JPH07104229B2 - 表面試料採取装置及び方法 - Google Patents

表面試料採取装置及び方法

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JPH07104229B2
JPH07104229B2 JP63502493A JP50249388A JPH07104229B2 JP H07104229 B2 JPH07104229 B2 JP H07104229B2 JP 63502493 A JP63502493 A JP 63502493A JP 50249388 A JP50249388 A JP 50249388A JP H07104229 B2 JPH07104229 B2 JP H07104229B2
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blade
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cutting
cutter
shell
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マーカルディ，デービット・ダブリュー
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フェイリュアー・アナライシス・アソシエーツ・インコーポレーテッド
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は材料の分析を行うための試料を採取回収するた
めの装置に関する。特に本発明は、例えば発電「パワ
ー」プラントにおけるパイプの内部の表面の状態やその
下層の材料の分析を行うために表面材料の一部分を切取
って回収するための装置に関する。
ある程度苛酷な環境の中に置かれている材料はひんぱん
に試験又は検査を行う必要がある。試験すべき材料の特
性を正確に、そして定量分析的に測定するためには、そ
の材料から試料を採取しなければならない。更に、詳細
な金属試験をするためには実験室での分析を行うための
試料が求められる。遠隔個所での材料組織を試験しなけ
ればならない場合も多い。例えば、パイプ又はコンジッ
トの材料の機械的特性をその使用寿命に亘って変化させ
る温度や圧力で物質を輸送するパイプ等の内部の場合で
ある。又その他の、応力、熱、放射線、化学薬品にさら
される環境条件に置かれた装置の場合も、そこから試料
を採取して試験を行い、そのような環境条件による損傷
効果を調べなければならない。
苛酷な環境に置かれたり、機械的及び熱的応力を受けた
場合、多くの情況において、又多くの型式の装置につい
て重大な問題が生じる。特に長期間使用されて古くなっ
たパワープラントでは厳しい問題が生じる。蒸気から動
力を発生するタービンは熱的、機械的、及び腐食による
応力を受ける。こうした応力はタービンの一部又は全部
の破損の原因となる。タービンの諸要素を作っている材
料の状態に係るデータが得られないような場合、その本
当の状態を知らないままにタービンを作動し続けるかど
うかについて不確実な判断を下さなければならない。こ
の場合、タービンの破損の危険が充分にあるのに放って
おくか、あるいは又タービンの使用寿命が充分残ってい
るのに尚早に交換するという、いずれかの不都合なジレ
ンマが生じる。知られないままに危険になっているター
ビンを作動し続けた場合、いうまでもなく、決定的な破
壊を招く。こうして材料の状態に不明である場合は、人
身事故の危険性と、１個の要素の破損でタービン全体を
交換する不経済性とが併存する。
上述の理由によって、少なくても、長期間に亘って応力
を受けるタービンその他の機械構造物の材料成分の状態
を検査するための装置が強く要望されるのである。そう
して、それら機械とその材料の残余使用寿命を予測でき
るようにすることが必要である。しかしながら本発明以
前には、長期間応力を受ける材料の現在の状態を、試験
される機構の材料成分を破壊もしくは著しく変形するこ
となしに、あるいは又検査される機構を完全に分解する
ことなしに正確に測定することは不可能であることが多
かった。例えば従来の試料採取方法では、試料採取中に
つけられる損傷を補修するのに大きいコストと時間が掛
かる。
従来技術において、前出問題点を解決するものとして様
々な分析用試料採取方法が開発されている。しかしその
いずれも、構造への影響を最少にして遠隔個所から試料
採取を完全に行うことには成功していない。例えば１つ
の方法では、試験すべき材料のピースの表面に２つの切
込みを入れてＶ形溝を付ける。材料の主要部分から三角
形断面の材料を切取るための材料の全長に亘って切込み
が入れられる。これら切込みが材料全長になされない
と、三角形試料を切出すためには両端に更に２つの切込
みを入れなければならず、あるいは又２つの切込みを多
少カップ形をした研削ホイールで入れることによって典
型的に「ボート形試料」と称される形状の試料を作らな
けれぱならない。これらの方法では下層材料までに及ぶ
大型の試料が切取られ、いずれも鋭い穴が残り、後で補
修が必要である。こうした下層材料の補修は多くの場合
時間と経費が掛かり、そして一般的に構造を脆弱にす
