JPH069294Y2 - 超音波板厚測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えば石油タンク底板の腐食による減肉の状
況を超音波センサを用いて任意のピッチで自動的に測定
できる超音波板厚測定装置に関する。

［従来の技術］ 従来、石油タンク等の開放検査時において、タンク底板
の板厚測定は、まず、全面を１００mmピッチで超音波厚
さ計により測定を行い（粗探傷）、その結果、減肉が激
しい部位については６００mm×６００mmの範囲を３０mm
ピッチで測定（精密探傷）していた。また、この測定は
人間がその測定位置に超音波センサを押し当てて行うた
め、あらかじめ測定位置を１００mmまたは３０mmピッチ
でマーキングしておく必要があった。このため、多大の
時間と労力を必要としていた。さらにまた、現在の精密
探傷では３０mm×３０mmのピッチでしか行っていないた
め、局部的な腐食等を発見できないという問題があり、
一方、測定ピッチを小さくすると人力では非常に困難で
あった。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案は、上記のような問題点を解決するため、腐食に
よる板厚分布の測定を任意のピッチで自動的に行うこと
ができる超音波板厚測定装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案に係る超音波板厚測定装置は、台車装置と該台車
装置の移動方向と直角方向に移動する超音波センサのセ
ンサ移動装置とを備えた超音波板厚測定装置において、 前記センサ移動装置にシリンダ装置を介して被検査板よ
り離すことができるように支持され、かつ、被検査板に
対し前後及び左右に揺動自在に取り付けられた支持フレ
ームと、 前記支持フレームにバネにより被検査板に垂直に押し付
けるように取り付けられたタイヤ型の超音波センサと、 前記センサ移動装置に取り付けられ、腐食箇所を表示す
るマーキング装置とを備えたことを特徴とするものであ
る。

［作用］ 本考案による超音波板厚測定装置では、台車装置、シリ
ンダ装置およびセンサ移動装置により、超音波センサは
被検査板上を任意のピッチで方形走査（ジグザグ走査）
する。さらに、このタイヤ型超音波センサの支持フレー
ムは、センサ移動装置に前後及び左右に揺動自在に取り
付けられているので、測定面にうねりや凹凸があって
も、タイヤ型超音波センサを常に被検査板の表面に対し
垂直の状態で測定することができる。また、一定値以上
の腐食が発生している場合はその箇所をマーキング装置
により自動的に表示する。このため、腐食による減肉の
状況が瞬時に判明する。また台車装置および超音波セン
サの移動ピッチを細かくすれば精度の高い板厚分布が得
られる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を図により説明する。

第１図は本考案の実施例を示す正面図、第２図は同平面
図、第３図は同側面図である。

これらの図に示すように、この実施例では、被検査板、
例えばタンク底板１０上を移動する台車装置１と、この
台車装置１の移動方向と直角方向に移動する超音波セン
サ２の移動装置３と、腐食位置のマーキング装置４とに
大別構成されている。

台車装置１は、台車フレーム１１と、この台車フレーム
１１に取り付けられた複数個のマグネットローラからな
る車輪１２と、台車駆動装置１３と、タンク側板（図示
せず）に沿って台車装置１を案内するガイドローラ１４
とから構成されている。

超音波センサ２は、タイヤ型のものからなり、複数個の
ガイドローラ２１を有する門型の支持フレーム２２の中
央部に回転自在に軸支されかつバネ２３によりタンク底
板１０に押し付けられている。また、超音波センサ２は
後述するように常にタンク底板１０に対し垂直に押し付
けるようになっている。

超音波センサ２の移動装置３は、上記台車フレーム１１
の中央部を門型に形成された門型フレーム１１ａ上にお
いてリニアガイド３１により台車フレーム１１の横方向
に摺動自在なスライダ３２と、スライダ３２上のナット
部材３３に螺合しリニアガイド３１と平行に架設された
ボールネジ３４と、ボールネジ３４の一端に連結された
センサ駆動装置３５と、スライダ３２上に固定され上記
門型フレーム１１ａ内に収容された超音波センサ２の支
持フレーム２２を持上げ可能にこのフレーム２２に連結
されたシリンダ装置３６とから構成されている。なお、
第３図中、３７はエンコーダである。

したがって、ボールネジ３４の回転によりナット部材３
３すなわちスライダ３２をリニアガイド３１に沿って移
動させることができ、シリンダ装置３６および支持フレ
ーム２２を介して連結支持された超音波センサ２を台車
装置１の移動方向と直角方向に移動させることができ
る。

腐食位置のマーキング装置４は、上記スライダ３２より
垂設されたマーカー４１からなり、マーカー４１の動作
装置は第１図〜第３図には示されていない。この装置は
後述する。

さらに、各部の構成について詳述する。

まず、第２図〜第４図において、台車駆動装置１３は、
エンコーダ１３１付の駆動モータ１３２によりハーモニ
ックドライブ機構１３３およびタイミングベルト機構１
３４を介し中間軸１３５を回転し、この中間軸１３５の
両端にそれぞれフレキシブルジョイント１３６を介して
後輪１２の車軸１２１を連結し後輪１２を回転するよう
になっている。これは、タンク底板１０は必ずしも平坦
ではなく凹凸があるため、これらの凹凸面に対してもマ
グネットローラからなる後輪１２が浮かないようにフレ
キシブルジョイント１３６により揺動自在に構成して直
進走行性を良好にするためである。また、このマグネッ
トローラの後輪１２を一定の力でタンク底板１０に対し
押し付けるために、第４図、第５図に示すように、バネ
１３７によりその軸受部１２２をタンク底板１０側へ付
勢している。

