JPS5837000Y2 - 回転型超音波探触子装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は管、丸棒等の円筒状被検材の外周から回転型超
音波探触子を回転させながら超音波探傷する場合に接触
媒質としての流液柱の保持と探触子面の清浄の保持並び
に流液供給量の節約を目的とした回転型超音波探触子装
置の液体供給装置に関する。

管、丸棒のような円筒表面を持つ長尺の製品の超音波探
傷を行うために探触子を被検材外周に沿って高速回転さ
せながら被検材を軸方向に直進させ、被検材外周にヘリ
カル状の探触子走査を行なわせ全面、全長を探傷するい
わゆる探触子回転型超音波探傷装置が多用されている。

この形式の超音波探傷装置は多チャンネルの探触子を装
着した回転探触子ホルダを高速で回転させるため、探傷
速度が早く極めて高能率で検査できることから鋼管製造
工場、鋼棒製造工場などで重要な非破壊検査機器として
用いられているが、能率向上のため近時ますます高速回
転化の趨勢にある。

然るに高速回転化すると遠心力の影響が顕著となり、従
来の装置のように接触媒質である流液を遠心力に逆って
探触子側から桧材側に流すと、被検材外径部と探触子ホ
ルダ内径部とのすきまから漏洩する消耗量が増加したり
供液量が減少したりすると音響結合層である流液柱の形
成が不十分となる。

また被検材の表面より剥離するスケールなどのごみが遠
心力により流体柱をさかのぼって探触子表面に付着して
探傷感度を著しく阻害する。

本考案は上記の従来公知の回転型超音波探触子装置の欠
点を除くため、流液柱の流れ方向を被検材側から探触子
側へ流し音響結合層の保持を確実ならしむると共に、探
触子表面付近より外部へ通じる逃し孔を設けてごみのた
いせきを除去し、かつ液体供給口が開口する探触子ホル
ダ内径と被検材外径との間に形成される薄肉円管状液柱
より音響結合層である流液柱に必要量の液体を供給する
ため、探触子ホルダ内径部の両端に被検材外径との間に
それぞれシールを設は流液量の節約と所要圧力の保持を
計ったことを特徴とする回転型超音波探触子装置を提供
することを目的とするものである。

以下図面について説明すると、第１図は従来の回転型超
音波探触子装置の説明図である。

回転型探触子ホルダ１の中心孔１ａに開口し、かつ該孔
に軸直角に設けられた複数個（１個以上）のノズル２．
２′の外端に探触子３，３′が取付く。

一方中心孔１ａの中をこれと同心に被検材４が外部の機
構により軸方向矢印のように移動する。

またノズル２，２′には流液供給路５，５′が開口し、
その上流には流液分配環６、流液供給栓ロアがある。

なお該流液供給栓ロアは固定箱体１０に取付けられた支
持環１１゜回転止めピン１２およびばね１３により軸方
向に摺動自在に支持され、かつ回転型探触子ホルダ１の
方向に押付けられている流液供給体８に設けられている
。

また回転型探触子ホルダ１は固定箱体１０に対して軸受
１４により回転自在に支持され、かつ電線で探触子３，
３′・・・・・・と接触しているスリップリングが取付
けられた回転駆動体９に固定され回転を共にする。

なお回転駆動体９はベルトなど通常の駆動方式により回
転される。

次にその作動について説明する。

接触媒質である液体は流液供給栓ロアから供給され、流
液分配環６、流液供給路５，５′を経由してノズル２，
２′に入り探触子３，３′および被検材４との間に流液
柱を形成し音響結合層となり、さらに中心孔１ａと被検
材４との間のすきまを通り固定箱体１０内に放出される
。

また被検材４は中心孔１ａ内を同心で矢印の方向に移動
するから高速で回転する探触子３．３′から発せられる
超音波により被検材４には探触子の数のヘリカル状の連
続的な走査線を形成する。

然るにこの従来の装置では流液の方向が半径の大きな探
触子側から半径の小さな被検材側に流れるので、流体は
遠心力に逆って流れるため、被検材４の曲りや偏心のた
め、中心孔１ａに接触したり或いは流液中のごみが当る
などして中心孔１ａが摩耗して流液の漏洩量が多くなっ
たり、何らかの原因で供給量が減少するとノズル２，２
′内に完全な流液柱が形成されなくなる。

この流液柱に空気の塊または気泡が入るとそこから超音
波が反射されてそこから先の検査感度を著しく阻害する
。

また流液中のごみや被検材４の表面から剥離したスケー
ルなどの液体より比重の大きなごみは液体との比重差で
回転による遠心力が働き、これが流体抵抗より大きくな
ると流液柱をさかのぼって探触子３，３′の表面にたい
せきし、やはり気泡と同様に探傷感度に支障を来す。

次にこれらの欠点を改善した本考案の回転型探触子装置
を第２図につき説明する。

回転型探触子ホルダ２１の中心孔２１ ａに開口し、か
つ該孔に軸直角に設けられた複数個（１個以上）のノズ
ル２２．２２’の外端に探触子２３．２３’が取付く。

一方中心孔２１ ａの中には同心に被検材４が外部の機
構により軸方向矢印のように移動する。

また、中心孔２１ ａには流液供給路２５が開口し、そ
の上流には流液分配環２６、流液供給栓ロア（従来の装
置そのままの部品を使用する個所は第１図の番号を踏襲
する）がある。