る。更に、上記のような作業を遠隔操作で行うことは実
際的には困難である。
要素に損傷を殆んど又は全く与えないで材料の情報を得
るその他の従来技術として、「転写法」と称されるもの
がある。この方法では、一般的に材料表面に機械的研摩
と化学的エッチングを施した後でコーティングを着ける
ことにより材料表面が転写される。コーティングは液体
の形で着けられ、硬化され、それから剥がされる。これ
によってコーティングの下の材料表面の状態の鏡像が採
られる。この方法は材料の表面の検査しか行えず、それ
より下層の材料を分析することはできない。又遠隔個所
で実施することはできない。パワープラントやそのター
ビンの諸要素の状態を査定しようとする場合、下層材料
の実際の物理的試料が得られないことは、いうまでもな
く大きな欠点になる。
既に触れたように、当該機構を部分的又は完全に解体す
ることによって下層材料組織の分析を行うことができ
る。この場合通常の方法によって機構の材料の試験又は
試料採取を行い、それから摩滅又は損傷部分を取替え、
そして再組立てが行われよう。機械が複雑なものであれ
ば、そのような分解と再組立てには長時間の稼動停止が
必要になり、又莫大な時間とコストが費やされることに
なる。
以上のことから、当該技術において少なくても前記問題
を解決する試料採取装置の強い要望があることは明らか
である。
発明の要約 本発明は、諸要素の独特な組合せによって、当該技術者
に自明な上記要望及びその他の要望に応えようとするも
のである。
そこで本発明の１つの目的は、材料の表面や表面下の特
徴の分析を行うための試料を採取する機構を提供するこ
と、そして試料採取された材料の物理的諸パラメーター
を測定することである。
本発明の他の目的は、材料の下層組織の破壊を最少限に
して試料の剥離回収を行える装置を提供することであ
る。
本発明の更に他の目的は、固体材料部品の表面から試料
を切取る装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、固体材料部品から試料を切取
り、その試料をそのまま回収できる装置を提供すること
である。
本発明の更に他の目的は、試料の原表面又は試料内のベ
ース材料を破断することなく固体材料部品から試料を切
除できる装置を提供することである。
上記の目的及びその他の目的は、基材及び表面の試料を
採取するための装置において、ブレードの中心と全体的
に同心の回転軸心を有する全体的に半球形のブレードを
含む、該基材から試料を切出すためのカッタ装置、該ブ
レードと結合され該カッタを該軸心周りで回転させるた
めの第１駆動装置、該ブレードと結合され該カッタ装置
を枢動させることにより該ブレードが円弧行路に従って
該基材から試料を切出せるようにさせる第２駆動装置、
及び該基材から切出された該試料を回収するための装置
を備える試料採取装置で構成される本発明によって達せ
られる。
本発明は試料を採取される構造物の破損を最少限のもの
にする。材料の試料を切除された個所には小さな半球形
の凹部が残るだけである。本発明のカッタは１回のパス
だけで材料からの試料の切出しを行う。この単一パスの
切削は一方向から行われ、平滑で連続的であり、従って
鋭いエッジを残すことはない。
本発明の教示する所によれば、採取された試料の周囲へ
の応力集中を小さくするためには、鋭いエッジ又は不連
続部が作られないようにしなければならない。下層材料
に形成される凹部は球面形で浅いものであり、従って可
及的に小さい歪みプロフィールをもったものになる。
本発明の好適な実施例において、試料採取される構造物
とキャリヤとの相対位置を調節することによって切削の
深さが制御できる。従って非常に正確な試料が採取で
き、その試料表面をそのままの状態に保って分析に回わ
すことができる。そのような実施例におけるブレード
は、最少限の研削量で、その半球形ブレードの通過する
切口を薄いものにするような設計になっている。
本発明の他の実施例の半球形カッタは、ブレードの通る
切口の厚さを最少にする半球形切削ラインを作るような
形状にすることのできる機械切削型、放電加工型、又は
その他の型式のカッタにすることができる。
本発明における単一パスの切削の更に他の利点は、機構
内の異なる平面の接合個所の近くでも試料を採取できる
ことである。そのようにコーナーの近くでも切削を行え
る理由は、駆動装置と支持装置の全てがカッタの一方の
側に備えられるため、その一方の側からカッタをコーナ
ーの深部まで挿入できることによる。これは、２つの方
向から切込みを入れなければならない既述の方法ではで
きないことである。
次に添付図面の実施例と関連して本発明の既述を続け
る。
図面の簡単な説明 第１図は本発明の好適な実施例の側面図、 第２図は本発明の好適な実施例の頂面図、 第３図は本発明の好適な実施例の半球形ブレードの断面
側面図、 第４図は本発明の半球形切削ブレードの好適な実施例の
斜視図、 第５図は回転−線状運動変換組立体の組立て図、 第６図は本発明の好適な実施例の後端面図、 第７図は本発明の好適な実施例の前端面図、 第８図は第１図と第２図の８−８線における断面図、 第９図は第１図と第２図の９−９線における断面図、 第10図は第１図と第２図の10−10線における断面図、 第11図は第１図と第２図の11−11線における断面図、 第12図は第１図と第２図の12−12線における断面図、 第13A図−第13E図は本発明によって表面から試料を採取