次に、第２図において、前輪１２は同様に１対のマグネ
ットローラからなり、かつステアリング機構１２３によ
り前輪１２を外向き（タンク底板１０の中心方向と反対
側）に少し傾かせることにより、ガイドローラ１４は常
にタンク側板の内面に倣って移動し台車装置１を案内す
る。

次に、第１図、第３図、第６図および第７図において、
タイヤ型の超音波センサ２は、正面から見て門型で側面
から見てＬ型の支持フレーム２２の中央部においてガイ
ド棒２４により上下摺動自在の支持部材２５に軸支され
ており、バネ２３はガイド棒２４に嵌装され支持部材２
５を下方へ付勢している。また、支持フレーム２２には
合計３個のガイドローラ２１が取り付けられている。そ
して、この支持フレーム２２はその側面と背面において
軸２６，２７により水平面の前後および左右に揺動自在
に枢支され、軸２６はボールジョイント付ロッド２８を
介して逆Ｌ型の保持部材２９に、また軸２７はこの保持
部材２９にそれぞれ連結され、保持部材２９を上記シリ
ンダ装置３６のロッド３７の下端に連結して昇降させる
ようにしている。なお、図中、３０は昇降用のガイドで
ある。

上述のようにタンク底板１０は凹凸面を有するため、支
持フレーム２２を水平面の前後および左右に揺動自在に
枢支することにより超音波センサ２をタンク底板１０に
対し常に垂直に押し付けるためである。

上記のセンサ移動装置３は保持部材２９を連結支持する
シリンダ装置３６をスライダ３２上に固定し、スライダ
３２のナット部材３３をボールネジ３４により移動させ
る。

最後に、第８図および第９図において、マーキング装置
４は、マーカー４１を保持する取付部材４２がスライダ
３２より垂設された板３２ａにリニアガイド４３により
上下摺動自在に設けられおり、この取付部材４２にバネ
４３を介してシリンダ装置４４のロッド４５を連結して
なるものである。また、このマーカー４１の中心位置は
実際の超音波センサ２の位置から所定の距離（この実施
例では台車装置１の移動ピッチの整数倍）に離して設け
られているので、マーカー４１によるマーキングは台車
装置１の移動ピッチの整数倍だけ進んだ位置において腐
食箇所をマーキングすることになる。

次に、上記のように構成された本実施例装置の動作につ
いて説明する。

まず、台車装置１をタンク底板１０上に設置し、ガイド
ローラ１４によりタンク側板に倣ってピッチ移動させ
る。なお、台車装置１を移動させる際は、シリンダ装置
３６により超音波センサ２を持ち上げタンク底板１０よ
り離してから行う。また、台車装置１の移動は粗探傷の
場合は前述のように１００mmピッチであるが、精密探傷
の場合は３０mmあるいはさらに一層小さなピッチ、例え
ば数mmのピッチで行う。

次に、各々の台車装置１の停止位置において、超音波セ
ンサ２は上述のように常にタンク底板１０に対し垂直に
押し付けられているので、この状態でセンサ移動装置３
により台車装置１の移動方向と直角方向すなわちタンク
底板１０の半径方向に超音波センサ２を所定のピッチで
移動させる。つまり、粗探傷の場合は１００mmずつ、精
密探傷の場合は３０mmあるいはさらに一層小さなピッチ
で探傷しつつ移動させる。このようにして超音波センサ
２を任意のピッチでジグザグに移動させる。したがっ
て、タンク底板１０の腐食による減肉の状況が自動的に
かつ精密に判明し、板厚分布が瞬時に判断できる。

また、探傷の結果、一定値以上の腐食が発生している場
合はその箇所をマーキング装置４により自動的にマーキ
ングするので、後の補修も容易に行える。さらに、マー
カー４１に図示しないエアノズルを設ければ、探傷箇所
に水等が付いている場合容易に排除することができる。

なお、上記の実施例では、タンク底板の板厚分布を測定
する場合について説明したが、この台車装置１の車輪１
２はマグネットローラであるため、タンク側板をも走行
させることができ、したがって構造物の壁についての探
傷あるいは板厚計測にも利用することができるものであ
る。

［考案の効果］ 以上のように本考案によれば、石油タンク底板のように
うねりや凹凸のある被検査板であっても、タイヤ型超音
波センサをその支持フレームにより被検査板の表面に対
し常に垂直の状態で移動させることができるので、タイ
ヤ型超音波センサの倣い性が良く、また任意のピッチで
移動させることができるので、被検査板の板厚分布を自
動的に高速かつ高精度に測定することができる。また、
マーキング装置により腐食箇所の表示ができるので後の
補修も容易であるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面図、第２図は同平
面図、第３図は同側面図、第４図は台車駆動装置の一部
断面側面図、第５図は第４図の正面図、第６図はセンサ
移動装置の正面図、第７図は第６図の一部断面側面図、
第８図はマーキング装置の一部断面側面図、第９図は第
８図の平面図である。 １……台車装置、４……マーキング装置 ２……超音波センサ、１０……被検査板 ３……センサ移動装置、３６……シリンダ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 森本 匡 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)考案者 小松 義彦 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)考案者 中川 英之 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)考案者 福沢 小太郎 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−58505（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−137059（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−175563（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−24250（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭45−17025（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】台車装置と、該台車装置の移動方向と直角
   方向に移動する超音波センサのセンサ移動装置とを備え
   た超音波板厚測定装置において、 前記センサ移動装置にシリンダ装置を介して被検査板よ
   り離すことができるように支持され、かつ、被検査板に
   対し前後及び左右に揺動自在に取り付けられた支持フレ
   ームと、 前記支持フレームにバネにより被検査板に垂直に押し付
   けるように取り付けられたタイヤ型の超音波センサと、 前記センサ移動装置に取り付けられ、腐食箇所を表示す
   るマーキング装置とを備えたことを特徴とする超音波板
   厚測定装置。