコントロール手段４２と連結している。ここでは目盛も設け られている。該目盛上でテストプローブ３４あるいはテストプローブ台３２の現 在の回転位置を読むことが出来る。これ等のものは公知のものであるので、詳し くは説明しない。

第２図は２つのテストプローブ３２と回転子２０に対して外側へ径方向に見た図 を示している。２つのテストプローブ台３２の２つのテストプローブ３４の連結 線５０．５２は回転子２０の回転軸に対して略９０６をなす形で伸延している。

実際の作業中に、２つのテストプローブ台３２を、角度位置は同じ絶対値であり 、符号だけ相違するようにして調整する。こうすると、一方のテストプローブは 正の角度位置における斜め方向の欠陥を検出する一方、他方のテストプローブ台 は負の角度位置における対応する欠陥を検出するという効果がでてくる。

第３図は、回転駆動装置４０を示している。２つのギア４４．４６は基本的に同 じ形状であり、厚みだけ相違している。ドライブギア４８は右側のギア４６と係 合しており、またコントロール手段４２の１部分であるロンドと回転可能に連結 されている。

２つのテストプローブ３４の連結線５０．５２を試験片の軸２４に対して垂直に 伸延させる形で、各テストプローブ台３２の２つのテストプローブ３４を整合さ せると、試験片の縦方向の欠陥を検出することが出来る。

これは第１図で示した説明と対応する。また、連結線５０．５２を試験片の軸に 対して平行に伸延させる形で各テストプローブ台３２の２つのテストプローブ３ ４を整合させると、試験片の横方向の欠陥を検出することが出来る。中間の角度 、即ち０°から９０°の間では、２つのテストプローブ台３２をどの位置に固定 してもよく、その場合は対応する位置の斜め方向の欠陥を検出することが出来る 。

２つのテストプローブ台３２を１８０６回転させると、測定技術の観点からみて 前と同じ状態となる。

測定の過程は第４．５図の概略図を参照して説明する。第４図は平面図、第５図 は対応する斜視正面図を示す。円筒形の試験片２２上には、２つの（第５図では １つのみ）テストプローブ台３２がある。該テストプローブ３２台は、それぞれ のテストプローブ３４及びその円の動き５４だけで示されている。テストプロー ブ３４の中心テストビーム３５が交点３６に対してＶ字型を呈するように昭射す るように各テストプローブ台のテストプローブ３４を整合させるウニ二で示す説 明においては交点３６は２つのテストプローブ３４の円の動きの中心の垂直下方 に位置する。この交点は円筒状の試験片２２の上部３８上に位置する。このすぐ 真下に斜め方向の欠陥がある。左方の対のテストプローブ３４においては、欠陥 が試験片の軸２４に対してプラス１５’の角度で走っており、対の他方のテスト プローブ台３２の２つのテストプローブ３４　（第４図右側）では、欠陥が試験 片の軸２４に対してマイナス１５″の角度で走っている。２つのテストプローブ ３４の連結線５０若しくは５２は軸２４に対して直角に配置される。このように して、中心テストビーム３５は斜め方向の欠陥５６に対して、その長平方向に対 して横断的に照射される。テストプローブ３４は超音波放射を斜め方向に行なう ので、テストプローブ３４は半径方向において、傾いた斜め方向の欠陥５６を優 先的に検出することが出来る。このようにして、テストプローブ台の２つのテス トプローブ３４のそれぞれは。

斜め方向の欠陥５６の異なった向きの方向を優先的に検出する。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．テストプローブ台（３２）用の少なくとも１つの孔（３０）を有し、前記孔 （３０）にテストプローブ台（３２）を配置させ、テストプローブ台はａ）前記 孔（３０）の軸方向において縦方向に調整することが可能であり、ｂ）ガスケッ トによって前記孔（３０）内でシールされており、ｃ）少なくとも１つのテスト プローブ（３４）を支持している、回転対称試験片（２２）、特に管及び棒用の 超音波検査装置の回転子において、対の孔（３０）を設け、該孔を回転子（２０ ）の回転軸方向にずらせた形で配置させ、各孔（３０）はテストプローブ台（３ ２）を有し、回転駆動装置（４０）は対になっている各テストプローブ台（３２ ）に割り当てられ、かつ該回転駆動装置（４０）は共通のコントロール手段（４ ２）を有しており、対の２つのテストプローブ台を前記孔（３０）の軸を中心に 同期的にかつ反対方向に回転させることが出来ることを特徴とする。 ２．各テストプローブ台（３２）は２つの同一にデザインされたテストプローブ （３４）を支持し、その中心テストビーム（３５）は１つの平面上に存在し、前 記テストビームは好ましくはテストプローブ台（３２）の対の２つの孔（３０） の中心軸を通ることを特徴とする請求項第１項の回転子。 ３．各対のテストプローブ台（３２）は円筒形の取付台（２８）内に位置し、該 円筒形の取付台（２８）はテストプローブ台（３２）用の２つの孔（３０）を有 しており、また、ａ）回転子（２０）の取付孔（２６）内に位置し、ｂ）コント ロール手段（４２）を有する回転駆動装置（４０）を支持し、ｃ）縦方向に移動 し得るように取付孔（２６）内にシールされていることを特徴とする請求項第１ 項若しくは第２項の回転子。 ４．対のテストプローブ（３４）の中心テストビーム（３５）は、テストプロー ブ（３４）の前数センチのところに位置する交点（３６）で交差することを特徴 とする請求項第２項若しくは第３項の回転子。 ５．４個、６個、若しくはそれ以上の偶数個のテストプローブ（３４）を各テス トプローブ台（３２）に環状に均等に配置させ、また好ましくは４個のテストプ ローブ（３４）を設けることを特徴とする請求項第１項乃至第４項の回転子。 ６．数組のテストプローブ台（３２）を等間隔角度で配置させることを特徴とす る請求項第１項乃至第５項の回転子。 ７．対の２つのテストプローブ台（３２）の回転位置において、中心テストビー ム（３５）は試験片（２２）の軸に対して垂直に照射することを特徴とする請求 項第１項乃至第６項の回転子。 ８．対の２つのテストプローブ台（３２）のテストプローブ（３４）は、同一の 絶対角度に設定したとき、試験片から等距離に位置することを特徴とする請求項 第１項乃至第７項の回転子。 ９．テストプローブ台（３２）のテストプローブ（３４）は孔（３０）の軸に対 して１０°から２５°、好ましくは１７°の角度に方向付けられていることを特 徴とする請求項第１項乃至第８項の回転子。 １０．テストプローブ台（３２）のテストプローブ（３４）は孔（３０）の軸及 び回転子（２０）の回転軸に対して横向きの傾斜角度を調整する装置によって互 いに連結されており、それによってテストプローブ（３４）を０°以上かつ４５ °以下に調整することが出来ることを特徴とする請求項第１項乃至第９項の回転 子。