している状態を示す概要図、 第14図は切削ヘッドのカッタ中心線における水平断面図
である。
好適な実施例の詳細な説明 第１図と第２図は本発明の実施例を示す。この実施例で
は、車輪付きキャリジを用いて切削ブレード及びこれに
付属の駆動機構を所要の試料採取個所へと搬送する。図
示のようにキャリジの前端部の方に半球形カッタ25が備
えられる。キャリジの他端部は後端バルクヘッド22で画
定され、そこにブラケット67が取付けられて位置決めハ
ンドル98を結合する。このハンドルによってキャリジは
車輪35と36で動かされ所要個所に位置決めされる。キャ
リジの前端部はばね付き前スキッド75（第11図により完
全に示される）によって支持される。このスキッドはば
ね78に押されてカッタ25より突出することによって、キ
ャリジが所定位置に固定されていないときブレード48が
表面に接触しないようにする。前スキッド75は、バック
プレート79に取付けられたばね保持器77によって突出し
過ぎないようにされる。
後端バルクヘッド22は、第６図に示されるように、孔6
5′（第８図により明瞭に示される）にねじ込まれるボ
ルト65によってステッパモータハウジング87に取付けら
れる。後端バルクヘッド22は又電気コネクタ60を取付け
られ、このコネクタは、ステッパモータ24と駆動モータ
26の制御信号を送るコネクタが接続される。バルクヘッ
ド22は更に冷却及び真空ライン63と64のための開口を有
する。それらラインはキャリジの長手方向に延在して冷
却剤をカッタ25と試料採取個所へ送り、そして使われた
冷却剤をその個所から排出する。第２図及び第８図−第
12図に見られるように、冷却剤アクセス路63と64はキャ
リジの全長に延在する。
ステッパモータハウジンク87は第10図に示される２つの
駆動モータハウジング部材70と71にボルト留めされる。
即ち、それら駆動モータハウジング半部70と71のねじ孔
20′にねじ込まれるボルト20がステッパモータハウジン
グ87を固定する。第８図に更に示されるように、ステッ
パモータ24は歯車83を備え、そして駆動ねじ支持ベアリ
ングハウジング23が駆動ねじ歯車82を備える。ステッパ
ベルト81が歯車82と83を連結する。駆動ねじ32が歯車82
に直接結合される。歯車83はステッパモータ24の制御さ
れた作動によって制御されたステップで回転駆動され
る。従って駆動ねじ32は、ステッパモータ24の制御され
た作動によって正確な回転量で間欠的に駆動される。
駆動ねじ32の回転はカッタ25を枢動させて、試料採取さ
れる表面に対する切込みと離脱を行わせる。駆動ねじ32
は歯車82から駆動部材50の中へ延びる。第５図は駆動部
材50において駆動ねじ32の回転をプッシュロッド34の水
平運動に変換する機構を示す。その水平運動がカッタト
ラニオン86の腕31をピボットポイント33の個所で押した
り引いたりすることにより、カッタ25の傾斜を調節す
る。ピボットポイント33の垂直運動に適応できるようプ
ッシュロッド34は可撓性をもたせられる。自在継手27の
カッタ側にカッタ軸45が差込まれ止めねじ100で保持さ
れ（第14図）、そしてその自在継手カッタ側とトラニオ
ン86との間に設置されたリングベアリング99を介してト
ラニオン86はカッタ軸45に力を加える。トラニオン86の
力は従ってトラニオンベアリング105と106の軸心周りで
カッタ25を傾斜させる。その軸心は又自在継手27の作用
中心及びカッタ25の湾曲の中心を通るものである。
駆動ねじ32（第１図に示される）のねじ端部は駆動部材
50の一方の端部のねじ孔97にねじ込まれる。駆動ねじ32
が回わされると駆動部材50は駆動ねじ32の長手方向軸心
に沿って線状に動く。第10図に示されるように、ブロッ
ク51と駆動モータハウジング部材70との間に形成される
スロット、及びブロック52と駆動モータハウジング部材
71との間に形成されるスロットの中にウイング58と59が
係合することによって駆動部材50は回転しないようにさ
れる。こうして回転は阻止されながら駆動部材50のウイ
ング58と59はそれらスロットに沿って滑動して駆動部材
50の線状運動を行わせる。
端キャップ96にプッシュロッド34が通され、このロッド
の端部にプランジャ95が螺着固定される、それからプラ
ンジャ95は偏倚ばね94′に抗して駆動部材50の中空部分
の中へ差込まれる。そして端キャップ96が駆動部材50の
開口端部に固定される。このような構成はブロック50か
らプッシュロッド34への力の伝達に緩衝性をもたせ、ス
テッパモータ24で駆動されるブロック50の間欠的な動き
にも拘らずカッタ25の送りを滑らかなものにする。ばね
94によってプランジャ95はブロック50内で多少の相対運
動ができる。この緩衝性は又カッタ25を枢動させる力が
大きくなり過ぎないようにする。ブロック51と52はボル
ト72によって止められる。
第９図に示されるように、ばねプレート85に取付けた車
軸に車輪35と36が装架される。プレート85は車輪の反対