なお該流液供給栓ロアは固定箱体１０に対して従来装置
と同様な支持方法と関係動作をする流液供給体８に設け
られている。

また回転型探触子ホルダ２１は従来方式と同様に固定箱
体１０に対して軸受１４により回転自在に支持された回
転駆動体９に固定されて共に回転する。

さらに中心孔２１ ａの両端には該孔内径部と被検材４
の外径部との間をシールするためゴムなどの可撓材で作
成されたシールリング３０．３０’が押え板３１．３１
’により回転型探触子ホルダ２１に取付けられる。

一方、ノズル２２ 、２２’の外端部に取付けられた探
触子２３ 、２３’表面の近傍から外部へ流液を放流す
る逃げ孔３２ 、３２’が設けられている。

３３は加工上の都合で生じた流液供給路２５の外端開放
部を塞ぐ盲栓である。

次に本考案の作動につき説明する。

接触媒質である液体は流液供給栓ロアから供給され流液
分配環６、流液供給路２５から被検材４の外径部と中心
孔２１ ａとの間のすきまに達する。

ここで該すきまをシールするシールリング３０ 、３０
’の働きにより一部の流液は外部に漏洩することはあっ
ても、十分な圧力を保持しつつ大部分の流液は各ノズル
２２゜２２′を充填し、探触子２３．２３’と被検材４
との間に流液柱を形成して音響結合層の役目を果し、さ
らに逃げ孔３２．３２’から回転型探触子ホルダ２１の
外部に放流される。

なお、回転型探触子ホルダ２１は高速で回転している上
に中心孔２１ ａ内を被検材４が同心で矢印の方向に移
動するから探触子２３．２３’から発せられる超音波に
より被検材４には探触子の数のヘリカル状の連続的な走
査線を形成して高能率の検査が出来る。

しかも本考案の装置は流液の方向が半径の小さな中心孔
２１ ａ側から半径の大きな探触子２３．２３’側に遠
心力の方向に流れるので流液柱の形成が容易であり、安
定した探傷機能が得られる。

またノズル２２ 、２２’内では遠心力のために流液が
加圧されるので流液供給栓ロアに必要な圧力は中心孔２
１ ａからノズル入口部へ軽く押込むのに十分な圧力が
あればよいので従来装置に比較して供給圧力が著しく軽
減される。

なお圧力保持には漏洩量に優る供給源の流量が必要とな
るが、同じ漏洩すきまに対して所要圧力が小さければ所
要流量も従来装置より少くてよい。

さらにシールリング３０．３０’の働きにより漏洩すき
まが著しく少くなるので供給流量はさらに少くてよいこ
とになる。

また流液柱に混入するスケールなどのごみが探触子表面
に達してもそこに設けられた逃げ孔から流液が常に外部
に放出されているので停滞することなく外部へ放出され
るから探傷感度が低下する恐れはない。

なお本考案の装置は流液供給路２５が基本的には各ノズ
ルへ流入し易い位置に１本あればよいので（流液分配が
不十分であれば複数本になることもある）探触子の数が
多くなる程従来装置に比して回転型探触子ホルダの構造
、加工が簡単となり原価低減に連がる。

以上の説明から明らかなように、この考案の回転型超音
波探触子装置は、流液の供給圧力、供給流量が従来装置
に比して少くてすむので若しこれらの圧力、流量が従来
装置と同じであれば長期にわたり機能低下を来さない。

従って中心孔２１ ａの修復などの整備間隔が延びる。

また探触子表面にたいせきするごみの除去作業の間隔が
延びることと相まって整備間隔は従来装置が１週間柱度
なのに対して著しく延長出来る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転型超音波探触子装置の軸方向の断面
説明図である。 第２図は本考案の回転型超音波探触子装置の一実施例を
示す軸方向の断面説明図である。 １．２１・・・・・・回転型探触子ホルダ、ｌａ、２１
ａ・・・・・・中心孔、２．２’、２２．２２’・・・
・・・ノズル、３．３’、２３．２３’・・・・・・探
触子、４・・・・・・被検材、５．５’、２５・・・・
・・流液供給路、７・・・・・・流液供給栓口、８・・
・・・・流液供給体、９・・・・・・回転駆動体、３０
．３０’・・・・・・シールリング、３２ 、３２’・
・・・・・逃げ孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流液柱を介して探触子より超音波ビームを管、丸棒など
   の円筒状被検材に投射し、かつ被検材を軸方向に移動す
   ると共に探触子を保持する探触子ホルダを回転させる方
   式の回転型超音波探触子装置において、被検材に対しす
   る回転探触子ホルダの内径部両端にシール材を設け、か
   つ該内径部に開口する流液供給路を設けて液体流を供給
   すると共に、同じく該内径部に流入口を持ち、奥に探触
   子を取付けたノズルを設けて液体流を導き、さらに探触
   子ホルダ外に放流させるために該ノズル奥部に流入口を
   有する逃げ孔を具備してなる回転型超音波探触子装置。