側の端部がステッパモータハウジング87に取付けられ、
従って車輪35と36が取付けられている側の端部は上下に
自由に動くことができる。ばね部材85は、車輪35と36が
通常キャリジの外周より延出するように下方向へ延び、
従ってキャリジが乗る表面に接触するように偏倚されて
いる。
第11図は駆動モータ26を装架するバルクヘッド55を示
す。この駆動モータ装架バルクヘッド55は細長いスロッ
トを有し、これにプッシュロッド34が貫通して延びる。
プッシュロッド34は第12図に示されるようにピボット33
の所で腕31に結合される。第12図には又、ナット76によ
って軸45に取付けられているカッタ25が示されている。
カッタ25は自在継手27によって駆動モータ軸30に連結さ
れ、従ってカッタは自由に枢動できる。カッタ支持部材
68と69がモータ装架バルクヘッド55に第12図に見えるボ
ルト29によって止められる。これらボルトは第11図の孔
29′に通され、そしてモータ装架バルクヘッド55のねじ
孔に螺着される。同様に、ねじ孔74′に係合するボルト
74によって前端バルクヘッド21がブレード支持部材68と
69に固定される。
第14図はトラニオンベアリング105と106がトラニオン支
持部材56と57内に装架されている所を示す。部材56と57
はキャップねじ101、102、103、104によってカッタ支持
部材68と69に取付けられる。
キャリジを試料採取装置に錠止めするための空気シリン
ダ94と圧力フート92が第９図に示される。空気供給ライ
ン61と戻りライン62の適当な制御によって空気シリンダ
94が作動されて圧力フート92を延出させ、80で指示する
ようなチューブの内表面に係合させる。圧力フート92は
駆動軸32を通すためのスロットを備えている。
キャリジ全体が最初に、ロッド98によってキャリジを矢
印Ａ（第１図、第２図、第13A図）の方向に押したり引
いたりすることでチューブの所要個所に位置決めされ
る。キャリジは車輪35と36で転動し、前スキッド75で摺
動する。このスキッドはカッタ25がパイプ80の内表面に
接触するのを阻止する。キャリジが所要個所に位置決め
されると、空気シリンダ94の作動で圧力フート92が延ば
され、そしてパイプ80の内部上面に対し押付けられる。
圧力フート92が更に押されると、前スキッド75と車輪3
5、36がそれぞれのばね押し機構に抗して引込められ
る。そこでキャリジ全体が、支持パッド28、84がパイプ
80の内部下面に接するまで表面88に接近する。パッド2
8、84は機構の位置決めが行われる前に、キャリジがパ
ッドを押すまで下げられたとき採取される試料の厚さに
見合う距離だけ表面88から離れるように調節される。
キャリジが圧力フート92の力により支持パッド28、84上
に堅く支えられて所定位置に錠止されたら、第13A図−
第13D図に示される切削プロセスが開始される。
矢印Ａ（第13A図）はカッタ25が水平方向に位置決めさ
れることを示す。上記所定位置の錠止が行われる前にカ
ッタ25は矢印Ｂの方向で第13B図のように引込められ
る。次いでカッタ25を担持するキャリジ全体が前記把持
機構により支持パッド28、84に抗して矢印Ｃの方向に押
される。こうして全体的な組立体の位置決めと把持がな
された後、カッタ25はその引込め位置から矢印Ｂと反対
の方向に回わされる。これは第13C図に示され、即ち部
分的な切削が行われた状態である。これに続いて第13D
図において最終的な切削が行われて採取分析される試料
が切取られる。これが済むと、既述のようにステッパモ
ータ24の作動により駆動ねじ32が回わされてプッシュロ
ッド34を押し、これにより腕31を介してトラニオン86が
傾けられる。切削が完了すると、駆動モータ26の作動停
止によりカッタ25の回転が止められる。切取られた試料
110を保持するためカッタ25は全延出位置（第13D図）に
いる。試料の材料によっては、トラニオン86の下側に備
えた磁石107で第13E図の110′で示すように試料をつか
まえておくようにできる。空気シリンダ94の作動停止に
よってパッド28,84への圧力が無くされる。そこでキャ
リジは矢印Ｄ（第13E図）の方向へ持上げられ、再び車
輪35と36及び前スライド部材75の上に乗る。この状態で
カッタ25は全延出位置（第13E図）にあってチューブ80
の内表面から離れ、そこでキャリジは矢印Ｅの方向に引
戻すことができる。試料110はカッタ25のボウルの中に
支持されて回収される（第13E図）。
引出された試料110はその表面88′を分析できる。又試
料110からは、原表面88に最小限の破壊のデインプル109
を残すだけで、材料の表面と材質の特性の分析又は試験
が可能である。
ブレード25は（第13B図に示されるように）、ブレード
の回転軸心が好適には水平より上方へ約30度から32度に
ななるような角度αだけ引込めることができる。同様
に、第13D図と第13E図に示されるように、ブレード25は
好適に、試料110の切離しを完全に行うよう水平より下
方へ角度λだけ動けるように構成される。λは約30度か
ら32度とされる。
カッタ25の特に好適な実施例が第３図と第４図に示され
る。このカッタは半球形であり、そしてカッタ軸45と係
合する中心ねじ孔を備える。カッタ軸45は、自在継手27
内の止めねじ100が係合するノッチ付き端部46を有す
る。カッタは厚い体部分47と薄い湾曲したブレード部分
48とを備え、これら両部分が組合わさって全体的にボウ
ル状の構造体を形成する。ブレードに切削力を与える研
削グリットの薄いコーティングがブレード周縁の外側先
端で、42のように外面に、43のように内面に、及び先行
エッジ49に着けられる。ブレードの非切削部分のクリア
ランスを備えるため、及び試料又は基材の表面の過剰な
擦過傷を少なくするため、切削用グリットはブレード48
の全長には着けられない。ブレード48と体部47とが交差
する最内部のコーナーにも切削グリットの細いリング44
が着けられる。このグリットリング44の設けられる理由
は、必要な場合、大きい試料の第１縁部を摩滅すること
により、より深い試料を採取するときに最初の試料の縁
部がカッタ25の体部47に対して詰まらないようにするた
めである。
カッタ25は正確に半球形である必要はなく、半球より大
きい又は小さい形状にすることができる。より深く、よ
り大きい試料が必要な場合カッタは半球より大きい形状
にすることができる。又より浅く、より小さい試料が必
要な場合カッタは半球より小さい形状にすることができ
よう。
本発明の１つの大きな利点は分析のために採取される試
料の品質にある。第13C図−第13E図で分かるように、採
取回収された試料110の表面88′は元の上表面が乱され
ずにそのまま保存されているので正確な分析を行える。
本発明の別の利点は、試料を切取った後の残留基材の品
質である。試料110を切取られた基材の表面には比較的
小さい、きれいな仕上げ面をもったディンプル109が残
されるだけで、基材の組織の破壊は小さく、脆弱化も少
ない。カッタ25のブレード部分48を薄くすることにより
その切口が最小限にされていることも材料80の破壊を少
なくしている。カッタ25が半球形状にされているため、
ブレード部分48は高い剛性を保ちながら非常に薄くでき
るのである。多くの実施例において、両側に厚さ約0.00
5″のグリットの薄い層を備えた厚さ0.010″のブレード
でもって、鋼材の正確な試料採取を行うに要する構造的
剛性を保持しながら、その切口を0.020″から0.025″と
いった薄いものにすることができる。
以上の記述から、当該技術者には更に他の多くの特徴、
変化形、及び改良が想起されよう。それらの変化形は全
て本発明に含まれるものであり、そこで本発明は請求の
範囲によってのみ定義されるものである。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基材の表層部及び下層部の状態を分析する
    ために、その一部を採取する表面試料採取装置であっ
    て、 概ね半球状のブレードを備え、該ブレードの中心と概ね
    同心位置に回転軸がある、基材から試料を切り出すカッ
    タ手段と、 前記ブレードに結合して前記カッタ手段を前記回転軸を
    中心として回転させる第１駆動手段と、 前記ブレードに結合して前記カッタ手段を前記回転軸を
    通過し且つ交差する軸を中心として関節運動させて、前
    記ブレードが一本の円弧状曲線に沿って回動しながら一
    度に切り込みで前記基材から試料を切り出すことができ
    るようにした第２駆動手段と、 前記基材から切り出された前記試料を回収する手段と、
    を備えることを特徴とする表面試料採取装置。
  2. 【請求項２】前記半球状のブレードは薄肉且つ略々中空
    のシェルであり、そのエッジが円形で露出している請求
    項１に記載の表面試料採取装置。
  3. 【請求項３】前記円形のエッジに第１切削用グリットが
    リング状に設けられ、該第１切削用グリッドは前記エッ
    ジに直ぐ隣接する前記シェルの外面側へ延在する請求項
    ２に記載の表面試料採取装置。
  4. 【請求項４】前記円形のエッジに隣接する前記シェルの
    内面側に第２切削用グリットがリング状に設けられた請
    求項２又は３に記載の表面試料採取装置。
  5. 【請求項５】前記円形のエッジから一定の距離離れた前
    記シェルの内面に第３切削用グリットがリング状に設け
    られ、該第３切削用グリットは該シェルから内側に延在
    する請求項２又は３に記載の表面試料採取装置。
  6. 【請求項６】前記第３切削用グリットは、前記円形のエ
    ッジから十分な距離離れた箇所で前記試料の一部を取り
    除き、もって、前記カッタ手段が前記基材の内部に深く
    食い込むことができるようにした請求項５に記載の表面
    試料採取装置。
  7. 【請求項７】基材の表層部及び下層部の状態を分析する
    ために、その一部を採取する表面試料採取方法であっ
    て、 概ね半球状のブレードを用意する段階と、 前記試料を採取する基材の表面近傍に前記ブレードを位
    置決めする段階と、 前記ブレードを概ね中心軸を中心として回転させる段階
    と、 前記ブレードを移動させて前記表面の第１部分に係合さ
    せる段階と、 前記ブレードが前記表面の第２部分から現れるまで前記
    ブレードを前記中心軸を通過し且つ交差する軸を中心と
    して関節運動させ、もって、前記ブレードを一本の円弧
    状曲線に沿って移動させて一度の切り込みで前記基材か
    ら前記試料を切り取る段階と、 前記試料を前記ブレードの内部に保持する段階と、 前記試料を回収する段階と、から成ることを特徴とする
    方法。
  8. 【請求項８】前記ブレードは薄肉且つ略々中空のシェル
    であり、そのエッジが円形で露出している請求項７に記
    載の表面試料採取方法。
  9. 【請求項９】前記半球状のブレードは、前記円形のエッ
    ジにリング状に設けられた第１切削用グリットを有して
    成り、該第１切削用グリットは前記エッジに直ぐ隣接す
    る前記シェルの外面側へ延在する請求項７に記載の表面
    試料採取方法。
  10. 【請求項１０】前記半球状のブレードは、前記円形のエ
    ッジに隣接する前記シェルの内面側にリング状に設けら
    れた第２切削用グリットを有する請求項７又は８に記載
    の表面試料採取方法。
  11. 【請求項１１】前記半球状のブレードは、前記円形のエ
    ッジから一定の距離離れた前記シェルの内面にリング状
    に設けられた第３切削用グリットを有して成り、該第３
    切削用グリットは、該シェルから内側に延在する請求項
    ７又は８に記載の表面試料採取方法。
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ZA (1) ZA881255B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014512018A (ja) * 2011-04-19 2014-05-19 シーメンス エナジー インコーポレイテッド 表面サンプル収集具

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5408883A (en) * 1992-06-09 1995-04-25 Westinghouse Electric Corporation Remotely operated diagnostic tube sampling device and method of sampling
US5569393A (en) * 1994-07-08 1996-10-29 Reinhart & Associates, Inc. Method and apparatus for sample and defect removal from a bore
US5675096A (en) * 1994-12-14 1997-10-07 Westinghouse Electric Corporation Apparatus and method for removing a wall portion from a wall of a tubular member
GB2307432B (en) * 1995-11-21 1999-05-26 Rolls Royce & Ass A sample removing tool
FR2756631B1 (fr) * 1996-12-04 1999-02-12 Framatome Sa Procede et dispositif de prelevement d'un echantillon dans une paroi metallique et utilisation
AUPP464398A0 (en) * 1998-07-14 1998-08-06 Queensland University Of Technology Live line sampling tool
DE19945558A1 (de) * 1999-09-23 2001-03-29 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Ermitteln oder Überprüfen von Materialkenndaten eines Bauteils
JP3371254B2 (ja) * 2000-02-10 2003-01-27 志賀産業株式会社 路面用カッター
AU2001290596A1 (en) * 2000-08-31 2002-03-13 Alpha Technologies, U.S.L.P. Apparatus and method for extracting a sample from a strip of material
KR100380985B1 (ko) * 2000-08-31 2003-05-01 박종현 고온고압 염색기의 피염물 시료 절취장치
US6578439B2 (en) * 2001-07-17 2003-06-17 Dave W. Knothe Sheet vinyl flooring sampling method
ITMI20022252A1 (it) * 2002-10-24 2004-04-25 Cesi Ct Elettrotecnicosperimentale Italiano G Apparato per il prelievo di campioni di materiale conduttore.
JP5107306B2 (ja) * 2009-06-10 2012-12-26 三菱重工業株式会社 遠心回転機のインペラの製造方法及び遠心回転機のインペラ
DE102010039413B4 (de) * 2010-08-17 2012-03-29 Areva Np Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme einer Probe aus einem Dampferzeuger
CN105675334B (zh) * 2016-03-01 2018-08-03 天津大学 便携式微创取样机及其应用
DE102018204402A1 (de) * 2018-03-22 2019-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme einer Probe sowie Verwendung einer solchen Vorrichtung
CN110967213B (zh) * 2018-09-29 2022-04-05 天津大学 一种基于小冲孔蠕变技术的服役部件剩余寿命预测方法
US11573156B2 (en) * 2019-01-15 2023-02-07 Westinghouse Electric Company Llc Minimally invasive microsampler for intact removal of surface deposits and substrates
JP7360692B2 (ja) * 2019-09-19 2023-10-13 株式会社石井鐵工所 金属試料採取装置とその使用方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3159952A (en) * 1960-02-26 1964-12-08 Morton S Lipkins Spherical cutting apparatus
US4304139A (en) * 1980-05-27 1981-12-08 Johnson Gordon V Continuous surface soil sampler

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US122514A (en) * 1872-01-09 Improvement in rock-drills
US2019072A (en) * 1934-01-19 1935-10-29 Clemens Emanuel Machine for making buttons and like articles
US2378870A (en) * 1943-06-12 1945-06-19 Oscar F Soetbeer Internal surface projector
US3108918A (en) * 1944-01-12 1963-10-29 Harold J Plumley Trepanning of cased explosives by etching
US2600254A (en) * 1947-03-20 1952-06-10 Lysobey John Wall treatment of tubing
US2743092A (en) * 1951-10-25 1956-04-24 Funk Harry Calvin Apparatus for the continuous underground mining of coal
US2826077A (en) * 1953-05-27 1958-03-11 Nat Aluminate Corp Sampling apparatus
US2739368A (en) * 1953-11-25 1956-03-27 Centriline Corp Apparatus for cleaning pipe interiors
US2942092A (en) * 1959-02-27 1960-06-21 Fred W Cammann Internal tube cutter
GB914231A (en) * 1959-11-11 1962-12-28 Atomic Energy Authority Uk Improvements in or relating to sampling apparatus for obtaining graphite specimens from nuclear reactors
US3094016A (en) * 1959-11-20 1963-06-18 Kleine Werner Kurt Max Trepanning and boring head
US3109232A (en) * 1960-09-20 1963-11-05 Brush Beryllium Co Method for trepanning tapered metal shapes
GB983249A (en) * 1960-09-20 1965-02-17 Brush Beryllium Co Method and apparatus for trepanning tapered metal shapes
US3086410A (en) * 1961-01-23 1963-04-23 Zimmermann Lukas Trepanning tool
US3186261A (en) * 1962-07-23 1965-06-01 James E Howard Trepanning drill machine for industrial use
US3330754A (en) * 1963-01-07 1967-07-11 Ex Cell O Corp Electrochemical trepanning apparatus
US3199379A (en) * 1963-02-15 1965-08-10 Madison Ind Inc Method of manufacturing trepanning head
US3223088A (en) * 1963-04-08 1965-12-14 S B Power Surgical Tools Compa Bone cutting apparatus
US3216153A (en) * 1963-07-08 1965-11-09 Diagrit Electrometallics Ltd Trepanning tool
US3227013A (en) * 1963-10-24 1966-01-04 Zimmermann Lukas Trepanning tools
GB1104798A (en) * 1963-11-22 1968-02-28 English Electric Co Ltd Trepanning tools
US3196722A (en) * 1964-02-21 1965-07-27 Corning Glass Works Pipe cutter
US3374586A (en) * 1965-05-03 1968-03-26 Textron Inc Lens-grinding wheel
US3244035A (en) * 1965-09-21 1966-04-05 Ex Cell O Corp Trepanning drill tool
US3365988A (en) * 1965-11-12 1968-01-30 Karlan Paul Adjustable cutter
US3383296A (en) * 1967-03-13 1968-05-14 Ex Cell O Corp Electrochemical trepanning process and apparatus to accomplish the same
US3340166A (en) * 1967-03-13 1967-09-05 Ex Cell O Corp Electrochemical trepanning process and apparatus to accomplish the same
CH492159A (de) * 1968-05-14 1970-06-15 Arx Paul Von Einrichtung zum Führen eines Seiles in einem Rohr
US3548687A (en) * 1968-05-17 1970-12-22 Madison Ind Inc Trepanning drill tool
US3610768A (en) * 1969-04-08 1971-10-05 Warner Swasey Co Trepanning tool
US3730634A (en) * 1970-01-08 1973-05-01 Gerber Garment Technology Inc Apparatus for cutting and drilling sheet material
US3663784A (en) * 1970-04-20 1972-05-16 Uniform Tubes Inc Non-trepanning non-rotary electrode for electro-erosion of metals
US3622734A (en) * 1970-04-20 1971-11-23 Uniform Tubes Inc Nontrepanning rotary electrode for electroerosion of metals
US3622735A (en) * 1970-07-15 1971-11-23 Uniform Tubes Inc Nontrepanning nonrotary electrode for electroerosion of metals
US3780435A (en) * 1971-12-28 1973-12-25 B Farha Cutting device
CA994647A (en) * 1972-09-22 1976-08-10 Ostbergs Fabriks Ab Tree-felling device
US3811352A (en) * 1973-04-26 1974-05-21 Fadden L Mc Muffler and muffler core puncher
US3908464A (en) * 1974-01-08 1975-09-30 Bethlehem Steel Corp Hot billet sampler
US3881396A (en) * 1974-03-01 1975-05-06 Grimsley Ernest E Portable boring bar
DE2416157C2 (de) * 1974-04-03 1982-08-12 Gebrüder Heller GmbH Werkzeugfabrik, 2807 Achim Bohrwerkzeug
US3909388A (en) * 1974-12-09 1975-09-30 Us Navy Self-controlled spring-actuated tool advance for electrochemical machining
US3942905A (en) * 1975-02-11 1976-03-09 Muskegon Tool Industries Trepanning and boring tool
US4129400A (en) * 1975-11-26 1978-12-12 Wozar Tiberius Trepanning tool
US4106561A (en) * 1977-05-12 1978-08-15 Jerome Robert J Well casing perforator
US4107972A (en) * 1977-11-07 1978-08-22 United States Steel Corporation Dies for forging and trepanning large diameter couplings and method of forging and trepanning couplings
US4299110A (en) * 1978-04-03 1981-11-10 United States Steel Corporation Method for forming a hole through a forged workpiece
US4231419A (en) * 1978-07-21 1980-11-04 Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Manipulator for inspection and possible repair of the tubes of heat exchangers, especially of steam generators for nuclear reactors
US4271733A (en) * 1978-09-08 1981-06-09 United Kingdom Atomic Energy Authority Rotary tools
US4220201A (en) * 1979-02-21 1980-09-02 Service Equipment Design Co., Inc. Casing perforator
US4391118A (en) * 1979-06-04 1983-07-05 United States Steel Corporation Mechanism for forming a hole through a forged workpiece
US4294011A (en) * 1979-06-18 1981-10-13 T/Drill, Inc. Tube cutter
US4253497A (en) * 1979-08-14 1981-03-03 Martin Luther W Live gas main insertion tools
US4252152A (en) * 1979-08-14 1981-02-24 Martin Luther W Motorized crawler for gas main
US4352610A (en) * 1980-07-07 1982-10-05 The Boeing Company Method and tool for generating holes in composite materials
EP0063919A1 (en) * 1981-04-23 1982-11-03 John Kennedy (Civil Engineering) Limited Improvements in or relating to pipework
US4372174A (en) * 1981-05-04 1983-02-08 Petro-Canada Exploration Inc. Method and apparatus for sampling a core of tar sand
JPS58181507A (ja) * 1982-04-15 1983-10-24 Toshiba Corp 穴あけ工具
US4507030A (en) * 1982-07-26 1985-03-26 Bourn & Koch Machine Tool Company Cam operated machining unit
US4461947A (en) * 1982-08-24 1984-07-24 Allied Corporation Rotating laser beam with coincident gas jet
US4500234A (en) * 1982-11-12 1985-02-19 Waukesha Cutting Tools, Inc. Trepanning tool
US4521264A (en) * 1982-12-20 1985-06-04 Osgood Industries, Inc. Method and apparatus for internally cutting a tube of material
DE3411077A1 (de) * 1984-03-26 1985-09-26 Blohm + Voss Ag, 2000 Hamburg Verfahren und vorrichtung zum pruefen von bandproben von bunden bzw. coils
US4602897A (en) * 1984-04-25 1986-07-29 Iscar Metals, Inc. Cutting insert and grooving cutter
US4598597A (en) * 1985-03-04 1986-07-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Hazardous material sampling device
US4625707A (en) * 1985-10-23 1986-12-02 Westinghouse Electric Corp. Core drill apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3159952A (en) * 1960-02-26 1964-12-08 Morton S Lipkins Spherical cutting apparatus
US4304139A (en) * 1980-05-27 1981-12-08 Johnson Gordon V Continuous surface soil sampler

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014512018A (ja) * 2011-04-19 2014-05-19 シーメンス エナジー インコーポレイテッド 表面サンプル収集具
US9017147B2 (en) 2011-04-19 2015-04-28 Siemens Energy, Inc. Surface sample collection tool

Also Published As

Publication number Publication date
EP0303678A4 (en) 1990-05-14
EP0303678B1 (en) 1995-05-10
KR890700817A (ko) 1989-04-27
NO884662L (no) 1988-10-20
AU609114B2 (en) 1991-04-26
IL85520A0 (en) 1988-08-31
FI884839A (fi) 1988-10-20
JPH01503171A (ja) 1989-10-26
ATE122460T1 (de) 1995-05-15
ZA881255B (en) 1988-09-02
DK581288A (da) 1988-10-19
EP0303678A1 (en) 1989-02-22
IL85520A (en) 1991-11-21
AU1423288A (en) 1988-09-26
BR8805637A (pt) 1989-10-17
NO884662D0 (no) 1988-10-20
CA1322871C (en) 1993-10-12
US4845896A (en) 1989-07-11
DK581288D0 (da) 1988-10-19
FI884839A0 (fi) 1988-10-20
KR970003273B1 (ko) 1997-03-17
WO1988006722A1 (en) 1988-09-07
DE3853750D1 (de) 1995-06-14

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